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机器学习辅助微架构功耗建模和设计空间探索综述

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计算机研究与发展 2024年第6期61卷 1351-1369页

作者：翟建旺凌梓超白晨赵康余备北京邮电大学集成电路学院北京100876 北京邮电大学计算机学院北京100876 香港中文大学计算机科学与工程系中国香港999077

微架构设计是处理器开发的关键阶段,处在整个设计流程的上游,直接影响性能、功耗、成本等核心设计指标.在过去的数十年中,新的微架构设计方案,结合半导体制造工艺的进步,使得新一代处理器能够实现更高的性能和更低的功耗、成本.然而,随... 详细信息

微架构设计是处理器开发的关键阶段,处在整个设计流程的上游,直接影响性能、功耗、成本等核心设计指标.在过去的数十年中,新的微架构设计方案,结合半导体制造工艺的进步,使得新一代处理器能够实现更高的性能和更低的功耗、成本.然而,随着集成电路发展至“后摩尔时代”,半导体工艺演进所带来的红利愈发有限,功耗问题已成为高能效处理器设计的主要挑战.与此同时,现代处理器的架构愈发复杂、设计空间愈发庞大,设计人员期望进行快速精确的指标权衡以获得更理想的微架构设计.此外,现有的层层分解的设计流程极为漫长耗时,已经难以实现全局能效最优.因此,如何在微架构设计阶段进行精确高效的前瞻性功耗估计和探索优化成为关键问题.为了应对这些挑战,机器学习技术被引入到微架构设计流程中,为处理器的微架构建模和优化提供了高质量方案.首先介绍了处理器的主要设计流程、微架构设计及其面临的挑战,然后阐述了机器学习辅助集成电路设计,重点在于使用机器学习技术辅助微架构功耗建模和设计空间探索的研究进展,最后进行总结展望.

关键词：处理器设计自动化微架构设计功耗建模设计空间探索机器学习

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基于触觉阵列感知的机器人稳定抓取判别方法

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 136-143页

作者：李彤阎宇航安静陈钢北京邮电大学现代邮政学院(自动化学院) 北京100876

针对传统的单点压力传感器获取的接触力无法完备反映机器人的抓取接触状态,难以实现准确的机器人抓取状态判别的问题,基于触觉阵列传感器的多点感知特性,提出一种高效高准确率的机器人稳定抓取判别方法.首先,采集机器人抓取属性各异物... 详细信息

针对传统的单点压力传感器获取的接触力无法完备反映机器人的抓取接触状态,难以实现准确的机器人抓取状态判别的问题,基于触觉阵列传感器的多点感知特性,提出一种高效高准确率的机器人稳定抓取判别方法.首先,采集机器人抓取属性各异物体时的接触分布力信息,建立分布力与触觉图像的映射,构建机器人抓取触觉图像数据集;基于多层感知机框架建立机器人抓取状态判别模型,实现机器人抓取状态的分类.然后,通过训练并对多层感知机在不同模型层数与节点数下的模型性能进行优选,得到抓取状态判别模型的最优参数,进而与多种基于学习的抓取判别算法进行对比.结果表明:所提出的抓取状态判别方法具有99.74%的判别准确率,平均耗时为2.3 ms,在判别精度和速度上均优于基线算法;通过实物抓取实验,该方法的判别准确率达到94%,充分证明其对数据集外物体的稳定抓取判别具有较强的鲁棒性.

关键词：机器人抓取抓取状态判别触觉阵列传感器多层感知机触觉图像

基于CenterNet的多教师联合知识蒸馏

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系统工程与电子技术 2024年第4期46卷 1174-1184页

作者：刘绍华杜康佘春东杨傲北京邮电大学电子工程学院北京100080

介绍了一种基于轻量化CenterNet的多教师联合知识蒸馏方案。所提方案能有效解决模型轻量化带来的性能恶化问题,可以显著缩小教师模型和学生模型之间的性能差距。将大规模复杂模型作为教师模型,指导训练轻量化学生模型。相比于模型的传... 详细信息

