计算机科学

王新灵, 付莹, 黄华

计算机科学. 2018, 45 (8): 1-6. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.001

摘要 ( 247 )

PDF(2621KB) ( 803 )

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成像过程中的光学像差,使得简单透镜成像系统只能获得低质量的模糊图像。针对这类模糊问题,提出一种联合自适应梯度稀疏和通道间相关性的去模糊算法。该算法对模糊图像3个颜色通道的平滑区域点和边缘点采用不同的稀疏约束,同时利用3个通道间的相关性,借助某个通道保留的边缘信息来复原其他通道的边缘信息。仿真实验结果表明,该方法对简单透镜获得的模糊图像复原质量较高,能取得较好的视觉效果。

无线网络用户的Wi-Fi指纹匿名化研究

韩秀萍, 王智, 裴丹

计算机科学. 2018, 45 (8): 7-12. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.002

摘要 ( 255 )

PDF(1846KB) ( 649 )

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如今,上亿的Wi-Fi热点被广泛部署,用于给人们提供Wi-Fi连网服务。为了加快Wi-Fi连接的速度,移动设备会发送探测请求帧来发现附近的无线热点,并且保存曾经连接过的AP的SSID,即首选网络列表 (PNL)。已有研究表明,由探测请求帧发出的SSID构成的Wi-Fi指纹会泄露用户的隐私信息。基于对现实情况中Wi-Fi指纹所造成的隐私泄露程度的分析,提出了数据驱动的隐私保护方案。首先,针对4个城市中2700万用户连接400万Wi-Fi热点的行为进行了测量研究,并证明了在很多场景下Wi-Fi指纹都可以用来区分用户。基于对Wi-Fi指纹中SSID语义信息的研究,可以推断出这些用户的身份信息(如工作信息)。其次,提出了一种基于协同过滤的启发式方法,它通过给用户的PNL中添加伪SSID来模糊其信息,并使得附近的人彼此之间的PNL与Wi-Fi指纹都更加相似。最后,基于真实的Wi-Fi连接数据验证了上述策略的有效性,实验结果表明,修改PNL不仅能保护用户隐私,而且能保证快速的Wi-Fi连接。

基于视觉的地理定位中PnP算法的精度评估方法

桂逸男, 老松杨, 康来, 白亮

计算机科学. 2018, 45 (8): 13-16. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.003

摘要 ( 377 )

PDF(3775KB) ( 1857 )

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近年来,基于地理位置服务的需求的飞速增长催生了定位技术的发展。基于视觉的方法利用多幅图像的拍摄参数关系能够恢复较精确的相机位姿,但目前并没有统一的评估方法对其性能进行定量评价。现今主流的相机位姿精度评估方法是与GPS进行比较,由于照片自带的GPS标签存在噪声,且不同坐标系之间的转换存在误差,将照片标签中的GPS作为真实值评估恢复的相机位姿精度不够客观。通过计算得到的位姿来建立参考平面,将PnP算法得到的相机位姿通过相同方法投影至参考平面进行评估,该精度评估方法客观可行。

可伸缩模块化CNN人群计数方法

李云波, 唐斯琪, 周星宇, 潘志松

计算机科学. 2018, 45 (8): 17-21. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.004

摘要 ( 294 )

PDF(2601KB) ( 819 )

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本文目标是根据任意视角、任意人群密度的图像信息,估计真实场景中的人群密度。但三维空间景物投影到二维空间时会造成透视失真和人群遮挡问题,导致难以区分个体与个体、个体与背景的差异。为此,提出一种灵活高效的可伸缩模块化卷积神经网络(CNN)的架构,允许直接输入任意大小和分辨率的图像,不额外计算视角变化信息,通过生成密度图的方式来估计人群数量。架构的每个模块采用不同卷积核的多列结构,可以拟合不同远近的个体信息;并结合前后两层的特征信息,减少了梯度消失造成的精度下降损失。实验证明,在ShanghaiTech PartA和PartB数据集上,所提方法的准确率比之前最好的MCNN方法分别提高了14.58%,40.53%,均方根误差分别降低了23.89%,33.90%。

