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量子均值估计算法研究进展

电子科技大学学报 2024年第4期53卷 605-610页

作者：冯世光高诚伸李绿周中山大学计算机学院广州510006

随机变量的均值估计问题一直是经典数据分析中研究的热点,均值估计算法的目的是通过对随机变量尽可能少地采样从而获得尽可能准确的均值估计值。量子计算作为一项革命性的技术,在一些问题上具有超越经典计算的优势。量子算法在均值估计... 详细信息

随机变量的均值估计问题一直是经典数据分析中研究的热点,均值估计算法的目的是通过对随机变量尽可能少地采样从而获得尽可能准确的均值估计值。量子计算作为一项革命性的技术,在一些问题上具有超越经典计算的优势。量子算法在均值估计问题上相对于经典算法具有平方加速,展现了量子计算的优越性。该文系统梳理了量子均值估计算法的发展历程,详细介绍了各阶段的算法流程及其优缺点,并对其主要应用场景进行了展示,最后讨论了量子均值估计算法的潜在发展方向。

关键词：随机变量均值估计量子算法 Grover算法

一种车载端为主的城市路网当前与未来速度查询方法

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电子与信息学报 2024年第09期46卷 3722-3730页

作者：韩京宇王彦之陈进晏鑫鑫张怡婷南京邮电大学计算机学院

城市智能交通管理中经常查询路段的当前和未来交通速度，该文提出一种车载边缘为主(VED)的城市路段速度查询和预测方法：车载端在速度低于一定阈值时，与其它车载端交换收集到的数据，并在本地构建轻量级的当前和历史速度索引，以支持... 详细信息

城市智能交通管理中经常查询路段的当前和未来交通速度，该文提出一种车载边缘为主(VED)的城市路段速度查询和预测方法：车载端在速度低于一定阈值时，与其它车载端交换收集到的数据，并在本地构建轻量级的当前和历史速度索引，以支持当前速度查询。为了用尽可能少的模型支持速度预测，提出根据路段拓扑同构将路网划分成若干路段等价类，根据周期性时窗和路段等价类将整个时空划分成若干模型等价类，同一个模型等价类的路段在给定时窗呈现相似的交通运行模式。针对每个模型等价类，车载端和数据中心配合进行联邦学习，训练长短期记忆模型(LSTMs)并存储在车载端，以响应车载端对附近未来交通状况的查询。每个车载端本地索引数据、本地响应查询，避免了查询响应延迟和通信拥塞；数据保存在车载端，而非集中存放，避免了安全攻击导致的隐私泄漏。

关键词：智能交通查询预测索引联邦学习

基于深度学习的二维人体姿态估计:现状及展望

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计算机学报 2024年第1期47卷 231-250页

作者：李佳宁王东凯张史梁北京大学计算机学院北京100871

二维人体姿态估计旨在从摄像机拍摄的图像中识别并定位每个行人的人体关键点.作为行人分析和理解领域的基础任务之一,人体姿态估计能够为多个下游任务和应用提供支持.近年来,随着深度学习技术的进步,人体姿态估计的研究迎来快速发展.基... 详细信息

二维人体姿态估计旨在从摄像机拍摄的图像中识别并定位每个行人的人体关键点.作为行人分析和理解领域的基础任务之一,人体姿态估计能够为多个下游任务和应用提供支持.近年来,随着深度学习技术的进步,人体姿态估计的研究迎来快速发展.基于图像包含的行人数量,人体姿态估计可以分为单人姿态估计和多人姿态估计两大类.本文首先介绍人体姿态估计的研究背景、问题定义、任务难点以及当前方法中的关键点表示方法.在此基础上,本文进一步总结和介绍了具有代表性的单人姿态估计和多人姿态估计方法.单人姿态估计方法包括回归法和检测法,主要关注于网络结构设计、热力图编解码、多任务学习等.对于多人姿态估计,本文分别介绍了基于热力图预测的方法和基于向量场回归的方法.随后,本文总结了当前常用的代表性数据集和性能度量方法,总结了代表性方法在几个常用数据集上的性能,对它们的预测错误的场景进行了详细分析和对比.最终,本文分析了现有二维人体姿态估计算法仍未有效解决的难题,对未来研究进行了展望.

关键词：单人姿态估计多人姿态估计深度学习自顶向下自底向上向量场回归

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面向遥感图像目标感知的群目标检测框架

遥感学报 2024年第7期28卷 1802-1811页

作者：张鸿伟金磊邹学超方宇强尹璐赵健兴军亮北京邮电大学电子工程学院北京100876 青海大学计算机技术与应用学院西宁810016 航天工程大学研究生院北京101416 北京遥感信息研究所北京100192 北方电子设备研究所北京100071 清华大学计算机学院北京100084

光学遥感是航天侦察和地质勘测中的常用技术,拍摄得到的可见光图像能够提供非常丰富的信息,在目标监视、态势预判等方面都具有重要应用。近年来以轮船、飞机等物体检测为代表的光学遥感图像目标感知取得了显著进展,但对于目标尺度变化大... 详细信息

