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基于改进H-AC算法的冷源系统节能优化控制策略 被引量:1
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作者 周璇 莫浩华 闫军威 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期21-31,共11页
中央空调冷源设备台数与运行参数的优化是一类离散与连续变量的协同优化问题,而经典强化学习算法难以优化此类问题。为此,该文提出了一种结合选项-评论者与演员-评论者框架的中央空调冷源系统节能优化控制策略。首先,采用分层演员-评论... 中央空调冷源设备台数与运行参数的优化是一类离散与连续变量的协同优化问题,而经典强化学习算法难以优化此类问题。为此,该文提出了一种结合选项-评论者与演员-评论者框架的中央空调冷源系统节能优化控制策略。首先,采用分层演员-评论者(H-AC)算法分层优化设备台数与运行参数,且高层和底层模型共用Q网络评估状态价值,以解决多时间尺度下的优化难题;然后,在智能体架构、策略与网络更新方式等方面对H-AC算法进行改进,以加速智能体的收敛;最后,以夏热冬暖地区某科研办公建筑中央空调冷源系统为研究对象,基于冷源系统TRNSYS仿真平台进行实验。结果表明:在平均室内舒适时间占比分别增加14.08、11.23、29.70、9.07个百分比的前提下,基于改进H-AC算法的系统能耗分别比其他4种常规深度强化学习算法减少了32.28%、28.55%、28.63%、11.53%;虽然基于改进H-AC算法的系统能耗比基于选项-评论者框架的算法增加了0.27%,但获得了更平稳的学习过程且平均室内舒适时间占比增加了4.8个百分点。该文算法可为各类建筑中央空调冷源系统节能优化提供有效的技术手段,助力建筑“双碳”目标的实现。 展开更多
关键词 冷源系统 TRNSYS仿真平台 深度分层强化学习 选项-评论者框架 协同优化
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脉冲神经网络基准测试及类脑训练框架性能评估
2
作者 胡汪鑫 成英超 +2 位作者 何玉林 黄哲学 蔡占川 《应用科学学报》 北大核心 2025年第1期169-182,共14页
随着脉冲神经网络(spiking neural network,SNN)研究需求的不断增长,开源类脑训练框架也迅速发展。然而,目前缺乏针对这些框架的系统性选择指南。为了解决该问题,提出了一种基于图像分类任务的SNN基准测试方法。本文为两种SNN训练方法,... 随着脉冲神经网络(spiking neural network,SNN)研究需求的不断增长,开源类脑训练框架也迅速发展。然而,目前缺乏针对这些框架的系统性选择指南。为了解决该问题,提出了一种基于图像分类任务的SNN基准测试方法。本文为两种SNN训练方法,即直接替代梯度反向传播训练方法以及从人工神经网络(artificial neural network,ANN)到SNN的转换训练方法分别设计了卷积神经网络和全连接深度神经网络模型,并使用MNIST、FashionMNIST和CIFAR-10基准图像数据集,以训练时间和分类准确率为评估指标,比较了不同类脑训练框架的性能差异。研究结果表明,在SNN直接训练中,类脑训练框架SpikingJelly在训练时间和分类准确率方面均表现优异;而在ANN到SNN的转换训练中,Lava框架实现了最高的分类准确率。 展开更多
关键词 深度学习 脉冲神经网络 类脑训练框架 基准测试 图像分类
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面向加密恶意流量检测模型的堆叠集成对抗防御方法
3
作者 陈瑞龙 胡涛 +3 位作者 卜佑军 伊鹏 胡先君 乔伟 《计算机应用》 北大核心 2025年第3期864-871,共8页
