WikiEdge:ArXiv速遞/2024-08-30

ArXiv-2408.17334v1

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• 標題：Role of Data-driven Regional Growth Model in Shaping Brain Folding Patterns
• 中文標題：大數據驅動的區域生長模型在腦摺疊模式形成中的作用
• 發佈日期：2024-08-30T14:49:10+00:00
• 作者：Jixin Hou, Zhengwang Wu, Xianyan Chen, Dajiang Zhu, Tianming Liu, Gang Li, Xianqiao Wang
• 分類：q-bio.NC, cs.CE, cs.SC, q-bio.TO
• 原文連結：http://arxiv.org/abs/2408.17334v1

摘要：正在發育的哺乳動物大腦的表面形態對於理解大腦功能和功能障礙至關重要。計算建模為早期大腦摺疊的潛在機制提供了寶貴的見解。雖然先前的研究通常假設均勻生長，但最近的發現表明大腦組織生長在區域上存在顯著差異。然而，這些差異在皮質發育中的作用尚不清楚。在本研究中，我們探討了區域性皮質生長如何影響大腦摺疊模式。我們首先使用基於超過1000名嬰兒MRI掃描的縱向數據，通過機器學習輔助的符號回歸開發了典型皮質區域的生長模型，這些數據捕捉了圍產期和產後大腦發育期間的皮質表面積和厚度。這些模型隨後被整合到計算軟件中，以模擬具有解剖學上真實幾何模型的皮質發育。我們使用平均曲率、溝深和腦回指數等指標量化了生成的摺疊模式。我們的結果表明，與均勻生長模型相比，區域生長模型生成的複雜大腦摺疊模式在定量和定性上更接近實際大腦結構。生長幅度在塑造摺疊模式中起主導作用，而生長軌跡的影響較小。此外，多區域模型比單區域模型更好地捕捉了大腦摺疊的複雜性。我們的結果強調了在大腦摺疊模擬中納入區域生長異質性的必要性和重要性，這可能有助於早期診斷和治療皮質畸形和神經發育障礙，如癲癇和自閉症。

ArXiv-2408.17185v1

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• 標題：Short-term Wind Speed Forecasting for Power Integration in Smart Grids based on Hybrid LSSVM-SVMD Method
• 中文標題：智能電網中基於混合LSSVM-SVMD方法的短期風速預測
• 發佈日期：2024-08-30T10:35:59+00:00
• 作者：Ephrem Admasu Yekun, Alem H. Fitwib, Selvi Karpaga Subramaniand, Anubhav Kumard, Teshome Goa Tella
• 分類：cs.LG
• 原文連結：http://arxiv.org/abs/2408.17185v1

摘要：由於其污染小和能源利用效率高，風能已成為最廣泛利用的可再生能源之一。風電成功併網依賴於準確的風速預測模型。然而，由於風速固有的間歇性特徵，風速預測任務具有挑戰性。本文開發了一種混合機器學習方法來預測短期風速。首先，使用連續變分模態分解（SVMD）將風數據分解為模態分量。然後，將每個子信號擬合到最小二乘支持向量機（LSSVM）模型中，其超參數由一種新型的量子行為粒子群優化（QPSO）變體——具有精英繁殖的QPSO（EBQPSO）優化。其次，使用長短期記憶模型（LSTM）對原始風速序列與SVMD模態總和之間的殘差進行建模。然後，使用LSSVM和LSTM模型的總和計算整體預測值。最後，使用從本地風電場收集的兩個獨立數據集，將所提出模型的性能與最先進的基準模型進行比較。實證結果表明，所提出的方法在性能上有顯著提高，與基準方法相比，均方根誤差（RMSE）減少了1.21%到32.76%，平均絕對誤差（MAE）減少了2.05%到40.75%。該工作的全部代碼實現可在Github上免費獲得。

ArXiv-2408.17372v1

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• 標題：Partial Blow-up Phenomena in the $SU(3)$ Toda System on Riemann Surfaces
• 中文標題：部分爆破現象在黎曼曲面上的 $SU(3)$ Toda 系統
• 發佈日期：2024-08-30T16:06:08+00:00
• 作者：Zhengni Hu, Mohameden Ahmedou, Thomas Bartsch
• 分類：math.AP, 35J57, 58J05
• 原文連結：http://arxiv.org/abs/2408.17372v1