一种基于RGB-D特征融合的人体行为识别框架

毛峡, 王岚, 李建军

计算机科学. 2018, 45 (8): 22-27. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.005

摘要 ( 650 )

PDF(2786KB) ( 840 )

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人体行为识别是计算机视觉和模式识别领域内一个重要的研究方向。人体行为的复杂性和不同人执行同一动作的差异性,使得行为识别仍然是一个具有挑战性的课题。采用新一代传感技术的RGB-D相机能够同时记录RGB图像和深度图像,并能够实时提取骨骼点信息。充分利用以上信息,成为行为识别领域的研究热点和突破点。文中提出了一种新的基于高斯加权金字塔式梯度方向直方图的RGB图像特征提取方法,并构建了一种多模特征融合的行为识别框架。在UTKinect-Action3D,MSR-Action 3D和Florence 3D Actions 3个数据库上对本研究所提特征和框架进行实验,结果表明,所提框架在3个行为数据库上的识别正确率分别达到了97.5%,93.1%,91.7%,从而证明了该行为识别框架的有效性。

基于中心一致性敏感直方图的图像联合分割算法

毛峡, 王岚, 李建军

计算机科学. 2018, 45 (8): 28-35. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.006

摘要 ( 323 )

PDF(4250KB) ( 686 )

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图像联合分割是计算机视觉领域的一个研究热点。有能力在分割过程中利用相似对象的信息是联合分割相比于其他分割算法的一个优势,与此同时,建立对应对象的相似性也成为了一项具有挑战性的任务。文中为图像联合分割算法提出一个新的中心一致性敏感直方图。传统的图像直方图通过为每个出现在图像中的像素在该像素的对应灰度级计数器上加一的方式计算得出。与传统的图像直方图不同,中心敏感直方图在每个像素处计算,并且它是为每个出现的像素在其对应的灰度级计数器上加一个浮点数,这个浮点数服从对应像素与计算该直方图位置处的像素之间的空间一致性。因此,该直方图不仅从灰度级角度考虑了像素的分布,而且也将像素的空间相对位置信息考虑在内。基于该中心一致性敏感直方图,文中提出了一种强健的图像联合分割算法,其强健性主要体现在的对处于不同光照条件下和形状发生变化的相似对象进行较好的分割。基于大量的测试数据集对所提出的算法进行验证,实验结果表明,所提方法的分割正确率相比现有技术的平均水平提高了3个百分点左右,尤其当测试数据集中各个前景对象处于不同光照条件下或具有不同形状时效果更佳。

基于Bottom-hat频谱方法的运动模糊参数估计方法

方正, , 曹铁勇, 付铁连

计算机科学. 2018, 45 (8): 36-40. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.007

摘要 ( 454 )

PDF(3653KB) ( 960 )

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运动模糊是由于物体与成像系统间的相对运动而形成的,匀速直线模糊图像的复原需要得到精确的模糊参数。根据理论,匀速直线运动模糊的模糊参数与频谱中的零点有关,其频谱暗线数目与模糊尺度有关,且频谱暗线与角度垂直。在检测频谱暗线时,由于受到图像结构或者噪声影响,难以准确定位频谱暗线;同时,图像长宽比的不同也会影响频谱结构。针对以上问题,文中利用形态学中的Bottom-hat操作对模糊图像频谱进行处理,并对处理后的频谱采用霍夫变换得到模糊角度,再利用模糊角度和中心零点距离得出模糊尺度。实验结果表明,该方法检测模糊尺度的误差小于0.25个像素,角度小于0.6°,且拥有较好的稳定性,可以正确检测不同尺度和内容模糊图像的模糊参数。

基于区域的年龄估计模型研究

孙劲光, 荣文钊

计算机科学. 2018, 45 (8): 41-49. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.008

摘要 ( 244 )

PDF(1947KB) ( 973 )