当前,基于深度学习的流量分类模型已广泛应用于加密恶意流量分类,然而深度学习模型所面临的对抗样本攻击问题严重影响了这些模型的检测精度和可用性。因此,提出一种面向加密恶意流量检测模型的堆叠集成对抗防御方法D-SE(Detector-Stacki... 当前,基于深度学习的流量分类模型已广泛应用于加密恶意流量分类,然而深度学习模型所面临的对抗样本攻击问题严重影响了这些模型的检测精度和可用性。因此,提出一种面向加密恶意流量检测模型的堆叠集成对抗防御方法D-SE(Detector-Stacking Ensemble)。D-SE采用堆叠集成学习框架,分为对抗防御层和决策层。对抗防御层用于检测潜在的对抗攻击流量样本,在该层中包括由残差网络(ResNet)、CNN-LSTM、ViT(Vision Transformer)这3种分类器以及多层感知机组成的对抗攻击检测器,多层感知机根据分类器预测概率的分布检测是否发生对抗攻击。为提高检测器的对抗样本检测效果,对检测器进行对抗训练。在决策层中设计一种基于投票和权重机制的联合决策模块,并通过择多判决机制和高权重者优先机制避免最终预测结果过度依赖部分分类器。在USTC-TFC2016数据集上对D-SE进行测试的结果表明:在非对抗环境下,D-SE的准确率达到96%以上;在白盒攻击环境下,D-SE的准确率达到89%以上。可见,D-SE具有一定的对抗防御能力。 展开更多
关键词 恶意流量分类 深度学习 对抗攻击 防御机制 堆叠集成学习框架
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基于综合指标的深度学习框架评测方法
4
作者 白玲玲 赵珊 《计算机应用》 北大核心 2025年第S1期10-18,共9页
在人工智能技术体系中,深度学习框架具有关键地位,它们承担了算法封装、数据管理和计算资源利用的核心任务。然而,由于深度学习领域的应用场景、数据集、模型、工具集、库、系统和平台的多样性以及硬件和软件的复杂性,选择和评估一个合... 在人工智能技术体系中,深度学习框架具有关键地位,它们承担了算法封装、数据管理和计算资源利用的核心任务。然而,由于深度学习领域的应用场景、数据集、模型、工具集、库、系统和平台的多样性以及硬件和软件的复杂性,选择和评估一个合适的深度学习框架变得非常困难。针对这一挑战,提出一种基于综合指标的深度学习框架评测方法。该方法涵盖生态建设、易用性、性能和可靠性等多个维度,优化和扩展现有的评测指标,从而提升评测方法的全面性与客观性。此外,引入量化评测标准来优化实验设计和结果分析流程,从而增强评测结果的科学性与可比性。实际案例的结果表明,所提方法在不同的应用场景下展现了良好的适用性,为框架选择提供了量化依据。 展开更多
关键词 深度学习框架 评测方法 多样性 复杂性 综合指标
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基于策略—估值—好奇心框架强化学习的机器人轨迹规划
5
作者 贾路宽 谢劼欣 +3 位作者 岳校田 邓飞 朱德良 郭士杰 《计算机应用与软件》 北大核心 2025年第3期268-273,共6页
现有基于深度强化学习(DRL)的机器人轨迹规划方法通常效率低下,且容易陷入局部最优解。为解决上述问题,设计了一种好奇心网络,并基于此提出了策略—估值—好奇心框架(A-C-C),A-C-C使智能体以更接近人类的方式处理问题,更关注探索的过程... 现有基于深度强化学习(DRL)的机器人轨迹规划方法通常效率低下,且容易陷入局部最优解。为解决上述问题,设计了一种好奇心网络,并基于此提出了策略—估值—好奇心框架(A-C-C),A-C-C使智能体以更接近人类的方式处理问题,更关注探索的过程而不是结果。通过加强对未知区域的探索,A-C-C框架能够有效地提高DRL方法的学习效率并避免局部最优解。实验结果表明,A-C-C框架可以与不同的奖励函数结合,使得探索效率加快43.6%~101.2%,同时可以使得收敛均值提高4.8%~6.4%。 展开更多
关键词 深度强化学习 机器人轨迹规划 优化框架
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生成式深度学习在目标导向分子设计中的应用进展
6
作者 王纪峰 汪莹 《中国材料进展》 北大核心 2025年第5期424-435,450,共13页