光学遥感是航天侦察和地质勘测中的常用技术,拍摄得到的可见光图像能够提供非常丰富的信息,在目标监视、态势预判等方面都具有重要应用。近年来以轮船、飞机等物体检测为代表的光学遥感图像目标感知取得了显著进展,但对于目标尺度变化大,目标数量多而小的遥感图像目标感知场景中还存在巨大技术挑战,也就是在当前的光学遥感图像目标感知场景存在很多目标小并且多目标集中的情况,容易导致误检和漏检。为了解决现有遥感图像目标检测算法不同目标独立检测的内在低效性,本文提出了一种新的检测框架,即群目标检测,以期通过检测群目标的状态信息来缓解单一目标感知信息不足、可靠性差等问题,进而得到更为可靠的多目标检测结果。本文首先对群目标的概念进行定义,然后基于该定义提出了一种群目标自动化标注方案,在公开数据集上对原有标签进行分析,无需任何手动标注,就能得到含有群目标标注的注释信息。基于群目标自动化标注,本文提出了群目标检测算法,即在检测群目标的同时,利用群目标的空间约束提升单一目标检测结果。实验证明,与近年来的遥感图像检测算法相比,本文提出的群目标检测在最热门的大型遥感目标检测数据集DOTA上验证时,性能最佳。

关键词：遥感图像目标检测边界框群目标自动化标注 DOTA 目标感知多目标

非完美信息博弈综述:对抗求解方法与对比分析

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计算机学报 2024年第9期47卷 2211-2246页

作者：余超刘宗凯胡超豪黄凯奇张俊格中山大学计算机学院中国科学院自动化研究所智能系统与工程研究中心

当前,人工智能成为经济发展的新引擎,是新一轮产业变革的核心驱动力.结合人工智能与博弈论形成的新兴研究领域“博弈智能”吸引了越来越多学者的研究兴趣,并在现实生活中得到了广泛应用.作为一类典型的博弈智能,非完美信息博弈通过建模... 详细信息

当前,人工智能成为经济发展的新引擎,是新一轮产业变革的核心驱动力.结合人工智能与博弈论形成的新兴研究领域“博弈智能”吸引了越来越多学者的研究兴趣,并在现实生活中得到了广泛应用.作为一类典型的博弈智能,非完美信息博弈通过建模多智能体在私有信息下的博弈行为,能够刻画相较完美信息博弈更广泛的决策过程,在现实世界中具有广泛应用,例如金融贸易、商业谈判、军事对抗等.近年来,非完美信息博弈求解研究取得了突破性进展,涌现出以遗憾最小化(Regret Minimization)和最佳响应(Best Response)为核心技术的两大类离线求解方法.前者通过反省智能体过往决策以使自身策略向均衡点改进,成功解决了以德州扑克为代表的经典非完美信息博弈.后者通过特定应对方式针对对手决策以使自身策略向均衡点改进,在例如星际争霸、DOTA等大型实时战略游戏AI训练中发挥着关键作用.此外,一系列在线求解方法能够进一步实时优化离线算法求解所得的蓝图策略,使其在实时对局中得到进一步改进,成为求解非完美信息博弈的关键技术.本文将从非完美信息博弈的概念和特点切入,全面介绍这三类方法的基本原理、发展脉络和改进技巧,深入对比不同方法间的优缺点并展望未来研究方向.希望通过对非完美信息博弈求解这一研究领域的全方位细致梳理,能够进一步推动博弈智能技术向前发展,为迈向通用人工智能赋能.

关键词：非完美信息博弈遗憾最小化最佳响应在线求解强化学习

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一种模拟绝热量子计算的适应度地形探索算法

电子学报 2024年第4期52卷 1330-1336页

作者：杨国松王鹏尹鑫钰中国科学院成都计算机应用研究所四川成都610299 西南民族大学计算机科学与工程学院四川成都610225 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京101408

将优化问题抽象成目标函数后,目标函数和启发式优化算法的匹配程度决定了优化求解的效率.为反映目标函数的优化特征并指导优化算法及其参数的选择,本文模拟绝热量子计算中的多基态演化,提出了一种适应度地形探索算法.根据基态波函数倾... 详细信息

将优化问题抽象成目标函数后,目标函数和启发式优化算法的匹配程度决定了优化求解的效率.为反映目标函数的优化特征并指导优化算法及其参数的选择,本文模拟绝热量子计算中的多基态演化,提出了一种适应度地形探索算法.根据基态波函数倾向于向势能较小处收敛且收敛程度受量子效应强度影响的特性,用目标函数编码势能场后算法引入了一个量子效应递减的多基态演化过程,用其持续收敛的基态波函数簇反映目标函数的适应度地形.根据量子路径积分,算法由尺度递减的扩散蒙特卡罗(diffusion Monte Carlo,DMC)实现.实验表明算法综合直观地反映了适应度地形的众多特征,所得信息能直接指导后续优化,其计算模式和启发式优化相似,无需引入其他计算,这为适应度地形研究引入了新的视角.

