基于图形硬件的海量地形可视化算法

利用基于图形硬件的地形可视化算法——Geometry Clipmap算法的基本思想,结合图形硬件的最新发展情况,充分利用CUDA的并行计算能力和VBO、PBO的数据缓存能力,改进了数据预处理方式、数据缓存机制以及视景体裁切算法,通过三角形条带方式进一步提高了绘制速度,实现了海量数据的实时可视化。实验表明,改进后的Geometry Clipmap算法提高了渲染效率,并节约了系统资源。     

快速准确的多分辨率地形模型误差计算

随着图形硬件的高速发展,大规模地形的可视化技术相比传统方法发生了很大变化,但是地形的误差计算方法却没有作出相应的改进,大多算法依然使用保守的迭代式误差,不能很好地与当前绘制算法相适应。针对这个问题,提出一种新的误差定义和计算方式。该误差直接描述简化模型同原始模型之间的差异,比以前的算法更为准确。误差的计算利用图形硬件的插值能力进行加速,大规模地形数据的误差计算能够在较短时间内完成。     

面向复杂几何模型的多级并行四面体网格生成算法

高性能计算机的快速发展为数值模拟提供了必需的硬件环境,数值模拟领域对网格的需求已高达数十亿到数百亿量级,而网格生成作为数值模拟的重要一环,其发展则相对滞后,很难满足并行数值模拟求解器对大规模网格的需求。本文面向复杂几何模型提出一种多级并行四面体网格生成算法,该算法首先基于模型的几何特征建立网格的尺寸场,并基于尺寸场和几何实体间的邻接关系对几何实体进行分组,将分组后的几何实体分配到不同的计算节点,在计算节点间采用前沿推进法实现三角形面网格的并行生成,然后在计算节点内对三角形面网格进行二级区域分解,将分解后的子网格分配到各进程中,最后在进程内采用多线程并行方法实现四面体网格的并行生成。通过实际应用三峡大坝模型进行验证,该算法具有良好的并行效率和可扩展性,可以在数千处理器核上实现十亿规模高质量四面体网格的并行生成。     

三维数据场的可视化

三维数据场是普遍存在的。本文给出一个三维标量场和矢量场的可视化方法：对计算或实测产生的离散数据重构三维连续场的分布,构造数据场的整体发光模型,并根据发光模型计算视屏投影区域上各象素点的光强值,采用直接体绘制（ｄｉｒｅｃｔｖｏｌｕｍｅｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）及视觉增强处理绘制出场的可视化图象,通过特征面处理绘制出场的局部分布图象。图象层次及细节丰富,反映了场的分布信息。系统具有较强的交互功能,静态、动态显示功能及友好的用户界面。     

近界视景导航中森林场景加速绘制

作为近界视景导航中典型地物,三维几何树模型能提高虚拟场景视觉精度,增强场景真实感,但会导致大规模森林场景绘制效率降低,从而降低视景导航精度。为提高绘制效率以确保视景导航精度,并提高场景真实感,采用布告板云算法构建了基于视距的多分辨率树模型,针对算法在近界视景导航应用中存在的问题进行了改进。为进一步提高近界特别是贴地飞行时高动态视点下视景导航精度,根据有限视域、威胁区域以及视觉冗余等特点,提出了一种基于高动态视点的加速绘制算法。通过实验对比分析,算法大幅提高了场景绘制效率,增强了场景视觉质量,提高了虚拟场景导航精度。     

单硬件限制下的电磁环境加速绘制

单硬件实现的高效电磁环境绘制适用范围更广;但是,并行光线投射绘制电磁环境时,其效率受硬件性能制约。在研究硬件限制并行光线投射效率的基础上,提出一种面向硬件制约的像素插值方法。当硬件限制并行光线投射绘制不能实时完成时,减少并行投射的光线数量,即部分图像像素由光线投射生成,其余像素插值生成。像素插值以图像质量换取执行效率,当图像更新停顿时重新使用光线投射生成插值获得的像素,以恢复图像内容。实验结果表明,低硬件配置条件下,像素插值能够大幅度提高绘制图像的生成效率。同时,对比多个体数据的绘制效果和误差统计得出:电磁环境数据场最适合使用像素插值方法。     

