计算机科学

本体映射综述

王顺,康达周,江东宇

计算机科学. 2017, 44 (9): 1-10. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.001

摘要 ( 392 )

PDF(896KB) ( 1777 )

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作为不同本体之间知识共享和互操作的一种方法,本体映射受到越来越多的重视。根据本体映射过程将本体映射系统划分为五大功能组件,总结了本体映射系统中常用的相似度算法。通过梳理本体映射领域的最新发展成果,从不同层次、不同维度构建本体映射系统分类体系。介绍并比较了一些经典的本体映射系统,并对这些本体映射系统进行评价。最后指出本体映射将面临的挑战。

面向点云的三维物体识别方法综述

郝雯,王映辉,宁小娟,梁玮,石争浩

计算机科学. 2017, 44 (9): 11-16. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.002

摘要 ( 500 )

PDF(556KB) ( 2309 )

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随着三维扫描技术的快速发展,获取各类场景的点云数据已经非常简单快捷；加之点云数据具备不受光照、阴影、纹理的影响等优势,基于点云的三维物体识别已成为计算机视觉领域的研究热点。首先,对近年来面向点云数据的三维物体识别方法进行归纳和总结；然后,对已有方法的优势及缺点进行分析；最后,指出点云物体识别中所面临的挑战及进一步的研究方向。

基于视情维修的电子装备PHM体系结构分析

杨森

计算机科学. 2017, 44 (9): 17-22. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.003

摘要 ( 280 )

PDF(653KB) ( 1461 )

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为推行自主式保障理念,提高电子装备的综合保障能力,提出了一种基于视情维修的电子装备预测与健康管理(Prognostics and Health Management,PHM)构建方案。在分析PHM内涵和功能的基础上,从数据信息维、模型维和生命周期维3个维度研究了PHM系统结构,采用开放式PHM架构方式,建立了基于视情维修的电子装备PHM体系结构,并对其系统实现技术进行了探讨。通过对某型装备模拟训练与仿真测试系统PHM策略的设计,验证了所提方案的有效性。

基于高斯云变换的遥感图像多粒度聚类

刘旋,王国胤,罗小波

计算机科学. 2017, 44 (9): 23-27. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.004

摘要 ( 289 )

PDF(1825KB) ( 730 )

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遥感图像技术的迅猛发展,使得传统聚类方法的局限性日益凸显。针对其信息量大、结构复杂等特点,从多粒度、多层次的角度来分析与理解地学现象,能够更好地解决遥感图像的自适应聚类问题。基于云模型与混合高斯相结合的高斯云变换是一种求解多粒度问题的新方法,能够解决问题域中多粒度的生成问题,但是其时间复杂度较高以及对噪声敏感等缺点,导致对遥感图像的聚类结果不理想。因此提出一种改进的高斯云变换方法,首先通过K-Means聚类优化初始粒度的选择,其次结合幅度云综合对粒度跃升策略进行改进,然后使用一种隶属度距离进行粒度的区域划分,最终对遥感图像进行聚类。实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。

二型模糊粗糙属性约简模型

路娟,李德玉

计算机科学. 2017, 44 (9): 28-33. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.005

摘要 ( 207 )

PDF(443KB) ( 542 )

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属性约简是粗糙集理论的重要应用之一,其目的是在保持分类能力不变的前提下去掉冗余的属性,从而简化信息系统。由于经典粗糙集等价关系的要求过于严格,为了更好地解决实际问题,将粗糙集与二型模糊集结合,得到二型模糊粗糙集。利用论域和特征空间的积空间上的两个一型模糊集来构造论域的一个二型模糊划分,将模糊粗糙集属性约简的模型推广到二型模糊粗糙集框架中,得到了一个二型模糊粗糙属性约简的模型,并举例说明了用此模型进行属性约简的方法。

基于Local约简的序贯三支分类器

鞠恒荣,李华雄,周献中,黄兵,杨习贝

计算机科学. 2017, 44 (9): 34-39. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.006

摘要 ( 276 )

PDF(513KB) ( 612 )

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序贯三支决策是三支决策理论近年发展起来的一种新型决策方法。传统的序贯三支决策方法鲜有针对序贯信息粒的构建和其在分类学习中的应用的研究。针对这两个问题,研究了Local约简与Global约简之间的内在序贯性,并以此构建了具有约简特性的序贯信息粒。在此基础上设计了一种序贯三支分类器。实验结果表明,该序贯三支分类器不仅能很好地在合适信息粒上进行分类,而且较传统的分类算法提高了数据集的分类精度。

基于弯曲距离三支决策的时序相似性算法

徐健锋,何宇凡,张远健,汤涛

计算机科学. 2017, 44 (9): 40-44. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.007

摘要 ( 288 )

PDF(484KB) ( 1014 )

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动态时间弯曲距离算法(DTW)是目前公认的最有效的时间序列相似性计算方法之一,但是较高的时间复杂度一直是其主要缺点。快速弯曲距离算法(FTW)能有效提高DTW的计算速度,但是该算法对不同粒度时间序列剪枝的行为是典型的二支决策,与人类处理不确定问题时普遍采用的三支判断不同。因此,通过将三支决策理论引入到DTW算法的优化工作中,建立了DTW三支决策模型；然后对DTW三支决策模型中的决策阈值α和β进行了基于误识别率的推导,并且给出了具体求解阈值α和β的模拟退火算法；最后基于上述理论提出了基于弯曲距离三支决策的时序相似性算法(3WD-DTW)。通过对比实验表明,与FTW算法相比,3WD-DTW算法在保持较快的计算速度的前提下明显提升了计算准确度,使其接近DTW的水平。

一种基于决策粗糙集的模糊C均值聚类数的确定方法

石文峰,商琳

计算机科学. 2017, 44 (9): 45-48. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.008

摘要 ( 287 )

PDF(973KB) ( 730 )

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Fuzzy C-Means(FCM)是模糊聚类中聚类效果较好且应用较为广泛的聚类算法,但是其对初始聚类数的敏感性导致如何选择一个较好的C值变得十分重要。因此,确定FCM的聚类数是使用FCM进行聚类分析时的一个至关重要的步骤。通过扩展决策粗糙集模型进行聚类的有效性分析,并进一步确定FCM的聚类数,从而避免了使用FCM时不好的初始化所带来的影响。文中提出了一种基于扩展粗糙集模型的模糊C均值聚类数的确定方法,并通过图像分割实验来验证聚类的效果。实验通过比对不同聚类数下分类结果的代价获得了一个较好的分割结果,并将结果与Z.Yu等人于2015年提出的蚁群模糊C均值混合算法(AFHA)以及提高的AFHA算法(IAFHA)进行对比,结果表明所提方法的聚类结果较好,图像分割效果较明显,Bezdek分割系数比AFHA和IAFHA算法的更高,且在Xie-Beni系数上也有较大优势。

