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基于JEC-FDTD等效循环神经网络的电磁建模和等离子体参数反演

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电波科学学报 2024年第3期39卷 552-560页

作者：覃一澜马嘉禹付海洋徐丰复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室上海200438

磁化等离子体中的电磁波传播是重要的研究课题,针对特定场景下的电磁等离子耦合问题,进行有效且准确的方程建模与参数求解具有极强的研究价值和挑战性,这是探究电磁波与等离子体复杂非线性相互作用机制的关键。文中设计了一种可用于电... 详细信息

磁化等离子体中的电磁波传播是重要的研究课题,针对特定场景下的电磁等离子耦合问题,进行有效且准确的方程建模与参数求解具有极强的研究价值和挑战性,这是探究电磁波与等离子体复杂非线性相互作用机制的关键。文中设计了一种可用于电磁等离子体正逆向建模的循环神经网络(recurrent neural network,RNN),该网络正向传播过程等价于任意磁倾角情况下的电流密度卷积时域有限差分(current density convolution finite-difference time-domain,JEC-FDTD)方法,因此可以求解给定的电磁建模问题,并易于大规模并行计算。通过构建前向可微模拟过程,JEC-FDTD方法可以使用自动微分技术准确且高效地计算梯度,然后通过训练网络来解决反问题。因此,该方法可以有效利用观测到的时域散射场信号反演重要的等离子体参数。JEC-FDTD方法和RNN相结合,形成了较强的协同效应,使得模型具有可解释性和高效的计算效率,受益于深度学习提供的优化策略和专用硬件支持,可以适用于不同仿真场景下的电磁建模和等离子体参数反演。

关键词：电流密度卷积时域有限差分(JEC-FDTD)方法磁化等离子体循环神经网络(RNN) 物理启发的机器学习算法参数反演

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面向算力互联的快速光交换技术研究(特邀)

光通信研究 2024年第5期 47-54页

作者：尹林王富王小龙郭文魁宗一宸北京邮电大学信息光子学与光通信全国重点实验室北京100876 齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省计算中心(国家超级计算济南中心)算力互联网与信息安全教育部重点实验室济南250014 山东省计算机网络重点实验室山东省基础科学研究中心(计算机科学) 济南250014

随着大模型等人工智能(AI)技术的发展,以及“东数西算”等国家重大工程的深入推进,智算中心(AIDC)和算力网络(CPNs)的内部网络互联成为光网络发展的重要目标。相较于传统面向数据的信息互联,AIDC和CPNs对传输的时延、吞吐量和确定性具... 详细信息

随着大模型等人工智能(AI)技术的发展,以及“东数西算”等国家重大工程的深入推进,智算中心(AIDC)和算力网络(CPNs)的内部网络互联成为光网络发展的重要目标。相较于传统面向数据的信息互联,AIDC和CPNs对传输的时延、吞吐量和确定性具有更高的需求。一方面,AIDC内部需要实现高密度和低时延的数据处理和计算资源调度,以满足大规模实时训练和推理;另一方面,AIDC之间互联要求高带宽、低时延和高可靠性的数据传输及资源共享,以支持跨中心的数据协同和灾备恢复。因此,算力互联(CPI)网络需要光交换技术来支撑AIDC内部传送网络的高效数据传送和AIDC之间的带宽快速调度。构建面向CPI的光交换技术将服务于CPI需求,为算力服务提供高效、确定和安全的数据交互管道。文章从网络架构、数据交换和应用场景等方面对光交换技术进行了分析。

关键词：智算中心算力互联光交换

金属表面偏振双向反射分布函数建模与逆向绘制

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光学学报 2024年

作者：缪裕培陈佳盈张小杰蔡泽伟刘晓利射频异质异构集成全国重点实验室(深圳大学) 深圳市智能光测与感知重点实验室光电子器件与系统教育部重点实验室

偏振双向反射分布函数（pBRDF）提供了一种精确描述光与物质表面相互作用时偏振散射特性的有力工具，可实现物体高度逼真的绘制与三维建模。目前，尚缺少能够全面描述金属表面混合偏振特性的pBRDF模型和基于pBRDF模型实现金属的逆向重... 详细信息

偏振双向反射分布函数（pBRDF）提供了一种精确描述光与物质表面相互作用时偏振散射特性的有力工具，可实现物体高度逼真的绘制与三维建模。目前，尚缺少能够全面描述金属表面混合偏振特性的pBRDF模型和基于pBRDF模型实现金属的逆向重建和绘制的相关研究。本文提出了一种联合镜面反射和互反射的pBRDF模型。在该模型中，镜面反射分量基于金属的微面元理论和复折射率进行建模，互反射分量则通过引入相位穆勒矩阵近似，解决遮挡和阴影损失而产生的部分光能量缺失问题。并基于该金属pBRDF模型发展了一种逆向绘制方法，首先利用多视角图像获得物体初始三维信息，然后通过构建最小化损失函数对金属偏振SVBRDF和法线联合优化，使用筛选泊松重建更新点云，多次迭代最终计算恢复金属的三维、法线和偏振SVBRDF信息。实验结果表明所提的模型和绘制方法可以精确地表征金属的偏振反射特性和有效绘制。