并行时域自适应算法在电大目标瞬态散射中的应用

基于电磁场时域积分方程(TDIE)数值技术计算复杂目标的瞬态散射特性,其计算量和内存需求大,采用时域自适应算法(TDAIM)降低了TDIE的计算规模。在研究TDAIM并行算法的基础上,开发了基于.NET Remoting的电磁场分布式数值计算方案。数值结果表明,该方案显著提高了TDAIM的计算效率,为解决电大目标瞬态电磁散射问题提供了一条有效途径。     

面向众核处理器的阴阳K-means算法优化

传统阴阳K-means算法处理大规模聚类问题时计算开销十分昂贵。针对典型众核处理器的体系结构特征,提出了一种阴阳K-means算法高效并行加速实现。该实现基于一种新内存数据布局,采用众核处理器中的向量单元来加速阴阳K-means中的距离计算,并面向非一致内存访问(non-unified memory access, NUMA)特性进行了针对性的访存优化。与阴阳K-means算法的开源多线程实现相比,该实现在ARMv8和x86众核平台上分别获得了最高约5.6与8.7的加速比。因此上述优化方法在众核处理器上成功实现了对阴阳K-means算法的加速。     

天线与目标特性时域测量系统中的信号处理方法

研究了时域测量系统的信号处理方法.介绍了背景信号对消的预处理方法,将FFT和啁啾变换应用在时域超宽带紧缩场测量系统中,并对大数据量测量时啁啾变换算法和FFT算法的效率进行了比较.     

递归划分的标签约束可达性计算方法

现实世界中的图往往在结点和边上包含描述信息,可达性查询是图数据管理和挖掘中的基本操作之一。针对图数据中标签约束的可达性计算问题,提出一种基于递归划分的可达性计算方法 RP-Hop。该算法基于层次划分思想,利用独立集性质,在保持标签和可达性前提下对大规模图进行递归划分,并结合贪婪扩展思想和递归编码,为标签约束的可达性查询提供压缩索引。经过合成和真实数据集上的实验,结果表明,RP-Hop算法不仅降低了索引大小和构建时间,而且提高了查询效率。     

无监督特征学习的人体活动识别

针对人的局限性可能会导致在提取特征中丢失重要信息,从而影响最终的识别效果问题,提出无监督特征学习技术的惯性传感器特征提取方法。其核心思想是使用无监督特征学习方法学习多个特征映射,再将所有特征映射拼接起来形成最终的特征计算方法。其优点是不会造成重要信息的损失,而且可以显著减少所使用的无监督特征学习模型的规模。为了验证所提出的特征提取方法在活动识别中的有效性,运用一个公开的活动识别数据集,使用三种常用无监督模型进行特征提取,并使用支持向量机进行活动识别。实验结果表明,特征提取方法取得了良好的效果,与其他方法相比具有一定的优势。     

A novel signal feature extraction technology based on empirical wavelet transform and reverse dispersion entropy

Feature extraction is an important part of signal processing, which is significant for signal detection, classification, and recognition. The nonlinear dynamic analysis method can extract the nonlinear characteristics of signals and is widely used in different fields. Reverse dispersion entropy (RDE) proposed by us recently, as a nonlinear dynamic analysis method, has the advantages of fast computing speed and strong anti-noise ability, which is more suitable for measuring the complexity of signal than traditional permutation entropy (PE) and dispersion entropy (DE). Empirical wavelet transform (EWT), based on the theory of wavelet analysis, can decompose a complex non-stationary signal into a number of empirical wavelet functions (EWFs) with compact support set spectrum, which has better decomposition performance than empirical mode decomposition (EMD) and its improved algorithms. Considering the advantages of RDE and EWT, on the one hand, we introduce EWT into the field of underwater acoustic signal processing and fault diagnosis to improve the signal decomposition accuracy; on the other hand, we use RDE as the features of EWFs to improve the signal separability and stability. Finally, we propose a novel signal feature extraction technology based on EWT and RDE in this paper. Experimental results show that the proposed feature extraction technology can effectively extract the complexity features of actual signals. Moreover, it also has higher distinguishing ability for different types of signals than five latest feature extraction technologies.     

