通过包络面重构的大规模粒子并行绘制算法

针对大规模粒子高表现可视化需求,提出基于包络面重构的大规模粒子并行绘制算法。该算法以连续曲面的形式表示,绘制大规模粒子的团簇表面及其物理量分布。对算法进行了分布式并行化,从而可以通过大规模并行来处理亿以上规模的粒子数据。在算法实现上,还解决了并行计算时的块间裂缝问题,并提出了快速查找邻域粒子的方法,同时,基于可见性对粒子数据进行剔除,提高了绘制效率。由此,可以通过带光照效果的光滑曲面来高表现展示大规模粒子数据中的团簇结构及其物理量分布。实验结果表明,该算法在512核上可在5 s内完成上亿粒子的绘制,并行效率可达60%。该算法已成功应用到大规模并行非平衡分子动力学模拟等实际模拟应用中。

并行特征提取和渐进特征融合的计算机主板装配缺陷检测

针对计算机主板装配缺陷检测中的元器件位置分布复杂、缺陷目标不显著及多尺度等问题,本文提出了一种并行特征提取和互交叉渐进特征融合的端到端的缺陷检测算法。首先,结合部分卷积和视觉Transformer提出了一种并行残差特征提取网络,利用部分卷积的低计算复杂度的优势提取局部特征,同时利用视觉Transformer的长距离建模能力扩大模型的感受野,增强网络的特征提取能力。其次,引入注意力机制和特征渐进融合机制,提出了一种多尺度注意力互交叉的渐进特征融合网络,增强检测模型的特征融合能力。在公开数据集上的实验结果表明,该算法的平均精度均值(mAP)达到了94.63%,相较于基线模型YOLOv5提升了4.62%,并优于其他几种先进模型,检测速度达到了25 FPS。实现了较好的检测精度与速度的平衡,为实际工业环境下计算机主板表面装配缺陷检测自动化和智能化的实现提供了一种快速、有效的方法。

基于视觉伺服的自动对接技术研究

针对大型零部件移动挂载作业需求,构建了采用视觉伺服技术的自动对接平台。首先,基于双目相机深度感知功能设计了视觉伺服控制方法,提出了存在外界干扰时的视觉伺服终止判定依据。然后,建立了并联机构运动控制模型,通过坐标变换方法与积分思想实现了双目相机伺服控制速度与并联机构位置控制量的转换。最后,通过实验验证了所研发的自动对接平台对接精度高,抗干扰能力强,能有效满足移动挂载作业需求。

Parallel Sets的改进及其在全球恐怖袭击数据分析中的应用

随着恐怖主义愈演愈烈,"反恐"成为当今世界各国军事安全部门的中心任务。使用分类型可视化工具Parallel Sets分析国际恐怖主义数据库中多属性分类值间的关系,揭示数据库中的隐性信息,并针对Parallel Sets任意排列分类值产生较多交叉的不足,提出带降势的启发式分类值布局算法,自动优化分类值布局顺序,减轻视图中的可视混乱,降势策略可以减少参与计算的分类值数目。实验结果表明,改进的ParallelSets可清晰展现国际恐怖主义数据库中各分类值间的关联,从而辅助用户分析不同恐怖组织的行为特征等信息;带降势的启发式分类值布局算法简单高效,适用于数据量较大、分类值较多的数据集。

ParallelCluster:一种时序多维数据的可视化方法

平行坐标系在多维数据表示上具有显著优势,但其在时序数据表示上存在不足。提出了一种通过添加时间属性轴,将平行坐标系扩展到三维空间的方法,形成由属性维、值域维、时间维构成的三坐标空间,称为ParallelCluster。从而将单个实体的时序多维数据表现为由多条折线构成的折线簇,用于进行时序多维数据分析。在显示上采用剪裁渐变技术,突出显示当前时间点前后的数据集,增强轮廓信息。实验结果表明ParallelCluster能够很好地综合分析包括时间维度在内的多维数据,发现维度特征和时序特征。

基于平行全维动态注意力机制的视觉地点识别方法

针对天气、季节、光线等环境变化导致的视觉地点识别鲁棒性低的问题,提出了一种提升视觉地点识别特征描述子环境稳健性的多维度注意力机制——平行全维动态注意力机制(POD-Attention)。为实现卷积核在全维度上的动态精细探索,增强特征提取网络对建筑物等不变性特征的提取与学习能力,采用全维动态卷积块在卷积核全维度(输入输出通道、卷积空间和卷积核数量)上添加互补性注意力。将1×1卷积、Skip Squeeze-and-Excitation(SSE)模块与全维动态卷积块平行融合,不仅有效提高了特征提取速率,还扩大了视觉地点识别网络的感受野,进一步提升了视觉地点的识别准确率。在公开数据集上进行的实验表明,基于VGG16及Patch-NetVLAD特征聚合的视觉地点识别方法经POD注意力机制改进后,在Nordland与Mapillary Street-Level Sequences数据集上的Recall@1指标提升了9.7%与1.8%,充分证明了本文POD注意力机制对于网络性能的提升效果,也证明了基于本文POD注意力机制的视觉地点识别方法的有效性。