基于软K段主曲线的LPR字符特征的提取方法

焦娜

计算机科学. 2017, 44 (9): 49-52. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.009

摘要 ( 236 )

PDF(332KB) ( 590 )

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车牌识别是智能交通系统的重要组成部分,提高车牌字符识别率的关键在于提取字符的特征。主曲线是主成分分析的非线性推广,它是通过数据分布“中间”并满足“自相合”的光滑曲线。通过对现有主曲线算法的分析可知:软K段主曲线算法对提取分布在弯曲度很大或相交曲线周围的数据的主曲线的效果较好。因此,尝试用该主曲线算法来提取车牌字符的结构特征。实验结果表明,利用该主曲线算法来提取车牌识别的结构特征能够取得较好的实验效果。所提方法为提取车牌字符特征的研究提供了一条新途径。

三元背景及概念三元格的简化

祁建军,魏玲

计算机科学. 2017, 44 (9): 53-57. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.010

摘要 ( 468 )

PDF(366KB) ( 723 )

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三元概念分析是对形式概念分析理论的扩展,三元背景作为其数据基础在实际生活中普遍存在。三元背景所反映的三元关系是形成概念三元格的基础,它比形式概念分析中的二元关系更复杂,因而在此基础上形成的三元概念以及概念三元格就更为复杂。对此,提出一种三元背景和概念三元格的信息简化方法,该方法将三元关系拆解为最本质的二元关系,并在保证所有二元关系不变的基础上,同时考虑三元背景的3个论域,删减其中不必要的元素,以减少数据量,简化三元背景和概念三元格的表达方式。进而,得到简化后概念三元格的一些性质以及简化前后三元概念的关系等理论结果,为进一步的算法研究与应用以及更深入的理论分析工作奠定基础。

一种基于非负矩阵分解的聚类集成算法

何梦娇,杨燕,王淑营

计算机科学. 2017, 44 (9): 58-61. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.011

摘要 ( 554 )

PDF(297KB) ( 998 )

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为了解决通过原始数据集获得的基聚类结果存在一定的信息丢失,从而使得集成阶段的有效信息减少的问题,提出了一种基于非负矩阵分解的K-means聚类集成算法。该算法先利用K-means聚类算法获得集成信息矩阵,然后从原始数据集获取数据相关性,将两者结合后通过非负矩阵分解(NMF)技术构建共识函数以获得最终结果。实验证明,所提算法可以有效获取原始数据的潜在信息,并提高聚类质量。

基于概念格的异构数据知识发现方法

牛娇娇,范敏,李金海,殷允强

计算机科学. 2017, 44 (9): 62-66. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.012

摘要 ( 336 )

PDF(348KB) ( 691 )

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基于概念格的知识发现方法已被广泛关注,同时也吸引了众多学者的研究兴趣,特别是决策形式背景的知识发现,近年来取得了一些重要的研究成果。然而,现有的知识发现方法在面临大数据环境时,缺乏可行性与有效性。考虑到异构性是大数据的主要数据特征之一,针对异构数据,研究了基于概念格的知识发现方法。具体地,提出了异构形式背景及其概念格,通过异构形式背景定义了异构决策形式背景,进一步在异构决策形式背景上讨论了规则提取问题,并给出了挖掘非冗余决策规则的有效算法。

基于多代价的决策粗糙集属性约简

杨志荣,王宇,杨习贝

计算机科学. 2017, 44 (9): 67-69. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.013

摘要 ( 341 )

PDF(299KB) ( 509 )

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与经典粗糙集相比,传统的决策粗糙集将代价考虑在内,利用代价矩阵生成一对阈值。但决策粗糙集不具备经典粗糙集的单调性,这为粗糙集的属性约简带来了新的挑战。传统的决策粗糙集中的代价矩阵只有一个,没有考虑到代价的变化性。首先介绍了多代价决策粗糙集下的悲观决策规则和乐观决策规则的定义,利用多个代价矩阵来生成阈值,并将其用于属性约简中。在属性约简中,从单独的决策类出发而不是基于全部的决策类提出了启发式的Local属性约简方法,且从相关实验结果中可以得到,相对于基于全部的决策类的属性约简,Local属性约简在乐观条件下比在悲观条件下能获得更多的正域规则。

基于一种新的核函数的模糊粗糙集

叶秋萍,张红英

计算机科学. 2017, 44 (9): 70-73. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.014

摘要 ( 296 )

PDF(355KB) ( 679 )

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模糊粗糙集作为模糊集与粗糙集的结合体,能够有效处理数据的复杂性和不确定性。由模糊相似关系产生的模糊粒结构可以对模糊粗糙集中不确定性的概念进行近似。核函数和模糊相似关系分别是机器学习和模糊粗糙集的核心因素,因此借助模糊相似关系和核函数之间的关系,构造了一种新的核函数,并定义了相应的核模糊粗糙集。最后通过实例说明新构造的核函数具有一定的推广性。

一种基于邮件头信息的三支决策邮件过滤方法

袁国鑫,于洪

计算机科学. 2017, 44 (9): 74-77. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.015

摘要 ( 254 )

PDF(407KB) ( 554 )

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提出一种基于邮件头信息的三支决策垃圾邮件过滤方法。该方法使用一种新的属性重要度度量方法,并用该度量方法将邮件头信息属性依据重要度大小进行排序,然后按属性重要度的大小顺序对邮件计算贝叶斯概率并进行三支决策。当信息较少以致不足以决策时,按属性重要度大小顺序增加新的属性信息以帮助进一步的决策,直到得到最后的邮件分类。对比实验结果表明,该方法是合理且有效的。

不协调区间值决策系统的分布约简

张楠,许鑫,童向荣,高学义,姜丽丽

计算机科学. 2017, 44 (9): 78-82. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.016

摘要 ( 242 )

PDF(412KB) ( 648 )

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知识约简可以保持决策系统中的分类特征不变,是粗糙集理论的重要研究内容之一。分布约简保持约简前后决策系统中各规则的置信度不发生改变。为了给区间值决策系统的论域分类提供合理的度量标准,引入了区间值相似率。通过将Pawlak决策系统中的等价关系扩展到区间值决策系统中的相容关系,提出了区间值决策系统的分布约简目标。针对该目标给出了相应差别矩阵的计算方法,并与现有区间值决策系统的广义决策约简计算方法进行了分析比较。最后,通过人工数据集的实验验证了相关结论的有效性。