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随着年龄特征提取和年龄特征分类模式研究的不断深入,为了进一步满足基于年龄信息的人机交互系统在现实生活中的应用需求,构建有效的机器学习算法已成为人脸图像年龄估计技术的研究热点之一。首先,通过分析人脸图像的多个区域特征随年龄变化的规律,将面部分为前额区域、眼部区域、面中部区域及人脸整体区域,并分别构建深度卷积神经网络特征提取模型,实现每个区域年龄的特征提取;其次,以 Morph人脸库为样本集,将其划分为10～19岁、20～29岁、30～39岁、40～49岁、50～59岁、60岁以上6个年龄段,完成多区域年龄特征提取网络模型的训练及测试;最后,依据多区域网络年龄特征分类的准确率,确定基于区域的动态权值年龄估计模型。实验表明:所提模型在Morph人脸库中的年龄估计准确率达到72.6%,也将该人脸库的年龄分类类别由4个提升到6个。

两阶段的视频字幕检测和提取算法

王智慧, 李佳桐, 谢斯言, 周佳, 李豪杰, 樊鑫

计算机科学. 2018, 45 (8): 50-53. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.009

摘要 ( 398 )

PDF(3427KB) ( 1179 )

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视频字幕检测和提取是视频理解的关键技术之一。文中提出一种两阶段的字幕检测和提取算法,将字幕帧和字幕区域分开检测,从而提高检测效率和准确率。第一阶段进行字幕帧检测:首先,根据帧间差算法进行运动检测,对字幕进行初步判断,得到二值化图像序列;然后,根据普通字幕和滚动字幕的动态特征对该序列进行二次筛选,得到字幕帧。第二阶段对字幕帧进行字幕区域检测和提取:首先,利用Sobel边缘检测算法初检文字区域;然后,利用高度约束等剔除背景,并根据宽高比区分出纵向字幕和横向字幕,从而得到字幕帧中的所有字幕,即静止字幕、普通字幕、滚动字幕。该方法减少了需要检测的帧数,将字幕检测效率提高了约11%。实验对比结果证明,相比单一使用帧间差和边缘检测的方法,该方法在F值上提升约9%。

改进的混合蛙跳算法及其在多阈值图像分割中的应用

张新明, 程金凤, 康强, 王霞

计算机科学. 2018, 45 (8): 54-62. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.010

摘要 ( 411 )

PDF(2463KB) ( 740 )

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针对混合蛙跳算法(Shuffled Frog Leaping Algorithm,SFLA)存在的计算复杂度高、优化效率不理想等问题,提出了一种改进的混合蛙跳算法(Improved Shuffled Frog Leaping Algorithm,ISFLA)。在原始 SFLA的基础上进行如下改进:首先,将其中每次只更新组内最差青蛙的方式改为更新组内所有青蛙的方式,这既增大了获得优质解的概率,又省去了调整组内迭代次数的步骤,从而提升了优化效率和可操作性;其次,将基于局部最优更新的方法和基于全局最优更新的方法融合为一种混合扰动更新方法,从而避免了复杂条件的选择步骤,进一步提升了优化效率;最后,去掉随机更新方式,以免优质解被破坏,从而提高了整体的优化性能。将 ISFLA 用于 CEC2005和CEC2015连续基准函数的优化测试和基于Renyi 熵的灰度和彩色图像分割的多阈值选择实验中,结果表明,与 SFLA 和state-of-the-art的LSFLA 相比,ISFLA 具有更高的优化效率,更适用于多阈值图像分割的阈值选择。

一种将羽毛球比赛的2D视频转换到3D视频的算法

张新明, 程金凤, 康强, 王霞

计算机科学. 2018, 45 (8): 63-69. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.011

摘要 ( 420 )

PDF(4334KB) ( 820 )

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文中提出一种羽毛球比赛的2D视频转换到3D视频的算法。在这类视频中,前景是最受关注的部分,准确地从背景中提取出前景对象是获取深度图的关键。文中采用一种改进的图割算法来获取前景,并根据场景结构构建背景深度模型,获取背景深度图;在背景深度图的基础上,根据前景与镜头之间的距离关系为前景对象进行深度赋值,从而得到前景深度图。然后,融合背景深度图和前景深度图,得到完整的深度图。最后,通过基于深度图像的虚拟视点绘制技术DIBR来获取用于3D显示的立体图像对。实验结果表明,最终生成的立体图像对具有较好的3D效果。

