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大规模脉冲神经网络动态加载仿真方法

系统仿真学报 2024年

作者：沈嘉玮才大业杨国青吕攀李红浙江大学计算机学院

为发展通用人工智能，类脑计算研究正变得热门，其基础是脉冲神经网络。现有多种脉冲神经网络仿真器用于研究大脑机理和探索类脑计算，但在大规模脉冲神经网络仿真时存在GPU内存需求高的问题。针对此问题本文提出了一种针对大规模脉冲... 详细信息

为发展通用人工智能，类脑计算研究正变得热门，其基础是脉冲神经网络。现有多种脉冲神经网络仿真器用于研究大脑机理和探索类脑计算，但在大规模脉冲神经网络仿真时存在GPU内存需求高的问题。针对此问题本文提出了一种针对大规模脉冲神经网络的动态加载仿真方法，解决了在脉冲神经网络仿真过程中内存不足的问题。该方法通过子网络粒度的数据移动，利用主机内存作为更大的内存池，减少GPU显存对于模型仿真规模的限制，实现在单GPU的计算机进行大规模脉冲神经网络仿真，并使用流水线加速技术减少数据移动对仿真速度的影响。最终实现了在单机GPU的实验环境下仿真百万级别神经元规模的仿真。

关键词：类脑计算脉冲神经网络神经元突触仿真

2021至2023年人工智能领域研究热点分析述评与展望

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计算机研究与发展 2024年第5期61卷 1261-1275页

作者：魏子舒韩越刘思浩张圣宇吴飞浙江大学计算机科学与技术学院杭州310013

在当今数字化和智能化的时代背景下,人工智能(artificial intelligence,AI)已成为科技创新的重要引擎,总结探讨AI研究的最新趋势和未来发展方向具有重要的研究和现实意义.为此,对2021—2023年间在中国计算机学会(CCF)推荐的AI领域CCF-A... 详细信息

在当今数字化和智能化的时代背景下,人工智能(artificial intelligence,AI)已成为科技创新的重要引擎,总结探讨AI研究的最新趋势和未来发展方向具有重要的研究和现实意义.为此,对2021—2023年间在中国计算机学会(CCF)推荐的AI领域CCF-A类国际会议和期刊所发表论文的研究成果进行收集,并在此基础上采用文献计量学的方法论来通过关键词对研究热点进行分析,进行基于高频关键词分析研究热点、基于新增关键词分析研究趋势、基于引用量加权的关键词分析高影响力研究,可以梳理AI研究的主流方向、发现AI主要研究方向的相互联系和交叉融合的特点.此外,对当前研究热点如大语言模型(large language model,LLM)、AI驱动的科学研究(AI for Science)和视觉生成相关论文的关联热点进行分析,可以挖掘技术路径和方法论的演变,展现技术创新背后的科学理论和应用前景,从而进一步揭示AI研究的最新趋势和发展前景.

关键词：人工智能研究热点关键词统计分析数据挖掘

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基于知识编辑的大模型内容生成安全分析

计算机研究与发展 2024年第5期61卷 1143-1155页

作者：王梦如姚云志习泽坤张锦添王鹏徐子文张宁豫浙江大学软件学院杭州315048 浙江大学计算机科学与技术学院杭州310027

大语言模型(large language models,LLMs)虽然取得了显著的成功,但在实际应用中依然面临着安全问题,容易在恶意诱导下生成有毒、有害内容.目前缓解LLMs不安全行为的方法通常需要高昂的数据收集成本以及大量的计算资源.大模型知识编辑可... 详细信息

大语言模型(large language models,LLMs)虽然取得了显著的成功,但在实际应用中依然面临着安全问题,容易在恶意诱导下生成有毒、有害内容.目前缓解LLMs不安全行为的方法通常需要高昂的数据收集成本以及大量的计算资源.大模型知识编辑可以在不重新训练模型的基础上,根据特定的输入精确地改变模型对应的输出,在节约大量资源的条件下约束模型的行为;为优化大模型生成安全内容提供了一个新的可行思路.然而,目前学术界缺乏较为系统和全面的基于知识编辑的大模型内容安全生成分析数据集.具体地说,当前缓解LLMs不安全行为的数据集并未包括所有的不安全场景,且其有毒问题几乎无法绕过对齐后的LLMs安全防线,因此无法缓解对齐后LLMs存在的不安全问题.针对上述问题,设计了新的数据集SafeGen,并提出新的评价体系分析知识编辑在优化LLMs生成安全内容的潜力.大量的实验发现知识编辑可以提高LLMs内部的安全信念,在校正LLMs不安全行为领域展现了广阔的应用前景.但经过知识编辑的LLMs生成文本的流畅性却差强人意,这也表明了这项任务的潜在难度.该工作可以为大模型安全社区提供一些见解.