不完备决策形式背景的概念构建与属性约简

祖鸿娇,解滨,米据生

计算机科学. 2017, 44 (9): 83-87. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.017

摘要 ( 191 )

PDF(367KB) ( 606 )

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首先定义了不完备决策形式背景,在其不完备的子条件形式背景和子决策形式背景上,提出了双子集内涵概念的构建方法及概念格的生成算法,给出了不完备决策形式背景基于双子集内涵概念的属性协调集与属性约简的判定方法。

格值信息系统的粗糙熵与不确定度量

张晓燕,桑彬彬,魏玲

计算机科学. 2017, 44 (9): 88-92. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.018

摘要 ( 258 )

PDF(353KB) ( 694 )

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在格值信息系统中引入知识粗糙熵、粗集粗糙熵与不确定度量的概念,得到了相应的重要性质。证明了在格值信息系统中,知识粗糙熵随着知识颗粒变大、分类变粗而单调增大,或者随着知识颗粒变小、分类变细而单调减小。进一步通过讨论它们之间的联系说明了粗集的粗糙熵可以更精确地度量粗集的粗糙程度。这些结论为格值信息系统的知识发现奠定了一定的理论基础。

灰狼优化与差分进化的混合算法及函数优化

张新明,涂强,康强,程金凤

计算机科学. 2017, 44 (9): 93-98. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.019

摘要 ( 419 )

PDF(548KB) ( 1065 )

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灰狼优化(Grey Wolf Optimization,GWO)算法是近年被提出的一种新型智能优化算法,具有收敛速度快和优化精度高的特点,但对于一些复杂优化问题易陷入局部最优。差分进化(Differential Evolution,DE)算法的全局搜索能力强,但其性能对参数敏感,且局部搜索能力不足。为了发挥二者各自的优点并弥补存在的缺陷,提出了一种灰狼优化与差分进化的混合优化算法。首先使用嵌入趋优算子的GWO算法搜索,以便在更短的过程中获得更高的优化精度和更快的收敛速度；然后采用自适应调节参数的差分进化策略来进一步提高算法对复杂优化函数的寻优性能,从而获得一种高性能的混合优化算法,以便能更高效地解决各种函数优化问题。对12个高维函数的优化结果表明,与标准GWO,ACS,DMPSO及SinDE相比,新的混合优化算法不仅具有更好的收敛速度和优化性能,而且具有更好的普适性,更适用于解决各种函数优化问题。

无线射频RFID识别协议自动验证方法研究

宋岚,薛锦云,胡启敏,谢武平,江东明,游珍

计算机科学. 2017, 44 (9): 99-104. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.020

摘要 ( 311 )

PDF(1083KB) ( 639 )

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Population Protocols是一种受生物启发的计算模型,能够表示无线网络中数量庞大但计算能力弱的多组件间的交互,它为无线传感器网络提供了一种可计算推理的理论框架。将Population Protocol理论引入到RFID识别协议中,提出了RFID识别协议系统模型验证框架；构建了标签与阅读器交互产生的状态变迁模型；最后用spin模型检测工具和LTL线性时序逻辑验证了弱公平条件下该模型的自稳定性,为分析与验证无线传感器网络中协议的正确性提供了一种行之有效的方法。

基于局部保持典型相关分析的无线传感器网络三维定位算法

崔鸿飞,刘佳,顾晶晶,庄毅

计算机科学. 2017, 44 (9): 105-109. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.021

摘要 ( 260 )

PDF(511KB) ( 505 )

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针对目前无线传感器网络三维空间定位算法精度不高、稳定性差等问题,在基于局部保持典型相关分析LPCCA模型的基础上构造三维定位算法3D-LE-LPCCA。首先,将LPCCA模型拓展到三维空间并建立信号空间和物理空间的映射模型,通过求解映射模型得到未知节点在物理空间上的临近节点集；其次,采用共面度阈值和体积比阈值的约束在临近节点集上计算出最佳定位单元；最后,采用最佳定位单元计算未知节点的坐标。仿真实验表明,该算法具有良好的定位效果,有效地提高了三维定位算法的精度和稳定性,降低了节点能耗。

一种改进的自适应全双工中继系统中继策略

龙志鹏,余江,常俊

计算机科学. 2017, 44 (9): 110-114. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.022

摘要 ( 377 )

PDF(368KB) ( 571 )

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提出了一种基于源节点到中继节点(SR)信噪比门限和中继节点最小自干扰的全双工中继策略,并在此基础上与SR最大信噪比的全双工中继策略相结合,构建了一种改进的自适应全双工中继系统。在对等功率分配条件下使用DF协议转发时对自适应全双工中继系统的中断概率进行了分析,结果表明与自适应半双工中继策略相比,提出的自适应全双工中继系统的中断概率更低。与基于SR最大信噪比的全双工中继策略相比,一般情况下,当SR信噪比系数较大时,自干扰信号也较强,此时所提自适应全双工中继系统采用基于SR门限和最小自干扰的中继策略,中断概率较低；而在自干扰信号较小的情况下,该自适应全双工中继系统将采用基于最大SR信噪比的全双工中继系统的中继策略,能维持较好的中断性能。

基于梯度和能量捕获的无线传感网路由协议研究

郑志蕴,郭芳,王振飞,张行进,王飞

计算机科学. 2017, 44 (9): 115-119. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.023

摘要 ( 200 )

PDF(2095KB) ( 561 )

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为解决无线传感网分簇协议中出现的节点能量消耗不均衡的问题,提出一种新的基于梯度和能量捕获的分布式无线传感网路由协议EGRP。该协议引入了距离梯度和能量捕获技术,在成簇阶段,以节点自身剩余能量、邻居节点平均剩余能量、节点距离梯度为参数构建成簇策略；在转发阶段,以簇头剩余能量和簇头梯度为参数构建簇间转发策略。理论推导与仿真实验结果均表明,EGRP协议的优化效果达到了预期,使单个节点的能耗下降10.9%,不同节点间的能耗更加均衡,从而延长了网络的生命周期。

下含D2D蜂窝网基于有向加权二部图的资源分配

王振朝,赵云,薛文玲

计算机科学. 2017, 44 (9): 120-124. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.024

摘要 ( 199 )

PDF(429KB) ( 550 )