基于离散四元数傅里叶变换的彩色图像质量评价

陈莉莉, 朱峰, 盛斌, 陈志华

计算机科学. 2018, 45 (8): 70-74. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.012

摘要 ( 340 )

PDF(2039KB) ( 1072 )

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彩色图像质量的评价在图像数据的采集、压缩、存储、传输等方面具有重要意义。然而传统的评价方法往往因损失部分彩色信息或者忽略彩色图像的整体性,导致其结果不能很好地与主观结果保持一致,因此提出一种彩色图像客观质量评价方法。将彩色图像表示成四元数矩阵,并对其进行离散四元数傅里叶变换;根据人眼视觉系统特性对频域进行非均匀分块,计算失真图像和参考图像之间的幅值相似度和相位相似度;采用熵值法综合考虑两者对图像质量的影响,获得表示整体图像质量的指标。最后,使用图像数据库针对高斯模糊失真进行相关性分析,以验证方法的可行性和有效性。实验结果表明,客观评价能较好地与主观评价保持一致,且对于3个数据库的性能表现稳定,算法性能总体上优于对比方法。

基于能量捕获和混合储能的微观网络能量最优分配算法

姚信威, 章梦娜, 王万良, 杨双华

计算机科学. 2018, 45 (8): 75-79. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.013

摘要 ( 240 )

PDF(1486KB) ( 693 )

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随着纳米技术和无线网络技术的快速发展,单个节点(设备)的微小尺寸和有限能量严重地限制了微观无线网络的应用。因此,在传统宏观网络节点储能结构单一和能量捕获技术不稳定的基础上,利用超级电容的快速充放电特性,提出了一种基于超级电容和电池的混合储能结构。在此混合储能结构的基础上,根据点对点的双工信道模型和能量传输损耗特性,建立了面向能量捕获的网络吞吐量模型和节点能量分配解析模型,并提出了相应的能量最优分配算法,实现了节点吞吐量的最大化。该算法根据节点捕获能量的时域分布,优化分配超级电容与电池的能量值;同时,采用最优传输功率与传输时间进行数据传输。实验结果表明,所提混合储能结构和能量分配算法能有效地提高节点的吞吐量。

基于变量节点更新的梯度下降比特翻转译码算法

张旋, 姜超, 李晓强, 燕莎

计算机科学. 2018, 45 (8): 80-83. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.014

摘要 ( 376 )

PDF(1426KB) ( 695 )

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由于变量节点自身的可靠性度量值不会随着迭代译码过程中比特被翻转而更新,因此翻转函数值的计算并不准确,进而影响了梯度下降比特翻转算法的译码性能。在深入分析梯度下降比特翻转译码算法的基础上,提出了一种基于变量节点更新的加权梯度下降比特翻转译码算法。该算法为翻转函数引入了校验节点的可靠度外信息权重和变量节点可靠性的更新规则,从而使翻转函数值的计算更加精确。仿真结果表明,与现有的梯度下降译码算法相比,在加性高斯白噪声信道下,该算法有效提升了误码率性能。

基于沙堆模型的无线Mesh网负载均衡算法

张云春, 李龙宝, 姚绍文, 胡建陶, 张晨斌

计算机科学. 2018, 45 (8): 84-87. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.015

摘要 ( 313 )

PDF(3072KB) ( 792 )

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无线网络中广泛使用的基于最短路径路由算法的负载均衡机制,存在部分节点负载过重而导致网络拥塞的问题,严重降低了网络的传输性能;同时,无线网络的广泛部署和应用需求急剧增长,迫切需要对现有的负载均衡机制进行优化和改进。因此,基于沙堆模型的坍塌机制及其改进,提出了一种适用于无线Mesh网络的负载均衡算法,重点设计了负载均衡的触发条件、候选节点集合计算和负载分配机制。仿真结果表明,基于沙堆模型的负载均衡算法在丢包率和吞吐量方面相比同类算法分别改善了10.4%和7%。