分子设计作为化学与材料科学中的一项核心任务,面临着在庞大的化学空间中高效筛选并开发具备特定功能的分子的问题,传统方法在效率和探索性方面存在明显局限。近年来,生成式深度学习的兴起为分子设计提供了自动化与智能化的新路径。综... 分子设计作为化学与材料科学中的一项核心任务,面临着在庞大的化学空间中高效筛选并开发具备特定功能的分子的问题,传统方法在效率和探索性方面存在明显局限。近年来,生成式深度学习的兴起为分子设计提供了自动化与智能化的新路径。综述了生成式深度学习在分子设计中的应用进展,首先对不同分子表示方法(如SMILES、分子图和三维结构表示)进行比较,分析了各自的优缺点。随后,综合评估了3种主流生成式模型:生成对抗网络(GAN)、变分自动编码器(VAE)和去噪扩散概率模型(DDPM),并探讨了生成式模型在目标导向分子设计中的应用,重点分析不同模型在分子生成质量与性质优化方面的差异。最后,基于现有技术的研究进展,提出了未来生成式模型在分子设计领域的研究方向。 展开更多
关键词 分子生成 生成式深度学习 生成对抗网络 变分自动编码器 去噪扩散概率模型 模型性能评估框架 分子表示
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智能物探技术的过去、现在与未来 被引量:4
7
作者 杨午阳 魏新建 李海山 《岩性油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期170-188,共19页
通过梳理国内外人工智能技术在地球物理勘探(物探)领域中的发展历程、主要研究进展以及发展方向,总结了智能物探的优势和面临的难题,并提出了解决方案。研究结果表明:(1)物探技术在人工智能发展的第2次浪潮中开始与人工智能技术相结合,... 通过梳理国内外人工智能技术在地球物理勘探(物探)领域中的发展历程、主要研究进展以及发展方向,总结了智能物探的优势和面临的难题,并提出了解决方案。研究结果表明:(1)物探技术在人工智能发展的第2次浪潮中开始与人工智能技术相结合,得益于物探领域数据量的指数级增长、硬件算力的高速发展以及不断出现的新深度学习框架,智能物探技术从早期的机器学习发展为目前的深度学习,在地震资料处理、解释等方面的应用中取得了大量研究成果。(2)目前智能物探技术被广泛应用于标签集的构建、去噪、断裂检测、层位与层序解释、地震相分类和异常体检测、岩性识别与油气藏开发、地震反演成像等方面,大幅提高了工作效率,降低了工作成本,克服了人工交互操作和人工经验的主观性和不可靠性,助力打破传统物探技术瓶颈。(3)智能物探技术的发展面临着缺少公开的标签数据集、缺少解决地球物理领域问题的智能化框架及尚未形成适用于地球物理领域共享的智能化开发平台等难题,可以从解决数据基础、构建智能平台、开展网络架构基础性研究及与应用场景结合等方面着手解决;此外,智能物探技术的发展方向还包含智能地震成像方法研究,储层成像方法研究,油气大数据挖掘、智能风险评估与智能决策以及超算软件装备研发等方面。 展开更多
关键词 智能物探 大数据 人工智能 机器学习 深度学习 标签数据集 深度学习框架 智能处理与解释 地震资料
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SOSNet:一种非对称编码器-解码器结构的非小细胞肺癌CT图像分割模型 被引量:9
8
作者 谢娟英 张凯云 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期824-837,共14页
非小细胞肺癌严重损害人类健康,早期非小细胞肺癌CT(Computed Tomography)图像中的肿瘤结节体积小,不易发现,极易造成漏诊和误诊.为了精确分割非小细胞肺癌CT图像中的小体积肿瘤结节,本文提出SOSNet(Small Object Segmentation Networks... 非小细胞肺癌严重损害人类健康,早期非小细胞肺癌CT(Computed Tomography)图像中的肿瘤结节体积小,不易发现,极易造成漏诊和误诊.