三维数据场可视化的视觉模型

通过建立视觉模型,把三维数据场３种常用的可视化方法──几何方法、颜色方法、体绘制方法有机地结合起来,发挥各种方法的优势,克服其不足,为最大限度地表现三维数据场的分布奠定了基础。     

TMS320C50 高速数据处理和传输系统的设计与实现

现代通信技术对高速大容量数据处理和传输的要求越来越高。高速数字信号处理器TMS320C50以其强大的功能和可靠的性能,充分满足了这种需要。本文以高速数据处理和传输系统为例,介绍高速数字信号处理芯片TMS320C50的特点及在数据处理、高速传输等方面的应用。     

遥感图像自动配准的串行与并行策略研究

面对数据量呈指数增长的全球遥感图像,研究快速、有效、高精度的自动图像配准算法成为遥感领域迫切需要解决的问题。综述了遥感图像自动配准算法的研究现状和关键技术,且从新的角度分类总结了已有算法的特点及适用情况,并给出了综合的解决方案;同时研究并提出了三种新的并行策略,获得了较好的实验结论。由于算法采用粗粒度的数据并行方法,因此可扩展性和可移植性较好,无论在理论上还是在实践上都能为实际的遥感应用提供有益的指导和借鉴。最后提出了有待进一步研究的问题。     

Dynamic pricing and matching in ride-hailing platforms

Ride-hailing platforms such as Uber, Lyft, and DiDi have achieved explosive growth and reshaped urban transportation. The theory and technologies behind these platforms have become one of the most active research topics in the fields of economics, operations research, computer science, and transportation engineering. In particular, advanced matching and dynamic pricing (DP) algorithms—the two key levers in ride-hailing—have received tremendous attention from the research community and are continuously being designed and implemented at industrial scales by ride-hailing platforms. We provide a review of matching and DP techniques in ride-hailing, and show that they are critical for providing an experience with low waiting time for both riders and drivers. Then we link the two levers together by studying a pool-matching mechanism called dynamic waiting (DW) that varies rider waiting and walking before dispatch, which is inspired by a recent carpooling product Express Pool from Uber. We show using data from Uber that by jointly optimizing DP and DW, price variability can be mitigated, while increasing capacity utilization, trip throughput, and welfare. We also highlight several key practical challenges and directions of future research from a practitioner's perspective.     

推进工程大学转型发展要把握三个关键点

实现武警工程大学的转型发展,一是要有准确的目标定位,充分认识大学地位作用的独特性、人才培养的层次性、科研与教学的并重性;二是要确立先进的办学思想,突出武警特色,坚持内涵发展,追求忠诚卓越;三是要有科学的建设举措,以深化改革推动转型,以搞好“合训”促进转型,以狠抓管理保证转型。     

多核环境下负载均衡的并行离散事件全局调度机制

分析了多核环境下传统的离散事件时间弯曲并行系统的性能,针对其事件调度开销小和负载均衡能力强难以兼得的问题,提出了一种基于分布式队列的全局调度机制,设计了相应的数据结构和调度算法,大大减少了锁开销.通过大量实验对多核环境下几种典型离散事件系统并行策略的性能分析表明,本文提出的全局调度策略不仅事件调度开销小,而且回滚率大大降低,有效克服了传统策略回滚量较大或难以实现动态负载平衡的情况,并具备良好的可扩展性.     

MIMD上三层格式的窗口并行迭代方法

本文对一般的三层格式给出了在MIMD 机上实现的窗口并行迭代方法,给出了WBJ 格式,分析了三层格式的收敛性。文章的结论表明窗口并行迭代法的收敛性与窗口大小无关,窗口大小影响每台处理机的使用效率。