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针对蜂窝下含D2D系统最多允许一条蜂窝链路和一条D2D对链路同时共占信道的场景,旨在设计一种低复杂度的资源分配算法。首先将以最大化系统吞吐量为目标的资源分配问题归结为整数规划问题。考虑到干扰是决定两条链路能否共占信道的关键因素,将最优化问题转化为以最小化干扰链路信道增益为目标的问题；该问题可看作一对一双偏好最优匹配问题,为此,首次提出有向加权二部图的相关概念,并用它对最优化问题建模。为了降低寻找最优匹配的难度,提出一种贪婪算法,该算法复杂度仅为O(n)。仿真表明,与加权二部图算法相比,所提算法不仅在复杂度方面下降两个数量级,而且在一定范围内得到的系统吞吐量与容量等性能比加权二部图算法略优。

面向入侵检测系统的模式匹配算法研究

徐周波,张永超,古天龙,宁黎华

计算机科学. 2017, 44 (9): 125-130. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.025

摘要 ( 194 )

PDF(481KB) ( 478 )

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入侵检测系统Snort检测的基本原理是模式匹配。为了提高模式匹配算法的效率,从两方面对Snort中的BM算法进行改进。首先,为了增大模式串移动的距离,改进算法利用了与模式串最右端对齐的下一个及第二个文本字符,以及这两个字符再向右偏移模式串长度所对应字符在模式串中的出现情况,最大移动距离达到了2m+2。其次,为了增大失配时大的移动距离出现的概率,利用了最右端字符与其下一个字符的组合概率特性。最后,对算法进行了性能测试。测试结果表明改进算法减少了窗口移动次数和字符比较次数,提高了匹配效率。

一种基于动态图编码的软件水印方案

刘嘉怡,燕雪峰

计算机科学. 2017, 44 (9): 131-135. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.026

摘要 ( 254 )

PDF(384KB) ( 599 )

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软件水印能够证明软件的相关信息。目前,软件水印算法大多基于经典的动态图软件水印算法——CT算法。该算法将水印分解为水印片段后,通过编码方案实现水印片段的嵌入。针对扩展的平面环路树(ExtendPPCT)编码方案改变了原平面环路树(PPCT)编码结构、水印隐蔽性较差以及节点易被删除攻击破坏的缺点,提出一种新的基于平面环路树(PPCT)和排序图的混合编码方式来实现成组地表达同余方程的模数和余数:PPCT枚举表达模数,对PPCT的叶子节点进行排序编码表达余数。这种成组编码方式使得嵌入软件中的水印片段减少了一半,对嵌入水印的程序的性能影响较小,水印的隐蔽性更强;并且这种编码方式不改变原PPCT的唯一外部回路,同时可抗击删减攻击。

基于时变加权马尔科夫链的网络异常检测模型

王笑,戚湧,李千目

计算机科学. 2017, 44 (9): 136-141. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.027

摘要 ( 349 )

PDF(1235KB) ( 1349 )

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随着互联网技术的迅猛发展,网络入侵事件日益频发,入侵检测对于保障网络安全具有重要意义。针对网络入侵检测的迫切需求,提出一种基于时变加权马尔科夫链的网络异常检测模型,使用组合状态转移概率矩阵来描述状态转移。利用DARPA 2000数据集在NT系统上重放时产生的事件log作为实验数据以验证该模型的效果,并与普通时变加权马尔科夫链模型进行比较,仿真实验结果表明该模型能够对网络进行实时入侵检测,具有较高的准确性和较强的鲁棒性,并且能够有效降低误测率和漏测率。

典型安全网关的形式化设计与证明

王瑞云,赵国磊,常朝稳,王雪健

计算机科学. 2017, 44 (9): 142-147. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.028

摘要 ( 205 )

PDF(2147KB) ( 583 )

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传统上依靠经验设计的安全网关侧重于功能实现,缺少严格的安全模型。对此,针对一种典型安全网关,首先根据其安全需求给出相应的安全策略,然后利用BLP模型对给出的安全策略进行形式化建模并对安全模型的内部一致性进行证明,最后对安全网关的功能规约和安全模型的一致性进行验证。为保证推理过程的正确性,使用定理证明器Isabelle/HOL对上述过程进行描述和推理,保证了安全网关顶层设计的安全性。研究结果为安全网关的形式化设计提供了一定的借鉴意义。

一种基于AS安全联盟的域间路由系统拟态防护机制

苗甫,王振兴,郭毅,张连成

计算机科学. 2017, 44 (9): 148-155. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.029

摘要 ( 208 )

PDF(2265KB) ( 634 )

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针对域间路由系统的大规模低速率拒绝服务攻击(Low-rate DoS against BGP Session,BGP-LDoS)能够造成域间路由系统的整体瘫痪,而现有的检测方法和防护措施难以有效检测和防御此类攻击。BGP-LDoS攻击实施的前提是对域间路由系统的拓扑进行探测分析,获取关键链路的相关参数信息。网络拟态变换能够通过持续的动态变换来迷惑攻击者,增加攻击者对网络进行探测与分析的代价和复杂度,降低攻击成功的概率。借鉴拟态安全防御思想,提出了一种域间路由系统拓扑动态变换的防护方法,由系统中多个相邻自治系统(Autonomous System,AS)组成AS拟态联盟,在联盟内部进行拓扑等效变换。文中给出了实现的具体过程。对拓扑变换后的网络抗BGP-LDoS攻击的能力进行验证分析,实验结果表明,利用该方法可有效降低攻击者对网络拓扑分析的精确度,干扰其关键链路的选择过程,从而实现对BGP-LDoS攻击的防护。

面向敏感值的层次化多源数据融合隐私保护

杨月平,王箭,薛明富

计算机科学. 2017, 44 (9): 156-161. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.030

摘要 ( 302 )

PDF(517KB) ( 509 )

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数据融合技术能够使用户得到更全面的数据以提供更有效的服务。然而现有的多源数据融合隐私保护模型没有考虑数据提供者的重要程度,以及数据不同属性和属性值的敏感度。针对上述问题,提出了一种面向敏感值层次化的隐私模型,该模型通过数据提供者对数据的匿名程度要求来设置数据属性以及属性值的敏感度以实现敏感值的个性化隐私保护。同时结合k-匿名隐私模型以及自顶向下特殊化TDS的思想提出了一种面向敏感值的多源数据融合隐私保护算法。实验表明,该算法既能实现数据的安全融合,又能获得更好的隐私保护。

无线传感器网络多应用场景下的安全数据融合方案

陈燕俐,张乾,许建,王梦涵

计算机科学. 2017, 44 (9): 162-167. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.031

摘要 ( 299 )

PDF(479KB) ( 561 )