摘要：這項工作研究了在具有光滑邊界的緊緻黎曼曲面上的 $SU(3)$ Toda 系統的部分爆破現象。我們考慮以下帶有 Neumann 邊界條件的耦合 Liouville 系統： $$ -\Delta_g u_1 = 2\rho_1\left( \frac{V_1 e^{u_1}}{\int_{\Sigma} V_1 e^{u_1} \, dv_g} - \frac 1 {|\Sigma|_g}\right) - \rho_2\left( \frac{V_2 e^{u_2}}{\int_{\Sigma} V_2 e^{u_2} \, dv_g} - \frac{1}{|\Sigma|_g}\right) \text{在} \,\mathring\Sigma$$ 和 $$ -\Delta_g u_2 = 2\rho_2\left( \frac{V_2 e^{u_2}}{\int_{\Sigma} V_2 e^{u_2} \, dv_g} - \frac{1}{|\Sigma|_g}\right) - \rho_1\left( \frac{V_1 e^{u_1}}{\int_{\Sigma} V_1 e^{u_1} \, dv_g} - \frac{1}{|\Sigma|_g}\right) \text{在} \,\mathring\Sigma$$ 具有邊界條件 $ \partial_{\nu_g} u_1 = \partial_{\nu_g} u_2 = 0 \text{在} \, \partial \Sigma,$ 其中 $(\Sigma, g)$ 是一個具有內部 $\mathring\Sigma$ 和光滑邊界 $\partial\Sigma$ 的緊緻黎曼曲面，$\rho_i$ 是一個非負參數，$V_i$ 是一個光滑正函數，對於 $i=1,2$。我們通過 Lyapunov-Schmidt 減法和變分方法構造了一族爆破解，其中一個分量從上方保持均勻有界，而另一個分量在內部和邊界的預定數量的點處表現出部分爆破。這一構造基於所謂影子系統的非退化解的存在。此外，我們在三種情況下建立了部分爆破解的存在性：(i) 對於任何足夠小的 $\rho_2>0$；(ii) 對於一般的 $V_1, V_2$ 和任何 $\rho_2\in (0,2\pi)$；(iii) 對於一般的 $V_1, V_2$，Euler 特徵 $\chi(\Sigma)<1$ 和任何 $\rho_2\in (2\pi,+\infty)\setminus 2\pi \mathbb{N}_+$。

ArXiv-2408.17169v1

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• 標題：Secure Transmission in Cell-Free Massive MIMO under Active Eavesdropping
• 中文標題：蜂窩自由大規模MIMO中的安全傳輸在主動竊聽下
• 發佈日期：2024-08-30T10:15:32+00:00
• 作者：Yasseen Sadoon Atiya, Zahra Mobini, Hien Quoc Ngo, Michail Matthaiou
• 分類：cs.IT, math.IT
• 原文連結：http://arxiv.org/abs/2408.17169v1

摘要：我們研究了在具有多天線接入點（AP）和保護性部分零迫（PPZF）預編碼的無蜂窩大規模多輸入多輸出（CF-mMIMO）系統中的安全通信。特別地，我們考慮了一種主動竊聽攻擊，其中竊聽者通過發送與合法用戶相同的導頻序列來污染上行鏈路信道估計階段。我們制定了一個優化問題，以最大化合法用戶的接收信噪比（SINR），同時限制竊聽者的最大允許SINR和每個AP的最大傳輸功率，並保證其他合法用戶的特定SINR要求。該優化問題通過路徑跟隨算法求解。我們還提出了一種基於大規模的貪婪AP選擇方案，以提高保密頻譜效率（SSE）。最後，我們提出了一種簡單的方法來識別系統中竊聽者的存在。我們的研究結果表明，PPZF可以通過提供比傳統最大比傳輸（MRT）方案高約2倍的SSE顯著優於MRT方案。更重要的是，對於PPZF預編碼方案，我們提出的AP選擇可以實現高達220%的顯著SSE增益，而我們的功率優化方法可以比具有等功率分配的CF-mMIMO系統提供高達55%的額外增益。

