基于边缘比对的MR-PET配准算法

采用待配准图像的边缘梯度相关性代替传统的灰度相关性作为配准的目标函数,利用轮廓点比对的方法将待配准图像的轮廓像素点描述成具有时延关系的两组二维序列,并通过最小二乘法从两组序列的配对样本中求取最优变换参数.通过在颅脑MR-PET图像上进行的配准实验表明,采用边缘梯度相关性作为目标函数比直接利用灰度相关性作为目标函数获得了更好的配准结果,而采用轮廓点比对的方法进行参数寻优在保证了配准精度的情况下,较采用诸如遍历式搜索和遗传算法等方式,大大缩短了配准时间.

基于MAP估计和广义高斯MRF的SAR图像边缘比率检测方法(英文)

SAR图像极低的信噪比以及乘性噪声给SAR图像的边缘检测带来了较大的困难。提出了一种针对SAR图像边缘的自适应贝叶斯检测方法。该方法利用广义高斯马尔可夫随机场作为局部均值的先验概率分布模型,利用贝叶斯准则推导了局部均值的最大后验概率估计。广义高斯马尔可夫随机场模型参数估计和局部均值估计采用联合迭代技术进行求解。边缘检测器的参数采用接收机操作性能曲线和卡方检验进行选择。基于实测SAR数据的仿真实验结果表明,本文的边缘检测算子是有效的,并优于已有的SAR图像边缘检测算子。

东、西非大陆边缘比较及其油气意义

通过比较,分析了东、西非大陆边缘在形成时间、形成方式和边缘结构等方面存在的差异,并对东、西非边缘的油气成藏条件进行了探讨。东非边缘的裂谷作用时间早,且结束时间也早;形成了以右行剪切边缘、左行剪切边缘及它们之间的斜向剪切为特点的大陆边缘形式。东非边缘也具有陆架窄、陆坡较陡,沿大型海洋转换断层形成了一系列地形高的特点,对沉积物延伸具有明显的限制作用。而西非被动大陆边缘的裂谷作用开始时间较晚,海底扩张开始的时间亦较晚;边缘为拉分型,具有陆架宽、倾角缓的特点,发育了与油气关系密切的厚层蒸发岩及相应的盐构造,形成了大量盐构造及泥底辟,有利于油气聚集,并形成了很多大型油气圈闭。

基于5G多接入边缘计算的云化PLC系统架构设计与应用

随着工业控制系统对柔性化、扁平化的要求不断提升,以PLC为构建基础的传统工业控制网络在大规模接入、算力提升和部署灵活性方面均受到限制.针对这些问题,融合5G网络和边缘计算技术,设计了基于5G多接入边缘计算的云化PLC系统架构,阐述了该架构的运行机制和所涉及的关键技术;在此基础上,进行PLC系统的云化部署和调试,实现了工业现场、企业数据中心、5G网络和边缘网络的集成;最后,通过在某汽车制造公司产线改造过程中的应用,验证了所提架构的有效性.

边缘计算网络中区块链赋能的异步联邦学习算法

由于数据量激增而引起的信息爆炸使得传统集中式云计算不堪重负,边缘计算网络(ECN)被提出以减轻云服务器的负担。此外,在ECN中启用联邦学习(FL),可以实现数据本地化处理,从而有效解决协同学习中边缘节点(ENs)的数据安全问题。然而在传统FL架构中,中央服务器容易受到单点攻击,导致系统性能下降,甚至任务失败。本文在ECN场景下,提出基于区块链技术的异步FL算法(AFLChain),该算法基于ENs算力动态分配训练任务,以提高学习效率。此外,基于ENs算力、模型训练进度以及历史信誉值,引入熵权信誉机制评估ENs积极性并对其分级,淘汰低质EN以进一步提高AFLChain的性能。最后,提出基于次梯度的最优资源分配(SORA)算法,通过联合优化传输功率和计算资源分配以最小化整体网络延迟。仿真结果展示了AFLChain的模型训练效率以及SORA算法的收敛情况,证明了所提算法的有效性。

边缘信息增强的显著性目标检测网络

针对显著性目标检测任务中识别结果边缘模糊的问题,提出了一种能够充分利用边缘信息增强边缘像素置信度的新模型。该网络主要有两个创新点:设计三重注意力模块,利用预测图的特点直接生成前景、背景和边缘注意力,并且生成注意力权重的过程不增加任何参数;设计边缘预测模块,在分辨率较高的网络浅层进行有监督的边缘预测,并与网络深层的显著图预测融合,细化了边缘。在6种常用公开数据集上用定性和定量的方法评估了该模型,并且与其他模型进行充分对比,证明设计的新模型能够取得最优的效果。此外,该模型参数量为30.28 M,可以在GTX 1080 Ti显卡上达到31帧·s^(-1)的预测速度。