介绍了一种基于轻量化CenterNet的多教师联合知识蒸馏方案。所提方案能有效解决模型轻量化带来的性能恶化问题,可以显著缩小教师模型和学生模型之间的性能差距。将大规模复杂模型作为教师模型,指导训练轻量化学生模型。相比于模型的传统训练方案,使用所提知识蒸馏训练方案可以在相同的训练轮数后使轻量化模型达到更优的检测性能。主要贡献是提出了适用于CenterNet目标检测网络的新型知识蒸馏训练方案——多教师联合知识蒸馏。在后续实验中,进一步引入了蒸馏注意力机制,从而优化了多教师联合知识蒸馏的训练效果。在VOC2007数据集(Visual Object Classes 2007 Dataset)上,以MobileNetV2轻量化网络作为主干网络为例,相较于传统的CenterNet(主干网络为ResNet50),所提方案在参数量指标上压缩了74.7%,推理速度提升了70.5%,在平均精度上只有1.99的降低,取得了更好的“性能-速度”平衡。实验证明,同样经过100轮训练,使用多教师联合知识蒸馏训练方案的轻量化模型相较于普通训练方案,平均精度提升了11.30。

关键词：轻量化知识蒸馏注意力机制联合训练

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面向全息视频通信的自适应分块传输方法

电子学报 2024年第4期52卷 1144-1154页

作者：朱原玮黄亚坤乔秀全北京邮电大学网络与交换技术全国重点实验室北京100876

基于分治和按需传输思想的分块传输技术是解决三维全息视频流传输的有效手段.然而,现有的分块方案要么缺乏自适应机制,要么不适用于移动实时通信场景.为此,本文提出了VVSTiler(Volumetric Video Streaming Tiling selector),一种面向全... 详细信息

基于分治和按需传输思想的分块传输技术是解决三维全息视频流传输的有效手段.然而,现有的分块方案要么缺乏自适应机制,要么不适用于移动实时通信场景.为此,本文提出了VVSTiler(Volumetric Video Streaming Tiling selector),一种面向全息视频通信的自适应分块传输方法,能够在动态且有限的计算和带宽资源下最大化视频的观感质量.具体而言,本文对不同粒度的分块方案带来的影响进行了初步研究,发现细粒度的分块方案可提高动态网络资源的利用率,粗粒度的分块方案可保证视频编解码效率和鲁棒性.基于此,本文构建了考虑预测视口、可用计算资源以及网络带宽等上下文信息的视频观感质量优化问题,并设计了一个高效的求解方案以支持在线的分块粒度决策.本文在8iVFB(8i Voxelized Full Bodies)标准数据集上将VVSTiler与当前主流的分块传输方法进行了比较.实验结果表明,VVSTiler在有偏差的视口预测情况下实现了高达60.4%的视频观感质量提升,在较准确的视口预测情况下平均每帧视频节省了27%的带宽资源.

关键词：全息视频通信体积视频流点云视频自适应分块视口预测视频观感质量

数据剩余控制权的规范表达——个人信息权益的反思与重塑

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社会科学辑刊 2024年第3期 120-129页

作者：崔聪聪北京邮电大学法律系

以完全控制为中心的个人信息权益,对数字经济发展构成了制度性的约束。为满足数据高速流通复用的需要,法律应当弱化数据主体对个人信息的控制力度。数据主体的利益是一种基于数据处理产生的防御性利益,数据主体的权利应当由完全控制转... 详细信息

以完全控制为中心的个人信息权益,对数字经济发展构成了制度性的约束。为满足数据高速流通复用的需要,法律应当弱化数据主体对个人信息的控制力度。数据主体的利益是一种基于数据处理产生的防御性利益,数据主体的权利应当由完全控制转化为对数据处理风险进行防御、对数据进行剩余控制的工具性权利。对数据剩余控制权的构建是数字时代数据权利范式的重大变革,回应了平衡产业发展与数据安全这一重大实践命题,其适用范围包括可识别个人信息主体的个人数据、匿名化数据与数据产品。当数据处理违反数据品质原则、最小必要原则和安全保障原则时,个人信息主体可以行使数据剩余控制权,以防止违法处理数据或者数据处理者怠于履行安全保障义务所引发的风险。

关键词：完全控制感受性关系防御性利益工具性权利剩余控制

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个人信息的内生安全机制及其实现

东方法学 2024年第1期 96-107页

作者：崔聪聪北京邮电大学法律系

个人信息处理的技术性、隐蔽性,使自上而下的“命令式”监管范式失效。数字时代,个人信息治理的重点是防止个人信息处理者滥用数据权力威胁国家安全、盘剥和操控个体。为有效控制数据权力这一风险源,国家应当督促个人信息处理者建立健... 详细信息

