大规模数据下的社交网络结构洞节点发现算法研究

随着社会网络数据规模的递增,结构洞节点计算涉及的计算量呈几何级增长,如何构建有效的并行化算法并缩短算法运行的时间成为当前研究的难点。针对大规模数据量下结构洞节点发现算法的不足,利用并行化思想设计实现了基于MapReduce的结构洞节点发现算法。该算法通过DBLP,YouTube和Califonia公路网这3组规模不同的数据集在Hadoop集群上运行的实验结果表明,增加DataNode机器节点的数量能够缩短算法运行的时间,提高运行效率且具有良好的并行加速比和扩展性能。     

一种新型的求解城市公交路网的并行PSO算法

粒子群算法是求解组合优化的新智能算法,本文以串行粒子群算法机理为核心,结合运筹学旅行商组合优化理论和并行的OpenMP技术,给出一种规划城市公交路网最短路径的并行PSO算法模型。通过Visual Studio 2005中C++编程实现仿真,得到城市公交路网路程权重最短目标,并与串行粒子群算法结果进行比较。实验结果表明,该算法不但能解决城市公交路网问题,而且执行时间短,具有更好的鲁棒性。     

微粒群并行聚类在客户细分中的应用 *

提出了基于自适应微粒群优化的并行聚类算法 ,采用了任务分布方案和部分异步并行通信 ,降低了计算时间。这种并行自适应微粒群算法结合了并行微粒群算法的快速寻优能力和自适应参数动态优化特性 ,保持了群体多样性从而避免了种群退化。最后将该算法应用于电信客户细分中。实验证明 ,该算法在并行机群上具有了较好的准确性、加速性和可扩展性。     

基于布谷鸟搜索的多处理器任务调度算法

多处理器系统在高性能计算中扮演着重要角色.为提高系统的并行性能,基于布谷鸟搜索算法,提出一种新的多处理器任务调度算法.该算法以全部任务的最晚完成时间最小为目标,利用基于任务优先权的编码方式使连续的布谷鸟搜索算法适用于离散的多处理器任务调度问题.实验结果表明,所提算法不仅求解质量高,而且求解速度最快,与目前广泛采用的遗传算法和粒子群算法相比其执行时间缩短超过60％.     

基于MPI的分水岭与区域合并结合算法的并行化研究

针对分水岭算法特点,给出了MPI编程模型实现分水岭算法并行化的方法,分水岭的初始分割及区域合并是针对图像区域进行的,各个区域之间的分水岭区域分割是可以相互无关的,存在数据并行性,因此可以通过并行计算来缩短分水岭区域合并的时间.实验结果表明,分水岭算法按区域划分并行化后部署在MPI集群上运行,具有较好的加速比和良好的扩展性.     

基于Spark的CT图像FBP重建算法程序并行设计

将常用于CT图像重建的滤波反投影算法程序设计成能够运行在大数据框架Spark中的并行模式,以此来提高计算效率并实现批量图像的重建,缩短图像重建时间。基于分布式计算框架Spark,利用其图像处理工具Thunder,将滤波反投影算法在图像重建过程中设计成并行程序模式,实现图像的片间并行重建。实验结果表明,随着Spark集群规模的不断扩大,在确保重建图像质量的前提下,重建一定数量的CT图像相比单机模式下时间显著缩短,并行滤波反投影算法具有完全加速比,并行效率趋近于1。基于Spark集群实现的滤波反投影算法能够显著提升CT图像重建速度,并实现大量图像并行重建,可扩展其他的CT图像重建算法,对远程医学图像重建平台的建设具有重要参考意义。     

粒子群优化算法的硬件实现及其性能分析

介绍量子粒子群优化(QPSO)算法的硬件实现方法并对其进行性能分析。将QPSO算法应用于现场可编程门阵列开发板,并对比了不同硬件实现方式的运算速度和资源耗费。采用硬件并行和流水技术缩短算法的运算时间,仿真结果表明,硬件化QPSO的运算时间为原Matlab中运算时间的0.032%。     

多核环境下并行粒子群算法

针对串行粒子群算法在解决大任务耗时过长的问题,提出一种共享并行粒子群(Shared-PSO)算法。充分利用多核处理能力缩短问题处理运行时间,设置共享区和采取粒子随机替换策略有效促进粒子信息的交流,其算法流程具有较好的通用性,允许利用多种串行粒子群算法完成粒子信息更新工作。在标准优化测试集CEC 2014上的实验结果显示新算法的执行时间是串行算法的1/4。新算法能够有效地改善串行粒子群的执行效率,扩展粒子群算法的应用范围。     

具有量子行为粒子群优化算法的并行化研究

在研究了具有量子行为粒子群算法的基础上,受遗传算法并行化的启发,对具有量子行为的粒子群算法提出并实现了新的并行化策略。针对通信时间过长的问题,提出了改进方法。最后通过benchmark测试函数,将并行化量子粒子优化算法和二进制遗传算法、十进制遗传算法、粒子群优化算法的并行化方法进行了仿真比较,并对结果进行了分析。     

基于改进离散粒子群禁忌算法的并行测试任务调度

针对并行测试任务调度问题特点,提出了一种解决并行测试任务调度的离散粒子群禁忌算法,设计了符合并行测试任务调度特点的粒子初始化编码方式、粒子位置转移公式以及禁忌搜索邻域。通过与禁忌搜索相结合,避免了离散粒子群算法早熟问题。通过实验以及算法对比,表明提出的算法是快速有效的,能够很好地解决并行测试任务调度问题,求得测试总时间最短的任务调度序列。     