关键词：适应度地形启发式优化绝热量子计算浸渐量子计算基态演化扩散蒙特卡罗量子退火

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高温合金短电弧辅助铣削表面完整性演化研究

机械工程学报 2024年第9期60卷 434-444页

作者：王湃白翌帆赵文祥张毅博刘志兵北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京计算机技术及应用研究所北京100854 北京动力机械研究所北京100074

短电弧铣削加工技术因低加工应力、低成本、高加工效率而被应用在镍基高温合金加工中。针对短电弧辅助精密铣削加工表面完整性演化规律不明的问题,利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线谱(EDS)等检测手段分析了重铸层的组织特性,开... 详细信息

短电弧铣削加工技术因低加工应力、低成本、高加工效率而被应用在镍基高温合金加工中。针对短电弧辅助精密铣削加工表面完整性演化规律不明的问题,利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线谱(EDS)等检测手段分析了重铸层的组织特性,开展正交铣削试验研究了精密铣削工艺参数对表面完整性的影响规律以及重铸层导致的铣削表面差异,探究了短电弧辅助精密铣削表面强化机制。结果表明,高温合金晶体在高温下破坏重组导致其组织变化形成重铸层,硬度降低34%,脆性增强;相同参数下短电弧辅助铣削表面表现出更高的粗糙度值(Ra=0.76μm)、更高的表面硬化率(47.8%)与更大的残余拉应力值(沿进给方向(X向)为241.5 MPa,垂直进给方向(Y向)为78 MPa)。加工表面硬化的主要机制是位错强化,通过引入核心平均取向差参数建立的显微硬度预测模型进一步拓展了表面完整性与晶体学特征的关系。

关键词：短电弧重铸层表面完整性显微硬度表面强化

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基于骨骼的人体行为识别方法研究综述

计算机辅助设计与图形学学报 2024年第2期36卷 173-194页

作者：黄倩崔静雯李畅河海大学计算机与信息学院南京211100

人体行为识别在视频理解中发挥了重要作用.近年来,基于骨骼的行为识别方法因其对复杂环境的干扰更具鲁棒性而受到广泛关注.文中共整理了102种基于骨骼的人体行为识别方法,并在9个公开数据集上对其进行了对比分析.按照特征学习方式的不同... 详细信息

人体行为识别在视频理解中发挥了重要作用.近年来,基于骨骼的行为识别方法因其对复杂环境的干扰更具鲁棒性而受到广泛关注.文中共整理了102种基于骨骼的人体行为识别方法,并在9个公开数据集上对其进行了对比分析.按照特征学习方式的不同,分别介绍了基于手工特征的方法和基于深度学习的方法.其中,基于手工特征的方法按特征描述符的不同分为几何描述符、动力学描述符、统计描述符3个子类;基于深度学习的方法按网络主体的不同分为循环神经网络、卷积神经网络、图卷积网络、Transformer和混合网络5个子类.通过以上分析,不仅阐述了基于骨骼的行为识别方法的发展历程,还剖析了现有方法存在的泛化能力不强、计算成本高等局限.最后,从网络结构设计、相似动作区分、领域数据集拓展、多人交互等方面对未来研究方向进行了展望.

关键词：计算机视觉行为识别骨骼数据手工特征深度学习神经网络

无人机辅助MEC车辆任务卸载与功率控制近端策略优化算法

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电子与信息学报 2024年第6期46卷 2361-2371页

作者：谭国平易文雄周思源胡鹤轩河海大学计算机与信息学院南京211100

无人机(UAVs)辅助移动边缘计算(MEC)架构是灵活处理车载计算密集、时延敏感型任务的有效模式。但是,如何在处理任务时延与能耗之间达到最佳均衡,一直是此类车联网应用中长期存在的挑战性问题。为了解决该问题,该文基于无人机辅助移动边... 详细信息

无人机(UAVs)辅助移动边缘计算(MEC)架构是灵活处理车载计算密集、时延敏感型任务的有效模式。但是,如何在处理任务时延与能耗之间达到最佳均衡,一直是此类车联网应用中长期存在的挑战性问题。为了解决该问题,该文基于无人机辅助移动边缘计算架构,考虑无线信道时变特性及车辆高移动性等动态变化特征,构建出基于非正交多址(NOMA)的车载任务卸载与功率控制优化问题模型,然后将该问题建模成马尔可夫决策过程,并提出一种基于近端策略优化(PPO)的分布式深度强化学习算法,使得车辆只需根据自身获取局部信息,自主决策任务卸载量及相关发射功率,从而达到时延与能耗的最佳均衡性能。仿真结果表明,与现有方法相比较,本文所提任务卸载与功率控制近端策略优化方案不仅能够显著获得更优的时延与能耗性能,所提方案平均系统代价性能提升至少13%以上,而且提供一种性能均衡优化方法,能够通过调节用户偏好权重因子,达到系统时延与能耗水平之间的最佳均衡。

关键词：无人机辅助计算移动边缘计算近端策略优化深度强化学习功率控制和任务卸载