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针对无线传感器网络多应用场景下异构数据的安全融合问题,提出了一种轻量级的安全数据融合保护方案,该方案可同时保障数据的隐私性、完整性和新鲜性。首先,以当前融合轮数和节点预置密钥作为哈希函数的输入,为节点更新每个融合周期的密钥;其次,采用同态加密技术,使中间节点能够对密文直接执行融合操作;然后,采用同态消息认证码,使基站能够验证融合数据在传输过程中是否被篡改;进一步,对明文信息采用编码机制,以满足多应用场景下异构数据聚集的使用需求。理论分析和仿真结果表明,该算法具有较好的安全性、较低的通信开销和更高的融合精确度。

改进的MD4有意义碰撞攻击

周永鹏,王高丽

计算机科学. 2017, 44 (9): 168-171. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.032

摘要 ( 328 )

PDF(360KB) ( 834 )

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在FSE 1996上,Hans Dobbertin给出了一个基于ASCII编码且前20个字符是随机字符的有意义的MD4碰撞。贾珂婷和王小云教授于2009年给出了一个基于Latin-1 字符集的有意义的MD4碰撞。以王小云教授的模差分方法为基础,采用于红波等在CANS 2005上给出的碰撞路线,给出了两个有意义的MD4碰撞实例,其中一个是基于GBK编码的汉语的有意义碰撞,另一个是基于UTF-8编码的英语的有意义的碰撞。同时给出了一个python脚本被篡改的实例。

一种全双工认知中继网络中实现能量高效的安全传输方法

张培,张建明,王良民

计算机科学. 2017, 44 (9): 172-177. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.033

摘要 ( 346 )

PDF(461KB) ( 557 )

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在“绿色”安全通信背景下,提出了一种保证同时同频全双工认知中继网络物理层安全、不影响主用户性能且能量高效的中继簇功率分配方案,该网络包含两个认知源节点、多个认知中继节点、多个主用户节点以及多个主用户窃听节点。在考虑了自干扰消除率以及中继转发信息的公平性的基础上,分别针对中继节点选择放大转发与译码转发策略的情形,设计协作波束成形向量及人工噪声矩阵,并通过一种结合半定松弛技术的爬山算法来获取最优解。仿真结果与理论分析表明了方案的有效性与合理性,同时表明选择放大转发策略能够获取更高的总能量效率。

移动商务推荐系统中的一种基于P2P的隐私保护策略

王利娥,许元馨,李先贤,刘鹏

计算机科学. 2017, 44 (9): 178-183. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.034

摘要 ( 306 )

PDF(539KB) ( 603 )

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近年来,移动推荐系统已成为推荐系统研究领域最活跃的课题之一。但由于移动终端的私人性和移动网络的复杂性,在保证高精度推荐的同时如何保护用户隐私已经成为移动商务发展的主要挑战。传统推荐系统中的隐私保护技术由于移动终端的计算能力差、无线网络的带宽弱等局限无法适用于移动商务推荐系统。针对以上问题,面向移动商务推荐提出一种基于P2P的隐私保护策略,通过构建P2P好友圈,采用基于k-匿名的代理转发的增量数据更新方式,实现不对增量数据进行任何修改以保证高精度推荐,同时保护用户隐私安全。最后通过实验验证了基于P2P的隐私保护策略的可行性和推荐服务的有效性。

面向方面程序的静态语义研究

谢刚,韦立,吴祥

计算机科学. 2017, 44 (9): 184-189. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.035

摘要 ( 183 )

PDF(474KB) ( 537 )

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针对面向方面程序,许多研究者已定义了各种各样的形式语义。但是这些语义都不能够全面、准确地对面向方面程序的规范和方面声明部分进行描述。针对该问题,首先定义一种统一的面向方面程序的规范语言；其次对面向方面程序中的连接点和切点这两个重要概念进行形式化定义；再次引入结构变量表示面向方面程序的基本结构；最后应用统一程序理论中的设计定义面向方面的静态语义,并对其可靠性进行证明。同时,用一个例子说明该语义的使用。

GUI测试中多级形态模型的分割与应用

王皓亮,高建华

计算机科学. 2017, 44 (9): 190-194. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.036

摘要 ( 337 )

PDF(467KB) ( 521 )

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基于模型的GUI测试方法(MBGT)可自动化生成测试用例,在MBGT中引入多级形态模型(Multilevel Morphology Model,MMM)可以实现从不同的形态角度考察系统,可控地提高模型的错误检测效力。但多级形态模型只能整体扩展到高阶,且随着模型的扩展,测试用例的长度与数量急剧增长,极大地影响了测试效率。对此提出一种可进行局部扩展的多级形态模型的分割方法以及相应的测试用例生成策略。该方法通过GUI事件的分类,实现了对基础模型的分割与化简,并采用广度优先搜索(BFS)与中国邮递员问题(CPP)求解算法生成测试用例。该方法使得GUI模型的表达更为清晰直观,在有效区分测试重点的同时,缩小了测试集规模,极大地提高了多级形态模型在GUI测试中的灵活性与测试效率。实验证明,经模型分割后的多级形态模型具有与未分割模型基本等同的错误检测效力,且随着模型级数的提高,模型分割对测试效率的提升增大。

一种基于动态故障树的SBDD方法

张晓策,燕雪峰,周勇

计算机科学. 2017, 44 (9): 195-199. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.037

摘要 ( 257 )

PDF(368KB) ( 540 )

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在分析基于Pandora的动态故障树时,SBDD方法未考虑各底事件间复杂的关系,造成生成的SBDD中存在无效分支,即计算的不交化割集中存在无效割集。针对该问题,提出了一种基于动态故障树的SBDD方法,可以动态删除无效节点,避免无效分支的产生。该方法主要包括两个方面:基于结构式排序方法的关系式排序方法和动态优化SBDD生成算法。关系式排序方法的基本思想是利用故障树的结构关系和底事件间的关系给底事件赋予不同的排序优先级。在底事件排序队列的基础上,使用动态优化SBDD生成算法来生成SBDD。在计算过程中,该算法动态删除无效的节点,使结果中不存在无效割集。实验结果表明,在相近的时间内,使用基于动态故障树的SBDD方法生成的SBDD规模更小,不交化割集数目更少且不存在无效割集。

地理社交网络中基于K近邻的兴趣组查询

王佳楠,陈默,巩树凤,于戈

计算机科学. 2017, 44 (9): 200-207. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.038

摘要 ( 286 )

PDF(1192KB) ( 701 )