基于改进的OPTA的并串混合细化算法

现有的指纹细化算法存在着很多问题,如细化不彻底、纹线吞噬、骨架偏离纹线中心等。对OPTA（One-Pass Thin-ning Algorithm）算法和改进的OPTA算法进行了深入的分析和研究,指出了各自的优点和缺点。在此基础上提出了一种基于改进的OPTA的并串混合细化算法。该算法扩展了改进的OPTA算法的消除模板,舍弃保留模板,同时用缩小的消除模板来彻底细化。对以上算法进行了编程实验。实验结果表明,算法不仅保持了改进的OPTA算法的优点,也继承了OPTA算法的并行性,是一种较为理想的细化算法。     

指纹图像细化的复合式算法

指纹图像细化是指纹识别算法中的重要环节,对特征提取起到关键作用。为了快速和高质量地对指纹图像进行细化,对快速细化算法和改进OPTA细化算法不足产生的内在原因进行分析,提出一种新的复合式指纹图像细化算法,该算法设计一套预处理模板,避免了快速细化算法形成的毛刺,并对改进OPTA算法进行了优化。大量实验结果表明,该算法不但具有以往算法的优点,有较好的细化速度,而且细化质量有显著地提高,细化后的图像光滑几乎无毛刺。     

指纹图像细化的综合化算法

指纹图像细化指将指纹脊线削减为单像素宽的线条,它能够有效地提高自动指纹识别系统(AFIS)的性能.根据OPTA算法及其改进算法,结合AFIS对图像细化算法在运算速度和系统资源两方面的要求,提出一种基于快速细化算法并引入OPTA算法优点的改进算法,该算法对指纹二值图像的细化结果满足8连接条件.在FVC指纹数据库上的测试结果表明,文中算法能够获得正确的指纹细化图像,运算速度满足AFIS的要求.     

一种新的改进OPTA细化算法

深入研究改进的OPTA细化算法,针对已有算法中存在细化后毛刺较多的问题,提出了一个新的改进OPTA细化算法。该算法在原有细化算法的基础上,根据纹线角度和弯曲方向的不同采用不同的细化顺序,并修改了消除模板,改进了保留模板的去除情况。大量实验表明,该算法在继承原有算法优点的基础上显著地减少了细化后的毛刺,是一种较为理想的细化算法。     

复杂地形环境下的电磁覆盖范围并行算法

复杂地形环境下的电磁覆盖范围的仿真计算需要强大的计算能力作为支撑,搭建基于消息传递接口的机群实行并行计算能够解决该问题。基于此,建立复杂地形环境下电磁覆盖范围的并行算法模型,设计并行过程中任务粒度选择和并行性能实验。在实验室多机环境下,仿真计算速度得到提高,为类似并行计算问题的任务粒度选择提供了参考。     

基于集群的海洋遥感图像融合并行计算策略

集群体系下的大规模并行计算,是高性能计算的基础。遥感图像处理效率的提高,有赖于并行计算技术的应用。在分析已有网格计算环境下分布式任务分配方法的基础上,针对海上遥感图像目标物数量相对较少的特点,首先利用四叉树结构理念对目标区域进行划分,同时采用动态负载均衡的任务分配策略与并行计算思想,提出对目标区域图像进行融合处理的集群体系任务分配算法处理模型。通过对比验证,表明该集群体系下算法模型能有效地提高图像融合的速度。     

异构机群系统上带返回信息的可分负载多轮调度算法

针对处理机具有不同的计算速度、通信能力的异构机群计算环境,以及实际应用中许多问题的求解在处理完任务后向中心处理机节点返回处理结果信息的情形,通过允许计算和通信操作重叠执行,采取FIFO调度策略和多次并行分配计算任务的方法,提出一种带返回结果信息的调度轮数可变的可分负载多轮调度算法.实验结果表明,该算法对于处理具有返回结果信息的应用的调度性能优于UMR可分负载多轮调度算法,并且可以获得近似最优的调度轮数.     

一种适于串行机实现的图像并行细化算法

为解决现有的图像并行细化算法在串行机上的高效实现问题 ,首先提出了一种 4× 4邻域二值图像的双字节图像编码方案 ,由于在该方案中将每个 4× 4邻域的像素用一个双字节的整数来表示 ,从而将基于整个邻域 16个像素的细化处理转化为一个双字节整数的读、写和比较运算的问题 ;然后在此基础上提出了一种可在串行机上实现的并行细化算法。实验证明 ,该算法适用于当前通用的各种基于模板匹配的并行细化算法 ,其不仅可以取得完全相同的细化结果 ,而且可以大幅度提高图像细化过程在串行机上的执行速度 ;最后简要讨论了该算法利用 PC机中的 MMX技术来进一步提高并行粒度和运算效率方面所具有的潜力     

SMP集群系统上矩阵特征问题并行求解器的有效算法

对称矩阵三对角化和三对角对称矩阵的特征值求解是稠密对称矩阵特征问题并行求解器的关键步 .针对SMP集群系统的多级体系结构,基于Householder变换的矩阵三对角化和三对角矩阵特征值问题的分而治之算法,给出了它们的MPI OpenMP混合并行算法 .算法研究集中在SMP集群系统环境下的负载平衡、通信开销和性能评价 .混合并行算法的设计结合了粗粒度线程并行模式和任务共享的动态调用方法,改善了MPI算法中的负载平衡问题、降低了通信开销 .在深腾6800上的实验表明,基于混合并行算法的求解器比纯MPI版本的求解器具有更好的性能和可扩展性 .     

OPTA算法的改进及其在指纹图像细化中的应用

图像细化是指纹预处理技术中的一个重要环节，大多数指纹识别算法都是在细化图像上实现特征点的检测。因此，研究图像细化对提高指纹识别系统的性能具有重要意义。对OPTA算法进行了改进，将其应用在指纹图像细化中，并对其局限性进行了分析。实验结果表明，使用改进的OPTA算法，指纹图像细化效果有明显的提高。