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面向语音分离的深层转导式非负矩阵分解并行算法
1
作者
李雨蓉
刘杰
+2 位作者
刘亚林
龚春叶
王勇
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2020年第8期49-55,共7页
非负矩阵分解(Non-negative Matrix Factorization,NMF)能保存语音信号的非负特征,是用于语音分离的重要方法,但该方法存在数据运算复杂、计算量太大的问题,需要研究能减少计算时间的并行计算方法。针对语音分离预训练及分离过程的计算...
非负矩阵分解(Non-negative Matrix Factorization,NMF)能保存语音信号的非负特征,是用于语音分离的重要方法,但该方法存在数据运算复杂、计算量太大的问题,需要研究能减少计算时间的并行计算方法。针对语音分离预训练及分离过程的计算问题,文中提出深层转导式非负矩阵分解并行算法,综合考虑迭代更新过程的数据关联性,设计了一种任务间和任务内多级并行算法。该并行算法在任务级将分解训练语音得到对应基矩阵的过程作为两个独立的任务进行并行计算;在任务内部进程级把矩阵按行列划分,主进程把矩阵块分发到从进程,从进程接收当前矩阵块并计算结果矩阵子块,然后将当前进程矩阵块发送到下一进程,实现第二个矩阵中每一个矩阵块在所有进程的遍历,并计算结果矩阵对应子块的乘积,最后由主进程收集从进程数据块;在线程级子矩阵乘法运算的过程中,采取生成多线程,通过共享内存交换数据计算子矩阵块的加速策略。该算法为首个实现深层转导式非负矩阵分解的并行算法。在天河二号平台上的测试结果表明,在分离多说话人混合语音信号时,相比串行程序,所提出的并行算法能在不改变分离效果的前提下,使得预训练过程中使用64个进程的加速比为18,分离过程使用64个进程的对应加速比为24。相较于串行及MPI模型分离,混合模型分离时间大大缩短,从而证明了设计的并行算法可有效提高语音分离的效率。
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关键词
深层转导式非负
矩阵
分解并行
算法
乘性迭代更新规则
加速
算法
消息传递接口
共享存储并行编程
语音
分离
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职称材料
基于非均匀变分节块法的pin-by-pin计算加速算法研究
被引量：
1
2
作者
张滕飞
吴宏春
+4 位作者
曹良志
李云召
刘晓晶
熊进标
柴翔
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第7期1160-1164,共5页
计算效率是制约pin-by-pin计算工程应用的主要因素之一。本文利用三维扩散的非均匀变分节块法的非均匀节块的描述能力,在不改变原问题栅元均匀化材料分布的前提下,将传统pin-by-pin计算中使用的均匀材料细网剖分方式替代为非均匀材料粗...
计算效率是制约pin-by-pin计算工程应用的主要因素之一。本文利用三维扩散的非均匀变分节块法的非均匀节块的描述能力,在不改变原问题栅元均匀化材料分布的前提下,将传统pin-by-pin计算中使用的均匀材料细网剖分方式替代为非均匀材料粗网剖分方式(粗网加速方法),既能保证pin-by-pin的计算分辨率,又能显著降低红-黑迭代所需的浮点数操作数目,减小内迭代的计算代价。针对外迭代,运用广义矩阵分离加速(GPM)算法和粗网有限差分(CMFD)算法提高源迭代的收敛速度,降低计算时间。数值结果表明,提出的加速算法能在保证计算精度的前提下,有效提高pin-by-pin计算的效率。
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关键词
加速
pin-by-pin计算
非均匀变分节块法
粗网
加速
方法
广义矩阵分离加速算法
粗网有限差分
算法
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职称材料
基于非线性PCA准则的两个盲信号分离算法
被引量：
5
3
作者
高鹰
谢胜利
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2005年第22期24-26,共3页
该文首先基于Oja定义的非线性PCA准则J1(W),利用矩阵广义逆递推得到一种盲信号分离算法,然后对Karhunen给出的非线性PCA加权误差平方和准则J2(W),采用梯度下降算法和线性寻优而得到另一种自适应盲信号分离算法。对这两个分离算法进行了...