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为满足地理社交网络平台中用户对附近区域内具有相同兴趣的其他用户的查找需求,提出一种新型空间查询——基于K近邻的兴趣组查询(K-Nearest Neighbor Based Interest Group Query,KNNIG)。与基于距离约束的传统空间K近邻查询不同,KNNIG查询还加入了基于查询关键字的兴趣值约束,并在此基础上提出了D-I评价函数。查询结果为分值最高的用户集合。此外,提出了3种查询处理算法:基本KNNIG查询处理算法(KNNIG-G)、KNNIG查询的优化算法(KNNIG-G*)以及基于网格的距离松弛算法(KNNIG-DR)。在KNNIG-G基础上,KNNIG-G*和KNNIG-DR分别通过空间剪枝和距离松弛策略,在可容忍误差范围内有效地减少了计算开销,提高了查询效率。在真实数据集上进行的实验验证了所提算法的可行性与有效性。

基于列重合度的网络表格一致性扩展

齐飞,王宁,张丽方,孙伟娟

计算机科学. 2017, 44 (9): 208-215. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.039

摘要 ( 164 )

PDF(617KB) ( 562 )

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网络表格的扩展是根据已知信息扩展与主列相关的其他属性列,以满足人们通过表格获取感兴趣信息的需求。目前的研究工作主要针对由主列和待扩展列组成的实体-属性二元表,并将主列视为其他属性列扩展的唯一依据,但该技术运用到具有多个待扩展列的网络表格时,由多个二元表拼接而成的结果表很容易出现实体不一致现象。综合考虑各属性列间以及元组行间的关系,提出一致性支持度概念,设计并实现了基于列重合度的表格一致性扩展系统CCA,其既能保证候选值的高匹配分数,又能使结果表中填值所使用的数据源表数目最小化,有效地避免了实体不一致问题。实验表明,与现有方法相比CCA系统有更高的精确度、覆盖率、一致性,以及更低的查询时间代价。

模糊XML关键字近似查询方法研究

李婷,程海涛

计算机科学. 2017, 44 (9): 216-221. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.040

摘要 ( 221 )

PDF(551KB) ( 547 )

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在精确XML文档上的关键字查询方法的研究大多是基于LCA语义或者其变种语义(SLCA,ELCA等)开展的,将包含所有关键字的最紧致XML子树片段作为查询结果返回。但是这些基于LCA语义产生的查询结果中通常包含了大量的冗余信息,现实世界中存在着大量的不确定和模糊信息,因而如何从模糊XML文档中搜索到高质量的关键字查询结果是一个需要研究的问题。针对模糊XML文档上的关键字近似查询方法进行研究,通过引入最小连接树(MCT)的概念,提出在模糊XML文档上关键字查询的所有GDMCTs问题,并给出解决这一问题的基于栈的算法All fuzzy GDMCTs,该算法可以得到满足用户指定的子树大小阈值和可能性阈值条件的所有GDMCTs结果。实验表明,该算法在模糊XML文档上能够得到较高质量的关键字查询结果。

一种结合二元蚁群和粗糙集的连续属性离散化算法

曹峰,唐超,张婧

计算机科学. 2017, 44 (9): 222-226. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.041

摘要 ( 416 )

PDF(415KB) ( 521 )

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离散化是一个重要的数据预处理过程,在规则提取、知识发现、分类等研究领域都有广泛的应用。提出一种结合二元蚁群和粗糙集的连续属性离散化算法。该算法在多维连续属性候选断点集空间上构建二元蚁群网络,通过粗糙集近似分类精度建立蚁群算法适宜度评价函数,寻找全局最优离散化断点集。通过UCI数据集验证算法的有效性,实验结果表明,该算法具有较好的离散化性能。

基于改进扩展卡尔曼滤波的姿态解算算法研究

冯少江,徐泽宇,石明全,王晓东

计算机科学. 2017, 44 (9): 227-229. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.042

摘要 ( 466 )

PDF(312KB) ( 1921 )

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为了解决标准扩展卡尔曼滤波器(EKF)在多旋翼无人机姿态解算中精度较低的问题,提出了一种改进扩展卡尔曼滤波算法(BPNN-EKF),使得解算精度得到较大提升。针对EKF存在预测模型参数要求具有先验已知性,在工程实践中难以获得准确的参数,以及标准EKF对非线性系统采用线性化模型带来的误差等问题,利用神经网络的非线性映射能力和自适应能力对标准EKF的估计值进行补偿,减小模型以及滤波参数误差对最优估计值的影响,从而提高最优估计精度。仿真实验证明,BPNN-EKF对多旋翼无人机姿态解算精度的提升具有显著作用。

服务于风电系统的改进缓存替换算法研究

鲁尔洁,陈峦,李坚,黄琦,张真源,井实,周统汉

计算机科学. 2017, 44 (9): 230-233. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.043

摘要 ( 332 )

PDF(397KB) ( 484 )

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针对风电系统中缓存命中率较低等问题,在最近最少使用算法(Least Recently Used,LRU)、最不经常访问算法(Least Frequently Used,LFU)、SIZE以及Hybrid算法的基础上,提出了一种基于综合因素的替换算法FST(Frequency,Object Size,Access Time),从而解决了传统算法考虑因素单一、系统性能较低等问题。该算法结合了访问频率、对象大小、访问时间间隔及最久未访问等特性,并根据最近访问时间长短采取分段的处理方法。在风电系统的缓存服务器中,将FST算法与LRU,LFU和SIZE算法进行实验对比,实验结果显示FST算法在提高命中率、减少延迟时间方面具有更好的性能。

一种基于邻域协同表达的分类方法

徐苏平,杨习贝,于化龙,於东军

计算机科学. 2017, 44 (9): 234-238. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.044

摘要 ( 314 )

PDF(398KB) ( 597 )

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邻域粗糙集模型中,随着信息粒尺寸的增长,基于多数投票原则的邻域分类器(NC)容易对未知样本的类别产生误判。为了缓解该问题,在协同表达分类(CRC)思想的基础上,提出了一种基于邻域协同表达的分类方法,即邻域协同分类器(NCC)。NCC首先借助邻域粗糙集模型对分类学习任务进行特征选择,然后找出被选特征下未知样本的邻域空间,最后在邻域空间内采用协同表达来代替多数投票原则,找出与未知样本具有最小重构误差的类别作为预测的类别标记。在4组UCI数据集上的实验结果表明:1)与NC相比,所提NCC在大尺寸信息粒下获得了较为满意的分类效果；2)与CRC相比,所提NCC在保持良好分类精度的同时,极大地降低了字典样本的规模,进而提高了分类的效率。

基于云遗传退火的贝叶斯网络结构学习算法

曹如胜,倪世宏,张鹏

计算机科学. 2017, 44 (9): 239-242. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.045

摘要 ( 310 )

PDF(311KB) ( 568 )