融合视觉中心机制和并行补丁感知的遥感图像检测算法

针对遥感图像存在复杂背景干扰、目标多尺度差异和微小目标提取难的问题,本文基于YOLOv7-tiny模型提出一种融合视觉中心机制和并行补丁感知的遥感图像检测算法。该算法一是引入显式视觉中心机制,构建像素点间的长距离依赖关系,丰富图像的整体语义信息,同时提升对目标纹理的提取性能;二是改进并行补丁感知模块,调整特征提取感受野,以适应不同目标尺度;三是设计多尺度特征融合模块,实现对多层特征的高效融合,提升模型推理速度。在公共数据集RSOD上进行实验,所提算法的准确率、召回率和平均准确率均值相较YOLOv7-tiny分别提升1.5%、2.4%和2.4%,此外在NWPUVHR-10和DOTA数据集上进行泛化性验证,结果表明本文算法具备较强的泛化性能。通过与不同算法对比分析,进一步体现本文算法性能的优越性。

TVBPS:一种基于Parallel Sets的具有度量属性的多变元时态数据可视化方法

针对现有"具有度量属性的多变元时态数据"可视化方法不足,提出Parallel Sets分类值排列顺序优化算法ACLEARCR、基于相关度的Parallel Sets变元轴配置算法(VABC)、深度信息Parallel Sets(DCPS)共同组成基于Parallel Sets的具有度量属性的多变元时态数据可视化方法 TVBPS。使用具体数据集对提出的可视化方法进行实验,获得的视图能够挖掘数据集中的隐含知识,证明了该方法的有效性。TVBPS可视化方法为分析多变元时态数据集提供了有效手段,具有较高的适用性和易用性。

光子集成产品包装信息系统可视化建模研究

为在明确产品信息的同时满足用户的个性化包装需求,研究光子集成产品包装信息系统可视化建模过程。以Web网络为基础,设计光子集成产品包装信息系统整体架构;通过包装信息采集,获取包装材料并进行产品信息传递;在产品包装检索模块中,针对不同光子集成产品设置个性化的包装方案;包装信息可视化模块建立可视化模块基本架构,根据数据属性与坐标轴的映射关系,实现包装信息可视化。测试结果表明:所提方法应用后,用户可以直接访问到所需要的光子集成产品包装信息,用户登录时间短;当并发用户数量较高时,CPU利用率受到的影响较小;包装信息展示完整度较高,能够获得理想的可视化效果。证明了所提方法可以提高包装设计的智能化水平。

一种高效、实时的矢量数据在线读取、展示和编辑方法

随着互联网及在线地图技术的不断发展,为了提升矢量数据的在线交互性,满足用户实时更新地图数据和可视化表达的需求,提出一种高效、实时的矢量数据在线读取、展示和编辑方法。通过文件分片组装和多线程技术,实现了在线、高效的大文件和多文件读取;基于Geotools和MyBatis-Plus框架实现矢量数据的热更新;通过建立空间索引和生成唯一ID,实现矢量数据的增量更新。实验证明,本方法可在浏览器中高效、实时地完成矢量数据的读取、展示和编辑,并且面对大文件和多文件时也能保持良好的性能。

近距平行跑道能见度仪器互为备份可行性分析

为了解决近距离平行跑道能见度传感器数据的备份问题,文章通过配对t检验法对近距平行跑道能见度测量仪器互为备份的可行性进行研究。实验表明,针对近距平行跑道相应位置的跑道视程,能见度传感器可互为备份,而针对近距平行跑道相应位置的气象光学视程,能见度传感器不可互为备份。研究结果可为航空气象工作提供支持。

用Visual Basic 5.0开发基于Windows98的实时数据采集程序

介绍了在非实时性操作系统 Ｗｉｎｄｏｗｓ ９８环境下，用 Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ ５．０开发实时数据采集程序的方法．所用的Ｆ－５１０６数据采集控制器是利用并行口（ＬＰＴＩ）采集数据，而Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ ５．０并不具备直接对硬件并行 Ｉ／Ｏ口进行访问的函数．本程序利用了 ＶｉｓｕａｌＣ＋＋ ５．０设计动态连接库 ＤＬＬ（内嵌汇编语言），在 Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ ５．０中通过调用 ＤＬＬ实现实时数据采集．

A Performance Analysis Tool for PVM Parallel Programs

In this paper,we introduce the design and implementation of ParaVT,which is a visual performance analysis and parallel debugging tool.In ParaVT,we propose an automated instrumentation mechanism.Based on this mechanism,ParaVT automatically analyzes the performance bottleneck of parallel applications and provides a visual user interface to monitor and analyze the performance of parallel programs.In addition,it also supports certain extensions.