关键词：大语言模型安全知识编辑内容生成越狱提示防御数据集

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面向多模态模型训练的高效样本检索技术

软件学报 2024年第3期35卷 1125-1139页

作者：唐秀伍赛侯捷陈刚浙江大学软件学院浙江宁波315103 浙江大学计算机科学与技术学院浙江杭州310027

深度学习中,多模态模型的训练通常需要大量高质量不同类型的标注数据,如图像、文本、音频等.然而,获取大规模的多模态标注数据是一项具有挑战性和昂贵的任务.为了解决这一问题,主动学习作为一种有效的学习范式被广泛应用,能够通过有针... 详细信息

深度学习中,多模态模型的训练通常需要大量高质量不同类型的标注数据,如图像、文本、音频等.然而,获取大规模的多模态标注数据是一项具有挑战性和昂贵的任务.为了解决这一问题,主动学习作为一种有效的学习范式被广泛应用,能够通过有针对性地选择最有信息价值的样本进行标注,从而降低标注成本并提高模型性能.现有的主动学习方法往往面临着低效的数据扫描和数据位置调整问题,当索引需要进行大范围的更新时,会带来巨大的维护代价.为解决这些问题,提出了一种面向多模态模型训练的高效样本检索技术So-CBI.该方法通过感知模型训练类间边界点,精确评估样本对模型的价值;设计了半有序的高效样本索引,通过结合数据排序信息和部分有序性,降低了索引维护代价和时间开销.在多组多模态数据集上通过与传统主动学习训练方法实验对比,验证了So-CBI方法在主动学习下的训练样本检索问题上的有效性.

关键词：多模态模型训练主动学习样本检索

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基于条件生成对抗网络的图像翻译综述

计算机辅助设计与图形学学报 2024年第1期36卷 14-32页

作者：屠杭垚王万良陈嘉诚李国庆吴菲浙大城市学院计算机与计算科学学院杭州3100152 浙江大学计算机科学与技术学院杭州3100583 浙江工业大学计算机科学与技术学院杭州310014

图像翻译旨在实现多组不同领域图像间的转换,同时需要约束样本空间与目标空间分布的一致性.文章旨在寻找条件生成对抗网络与图像翻译问题的结合点,首先,介绍了数据集的特点,指出了不同数据集图像翻译难易程度;其次,从数学表达、性质以... 详细信息

图像翻译旨在实现多组不同领域图像间的转换,同时需要约束样本空间与目标空间分布的一致性.文章旨在寻找条件生成对抗网络与图像翻译问题的结合点,首先,介绍了数据集的特点,指出了不同数据集图像翻译难易程度;其次,从数学表达、性质以及目标函数设计方法得出算法实现的不同方式;将现有图像翻译分成3种类别——匹配图像翻译、非匹配图像翻译和多领域图像翻译,并得出不同应用场景所对应的图像翻译类别,即高清任务对应匹配图像翻译,低成本任务对应非匹配图像翻译,多样化任务对应多领域图像翻译;将图像质量评价方法分为主观图像质量评价与客观图像质量评价,并分析客观图像质量评价中全参考图像与无参考图像质量评价的适用范围;最后,总结条件生成对抗网络在图像翻译中的进展,并分析算法后指出了模式崩塌,模型可解释性和少样本等未来所需解决的问题.

关键词：条件生成对抗网络图像翻译生成模型图像质量评价

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面向复杂光照的舞台演员检测

计算机辅助设计与图形学学报 2024年第4期36卷 565-574页

作者：赵国庆董天阳童程凯沈冰雁浙江工业大学计算机学院杭州310014

复杂舞台场景存在多个光源产生的偏色和光照不均匀问题,严重影响了演员检测的精度.针对上述问题,提出一种基于伪多模态融合的演员检测方法.首先随机选取一种光照处理方法构建增强图像,与原图像构成伪多模态图像对;然后在增强图像中以演... 详细信息

复杂舞台场景存在多个光源产生的偏色和光照不均匀问题,严重影响了演员检测的精度.针对上述问题,提出一种基于伪多模态融合的演员检测方法.首先随机选取一种光照处理方法构建增强图像,与原图像构成伪多模态图像对;然后在增强图像中以演员关键点建立候选集合,从集合中随机选取部分关键点所在的区域构建增强补丁集合,并将补丁替换到原始图像中进行训练;最后在传统特征金字塔网络的基础上借鉴Transformer编码器的构建形式,利用视觉注意力模块构建视觉注意力编码器,强化多尺度特征的交互逻辑.在自建4543幅包含舞台演员的图像数据集上与3个模型进行组合,舞台演员检测的均值平均精度分别提升0.4%~2.9%,表明所提方法能够较好地降低偏色和不均匀光照的影响.