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针对贝叶斯网络结构学习对算法高效性的要求,提出将云遗传算法和模拟退火算法相结合的云遗传模拟退火算法,以云遗传算法的选择、云交叉和云变异来完成模拟退火算法中的更新解操作；同时,针对算法在特定条件下陷入早熟收敛的问题,提出了改进的云交叉算子和云变异算子。仿真实验结果表明,所提云遗传模拟退火算法能有效提高贝叶斯网络学习的效率和准确性。

融合时间因素和用户评分特性的协同过滤算法

曾安,高成思,徐小强

计算机科学. 2017, 44 (9): 243-249. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.046

摘要 ( 266 )

PDF(536KB) ( 955 )

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针对传统协同过滤技术在现实应用中遇到的数据稀疏性问题和局限性,充分挖掘用户评分特性,提出融合时间因素和用户评分特性的协同过滤算法(CF-TP)。引入用户偏好模型,将用户-项目评分矩阵转化为用户-项目偏好得分矩阵,以降低用户评分习惯差异带来的影响。在预测用户对项目的偏好得分时,充分考虑用户之间的非对称影响度,根据用户兴趣随时间的变化引入时间权重函数,以提高top-N推荐的准确率。基于HetRec2011和MovieLens1M数据集的实验结果表明,相对于目前比较流行的算法,所提算法在推荐结果的准确率、召回率、F1值上均有较大的提升,有效提高了推荐系统的推荐质量。

基于用户推荐影响度的并行协同过滤算法

王硕,孙光明,邹静昭,李伟生

计算机科学. 2017, 44 (9): 250-255. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.047

摘要 ( 159 )

PDF(601KB) ( 494 )

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基于共同评分与项目全集的相似度未甄别近邻的推荐影响力,导致推荐质量低,可扩展性差。为此,提出了一种基于推荐影响度的并行协同过滤算法。该算法通过非共同评分项目、共同评分项类以及用户访问次数来计算用户推荐新颖度与兴趣重合度以度量用户推荐能力,并融入相似性计算来抑制相似度高但推荐力不强的用户,避免在项目全集上计算相似度,从而提高推荐质量；通过MapReduce并行化,使其具备良好的实时性和可扩展性。实验结果表明,该算法在海量数据集上的推荐质量更高,可扩展性更强。

基于Word2vec的句子语义相似度计算研究

李晓,解辉,李立杰

计算机科学. 2017, 44 (9): 256-260. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.048

摘要 ( 456 )

PDF(1631KB) ( 2483 )

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word2vec利用深度学习的思想,可以从大规模的文本数据中自动学习数据的本质信息。因此,借助哈尔滨工业大学的LTP平台,设计利用word2vec模型将对句子的处理简化为向量空间中的向量运算,采用向量空间上的相似度表示句子语义上的相似度。此外,将句子的结构信息添加到句子相似度计算中,并就特殊句式对算法进行了改进,同时考虑到了词汇之间的句法关系。实验结果表明,该方法更准确地揭示了句子之间的语义关系,句法结构的提取和算法的改进解决了复杂句式的相似度计算问题,提高了相似度计算的准确率。

数据合并的结构粒化方法与矩阵计算

闫林,高伟,闫硕

计算机科学. 2017, 44 (9): 261-265. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.049

摘要 ( 273 )

PDF(462KB) ( 467 )

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为了研究数据合并问题,并使合并数据保持合并前的数据之间的关联关系,对各类数据信息给予了结构化的表示,对应产生了由数据集和加权关系组合构成的加权关联结构；进而通过数据集的合并粒化集,完成了加权关联结构向加权粒化结构的转换,使数据集中的数据依据粒化信息得到了合并,并保持或汇集了合并前的数据之间的关联信息,由此形成了数据合并的结构粒化方法。在此基础上,构建了加权关联矩阵和加权粒化矩阵,分别作为加权关联结构和加权粒化结构的矩阵表示。经中间变换和目标变换的矩阵计算,实现了加权关联矩阵向加权粒化矩阵的变换,产生了与结构粒化等价的矩阵变换方法,形成了程序设计的算法基础。

大数据环境下基于贝叶斯推理的中文地名地址匹配方法

许普乐,王杨,黄亚坤,黄少芬,赵传信,陈付龙

计算机科学. 2017, 44 (9): 266-271. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.050

摘要 ( 573 )

PDF(500KB) ( 897 )

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传统的中文地名地址匹配技术难以处理大数据环境下海量、多样和异构的智慧城市地理信息空间中的中文地名地址快速匹配问题。提出了一种Spark计算平台下基于中文地名地址要素的匹配框架及应用智能决策的匹配算法(An Intelligent Decision Matching Algorithm,AIDMA)。首先,从中文地名地址中富含的语义性和中文字符串、数字与字母之间的自然分隔性两个方面进行地址要素解析,构建了融合多距离信息的贝叶斯推理网络,从而提出了基于多准则评判的中文地名地址匹配决策方法。然后,利用芜湖市514967条脱敏后的燃气开户中文地名地址信息库与1770979条网格化社区中的中文地名地址信息库(包含网格化地址的地理空间信息)进行实验与分析。实验结果表明,在处理大规模中文地名地址信息时,相比于传统的中文地名地址匹配方法,该方法能够有效提高单条中文地名地址的匹配效率,同时在匹配度与精确度两个指标上匹配结果更加均衡。

基于GPS/GIS协同的动态车辆调度和路径规划问题研究

冯亮,梁工谦

计算机科学. 2017, 44 (9): 272-276. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.051

摘要 ( 390 )

PDF(1411KB) ( 1234 )

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从物流行业信息化和智能化发展的需求出发,利用以物联网为代表的现代信息和通信技术,设计了GPS/GIS协同下的智能车辆监控和调度系统。同时,基于该调度系统具有的信息实时获取和智能处理能力,考虑配送车辆及客户需求等相关实时信息对车辆调度和路径规划的影响,构建了基于实时信息且带时间窗的动态车辆路径问题(DVRPTW)混合整数规划(MIP)模型。结合模拟实验,通过混合遗传算法寻优对车辆配送路径进行动态调整和优化,为物流行业降低企业运营成本、提高物流配送效率、改善物流服务质量提供借鉴和参考。

基于时空序列搜索的最优个性化旅游规划

周春姐,曲海平,刘莉

计算机科学. 2017, 44 (9): 277-285. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.052

摘要 ( 263 )

PDF(2734KB) ( 727 )