ArXiv-2408.17105v1

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• 標題：Characterising rooted and unrooted tree-child networks
• 中文標題：根植和非根植樹-子網絡的特徵描述
• 發佈日期：2024-08-30T08:44:58+00:00
• 作者：Janosch Döcker, Simone Linz
• 分類：math.CO, q-bio.PE
• 原文連結：http://arxiv.org/abs/2408.17105v1

摘要：根系系統發育網絡被生物學家用來推斷和表示物種之間複雜的進化關係，這些關係無法通過系統發育樹準確解釋。樹-子網絡是一類特定的根系系統發育網絡，近年來得到了廣泛研究。在本文中，我們提出了一種新的樹-子網絡 $\mathcal{R}$ 的表徵方法，該方法基於櫻桃採摘序列，這些序列是 $\mathcal{R}$ 葉子的序列，通過對其葉子反覆應用兩種簡化操作之一，將其簡化為單個頂點。我們證明了我們的表徵方法可以擴展到未根樹-子網絡，這在文獻中大多未被探索，並且反過來也提供了一種新的方法來解決決定一個未根系統發育網絡是否可以定向為根樹-子網絡的計算複雜性問題。

ArXiv-2408.17171v1

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• 標題：SafeTail: Efficient Tail Latency Optimization in Edge Service Scheduling via Computational Redundancy Management
• 中文標題：邊緣服務調度中通過計算冗餘管理優化尾部延遲的高效方法：SafeTail
• 發佈日期：2024-08-30T10:17:37+00:00
• 作者：Jyoti Shokhanda, Utkarsh Pal, Aman Kumar, Soumi Chattopadhyay, Arani Bhattacharya
• 分類：cs.LG
• 原文連結：http://arxiv.org/abs/2408.17171v1

摘要：本文介紹了一種優化尾延遲同時高效管理計算資源的方法，對於在邊緣計算中提供高性能、低延遲服務至關重要。新興應用如增強現實需要在用戶設備上提供低延遲且高可靠性的計算服務，而這些設備通常計算能力有限。因此，這些設備依賴於附近的邊緣伺服器進行處理。然而，由於無線網絡的變化和伺服器負載的波動，網絡和計算延遲的固有不確定性使得按時交付服務變得具有挑戰性。現有方法通常側重於優化中位延遲，但未能解決邊緣環境中特定的尾延遲問題，特別是在不確定的網絡和計算條件下。儘管一些方法確實解決了尾延遲問題，但它們通常依賴於固定或過度的冗餘，缺乏對動態網絡條件的適應性，且通常為雲環境設計，而非邊緣計算的獨特需求。在本文中，我們介紹了SafeTail，一個同時滿足中位和尾響應時間目標的框架，其中尾延遲定義為超過第90百分位閾值的延遲。SafeTail通過在多個邊緣伺服器上選擇性地複製服務來滿足目標延遲。SafeTail採用基於獎勵的深度學習框架來學習最佳的放置策略，平衡實現目標延遲與最小化額外資源使用的需求。通過基於軌跡的模擬，SafeTail展示了接近最優的性能，並在三種不同的服務中優於大多數基線策略。

ArXiv-2408.17428v1

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• 標題：CLOCR-C: Context Leveraging OCR Correction with Pre-trained Language Models
• 中文標題：上下文感知的OCR糾錯與預訓練語言模型
• 發佈日期：2024-08-30T17:26:05+00:00
• 作者：Jonathan Bourne
• 分類：cs.CL, cs.DL
• 原文連結：http://arxiv.org/abs/2408.17428v1