为了精确分割非小细胞肺癌CT图像中的小体积肿瘤结节,本文提出SOSNet(Small Object Segmentation Networks)自动分割模型,利用ResNet(Residual Network)基础层和空洞卷积构造非对称编码器-解码器结构作为分割主网络,利用轴向取反注意力模块ARA(Axial Reverse Attention)逐步擦除背景中对分割有影响的结构,再使用结构细化模块SR(Structure Refinement)对主网络输出的粗略特征图进行结构细化,从而实现非小细胞肺癌肿瘤结节分割.在非小细胞肺癌公开数据集的实验测试表明,本文提出的小目标自动分割模型SOSNet可以有效分割出非小细胞肺癌CT图像中的小体积肿瘤结节,其mDice(mean-Dice)、mIoU(mean Intersection over Union)、Sensitivity、F1、Specificity、平均绝对误差MAE(Mean Absolute Error)均优于当前最先进的小目标分割模型CaraNet(Context Axial Reverse Attention Network). 展开更多
关键词 小目标分割 非小细胞肺癌 非对称编码器-解码器 结构细化 轴向取反注意力 CT图像 深度学习 卷积
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强化学习引导模型生成的深度学习框架漏洞挖掘
9
作者 潘丽敏 刘力源 +1 位作者 罗森林 张钊 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期521-529,共9页
现有基于应用模型挖掘漏洞的方法随机生成模型的结构信息,容易造成大量低质测试用例的生成,严重影响漏洞挖掘的效率和效果.针对该问题提出了一种强化学习引导模型生成的深度学习框架漏洞挖掘方法.提取模型运行时的框架状态信息,包括Soft... 现有基于应用模型挖掘漏洞的方法随机生成模型的结构信息,容易造成大量低质测试用例的生成,严重影响漏洞挖掘的效率和效果.针对该问题提出了一种强化学习引导模型生成的深度学习框架漏洞挖掘方法.提取模型运行时的框架状态信息,包括Softmax距离、程序执行结果等,再将框架运行状态信息作为奖励变量指导模型结构与超参数的生成,进而提升测试用例的生成质量与效率.实验结果表明,在生成测试用例数量相同的条件下该方法能够发现更多深度学习框架的漏洞,实用价值高. 展开更多
关键词 深度学习框架 漏洞挖掘 生成模型 强化学习
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基于权参数优化的并行深度学习光伏功率预测 被引量:8
10
作者 董坤 冉鹏 +4 位作者 刘旭 樊钦洋 李政 曾庆华 李伟起 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期91-98,共8页
针对不同应用场景下光伏数据波动模式差异较大时,现有的光伏发电功率预测模型存在精度及适应性不足的问题,提出了一种具有权参数自适应性的并行深度学习光伏发电功率预测框架。该框架包含2种可以并行预测的深度学习算法单元(Attention-S... 针对不同应用场景下光伏数据波动模式差异较大时,现有的光伏发电功率预测模型存在精度及适应性不足的问题,提出了一种具有权参数自适应性的并行深度学习光伏发电功率预测框架。该框架包含2种可以并行预测的深度学习算法单元(Attention-Seq2Seq单元、Transformer单元)以及一个权参数自适应优化单元。基于所提出的并行深度学习框架,对光伏发电功率进行预测,并分别与Attention-Seq2Seq、Transformer模型的预测结果进行了对比验证。结果表明:基于权参数优化的并行深度学习光伏功率预测框架弥补了不同数据波动模式下单一算法预测精度和适应性不足的问题,也可以有效解决时间序列预测中的长距离依赖问题,较单一算法预测精度更高,其平均绝对误差和均方根误差在夏季典型日最大降幅分别是41.18%和45.59%,在冬季典型日最大降幅分别是81.13%和82.86%。 展开更多
关键词 光伏发电功率预测 权参数优化 并行深度学习框架 量子粒子群
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深度学习框架测试研究综述 被引量:3
11