基于边缘计算的高速光纤通信链路时延估计研究

由于未对接收信号进行去噪处理,导致光纤通信链路时延估计存在估计误差大、准确率低的问题,为了解决方法中存在的问题,提出基于边缘计算的高速光纤通信链路时延估计方法。通过边缘计算设计了高速光纤通信网络架构,基于网络架构中的边缘计算层,通过直射链路的方式构建高速光纤通信链路模型,接收光信号,并使用广义相关算法对接收到的信号进行去噪处理,根据去噪处理结果,结合卡尔曼滤波方法与Round-trip算法估计信号时延。实验结果表明,所提方法的高速光纤通信链路时延估计准确率高、效果好,具有较高的实际应用价值。

低地球轨道卫星边缘计算场景中任务卸载与资源分配联合优化算法

针对低地球轨道(LEO)卫星边缘计算场景中地面用户计算任务的卸载需求,提出联合卸载与资源分配优化(JORAO)算法。考虑到LEO卫星的有限覆盖时间,以最小化所有地面用户的平均服务时延为目标,联合优化卸载策略、LEO卫星的通信和计算资源分配。将任务卸载与资源分配的联合优化问题分解为卸载决策和资源分配子问题,使用交替优化方法,获得原始优化问题的次优解。对于任务卸载决策子问题,将其建模为联盟博弈模型,当博弈达到纳什均衡时,获得最小化平均服务时延的地面用户卸载策略;对于资源分配子问题,使用拉格朗日乘子法获得最优的通信和计算资源分配结果。此外,还证明了所提算法的收敛性和稳定性。仿真结果表明,所提算法具有良好的收敛性,能显著降低地面用户的平均服务时延和提高任务卸载成功率。

移动边缘计算不确定性任务持续卸载及资源分配方法

移动边缘计算场景中任务的不确定性增加了任务卸载及资源分配的复杂性和难度.鉴于此,提出一种移动边缘计算不确定性任务持续卸载及资源分配方法.首先,构建一种移动边缘计算不确定性任务持续卸载模型,通过基于持续时间片划分的任务多批次处理技术应对任务的不确定性,并设计多设备计算资源协同机制提升对计算密集型任务的承载能力.其次,提出一种基于负载均衡的自适应策略选择算法,避免计算资源过度分配导致信道拥堵进而产生额外能耗.最后,基于泊松分布实现了对不确定任务场景模型的仿真,大量实验结果表明时间片长度减小能够降低系统总能耗.此外,所提算法能够更有效地实现任务卸载及资源分配,相较于对比算法,最大可降低能耗11.8%.

面向车辆边缘计算的任务合作卸载

随着物联网技术和人工智能技术的飞速发展,车辆边缘计算越来越引起学者的关注。车辆如何有效地利用其周边的各种通信、计算和缓存资源,结合边缘计算系统模型将计算任务迁移到离车辆更近的路边单元,已经成为目前车联网研究的热点。由于车辆应用设备计算资源的有限性,车辆用户的任务计算需求无法满足,需要提升车辆周边计算资源的利用率来完成计算任务。本文研究了车辆边缘计算中任务的合作卸载机制,以最小化车辆任务的计算时延。首先,考虑周边停泊车辆以及路边单元的计算资源,设计了由云服务器层、停泊车辆合作集群层和路边单元合作集群层组成的任务合作卸载3层系统架构,通过路边单元合作集群和停泊车辆合作集群的合作卸载,充分利用系统的空闲计算资源,进一步提高了系统的资源利用率。然后,基于k-聚类算法的思想提出了路边单元合作集群划分算法对路边单元进行合作集群的划分,并采用块连续上界最小化的分布式迭代优化方法设计了任务合作卸载算法,对终端车辆用户的任务进行卸载计算。最后,通过将本文算法和其他算法方案进行实验仿真对比,仿真结果表明,本文算法在系统时延和系统吞吐量方面具有更好的性能表现,可以降低23%的系统时延,并且能提升28%的系统吞吐量。