摘要：本文介紹了利用上下文的光學字符識別（OCR）校正（CLOCR-C），它利用基於Transformer的語言模型（LMs）的填充和上下文自適應能力來提高OCR質量。研究旨在確定LMs是否可以執行OCR後的校正，改善下游自然語言處理任務，以及在校正過程中提供社會文化背景的價值。實驗使用了七個LMs在三個數據集上進行：19世紀期刊版（NCSE）和兩個來自Overproof集合的數據集。結果表明，一些LMs可以顯著降低錯誤率，表現最好的模型在NCSE數據集上實現了超過60%的字符錯誤率減少。OCR改進還擴展到下游任務，如命名實體識別，增加了餘弦命名實體相似性。此外，研究表明，在提示中提供社會文化背景可以提高性能，而誤導性提示則降低性能。除了研究結果外，本研究還發佈了一個包含91篇來自NCSE的轉錄文章的數據集，總共包含4萬個單詞，以支持該領域的進一步研究。研究結果表明，CLOCR-C是一種通過利用嵌入在LMs和需要校正的文本中的社會文化信息來提高現有數字檔案質量的有前途的方法。

ArXiv-2408.17007v1

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• 標題：A Liouville theorem for the Lane-Emden system in the half-space
• 中文標題：李烏維爾定理在半空間的Lane-Emden系統
• 發佈日期：2024-08-30T04:40:04+00:00
• 作者：Yimei Li, Philippe Souplet
• 分類：math.AP
• 原文連結：http://arxiv.org/abs/2408.17007v1

摘要：我們證明了在半空間中的Lane-Emden系統的Dirichlet問題沒有在有限條帶上有界的正經典解。此前，這樣的不存在性結果僅適用於有界解或在非線性項的冪次受到限制的情況下。

ArXiv-2408.17261v1

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• 標題：Asymptotic stability of composite waves of two viscous shocks for relaxed compressible Navier-Stokes equations
• 中文標題：兩粘性激波複合波的漸近穩定性在鬆弛可壓縮Navier-Stokes方程中的研究
• 發佈日期：2024-08-30T13:03:17+00:00
• 作者：Renyong Guan, Yuxi Hu
• 分類：math.AP
• 原文連結：http://arxiv.org/abs/2408.17261v1

摘要：本文研究了一維鬆弛可壓縮Navier-Stokes方程中由兩個激波形成的複合波的時間漸近穩定性。我們證明了在兩個小且獨立的波強度和初始擾動較小的條件下，由兩個粘性激波組成的複合波實現了漸近非線性穩定性。此外，當鬆弛參數趨近於零時，鬆弛系統的解在時間上全局收斂到經典系統的解。研究方法基於相對熵、帶有移位的$a$-收縮理論和基本能量估計。

ArXiv-2408.17180v1

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• 標題：Identifying and Clustering Counter Relationships of Team Compositions in PvP Games for Efficient Balance Analysis
• 中文標題：識別和聚類PvP遊戲中團隊組成的對抗關係以進行高效的平衡分析
• 發佈日期：2024-08-30T10:28:36+00:00
• 作者：Chiu-Chou Lin, Yu-Wei Shih, Kuei-Ting Kuo, Yu-Cheng Chen, Chien-Hua Chen, Wei-Chen Chiu, I-Chen Wu
• 分類：cs.AI, cs.GT, cs.IR, cs.LG, cs.MA
• 原文連結：http://arxiv.org/abs/2408.17180v1

摘要：如何在遊戲環境中量化平衡性？這個問題對於遊戲設計師來說至關重要，尤其是在玩家對戰（PvP）遊戲中，分析預定義團隊組合（如多人在線戰術競技遊戲中的英雄組合或卡牌遊戲中的牌組）之間的強度關係對於增強遊戲體驗和實現平衡至關重要。我們開發了兩種先進的度量方法，這些方法超越了簡單的勝率，用於量化零和競爭場景中的平衡性。這些度量方法源自勝值估計，通過Bradley-Terry 模型進行強度評級近似和通過矢量量化進行對抗關係近似，顯著降低了傳統勝值估計的計算複雜度。在這些模型的學習過程中，我們識別出有用的組合類別並確定它們的對抗關係，這與人類玩家的經驗一致，而無需特定的遊戲知識。我們的方法依賴於一種簡單的技術，通過確定性矢量量化過程在極小的狀態空間中增強代碼本的利用率。我們的框架已在《帝國時代 II》、《爐石傳說》、《荒野亂鬥》和《英雄聯盟》等熱門網絡遊戲中得到驗證，這些遊戲中觀察到的強度關係的準確性可與傳統的成對勝值預測相媲美，同時也提供了更易於管理的分析複雜度。最終，我們的研究成果有助於更深入地理解 PvP 遊戲動態，並提出了一種顯著改進遊戲平衡評估和設計的方法。