多载波时分多址及其快速卷积实现

王磊, 梁燕, 孙尚勇, 王光宇

计算机科学. 2018, 45 (8): 88-93. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.016

摘要 ( 322 )

PDF(3087KB) ( 823 )

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为了解决正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统峰均功率比(Peak Ave-rage Power Ratio,PAPR)过高以及对频率偏移敏感的问题,提出了多载波时分多址(Multicarrier Time Division Multiple Access,MC-TDMA),其采用交织映射和改进离散傅里叶变换(Modified Discrete Fourier Transform,MDFT)滤波器组技术,可以有效地降低系统的峰均功率比,增强系统的抗频率偏移的性能,并且可以同时用于上行和下行通信中。文中分别从交织映射和MDFT滤波器组两个方面研究了MC-TDMA系统的实现。为了增强系统的灵活性,采用快速卷积方案实现MC-TDMA,使其能够更好地应对5G复杂的应用场景。分别从系统结构、频域采样滤波器等方面对系统进行设计,并且对快速卷积MC-TDMA系统的性能进行仿真,并与MC-TDMA进行比较。研究表明,使用快速卷积方案实现的MC-TDMA系统,通过灵活地调整重叠因子、抽取因子和滚降因子等参数,可以使其性能优于MC-TDMA。

SOC水声信道模型及其计算方法研究

吴鹏, 周杰, 陈姜高路

计算机科学. 2018, 45 (8): 94-99. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.017

摘要 ( 268 )

PDF(3011KB) ( 1248 )

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对水下声波通信环境中的无线传播信道直达与非直达环境进行研究,引入几何参考模型,设计出相关模型。假设在三维水下空间的一个二维竖直横截面上均匀分布着数量无限的散射体,文中推导了水声信号到达角的概率密度函数、时间自相关函数以及多普勒功率谱密度的表达式,并分析了其几项主要参数对信道统计特性的影响。文中根据假设的参考模型提出了SOC(Sum of Cisoids) 水声信道模型,以及所需参数的两种有效计算方法,并对二者的性能进行了比较。该研究拓宽了水下无线信道建模的研究方向,并且很大程度地减少了数值计算开支,降低了模型的设计与仿真的复杂度。

基于回填算法的时间感知的最小区域任务调度算法

袁佳欣, 陈建新, 肖俊, 吴道亮

计算机科学. 2018, 45 (8): 100-104. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.018

摘要 ( 347 )

PDF(2339KB) ( 930 )

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在云计算中,任务调度算法的好坏直接影响着云计算系统的性能,因此,一个优秀的云计算调度任务算法不仅能减少云计算数据中心的压力,更快、更好地处理用户大数据量的请求,而且还能使用户获得更好的用户体验。现有回填算法因考虑的指标过于单一,回填性能不佳,导致最终完成时间较长、任务时延较大的问题。为了解决这些问题,提出了基于回填算法的MRA算法;在此基础上,结合任务申请的处理器核心数与任务预计执行时长的关系,对等待任务进行回填作业。在进行回填作业的同时考虑了虚拟机的负载分布,实现了一定的负载均衡。实验结果表明,在任务最大完成时间、任务队列等待时延和虚拟机负载分布上,MRA算法均表现出优异的性能。

基于自适应惩罚函数的云工作流调度协同进化遗传算法

徐健锐, 朱会娟

计算机科学. 2018, 45 (8): 105-112. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.019

摘要 ( 280 )

PDF(2711KB) ( 868 )

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云计算为大规模科学工作流应用的执行提供了更高效的运行环境。为了解决云环境中科学工作流调度的代价优化问题,提出了一种基于协同进化的工作流调度遗传算法CGAA。该算法将自适应惩罚函数引入严格约束的遗传算法中,通过协同进化的方法,自适应地调整种群个体的交叉与变异概率,以加速算法收敛并防止种群早熟。通过4种科学工作流的仿真实验结果表明,CGAA算法得到的调度方案在满足工作流调度截止时间约束与降低任务执行代价的综合性能方面优于同类型算法。