作者 马祥跃 杜晓婷 +3 位作者 采青 郑阳 胡崝 郑征 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期3752-3784,共33页
随着大数据和计算能力的快速发展,深度学习技术取得巨大突破,并迅速成为一个具有众多实际应用场景和活跃研究课题的领域.为了满足日益增长的深度学习任务开发需求,深度学习框架应运而生.深度学习框架作为连接应用场景和硬件平台的中间部... 随着大数据和计算能力的快速发展,深度学习技术取得巨大突破,并迅速成为一个具有众多实际应用场景和活跃研究课题的领域.为了满足日益增长的深度学习任务开发需求,深度学习框架应运而生.深度学习框架作为连接应用场景和硬件平台的中间部件,向上支撑深度学习应用的开发,帮助用户快速构造不同的深度神经网络模型,向下深度适配各类计算硬件,满足不同算力架构和环境下的计算需求.作为人工智能领域的关键基础软件,深度学习框架中一旦存在问题,即使是一个只有几行代码的缺陷都可能导致在其基础上构造的模型发生大规模失效,严重威胁深度学习系统安全.作为以深度学习框架测试为主题的研究性综述,首先对深度学习框架发展历程和基本架构进行介绍;其次,通过对55篇与深度学习框架测试研究直接相关的学术论文进行梳理,对深度学习框架缺陷特性、测试关键技术和基于不同测试输入形式的测试方法这3个方面进行系统分析和总结;针对不同测试输入形式的特点,重点探究如何结合测试关键技术来解决研究问题;最后对深度学习框架测试尚未解决的难点问题进行总结以及对未来值得探索的研究方向进行展望.可以为深度学习框架测试研究领域的相关人员提供参考和帮助,推动深度学习框架的不断发展成熟. 展开更多
关键词 深度学习框架 测试 缺陷 实证研究
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利用深度学习预报美国东北部日降水分布 被引量:2
12
作者 张弛 陈国兴 杨洪涛 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期55-64,共10页
现阶段降水预报主要依靠数值天气预报模式。但受物理参数化、计算资源等因素的影响,基于数值模式的降水预报还存在非常大的不确定性。近年来,深度学习在天气预报领域显示出巨大优势和潜力。本文通过构建神经网络预报美国东北部日降水分... 现阶段降水预报主要依靠数值天气预报模式。但受物理参数化、计算资源等因素的影响,基于数值模式的降水预报还存在非常大的不确定性。近年来,深度学习在天气预报领域显示出巨大优势和潜力。本文通过构建神经网络预报美国东北部日降水分布,探讨神经网络模型基于低分辨率气象场(ERA-Interim, 0.7°)预报高分辨率降水(CPC,0.25°)的能力,并比较3种主流网络框架(VGG,ResNet, GoogleNet)在该任务中的表现。结果表明,3种网络框架都对美国东北部日降水分布具有一定的预报能力(VGG框架表现最优),但三者的均方根误差(RMSE)均高于ERA-Interim 24-h(ERA24)的降水预报。3种神经网络的集合预报结果优于ERA24预报,且这三者与ERA24预报结果的集合平均能够显著提高ERA24对不同季节、不同强度降水的预报。 展开更多
关键词 降水预报 深度学习 神经网络框架 模式评估 美国东北部
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面向深度学习应用的组件式开发框架的设计实现 被引量:1
13
作者 刘祥 华蓓 +1 位作者 林飞 魏宏原 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2024年第2期526-535,共10页