ArXiv-2408.17050v1

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• 標題：Secure Integrated Sensing and Communication Under Correlated Rayleigh Fading
• 中文標題：安全的相關瑞利衰落下的綜合感知與通信
• 發佈日期：2024-08-30T07:16:55+00:00
• 作者：Martin Mittelbach, Rafael F. Schaefer, Matthieu Bloch, Aylin Yener, Onur Günlü
• 分類：cs.IT, cs.CR, cs.SY, eess.SP, eess.SY, math.IT
• 原文連結：http://arxiv.org/abs/2408.17050v1

摘要：本文考慮了一個安全的集成感知與通信（ISAC）場景，其中信號通過一個狀態依賴的竊聽信道傳輸，具有一個合法接收者（發射機與其通信）和一個誠實但好奇的目標（發射機希望感知）。安全的ISAC信道被建模為兩個狀態依賴的快速衰落信道，具有相關的瑞利衰落係數和獨立的加性高斯噪聲成分。延遲的信道輸出被反饋給發射機，以改善通信性能並估計信道狀態序列。我們建立並展示了在相關瑞利衰落下退化的安全ISAC信道的可實現保密-失真區域。我們還評估了大量參數集的內界，以得出安全ISAC方法的實際設計見解。特別是，所展示的結果包括超越經典竊聽信道設置的保密容量和接近信道容量的參數範圍。

ArXiv-2408.17442v1

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• 標題：Analysis on the von Neumann entropy under the measurement-based feedback control
• 中文標題：馮·諾依曼熵在基於測量的反饋控制下的分析
• 發佈日期：2024-08-30T17:51:20+00:00
• 作者：Kohei Kobayashi
• 分類：quant-ph
• 原文連結：http://arxiv.org/abs/2408.17442v1

摘要：測量反饋（MBF）控制提供了幾種強大的手段來準備所需的目標量子態。因此，研究MBF的基本性質是很重要的。特別是，受控系統在MBF下的熵如何變化是非常有趣的。在這項研究中，我們通過推導出在MBF控制下馮·諾依曼熵的時間導數非負的充分條件來研究這個問題。這個結果通過系統可觀測量的方差和給定退相干的量子性得到了嚴格的表徵。我們在量子比特穩定的例子中展示了結果的有效性和物理解釋。

ArXiv-2408.17265v1

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• 標題：Resource state generation in a hybrid matter-photon quantum information processor
• 中文標題：混合物質-光子量子信息處理器中的資源態生成
• 發佈日期：2024-08-30T13:07:19+00:00
• 作者：Yu Liu, Martin B. Plenio
• 分類：quant-ph
• 原文連結：http://arxiv.org/abs/2408.17265v1

摘要：本文介紹了混合量子架構結合了物質和光子的自由度，為可擴展的、容錯的量子計算提供了一條有前途的途徑。這種方法需要結合使用光子自由度在遠程寄存器之間進行的已建立的糾纏操作與在固態寄存器內物質量子比特之間的直接相互作用。然而，對這種寄存器的高保真控制提出了重大挑戰。在這項工作中，我們通過脈衝控制序列解決了這些挑戰，這些序列調製所有自旋間的相互作用，以保留最近鄰耦合，同時消除不需要的長程相互作用。我們使用複合脈衝和成形脈衝技術以及最優控制方法推導出包括寬帶和選擇性門在內的脈衝序列。這確保了對自旋位置的不確定性、靜態偏移失諧和控制場的拉比頻率波動的魯棒性。這裏開發的控制技術適用於遠超當前設置的廣泛物理平台。我們展示了我們的方法在氮空位中心的電子基態中編碼的四自旋和六自旋系統中用於基於融合的量子計算的資源態生成的有效性。我們還概述了所提出架構的其他元素，突出了其在推進量子計算技術方面的潛力。