Parallel coordinate plots of maize traits under different magnesium applications

The parallel coordinate plot is proposed as an efficient tool for visualization of 13 traits of ＂stay-green＂ maize（Zea mays L.） cultivar exposed to different methods of magnesium application. The field experiment was conducted in the Department of Agronomy, Poznań University of Life Sciences, on the fields of the Department of Teaching and Experimental Station in Swadzim in 2006–2008. Experiment was conducted as a single-factor experiment with seven applications of magnesium in a randomized complete block design with four replicates. The highest mean values of grain yield and 1 000-grain weight were obtained after application of variant T3 of magnesium（10 kg MgO ha^–1 soil） in the all three years of study.

智能视觉机器人图像灰度化处理方法研究

通过设计一种视觉分拣机器人本体,当工件经过工业相机下部与放置柜的下部之间时,图像采集模块在对工件拍摄后进行视觉测量工件的色彩和形态,并对测量信息进行对比记录,使机器人有可视性和准确度,可以适用多种不同规格的工件,且不会损伤工件。在机器人控制系统运行下,将工件分拣后被安装到与信息设备相对应的盒子中,并进行包装作业,智能水平程度高,节约了大批的人力物力,也减少了员工的操作劳累程度,并且有效地提高了工作效率。视觉图像处理部分利用加权平均法进行二值化前的灰度预处理,利用Matlab软件进行了3种方法的对比和仿真,保证了视觉系统可以获得理想的工件灰度图,也有效的提高了作业的精准性,为视觉分拣机器人的设计提供了参考。

基于Visual C++的水声目标数据库设计

针对水声目标实测数据量庞大,LOFAR和DEMON分析计算量大的问题,设计了一个基于Visual C++6.0的数据库管理系统。管理系统通过ADO接口实现与SQL Server 2005数据库管理程序的数据交换,保证了数据稳定存储和高效传输。通过内存映射文件技术,实现了对大数据文件的快速读取。采用CPU与GPU并行计算进行了LOFAR和DEMON分析,实现了LOFAR和DEMON谱图的实时显示。整个数据库管理系统操作简洁高效,可靠性高,具有广泛的实际应用价值。

基于大数据分析的移动智慧课堂可视化平台

移动智慧课堂可视化平台的稳定性较差,数据挖掘能力不高,为此提出基于大数据分析的移动智慧课堂可视化平台。硬件方面,在MapReduce中构造多层次并行处理机制,结合图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)和中央处理器(Central Processing Unit,CPU)进行多种并行形式计算。软件方面,设计数据库缓存架构模块,部署多个Redis节点,设计Echarts图形库组件模块,选择组件化将基本数据结构转变为数据可视化页面。实验结果表明,在并发环境中,该平台具有良好的稳定性,挖掘数据的时间最短,符合预期效果。

R1233zd(E)在平行小通道中的流动沸腾可视化研究

本文对低压制冷剂R1233zd(E)在平行小通道内的流动沸腾换热过程进行了可视化实验研究,分析了制冷剂在平行通道内流型的演变与分布,在此基础上讨论了流型对换热特性的影响。结果表明:随热流密度的增加,在通道内观察到泡状流、段塞流、搅拌流和波形环状流;在较高的热流密度下,部分通道出现回流现象。此外,不同通道内流型的分布规律略有不同;通道中局部表面传热系数变化趋势随流型的演变可分为不同阶段,中部与出口处的局部表面传热系数呈现不同的变化趋势;当干度小于0.1时,表面传热系数几乎不受质量通量的影响;随着干度增加,表面传热系数与质量通量呈正相关。

并联管束流动及换热虚拟可视化动力学模型构建

随着现代互联网、通信及人工智能技术的迅猛发展,工业设备的智能化、实时化运行和管理的要求被日渐重视,因此,构建合理的设备运行模型是必要的。基于实验用并联锅炉管束的流动与传热基本特性,本文分析构建了并联管束运行操作时管内工质流动与传热过程的相变模型和动态可视化模型,实现设备虚拟动态的实时展示,对教学机构的科学研究和运维人员的岗前培训、动力锅炉行业的智能化发展具有积极意义。

平行视觉框架下的高压输电网供电均衡性可视化方法

在处理过载可能性较大线路时,可视化框架脆弱,难以分析高压输电网连通性与均衡性的问题,因此提出了平行视觉框架下的高压输电网供电均衡性可视化方法。以平行视觉框架为基础,使用图像传感器采集高压输电网真实信息,构建高压输电网供电均衡性可视化对象,根据高压输电网设备之间的拓扑结构,配置地理接线图,按照主干线和分支线级别一一配置,将可视化对象与地理接线图相结合,构建供电均衡性目标函数,将目标函数通过平行视觉框架投射到交互界面上,实现供电均衡性的可视化展示。实验结果表明,所设计方法能够完整地展示供电均衡性信息,可视化框架内部节点加权值高、结构均衡度高,整体连通性较优。