针对目前深度学习应用缺少有效的开发与部署工具的问题,提出一个面向深度学习应用的组件式开发框架。所提框架根据应用的资源消耗类型进行功能拆分,使用评测引导的资源分配方案进行瓶颈消除,使用分步装箱方案兼顾高CPU利用率和低显存开... 针对目前深度学习应用缺少有效的开发与部署工具的问题,提出一个面向深度学习应用的组件式开发框架。所提框架根据应用的资源消耗类型进行功能拆分,使用评测引导的资源分配方案进行瓶颈消除,使用分步装箱方案兼顾高CPU利用率和低显存开销的功能放置。基于此框架开发的实时车牌号检测应用,在吞吐优先模式下GPU利用率达到82%,在延迟优先模式下平均应用延迟达到0.73 s,在三种模式下(吞吐优先模式、延迟优先模式以及吞吐/延迟的均衡模式)下,CPU平均利用率达到68.8%。实验结果表明,基于此框架能够进行硬件吞吐与应用延迟的平衡型配置,在吞吐优先模式下高效利用平台的计算资源,在延迟优先模式下满足应用的低延迟需求。相较于MediaPipe,使用本框架能够进行超实时的多人姿态估计应用开发,应用的检测帧率最高提升了1077%。实验结果表明,所提框架能够作为CPU-GPU异构服务器上面向深度学习应用开发部署的有效解决方案。 展开更多
关键词 深度学习应用 开发框架 基于组件的开发 流水线部署 CPU-GPU异构
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智能时代深度学习教学法的核心要义与行动框架 被引量:5
14
作者 杨南昌 梁慧芳 《电化教育研究》 CSSCI 北大核心 2024年第5期5-12,共8页
智能时代的教学范式面临从“消费模式”向“生成模式”转型的挑战。促进教学范式成功转型的关键在于深度学习方式的变革,并通过重构深度学习教学法实现“化知识为素养”。在考察国际典型深度学习项目的基础上,归结出深度学习教学法的七... 智能时代的教学范式面临从“消费模式”向“生成模式”转型的挑战。促进教学范式成功转型的关键在于深度学习方式的变革,并通过重构深度学习教学法实现“化知识为素养”。在考察国际典型深度学习项目的基础上,归结出深度学习教学法的七大关键特征以及从理解世界、参与世界到改变世界进阶转换的设计要义,并构建了“课堂—学校”系统联动变革课堂的行动框架。深度学习没有固定模式,而现实教学情境又复杂多元。研究认为,为一线教师提供一种由“核心要义+行动框架”组成的、更具情境指导力量的“解释性教学法框架”,将更有助于他们超越具体教学模式的应用局限,有效推动深度学习的实践落地,并更有可能创建更多富有成效且个性多彩的深度学习课堂。 展开更多
关键词 智能时代 深度学习教学法 范式转型 核心要义 行动框架
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数字教材赋能深度学习:作用机理、应用框架及实证研究 被引量:4
15
作者 李若琪 王伟 +2 位作者 张伟 尚建新 解月光 《电化教育研究》 CSSCI 北大核心 2024年第12期121-128,共8页
在数字化转型背景下,利用数字教材促进学习者深度学习,既是教育教学改革的有益探索,也是培养现代化强国所需人才的重要举措。研究基于对深度学习内涵和数字教材功能的深入分析,以三元交互理论和认知图示理论为指导,探析数字教材赋能深... 在数字化转型背景下,利用数字教材促进学习者深度学习,既是教育教学改革的有益探索,也是培养现代化强国所需人才的重要举措。研究基于对深度学习内涵和数字教材功能的深入分析,以三元交互理论和认知图示理论为指导,探析数字教材赋能深度学习的作用机理,提出了包括“觉知、调和、归纳、迁移及监控调节”五个环节的数字教材赋能深度学习应用框架及策略,并采用准实验研究法开展实证研究。研究结果表明:学习者对数字教材的价值感知度较高,实验班深度学习能力的整体水平、八种关键能力及思维结构相较于前测均有显著提升,实验班和对照班的深度学习关键能力发展水平存在差异。 展开更多
关键词 深度学习 数字教材 三元交互 认知图示 作用机理 应用框架
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基于强化学习的机器人自主探索与物体感知算法
16
作者 吴关 夏熙 +1 位作者 曹合智 刘利刚 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期1852-1862,共11页