面向未来移动通信的移动边缘计算研究综述

移动边缘计算(MEC)通过将移动终端的计算和存储任务从集中式数据中心卸载到边缘网格,满足复杂通信场景下的多样化设备服务需求,已经成为面向未来通信的关键性技术之一。通过阐述从云计算、雾计算到移动边缘计算的发展历程,介绍了MEC技术的基本概念和基本框架;在此基础上,从计算卸载、资源分配、缓存管理和安全防护4个方面讨论了MEC的研究进展,对相关研究成果进行了详尽综述。其次,以物联网、MEC结合区块链、AI辅助MEC系统、通感一体化和云边协同等边缘计算的几个典型应用场景为例,归纳了移动边缘计算在6G中的潜在应用场景,展示了其在构成智能、高效、安全的通信网络方面的潜在益处。最后,从互操作性、安全风险、移动性管理和可扩展性等方面指出了MEC研究在融合创新方面所面临的挑战,并对其在超可靠低时延通信、通感算一体化和星地融合移动通信等方向的优势和发展趋势进行了总结和展望。

新型电力系统专用传感与边缘智能关键技术及其展望

电力物联网在电力系统的实时传感、透明感知与全局调控中发挥着重要作用。随着新型电力系统的不断演化,传统的设备传感与静态独立的智能系统难以应对多样化业务需求激增、多元化数据爆发式增长、传感器通信可靠性差与能效低下和算法模型迭代成本高等难题。因此,高度多元集成、绿色持续可靠、云边端深度协同的新型电力系统专用传感与边缘智能有望成为新范式。该文首先以新型电力系统专用传感与边缘智能的基本内涵为基础,构建了专用传感与边缘智能融合贯通的体系架构。然后重点阐述了国产化高频新型传感技术、绿色供能的高性能嵌入式芯片技术、高可靠性灵活组网技术、轻量化模型推理技术、云边协同资源共享技术和在线学习持续迭代技术。并进一步展望了专用传感与边缘智能在数据治理、隐私保护、软件定义硬件、业务-算力微服务、多层分布式泛在智能和电力大模型等发展方向,以期为新型电力系统建设提供参考。

结合深度强化学习的边缘计算网络服务功能链时延优化部署方法

该文针对边缘网络资源受限且对业务流端到端时延容忍度低的问题,结合深度强化学习与基于时延的Dijkstra寻路算法提出一种面向时延优化的服务功能链(SFC)部署方法。首先,设计一种基于注意力机制的序列到序列(Seq2Seq)代理网络和基于时延的Dijkstra寻路算法,用于产生虚拟网络功能(VNF)的部署以及服务SFC的链路映射,同时考虑了时延优化模型的约束问题,采用拉格朗日松弛技术将其纳入强化学习目标函数中;其次,为了辅助网络代理快速收敛,采用基线评估器网络评估部署策略的预期奖励值;最后,在测试阶段,通过贪婪搜索及抽样技术降低网络收敛到局部最优的概率,从而改进模型的部署。对比实验表明,该方法在网络资源受限的情况下,比First-Fit算法与TabuSearch算法的时延分别降低了约10%和86.3%,且较这两种算法稳定约74.2%与84.4%。该方法能较稳定地提供更低时延的端到端服务,使时延敏感类业务获得更好体验。

乡村旅游地社会-生态系统恢复力演化差异及影响机理——基于长三角核心-边缘区比较实证

基于适应性循环理论和核心-边缘理论,利用集对分析法、向量自回归、系统动力学仿真等多元集成方法,对比分析核心-边缘区乡村旅游地社会-生态系统恢复力演化机理和路径差异。研究发现:①旅游业能够推动核心-边缘区乡村旅游地恢复力一体化均衡发展,恢复力差距呈逐渐缩小趋势。②核心-边缘区乡村旅游地恢复力系统内部复杂交互、协同有序发展。社会、经济和生态子系统互为非线性动态因果关系,在此非线性复杂自组织力作用下子系统之间的耦合协调度呈良好发展趋势。③通过复杂系统多情景模拟,核心区乡村旅游地发展路径以协调发展型或生态保护型为主,边缘区以旅游优先型为主。④驱动核心-边缘区乡村旅游地恢复力演化的要素系统具有差异性。在系统层面,生态系统对核心区影响程度最高,社会系统对边缘区的影响程度最高;在因素层面,生态因素是影响核心-边缘区乡村旅游地的共同要素,核心区能够通过生态修复提升生态韧性,边缘区能够利用生态优势转化为发展优势,进而均能显著提升乡村旅游地恢复力。

基于强噪声条件下的激光图像边缘检测研究

边缘检测是激光图像处理的一个重要步骤,针对当前激光图像边缘检测误差大,易受噪声干扰等缺陷,为了获得完整的激光图像边缘,设计了基于强噪声条件下的激光图像边缘检测方法。首先采集激光图像,采用直方图均衡技术对原始激光图像进行增强处理,改善激光图像质量,然后采用小波变换去除激光图像噪声,并采用Canny算子进行激光图像边缘检测,最后测试结果表明,与当前激光图像边缘检测方法相对比,本方法能够检测出更多激光图像边缘细节,激光图像边缘检测精度的平均值超过93%,而且激光图像边缘检测时间控制60 ms以内,为激光图像提供了一种高精度检测技术。