一种移动无线传感器网络的节点位置预测方法

夏扬波, 杨文忠, 张振宇, 王庆鹏, 石研

计算机科学. 2018, 45 (8): 113-118. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.020

摘要 ( 415 )

PDF(2159KB) ( 662 )

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针对目前移动无线传感器网络中现有位置预测方法的预测精度较低以及需要依靠大量的历史运动路径数据的不足,提出了一种基于不确定性支持向量机的“角度-分类”(A-USVC)位置预测方法。该方法利用节点收集的节点隶属度向量来构建归类预测模型,根据所构建的预测模型和计算的移动节点偏转方向来确定未知节点所在的区域,从而完成对移动未知节点的位置预测。仿真实验表明:在精度方面,该方法相比于传统的马尔科夫模型预测方法提高了35%,相比于神经网络预测方法提高了19%。A-USVC位置预测方法有效地提高了位置预测的精度,且计算量小,在小样本的情况下依然能保持良好的预测能力。

面向射频能量捕获传感网的高吞吐量负载均衡的节点接入方案

池凯凯, 魏欣晨, 林一民

计算机科学. 2018, 45 (8): 119-124. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.021

摘要 ( 480 )

PDF(1462KB) ( 602 )

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由于传统无线传感器网络更换传感器电池较为麻烦或不具可行性,其实际应用范围受到很大的限制。考虑具有射频能量捕获能力的无线传感器网络,已知能量源、节点、基站(即汇聚节点)的部署位置,研究如何安排各个节点的接入基站,在满足基站负载平衡约束的情况下最大化整个网络节点的总吞吐量。首先,建立能量捕获传感网的能量捕获模型和信息传输模型,并将该节点接入问题建模为0-1整数规划问题;然后,针对该问题提出一种复杂度较低的算法和一种复杂度略高的贪婪式算法。仿真结果表明,与低复杂度算法相比,贪婪式算法所得到的节点接入方案具有更高的网络总吞吐量,但其复杂度略高,因此可用于节点数目较少的场景,而低复杂度算法可用于节点数目较多的场景。

基于Space-P复杂网络模型的城市公交网络特性分析

孔繁钰, 周愉峰, 李献忠

计算机科学. 2018, 45 (8): 125-130. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.022

摘要 ( 675 )

PDF(3904KB) ( 855 )

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针对城市公交网络中换乘网络的整体性能分析问题,提出一种基于复杂网络理论的分析方法。首先,基于图论思想,将公交网络建模成由Space-P方法表示的公交换乘网络拓扑模型;然后,统计分析了公交换乘网络的度分布、平均最短路径长度、聚类系数、紧密中心性和介数中心性等特性。以北京市的公交网络为例进行了相关分析,从宏观角度说明北京公交网络具有小世界网络特点,市民出行需要换乘的概率较大,但换乘较为便捷;同时,给出了相关站点的具体地理信息,为公交规划部门优化公交网络提供了参考。

基于改进支持向量机的无线传感器网络路由优化算法

韩叶飞, 白光伟, 张功萱

计算机科学. 2018, 45 (8): 131-133. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.023

摘要 ( 226 )

PDF(3352KB) ( 578 )

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为了解决当前无线传感器网络路由算法能耗大的缺陷,设计了基于改进支持向量机的无线传感器网络路由算法(PSO-LSSVM)。首先建立了无线传感器网络路由能耗的数学模型,然后通过组合模型的节点剩余能量进行在线估计,选择能耗最小的路由进行数据传输,最后在Matlab 平台上对该算法的性能进行测试。结果表明,PSO-LSSVM可以快速找到能耗最小的路由,改善了数据传输的可靠性,降低了数据的传输时延,而且综合性能优于对比的无线传感器网络路由算法。

云计算环境下基于属性的撤销方案

张光华, 刘会梦, 陈振国

计算机科学. 2018, 45 (8): 134-140. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.024

摘要 ( 321 )