个人信息处理的技术性、隐蔽性,使自上而下的“命令式”监管范式失效。数字时代,个人信息治理的重点是防止个人信息处理者滥用数据权力威胁国家安全、盘剥和操控个体。为有效控制数据权力这一风险源,国家应当督促个人信息处理者建立健全涵盖制度保障、组织程序保障的个人信息内生安全机制。通过监管激活个人信息处理者内部的自我规制机制,增强其内部的组织控制和行为规范化程度,消减个人信息处理的负外部性,实现个人信息处理的正和博弈。通过监管督促个人信息处理者强化内部治理机制,严格落实个人信息保护影响评估制度,遵从“三同步”要求将个人信息保护法规定的各项义务嵌入产品“代码”中,防控个人信息处理过程中妨害个人自主性、减损人格尊严的风险。

关键词：个人信息处理内生安全负外部性正和博弈自我规制数据权力

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边缘辅助实时应用中信息年龄感知的任务调度

通信学报 2024年第6期45卷 144-159页

作者：王红艳孙其博马骁周傲王尚广北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876

针对无线设备资源受限导致状态提取滞后难以满足实时应用对信息新鲜度需求的问题,考虑到边缘节点处理容量的有限性,提出了一种联合考虑信息新鲜度与调度实时性的调度方法。该方法首先利用队列的系统时间和信息年龄分别刻画任务在计算之... 详细信息

针对无线设备资源受限导致状态提取滞后难以满足实时应用对信息新鲜度需求的问题,考虑到边缘节点处理容量的有限性,提出了一种联合考虑信息新鲜度与调度实时性的调度方法。该方法首先利用队列的系统时间和信息年龄分别刻画任务在计算之前的时延和计算之后的信息新鲜度,同时给每个卸载任务合理的截止期限,来保证任务进入计算过程之前的有效性。然后,采用最小处理速率约束方法对任务调度过程中的处理速率进行约束,保证任务调度的实时性。最后,基于Lyapunov优化技术实现优化长期任务调度决策的目的。仿真结果表明,所提方法在调度实时性和系统信息新鲜度方面均具有较好的性能。

关键词：边缘计算信息年龄任务调度截止期限 Lyapunov优化

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前言

计算机研究与发展 2024年第8期61卷 1863-1864页

作者：梁吉业石川徐童山西大学北京邮电大学中国科学技术大学

近年来,由于图结构的强大建模能力,用机器学习方法分析图数据的研究越来越受到重视.图机器学习是一类基于机器学习的图数据处理方法.特别是,将经典卷积神经网络模型拓展到具有非欧特性的图数据而产生的图神经网络具有强大的结构和特征... 详细信息

近年来,由于图结构的强大建模能力,用机器学习方法分析图数据的研究越来越受到重视.图机器学习是一类基于机器学习的图数据处理方法.特别是,将经典卷积神经网络模型拓展到具有非欧特性的图数据而产生的图神经网络具有强大的结构和特征融合学习能力,已成为国际研究热点,是人工智能发展的前沿技术.图机器学习不局限于处理图数据,广泛应用于计算机视觉、自然语言处理、网络安全和药物发现等领域.

关键词：机器学习自然语言处理计算机视觉网络安全人工智能图数据神经网络数据处理方法

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低快拍下混合信号DOA快速估计算法

系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 722-728页

作者：姚震杨闯纪晓东北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876

实时定位移动设备在电子对抗系统中至关重要,其性能主要取决于波达角(direction of arrival,DOA)的估计速度。低快拍是快速DOA估计的先决条件。目前基于稀疏重构算法的DOA估计具有适应低快拍的优势,但估计精度受限于初始观测矩阵,且估... 详细信息

实时定位移动设备在电子对抗系统中至关重要,其性能主要取决于波达角(direction of arrival,DOA)的估计速度。低快拍是快速DOA估计的先决条件。目前基于稀疏重构算法的DOA估计具有适应低快拍的优势,但估计精度受限于初始观测矩阵,且估计速度受限于观测矩阵高维度的多次迭代。为此,提出一种空间差分矩阵和稀疏重构耦合的低快拍下高精度快速估计算法。首先利用空间差分矩阵消除非相干信号和噪声对相干信号估计结果的影响,提升初始观测矩阵的准确度;然后对完备字典做前后空间平滑处理,克服高维度信号处理复杂难题,实现快速估计;最后分别估计非相干信号和相干信号。仿真验证结果表明,相比稀疏重构方法,所提方案初值敏感度显著降低,在保障精度相当甚至小幅度提升的前提下,运行时间复杂度降低50%以上。

关键词：波达角估计稀疏重构空间差分混合信号空间平滑