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随着人们对高效、个性化服务的日益关注,其对旅游规划的要求也越来越高。然而,目前制定一个完美的、个性化的旅游规划很困难。一个合理的旅游规划应该包含以下特征:1)基于游客兴趣爱好的个性化推荐；2)覆盖尽可能多的兴趣景点；3)走最少的路程,花费最少的时间。由于每次旅游包含多个景点,因此该问题变成了每个景点都附有权值的时空序列优化问题。为了实现最优个性化旅游规划,首先,针对每个城市为每位游客提供一系列带有权值的景点；然后,综合考虑距离、权值、旅游时间和景点特色等因素,为游客推荐一个最优旅游序列。为此,提出了4种有效算法,使游客在旅游时间范围限制内走最少的路程来游览最想游览的景点。在社交网络的真实数据集上,通过实验验证了所提算法的有效性。

一种缓解分类面交错的样本点扩散方法

梁路,龚奔龙,黎剑,滕少华

计算机科学. 2017, 44 (9): 286-289. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.053

摘要 ( 185 )

PDF(444KB) ( 478 )

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固定的相似性度量使得学习器无法结合先验信息揭示数据本身固有的统计规律,对于分类面交错严重的数据集,难以取得较好的学习效果。为了缓解分类面交错,提高分类准确度,将边界和样本点扩散结合起来,通过统计样本标签信息和位置信息得到边界点,以边界点为中心选取合适的控制函数对周边样本点进行扩散,使得分类面更加清晰,从而提高分类算法的精度。在多个分类面交错的数据集上,使用不同分类器验证所提方法,结果表明,其准确率有不同程度的提升。与3种经典的有监督度量学习方法进行比较,实验结果表明所提方法适合处理交错程度高的数据集,而且能有效提升SVM的性能。

不规则障碍物的避障路径规划

贾春雪,罗琦,龚杨杨

计算机科学. 2017, 44 (9): 290-295. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.054

摘要 ( 338 )

PDF(467KB) ( 1564 )

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传统的多智能体避障算法在考虑障碍物形状时存在路径冗余、能耗高等现象,不具备普适性。为此,首先采用自动识别凸形化的方式对不规则障碍物进行形状规则化的转变；其次,受子目标思想的启发,将智能体行走的路径转化成规则化后障碍物的多个登陆点路径的叠加,从而保证每段路径的最优化,再选取全局最优路径；最后,利用MATLAB进行仿真,对比与分析了另外两种算法执行的结果,验证了算法的可行性和有效性。

列车组合定位中改进CPF算法的探讨

王更生,张敏

计算机科学. 2017, 44 (9): 296-299. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.055

摘要 ( 255 )

PDF(299KB) ( 586 )

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针对在GNSS/INS列车组合定位中普遍采用的扩展卡尔曼滤波(EKF)、无迹卡尔曼滤波(UKF)等滤波技术无法满足复杂的高速列车组合定位环境问题,研究了列车组合定位中改进的容积粒子滤波(CPF)算法,提出了基于改进CPF算法的列车组合定位信息融合技术。该算法采用马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)移动方法来解决粒子退化问题,进而提高滤波性能。使用Matlab对改进算法进行仿真,结果表明改进CPF具有更小的位置误差和速度误差,提高了列车非线性运动过程中的定位精度。

基于边缘检测和特征融合的自然场景文本定位

王梦迪,张友梅,常发亮

计算机科学. 2017, 44 (9): 300-303. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.056

摘要 ( 272 )

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文本定位作为文本识别的基础和前提,对图像深层信息的理解至关重要。针对自然场景下的文本定位受光照、复杂背景等因素影响较大的问题,提出了一种基于多方向边缘检测和自适应特征融合的自然场景文本定位方法。该方法首先将自然场景图像进行三通道八方向的边缘检测；然后通过启发式规则对得到的边缘图像进行过滤从而提取出备选文本域,进而对备选文本域进行自适应权值的HOG-LBP特征提取与融合；最后采用支持向量机进行特征分类学习,实现文本定位。实验结果表明,该方法能准确定位自然场景图片的文本区域,对光照和复杂背景具有较强的鲁棒性。

基于ViBe的复杂背景下的运动目标检测

张文雅,徐华中,罗杰

计算机科学. 2017, 44 (9): 304-307. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.057

摘要 ( 261 )

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ViBe算法简单、快速,具有较好的前景检测性能,是运动目标检测和背景建模的主要方法之一。但是在动态背景、相机抖动等户外视频中仍存在噪声和干扰等问题,导致对前景运动目标的检测不准确。针对此问题,提出用像素帧差值代替像素值来初始化背景样本模型的方法,并根据背景动态变化自适应更新阈值来分割前景与背景。实验结果表明,改进算法提高了前景检测的准确性,对噪声干扰表现出了良好的鲁棒性。

基于NLTV和NESTA的MRI/MRA图像感兴趣区域的压缩感知重构

赵扬,王伟,董蓉,王敬时,汤敏

计算机科学. 2017, 44 (9): 308-314. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.058

摘要 ( 456 )

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压缩感知理论借助信号内在的稀疏性或可压缩性,利用随机投影实现在远低于奈奎斯特频率的采样频率下对压缩数据进行采集。将该技术应用于医学成像领域可以加快MRI/MRA的扫描速度,提高扫描效率,减少患者的不适感。以NLTV(Nonlocal Total Variation)正则化来改善传统TV导致的边缘模糊、阶梯效应等缺点,提出改进的NESTA算法(简称NLTV-ROI-NESTA算法)实现MRI/MRA图像感兴趣区域(Region of Interests,ROIs)的精确重构,增强低对比度血管的细节信息,以峰值信噪比、结构化相似度、相对误差3个指标来定性、定量地评价算法的性能。实验结果表明,与传统的压缩感知重构算法相比,NLTV-ROI-NESTA算法在重构精度和细节保留方面均具有明显优势,能较好地保持低对比度血管或其他感兴趣区域的细节特征,在快速医学成像领域具有广阔的应用前景。

基于改进SIFT匹配方法的货架乳制品识别

郑建彬,白雅贤,詹恩奇,汪阳

计算机科学. 2017, 44 (9): 315-319. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.09.059

摘要 ( 255 )

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利用尺度不变特征变换(SIFT)算法识别盒装乳制品时易产生误匹配,从而影响识别的准确率。为了消除误匹配点的影响并精确识别商品的种类和数量,提出了一种改进的SIFT误匹配点剔除方法。根据盒装乳制品图像形变较小、多数为刚性变换的特点,首先利用粗匹配对的主方向角度差进行筛选,再计算出模板图和测试图各自特征点两两之间的距离比,标记距离比出现异常的匹配点,最后通过投票剔除误匹配点。在自建商品图像数据库上将所提方法与改进的随机抽样一致性算法、基于图的消除误匹配点方法进行对比测试,结果表明,所提方法在匹配准确率和误剔除率方面有明显改善。