针对如何在未知室内场景的探索中高效感知物体的问题,提出一种机器人自主探索与物体感知算法.利用深度强化学习让机器人通过与环境交互的方式学会利用场景的布局规律和语义信息获得更加高效、高质量的探索策略.算法使用模块化的方式解... 针对如何在未知室内场景的探索中高效感知物体的问题,提出一种机器人自主探索与物体感知算法.利用深度强化学习让机器人通过与环境交互的方式学会利用场景的布局规律和语义信息获得更加高效、高质量的探索策略.算法使用模块化的方式解决强化学习训练困难的问题,分为同时定位与地图构建模块、全局探索模块、路径规划模块和局部探索模块.首先同时定位与地图构建模块根据传感器所得数据构建地图;然后全局探索模块根据当前地图决策长期目标点,规划机器人将要探索的区域;接着路径规划模块根据机器人当前位置和长期目标点规划行进路径;最后局部探索模块基于机器人周围的局部地图信息规划每一步行进时传感器的朝向并更新地图.在Habitat仿真环境中与SC和ANS这2种先进算法在Gibson和Matterport3D公开数据集上进行实验的结果表明,所提算法在小、中、大和超大场景中的物体感知率分别为0.942, 0.866, 0.652和0.506,表现出对场景良好的感知性能. 展开更多
关键词 自主探索 深度强化学习 物体感知 模块化框架
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填充性载荷:减少集群资源浪费与深度学习训练成本的负载
17
作者 杜昱 俞子舒 +1 位作者 彭晓晖 徐志伟 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第9期71-79,共9页
近年来,大模型在生物信息学、自然语言处理和计算机视觉等多个领域取得了显著成功。然而,这些模型在训练和推理阶段需要大量的计算资源,导致计算成本高昂。同时,计算集群中存在资源利用率低、任务调度难的供需失衡问题。为了解决这一问... 近年来,大模型在生物信息学、自然语言处理和计算机视觉等多个领域取得了显著成功。然而,这些模型在训练和推理阶段需要大量的计算资源,导致计算成本高昂。同时,计算集群中存在资源利用率低、任务调度难的供需失衡问题。为了解决这一问题,提出了填充性载荷的概念,即一种在计算集群中利用空闲资源进行计算的负载。填充性载荷的计算资源随时可能被其他负载抢占,但其使用的资源优先级较低,资源成本也相对较低。为此,设计了适用于填充性载荷的分布式深度学习训练框架PaddingTorch。基于阿里巴巴PAI集群的数据,使用4块GPU模拟了任务切换最频繁的4个GPU时间段上的作业调度情况,使用PaddingTorch将蛋白质复合物预测程序作为填充性载荷进行训练。训练时长为独占资源时训练时长的2.8倍,但训练成本降低了84%,在填充性载荷填充时间段内GPU资源利用率提升了25.8%。 展开更多
关键词 深度学习 分布式训练 资源利用率 计算集群 编程框架
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融合Transformer与多阶段学习框架的点云上采样网络
18
作者 李泽锴 柏正尧 +2 位作者 肖霄 张奕涵 尤逸琳 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第6期231-238,共8页
借鉴Transformer在自然语言和计算机视觉领域强大的特征编码能力,同时受多阶段学习框架的启发,设计了一种融合Transformer与多阶段学习框架的点云上采样网络——MSPUiT。该网络采用二阶段网络模型,第一阶段是密集点生成网络,利用多层Tra... 借鉴Transformer在自然语言和计算机视觉领域强大的特征编码能力,同时受多阶段学习框架的启发,设计了一种融合Transformer与多阶段学习框架的点云上采样网络——MSPUiT。该网络采用二阶段网络模型,第一阶段是密集点生成网络,利用多层Transformer编码器逐步实现从输入点云的局部几何信息、局部特征信息到点云高级语义特征的转换,特征扩充模块在特征空间中,对点云特征上采样,坐标回归模块将点云从特征空间重新映射回欧氏空间中初步生成密集点云M′;第二阶段是逐点优化网络,使用Transformer编码器对密集点云M′中潜藏的语义特征进行编码,联合上一阶段语义特征得到点云完整的语义特征,特征精炼单元从M′的几何信息和语义特征中提取点的误差信息特征,误差回归模块从误差信息特征中计算得到欧氏空间中点的坐标偏移量,实现对点云M′的逐点优化,使得点云上点的分布更加均匀,并且更加贴近真实物体表面。在大型合成数据集PU1K上进行了大量实验,MSPUiT生成的高分辨率点云在倒角距离(CD)、豪斯多夫距离(HD)、生成点云到原始点云块的距离(P2F)上的指标分别降至0.501×10^(-3),5.958×10^(-3),1.756×10^(-3)。实验结果表明,MSPUiT上采样后的点云表面更加光滑,噪声点更少,生成的点云质量高于当前主流的点云上采样网络。 展开更多
