Escape from Cells: Deep Kd-Networks for the Recognition of 3D Point Cloud Models

We present a new deep learning architecture (called Kd-network) that is designed for 3D model recognition tasks and works with unstructured point clouds. The new architecture performs multiplicative transformations and share parameters of these transformations according to the subdivisions of the point clouds imposed onto them by Kd-trees. Unlike the currently dominant convolutional architectures that usually require rasterization on uniform two-dimensional or three-dimensional grids, Kd-networks do not rely on such grids in any way and therefore avoid poor scaling behaviour. In a series of experiments with popular shape recognition benchmarks, Kd-networks demonstrate competitive performance in a number of shape recognition tasks such as shape classification, shape retrieval and shape part segmentation.Comment: Spotlight at ICCV'1

A FAST ITERATIVE METHOD FOR SOLVING THE EIKONAL EQUATION ON TRIANGULATED SURFACES

This paper presents an efficient, fine-grained parallel algorithm for solving the Eikonal equation on triangular meshes. The Eikonal equation, and the broader class of Hamilton-Jacobi equations to which it belongs, have a wide range of applications from geometric optics and seismology to biological modeling and analysis of geometry and images. The ability to solve such equations accurately and efficiently provides new capabilities for exploring and visualizing parameter spaces and for solving inverse problems that rely on such equations in the forward model. Efficient solvers on state-of-the-art, parallel architectures require new algorithms that are not, in many cases, optimal, but are better suited to synchronous updates of the solution. In previous work [W. K. Jeong and R. T. Whitaker, SIAM J. Sci. Comput., 30 (2008), pp. 2512-2534], the authors proposed the fast iterative method (FIM) to efficiently solve the Eikonal equation on regular grids. In this paper we extend the fast iterative method to solve Eikonal equations efficiently on triangulated domains on the CPU and on parallel architectures, including graphics processors. We propose a new local update scheme that provides solutions of first-order accuracy for both architectures. We also propose a novel triangle-based update scheme and its corresponding data structure for efficient irregular data mapping to parallel single-instruction multiple-data (SIMD) processors. We provide detailed descriptions of the implementations on a single CPU, a multicore CPU with shared memory, and SIMD architectures with comparative results against state-of-the-art Eikonal solvers.open4

VLSI implementation of a multi-mode turbo/LDPC decoder architecture

Flexible and reconfigurable architectures have gained wide popularity in the communications field. In particular, reconfigurable architectures for the physical layer are an attractive solution not only to switch among different coding modes but also to achieve interoperability. This work concentrates on the design of a reconfigurable architecture for both turbo and LDPC codes decoding. The novel contributions of this paper are: i) tackling the reconfiguration issue introducing a formal and systematic treatment that, to the best of our knowledge, was not previously addressed; ii) proposing a reconfigurable NoCbased turbo/LDPC decoder architecture and showing that wide flexibility can be achieved with a small complexity overhead. Obtained results show that dynamic switching between most of considered communication standards is possible without pausing the decoding activity. Moreover, post-layout results show that tailoring the proposed architecture to the WiMAX standard leads to an area occupation of 2.75 mm2 and a power consumption of 101.5 mW in the worst case

A high-fidelity multiphysics system for neutronic, thermalhydraulic and fuel-performance analysis of Light Water Reactors

Das Verhalten des Kerns in einem Leichtwasserreaktor (LWR) wird von neutronenphysikalischen, thermohydraulischen und thermomechanischen Phänomenen dominiert. Komplexe Rückkopplungsmechanismen verbinden diese physikalischen Bereiche. Einer der aktuellen Tendenzen in der Reaktorphysik ist daher die Implementierung von Multiphysik-Methoden, die diese Wechselwirkungen erfassen, um eine konsistente Beschreibung des Kerns zu liefern. Ein weiterer wichtiger Arbeitsbereich ist die Entwicklung von High-Fidelity-Rechenprogrammen, die die Modellierungsauflösung erhöhen und starke Vereinfachungen eliminieren, die in räumlich homogenisierten Simulationen verwendet werden. Multiphysik- und High-Fidelity-Methoden sind auf die Verfügbarkeit von Hochleistungsrechnern angewiesen, die die Machbarkeit und den Umfang dieser Art von Simulationen begrenzen. Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Multiphysik-Simulationssystems, das in der Lage ist, gekoppelte neutronenphysikalische, thermohydraulische und thermomechanische Analysen von LWR-Kernen mit einer High-Fidelity-Methodik durchzuführen. Um dies zu erreichen, wird die Monte-Carlo-Teilchentransportmethode verwendet, um das Verhalten der neutronenphysikalischen Effekte zu simulieren, ohne auf größere physikalische Näherungen zurückzugreifen. Für die Abbrandrechnungen bezüglich des gesamten Kerns, wird eine gebietsbezogene Datenaufteilung der Partikelverfolgung vorgeschlagen und implementiert. Die Kombination der Monte-Carlo-Methode mit der Thermohydraulik auf Unterkanalebene und eine vollständige Analyse des Brennstoffverhaltens aller Brennstäbe beschreibt eine extrem detaillierte Darstellung des Kerns. Die erforderliche Rechenleistung erreicht die Grenzen aktueller Hochleistungsrechner. Auf der Softwareseite wird ein innovativer objektorientierter Kopplungsansatz verwendet, um die Modularität, Flexibilität und Wartbarkeit des Programms zu erhöhen. Die Genauigkeit dieses gekoppelten Systems von drei Programmen wird mit experimentellen Daten von zwei in Betrieb befindlichen Kraftwerken, einem Pre-Konvoi DWR und dem Temelín II WWER-1000 Reaktor, bewertet. Für diese beiden Fälle werden die Ergebnisse der Abbrandrechnung des gesamten Kerns anhand von Messungen der kritischen Borkonzentration und des Brennstabneutronenflusses validiert. Diese Simulationen dienen der Darstellung der hochmodernen Modellierungsfähigkeiten des entwickelten Werkzeugs und zeigen die Durchführbarkeit dieser Methodik für industrielle Anwendungen