该文首先基于Oja定义的非线性PCA准则J1(W),利用矩阵广义逆递推得到一种盲信号分离算法,然后对Karhunen给出的非线性PCA加权误差平方和准则J2(W),采用梯度下降算法和线性寻优而得到另一种自适应盲信号分离算法。对这两个分离算法进行了计算机仿真,仿真结果表明它们的有效性。
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关键词
盲信号
分离
非线性PCA准则
矩阵
广义
逆递推
梯度下降
算法
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职称材料
题名
面向语音分离的深层转导式非负矩阵分解并行算法
1
作者
李雨蓉
刘杰
刘亚林
龚春叶
王勇
机构
国防科技大学并行与分布处理重点实验室
国防科技大学复杂系统软件工程湖南省重点实验室
出处
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2020年第8期49-55,共7页
基金
重点研发计划(2018YFB0204301)。
文摘
非负矩阵分解(Non-negative Matrix Factorization,NMF)能保存语音信号的非负特征,是用于语音分离的重要方法,但该方法存在数据运算复杂、计算量太大的问题,需要研究能减少计算时间的并行计算方法。针对语音分离预训练及分离过程的计算问题,文中提出深层转导式非负矩阵分解并行算法,综合考虑迭代更新过程的数据关联性,设计了一种任务间和任务内多级并行算法。该并行算法在任务级将分解训练语音得到对应基矩阵的过程作为两个独立的任务进行并行计算;在任务内部进程级把矩阵按行列划分,主进程把矩阵块分发到从进程,从进程接收当前矩阵块并计算结果矩阵子块,然后将当前进程矩阵块发送到下一进程,实现第二个矩阵中每一个矩阵块在所有进程的遍历,并计算结果矩阵对应子块的乘积,最后由主进程收集从进程数据块;在线程级子矩阵乘法运算的过程中,采取生成多线程,通过共享内存交换数据计算子矩阵块的加速策略。该算法为首个实现深层转导式非负矩阵分解的并行算法。在天河二号平台上的测试结果表明,在分离多说话人混合语音信号时,相比串行程序,所提出的并行算法能在不改变分离效果的前提下,使得预训练过程中使用64个进程的加速比为18,分离过程使用64个进程的对应加速比为24。相较于串行及MPI模型分离,混合模型分离时间大大缩短,从而证明了设计的并行算法可有效提高语音分离的效率。
关键词
深层转导式非负
矩阵
分解并行
算法
乘性迭代更新规则
加速
算法
消息传递接口
共享存储并行编程
语音
分离
Keywords
Parallel algorithm of deep-transductive non-negative matrix factorization
Acceleration algorithm based on multiplicative update rules
MPI
OpenMP
Speech separation
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
在线阅读
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职称材料
题名
基于非均匀变分节块法的pin-by-pin计算加速算法研究
被引量：
1
2
作者
张滕飞
吴宏春
曹良志
李云召
刘晓晶
熊进标
柴翔
机构
上海交通大学核科学与工程学院
西安交通大学核科学与技术学院
出处
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第7期1160-1164,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(11805122)
文摘
计算效率是制约pin-by-pin计算工程应用的主要因素之一。本文利用三维扩散的非均匀变分节块法的非均匀节块的描述能力,在不改变原问题栅元均匀化材料分布的前提下,将传统pin-by-pin计算中使用的均匀材料细网剖分方式替代为非均匀材料粗网剖分方式(粗网加速方法),既能保证pin-by-pin的计算分辨率,又能显著降低红-黑迭代所需的浮点数操作数目,减小内迭代的计算代价。针对外迭代,运用广义矩阵分离加速(GPM)算法和粗网有限差分(CMFD)算法提高源迭代的收敛速度,降低计算时间。数值结果表明,提出的加速算法能在保证计算精度的前提下,有效提高pin-by-pin计算的效率。
关键词
加速
pin-by-pin计算
非均匀变分节块法
粗网
加速
方法
广义矩阵分离加速算法
粗网有限差分
算法
Keywords
acceleration to pin-by-pin calculation
heterogeneous variational nodal method
coarse node acceleration method
generalized partitioned matrix algorithm
coarse mesh finite difference algorithm
分类号
TL329.2 [核科学技术—核技术及应用]
在线阅读
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职称材料
题名
基于非线性PCA准则的两个盲信号分离算法
被引量：
5
3
作者
高鹰
谢胜利
机构
广州大学计算机科学与技术系
华南理工大学电子与通信工程系
出处
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2005年第22期24-26,共3页
基金
国家自然科学基金(编号:60274006)
国家杰出青年自然科学基金(编号:60325310)
+3 种基金
中国博士后科学基金(编号:2003034062)
广东省教育厅自然科学研究项目
广州市科技计划项目(编号:2004J1-C0323)
广州市属高校科技计划项目(编号:2055)
文摘
该文首先基于Oja定义的非线性PCA准则J1(W),利用矩阵广义逆递推得到一种盲信号分离算法,然后对Karhunen给出的非线性PCA加权误差平方和准则J2(W),采用梯度下降算法和线性寻优而得到另一种自适应盲信号分离算法。对这两个分离算法进行了计算机仿真,仿真结果表明它们的有效性。
关键词
盲信号
分离
非线性PCA准则
矩阵
广义
逆递推
梯度下降
算法
Keywords
blind signal separation,nonlinear PCA cfitefion,recursion of generalized inverse matrix,gradient descent method
分类号
TN911.72 [电子电信—通信与信息系统]
在线阅读
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
面向语音分离的深层转导式非负矩阵分解并行算法
李雨蓉
刘杰
刘亚林
龚春叶
王勇
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2020
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于非均匀变分节块法的pin-by-pin计算加速算法研究
张滕飞
吴宏春
曹良志
李云召
刘晓晶
熊进标
柴翔
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于非线性PCA准则的两个盲信号分离算法
高鹰
谢胜利
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2005
5
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职称材料
已选择
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