关键词：目标检测光照处理行人检测数据增强特征金字塔网络

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蜡染产品数智设计技术研究热点与发展趋势

丝绸 2024年第7期61卷 1-13页

作者：罗仕鉴张泷予田馨吕健浙江大学计算机科学与技术学院杭州310027

蜡染作为国家级非物质文化遗产,因其独特的艺术性和审美价值在产品设计领域受到广泛关注和应用。随着科技的快速发展,设计生成方式不断演变,数智技术在设计中的应用愈发普及。然而,当前关于蜡染产品数智设计的研究进展和未来发展趋势尚... 详细信息

蜡染作为国家级非物质文化遗产,因其独特的艺术性和审美价值在产品设计领域受到广泛关注和应用。随着科技的快速发展,设计生成方式不断演变,数智技术在设计中的应用愈发普及。然而,当前关于蜡染产品数智设计的研究进展和未来发展趋势尚未有全面、系统的梳理。文章以文献计量分析方法为知识基础,借助VOSviewer软件对国内外相关文献进行了系统回顾及深入分析。同时,对蜡染产品数智设计进行了内涵解读,主要从文化符号提取与语义表征、基于规则的设计生成与推理、蜡染纹理与布料染色特征模拟、蜡染图案风格迁移4个研究维度开展探讨,并聚焦于其中关键技术的发展现状与趋势。通过研究旨在为蜡染产品数智设计领域建立关键技术体系,推动传统蜡染工艺的现代化转型和创新发展。

关键词：蜡染传统手工艺数智设计 VOSviewer 文献计量

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深度指导的无监督领域自适应语义分割

计算机辅助设计与图形学学报 2024年第1期36卷 133-141页

作者：卢加文史金龙诸皓伟孙蕴瀚成志刚江苏科技大学计算机学院镇江2120002 南京大学计算机软件新技术国家重点实验室南京210046 浙江大学软件学院杭州310058

为了提高语义分割精度,解决模型在不同数据域上泛化性差的问题,提出基于深度信息的无监督领域自适应语义分割方法.首先,深度感知自适应框架通过捕捉深度信息和语义信息的内在联系,减小不同域之间的差异;然后,设计了一个轻量级深度估计... 详细信息

为了提高语义分割精度,解决模型在不同数据域上泛化性差的问题,提出基于深度信息的无监督领域自适应语义分割方法.首先,深度感知自适应框架通过捕捉深度信息和语义信息的内在联系,减小不同域之间的差异;然后,设计了一个轻量级深度估计网络来提供深度信息,通过跨任务交互策略融合深度和语义信息,并在深度感知空间对齐源域和目标域的分布差距;最后,提出基于深度信息的域内自适应策略弥合目标域内部的分布差异,将目标域分为子源域和子目标域,并缩小子源域和子目标域分布差距.实验结果表明,所提方法在SYNTHIA-2-Cityscapes和SYNTHIA-2-Mapillary跨域任务上的平均交并比分别为46.7%和73.3%,与同类方法相比,该方法在语义分割和深度估计精度上均有显著提升.

关键词：无监督领域自适应语义分割多任务学习深度估计

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群智创新设计研究现状与进展

计算机集成制造系统 2024年第2期30卷 407-423页

作者：罗仕鉴张德寅邵文逸沈诚仪郭和睿卢杨钟方旭浙江大学工业设计系浙江杭州310027 浙江大学计算机辅助设计与图形学国家重点实验室浙江杭州310027

人工智能时代下,群智创新设计是将创新设计同下一代互联网、人工智能、大数据、区块链等新兴数字技术结合,来解决社会复杂设计问题的综合创新手段。从计算机科学、设计学和社会学的角度出发,通过文献调研的方式,探讨了不同创新阶段的代... 详细信息

人工智能时代下,群智创新设计是将创新设计同下一代互联网、人工智能、大数据、区块链等新兴数字技术结合,来解决社会复杂设计问题的综合创新手段。从计算机科学、设计学和社会学的角度出发,通过文献调研的方式,探讨了不同创新阶段的代表性研究、社会创新范式的衍变和群体智慧的发展;分析了群智创新设计的研究现状,系统地提出群智创新设计的体系内容,包括本体—行为—价值三层次理论模型、群智创新主体、群智创新环节、关键技术及研究范围。最后,针对群智计算与群智创新设计的融合发展路径,提出群智创新设计未来的发展趋势。研究对推动人工智能时代下创新设计的发展具有重要意义。

关键词：创新设计群智创新群体智能设计知识