关键词：偏振双向反射分布函数金属穆勒矩阵逆向绘制

一种跨模态光学信息交互和模板动态更新的RGBT目标跟踪方法

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光学学报 2024年第7期44卷 101-115页

作者：陈建明李定鲣曾祥津任振波邸江磊秦玉文通感融合光子技术教育部重点实验室广东省信息光子技术重点实验室广东工业大学信息工程学院先进光子技术研究院广东广州510006 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082 光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室陕西省信息光子技术重点实验室西北工业大学物理科学与技术学院陕西西安710129

提出一种跨模态光学信息交互和模板动态更新的可见光和热红外(RGBT)跟踪方法,选取能够在跟踪速度和精度上取得平衡的Siamese跟踪器作为基本框架,并设计特征交互模块以重构不同模态的信息比例和增强模态间信息交流。在此基础上,基于无锚... 详细信息

提出一种跨模态光学信息交互和模板动态更新的可见光和热红外(RGBT)跟踪方法,选取能够在跟踪速度和精度上取得平衡的Siamese跟踪器作为基本框架,并设计特征交互模块以重构不同模态的信息比例和增强模态间信息交流。在此基础上,基于无锚框的思想构建预测网络,以提升跟踪器的灵活性和通用性,同时提出一种模板动态更新的策略,通过动态更新跟踪模板增强模型对变化目标的适应能力。在GTOT等3个基准数据集上的对比实验表明,所提方法可显著提升跟踪器在复杂环境下的目标跟踪性能。

关键词：机器视觉计算机视觉目标跟踪孪生网络模板更新

基于多模板提示调优和知识增强的事件因果关系识别方法

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中文信息学报 2024年第9期38卷 48-57页

作者：张虎李壮壮王宇杰李茹山西大学计算机与信息技术学院山西太原030006 山西大学计算智能与中文信息处理教育部重点实验室山西太原030006

事件因果关系识别(Event Causality Identification,ECI)是自然语言处理领域的一项重要研究任务,旨在识别文本中事件之间的因果关系。现有方法大都基于微调范式,不能较好发挥预训练语言模型的作用,难以有效捕获隐式因果关系识别的线索... 详细信息

事件因果关系识别(Event Causality Identification,ECI)是自然语言处理领域的一项重要研究任务,旨在识别文本中事件之间的因果关系。现有方法大都基于微调范式,不能较好发挥预训练语言模型的作用,难以有效捕获隐式因果关系识别的线索。为此,该文提出了一种基于多模板提示调优和知识增强的事件因果关系识别方法。针对ECI任务设计独特的总提示模板,对显式和隐式事件因果关系分别设计不同的种子提示模板,集成训练所有提示模板,形成适应于ECI任务的提示调优方式。通过引入ConceptNet、Oxford Dictionaries等外部知识库,丰富事件的解释性知识和事件之间的关系性知识,将不同的知识融入提示模板,强化隐式因果关系线索。在EventStoryLine和Causal-TimeBank两个广泛使用的数据集上的实验结果表明,该文方法性能优于现有方法。

关键词：事件因果关系识别知识增强提示调优因果关系

基于函数调用指令特征分析的固件指令集架构识别方法

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计算机科学 2024年第6期51卷 423-433页

作者：贾凡尹小康盖贤哲蔡瑞杰刘胜利信息工程大学网络空间安全教育部重点实验室郑州450001

不同的固件常采用不同的指令集架构,固件指令集架构的识别是对嵌入式固件进行逆向分析和漏洞挖掘的基础。现有研究和相关工具在针对特定类型的嵌入式设备固件指令集架构识别时存在识别正确率低、误报率高的情况。针对上述问题,提出了一... 详细信息

不同的固件常采用不同的指令集架构,固件指令集架构的识别是对嵌入式固件进行逆向分析和漏洞挖掘的基础。现有研究和相关工具在针对特定类型的嵌入式设备固件指令集架构识别时存在识别正确率低、误报率高的情况。针对上述问题,提出了一种基于函数调用指令特征分析的固件指令集架构识别方法,通过同时利用指令中操作码和操作数所包含的信息识别目标固件中的函数调用指令,将其作为关键特征实现对不同指令集架构的分类,并基于该方法开发了原型系统EDFIR(Embedded Device Firmware Instruction set Recognizer)。实验结果表明,相比IDAPro,Ghidra,Radare2,Binwalk以及ISAdetect这些当前应用最广泛和最新的工作,该方法具有更高的识别正确率、更低的误报率并具备更强的抗干扰能力,其对1000个真实设备固件的识别正确率高达97.9%,比目前识别效果最好的ISAdetect提升了42.5%。此外,相关实验还证明,即使将分析规模缩小至完整固件的1/50,所提方法仍能保持95.31%的识别正确率,具有良好的识别性能。