基于Lamb波和改进贝叶斯融合算法的CFRP边缘分层损伤分析

贝叶斯融合法在CFRP上的损伤定位分析结果比较好,但在传感器网络边缘区域会出现比较明显的定位误差。为解决原有算法对传感器网络边缘的分层损伤定位不精确的问题,分析了两种不同损伤因子构成的贝叶斯融合算法在CFRP上的损伤定位效果,验证了以ToF损伤因子形成的贝叶斯融合算法对CFRP损伤定位的可行性,以及贝叶斯融合算法对边缘分层损伤的定位精度;在以损伤因子DI所形成概率成像算法的基础上,以衰减更快的指数权重代替线性权重,将改进的概率成像算法重新代入以贝叶斯为框架的算法中形成一种新的贝叶斯融合算法。结果表明,与现有的融合重构算法相比,改进的融合重构算法至少将损伤定位精度误差减少了58%,定位误差不大于5 mm。

异构边缘云架构下的多任务卸载算法

为在资源有限的终端设备上运行计算密集型与时延敏感型应用,同时降低系统时延和能耗,构建边缘云异构网络模型。本文提出了一种H-PSOGA多任务卸载优化算法,并通过无人机、路边单元、车辆等边缘设备以及边缘云服务器进行多任务计算卸载。该算法以先串行再并行的方式将粒子群和遗传算法结合在一起,通过适应度值排序、种群选择、多点交叉、反向变异等操作,利用遗传算法对粒子群进行优选,弥补粒子群算法早熟收敛、陷入局部最优的缺陷。6种标准测试函数的测试分析以及与基线方案进行仿真对比的结果表明:在用户数较多时,混合优化算法的系统平均开销可降低26%~43%,可以有效提高收敛精度。

无人机辅助边缘计算安全通信能力最大化方案

针对无人机辅助移动边缘计算系统下用户信息容易泄露的问题,设计了一种基于非正交多址接入技术(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)的无人机辅助边缘计算系统的安全通信方案。在保证每个地面用户的最小安全计算要求下,通过联合优化信道系数、发射功率、中央处理单元计算频率、本地计算和无人机轨迹来最大化系统的平均安全计算能力。由于窃听者位置的不确定性、多变量的耦合以及问题的非凸性,利用逐次凸逼近和块坐标下降方法来解决该问题。仿真结果表明,与基准方案相比,所提方案在系统安全计算性能方面优于基准方案。

边缘创新设计思维

在大数据与人工智能时代,为探索新的前沿创新设计理论对社会发展的推动力,提出边缘创新设计思维。通过识别和获取工业设计中的边缘创新思维,将其中的混沌和不确定性转变成确定性,实现小众边缘从破圈到前沿,再到主流的突破。讨论了边缘创新设计思维的定义、内涵、特征、衍化过程及关键技术,从设计、商业和技术角度探讨了边缘创新设计的产业推动范式与作用,形成边缘创新设计思维理论体系框架,以推动创新设计思维理论体系发展。

基于卸载策略的物联网边缘计算任务调度优化

移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)通过将计算任务卸载到边缘服务器,为用户提供了低延时、低能耗的服务,解决了传统云计算的不足。在移动边缘计算中,如何进行卸载决策是提供低延时、低能耗服务的关键技术之一。除此之外,由于无线信道的带宽资源有限,不合理的带宽分配会使用户设备的能耗和延时增加,因此如何进行合理的资源分配也是边缘计算实现的关键。为联合优化时延、能耗与计算资源,本文提出了一个基于蒙特卡洛树搜索的多通道探索算法(Multi-Channel Search Algorithm based on Monte Carlo Tree Search,MCS-MCTS)。首先,以延时和能耗的成本为优化目标,将计算资源分配决策及传输功率建模决策建模为凸优化问题,采用梯度下降法求解最优传输功率分配问题,通过拉格朗日乘子法及卡罗需-库恩-塔克(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)条件求解最优计算资源分配问题。随后,通过MCS-MCTS算法处理二进制卸载决策问题,为避免搜索结果陷入局部最优,引入模拟退火算法。数值结果表明,MCS-MCTS算法能在线性相干时间内得到接近最优的卸载决策与资源分配决策,与现有的启发式搜索算法相比,该算法可以在减少时间复杂度和提高系统能量有效性的同时,达到接近最优的性能。