关键词 Transformer编码器 多阶段学习框架 特征转换 点云上采样 深度学习
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复杂装备运维系统数字孪生应用框架
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作者 魏喆 张凯 +2 位作者 王忠凯 许铎 黄国田 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第5期665-675,共11页
针对当前复杂装备运维系统急需实现智能化转型的问题,提出了一种与深度学习技术相结合的复杂装备运维系统数字孪生框架,建立了基于深度学习的复杂装备运维系统数字孪生理论和应用框架。在理论层面,结合深度学习构建了多层次的运维系统... 针对当前复杂装备运维系统急需实现智能化转型的问题,提出了一种与深度学习技术相结合的复杂装备运维系统数字孪生框架,建立了基于深度学习的复杂装备运维系统数字孪生理论和应用框架。在理论层面,结合深度学习构建了多层次的运维系统数字孪生框架;在应用层面,基于“知识-数据-模型”并行驱动的形式,构建了运维系统全生命周期的数字孪生应用框架;在数据角度,提出了一种理论框架与NST模型结合的应用形式,并通过实验进行了验证。实验结果表明,针对动车组的非稳态时间序列数据,NST模型具有更好的预测效果。 展开更多
关键词 数字孪生 深度学习 复杂装备 理论框架 应用框架 全生命周期 时间序列 智能化
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基于策略蒸馏主仆框架的优势加权双行动者-评论家算法
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作者 杨皓麟 刘全 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第11期81-94,共14页
离线强化学习(Offline RL)定义了从固定批次的数据集中学习的任务,能够规避与环境交互的风险,提高学习的效率与稳定性。其中优势加权行动者-评论家算法提出了一种将样本高效动态规划与最大似然策略更新相结合的方法,在利用大量离线数据... 离线强化学习(Offline RL)定义了从固定批次的数据集中学习的任务,能够规避与环境交互的风险,提高学习的效率与稳定性。其中优势加权行动者-评论家算法提出了一种将样本高效动态规划与最大似然策略更新相结合的方法,在利用大量离线数据的同时,快速执行在线精细化策略的调整。但是该算法使用随机经验回放机制,同时行动者-评论家模型只采用一套行动者,数据采样与回放不平衡。针对以上问题,提出一种基于策略蒸馏并进行数据经验优选回放的优势加权双行动者-评论家算法(Advantage Weighted Double Actors-Critics Based on Policy Distillation with Data Experience Optimization and Replay,DOR-PDAWAC),该算法采用偏好新经验并重复回放新旧经验的机制,利用双行动者增加探索,并运用基于策略蒸馏的主从框架,将行动者分为主行为者和从行为者,提升协作效率。将所提算法应用到通用D4RL数据集中的MuJoCo任务上进行消融实验与对比实验,结果表明,其学习效率等均获得了更优的表现。 展开更多
关键词 离线强化学习 深度强化学习 策略蒸馏 双行动者-评论家框架 经验回放机制
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