关键词：指令集架构分类技术逆向分析技术嵌入式设备安全静态分析技术

面向多源数据的多区域尺度协同高分遥感图像语义分割

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小型微型计算机系统 2024年

作者：林易丰陈光剑陈浩翁谦林嘉雯福州大学福建省网络计算与智能信息处理重点实验室福州大学空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福州大学计算机与大数据学院福建省地质测绘院

在高分遥感图像语义分割中，为解决如何有效融合光谱信息与高程信息以分割相似光谱的不同地物的问题和通过捕获长距离依赖信息来提升局部地物识别精度，本文提出一种面向多源数据的多区域尺度协同语义分割方法。该方法包括：一种不等长... 详细信息

在高分遥感图像语义分割中，为解决如何有效融合光谱信息与高程信息以分割相似光谱的不同地物的问题和通过捕获长距离依赖信息来提升局部地物识别精度，本文提出一种面向多源数据的多区域尺度协同语义分割方法。该方法包括：一种不等长的多分支语义分割网络，以有效提取多源特征，充分利用多源数据之间的互补信息；一个轻量级的协同注意力特征融合模块，用于在特征融合阶段有效地融合多分支特征；一种多区域尺度协同的数据增强方法，引导网络捕获长距离依赖信息。在ISPRS提供的公开数据集 Vaihingen和Potsdam上的实验结果表明，与同类型主流方法对比，本文提出的方法具有更优的分割性能，且得到的地物细节信息更加完整，参数量也更小。

关键词：语义分割高分遥感图像数字表面模型多源数据融合协同注意力

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设备端基于深度学习的智能家居服务推荐框架

计算机应用研究 2024年第2期41卷 533-539页

作者：陈佳雯黄志明蔡泽卓陈星福州大学计算机与大数据学院福州350116 空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福州350002 福建省网络计算与智能信息处理重点实验室(福州大学) 福州350116 北京理工大学计算机学院北京100081

随着智能家居的普及,用户期望通过自然语言指令实现智能设备的控制,并希望获得个性化的智能家居服务。然而,现有的挑战包括智能设备的互操作性和对用户环境的全面理解。针对上述问题,提出一个支持设备端用户智能家居服务推荐个性化的框... 详细信息

随着智能家居的普及,用户期望通过自然语言指令实现智能设备的控制,并希望获得个性化的智能家居服务。然而,现有的挑战包括智能设备的互操作性和对用户环境的全面理解。针对上述问题,提出一个支持设备端用户智能家居服务推荐个性化的框架。首先,构建智能家居的运行时知识图谱,用于反映特定智能家居中的上下文信息,并生成用例场景语句;其次,利用预先收集的通用场景下,用户的自然语言指令和对应的用例场景语句训练出通用推荐模型;最后,用户在设备端以自然语言管理智能家居设备和服务,并通过反馈微调通用模型的权重得到个人模型。在基本指令集、复述集、场景指令集三个数据集上的实验表明,用户的个人模型相比于词嵌入方法的准确率提升了6.5%~30%,与Sentence-BERT模型相比准确率提升了2.4%~25%,验证了设备端基于深度学习的智能家居服务框架具有较高的服务推荐准确率,能够有效地管理智能家居设备和服务。

关键词：物联网知识图谱智能家居自然语言处理相似度计算

CARINA:一种高效的解决IoT互操作性的应用层协议转换方案

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计算机科学 2024年第2期51卷 278-285页

作者：王丽娜赖坤豪杨康武汉大学国家网络安全学院空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉430000

为了解决物联网设备众多、协议众多,以及协议架构和应用场景不同引发的物联网设备互操作性问题,针对应用层使用广泛的HTTP等4种协议,提出了一种基于协议包解析和关键方法映射的高效可扩展的应用层协议转换方案。考虑到4种协议的基础架... 详细信息

为了解决物联网设备众多、协议众多,以及协议架构和应用场景不同引发的物联网设备互操作性问题,针对应用层使用广泛的HTTP等4种协议,提出了一种基于协议包解析和关键方法映射的高效可扩展的应用层协议转换方案。考虑到4种协议的基础架构、消息格式、通信模式以及应用场景具有较大差异,该方案通过对协议原始数据包进行解析和关键信息提取,然后统一以键值对的形式进行信息存储,解决了不同协议信息存储的统一性问题。通过构造关键方法映射表,将不同协议的方法进行映射,实现了不同协议之间的互联。实验结果表明,基于所提方案实现的协议转换系统能很好地完成4种协议之间的消息转换。相比同类型的Ponte方法,在相同实验条件下,所提方案的转换速度都优于Ponte,甚至在某些情况下表现出了将近10倍的速度差距,同时支持多出一倍的转换类型。实验结果验证了所提方法在可扩展性和转换时间等效率方面相比同类型的协议转换算法具有显著提升。

关键词：物联网应用层协议协议转换互操作性