PDF(1747KB) ( 816 )

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针对云环境下密文策略属性基加密共享数据的访问权限撤销问题,提出了基于属性的撤销方案。方案中可信第三方从带有全局标识的用户属性集中查找满足密文访问结构的属性集,为该交集中的每个属性生成带有相同全局标识的密钥组件,通过组合密钥组件生成用户私钥。当发生撤销时,更新撤销用户属性的密钥组件并分发给拥有该属性的其他用户,同时生成对应的重加密密钥来对密文重加密。安全性分析和实验表明,本方案是选择明文攻击安全的,能有效实现属性的即时撤销,解决多授权结构密钥分发的同步问题。采用hash函数可使密文长度达到常数级,进一步减少资源开销,满足实际云环境中属性安全撤销的应用需求。

基于KNN和GBDT的Web服务器指纹识别技术

南世慧, 魏伟, 吴华清, 邹金蓉, 赵志文

计算机科学. 2018, 45 (8): 141-145. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.025

摘要 ( 591 )

PDF(1257KB) ( 1235 )

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现有的Web服务器指纹识别方法容易因响应头被篡改而得不到准确的识别结果,而且已有的基于机器学习的相关识别方法需要预先发送大量的请求来进行识别。针对上述问题,通过分析响应头的特征关系,提出一种基于KNN和GBDT的Web服务器指纹识别算法,其只需要发送两种不同类型的异常请求,就能识别对应的Web服务器指纹类型和版本范围。与已有Web服务器指纹识别算法进行的对比实验结果表明,所提算法的识别速度和准确率均得到了优化。

基于信任网络的协同过滤推荐方法

张洪波, 王佳蕾, 张丽娟, 刘志宏

计算机科学. 2018, 45 (8): 146-150. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.026

摘要 ( 243 )

PDF(2056KB) ( 796 )

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经典的协同过滤推荐系统存在数据稀疏和冷启动问题。利用信任网络能够有效地解决此问题,但性能有待提高。根据“如果a信任b,则a与b相似度高的概率较大”这一普适规律,提出一种基于信任网络的协同过滤推荐算法。该算法采用惩罚、奖励机制,进一步提高了推荐系统的性能。算法将覆盖率和准确率作为衡量标准,与经典协同过滤算法和已有信任推荐算法进行实验对比,结果表明所提推荐方法的性能更好。

基于自适应块参照值的密文域可逆信息隐藏

刘宇, 杨百龙, 赵文强, 袁志华

计算机科学. 2018, 45 (8): 151-155. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.027

摘要 ( 396 )

PDF(13171KB) ( 806 )

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针对当前密文域图像可逆信息隐藏容量不足,可逆性不强且实现复杂、效率低下的问题,提出一种基于自适应的块参照值的密文域可逆信息隐藏技术。该技术对图像按照四叉树分割的方式进行自适应分块,对部分图像块求取均值并保留,利用伪随机序列加密图像,并通过加法运算嵌入秘密信息。利用保留的均值可独立进行秘密信息的提取和图像解密,载体图像可完全恢复。实验表明,该方法简单、高效且计算简便,具有较好的隐藏容量、可逆性和可分离性。

线性拓扑结构的乐观认证邮件

郭利娟, 吕晓琳

计算机科学. 2018, 45 (8): 156-159. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.028

摘要 ( 184 )

PDF(2109KB) ( 523 )

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目前的乐观认证邮件大多是环形拓扑结构、星型拓扑结构、网型拓扑结构及这3种拓扑结构的混合结构,在实际应用中会出现需要按顺序接收认证邮件的情况。目前只有Asoken提出的网型拓扑结构的公平交换协议适用于线性拓扑结构的乐观认证邮件。针对这种情况,提出一种新的n方线性拓扑结构乐观认证邮件协议,利用高效的签密方案实现签名和消息认证。本方案在n方都是诚实的情况下仅需传递4(n－1)次信息,在最坏情况下需传递8n－4次信息,与Asoken线性认证邮件(在n方诚实的情况下需传递4n(n－1)次信息,最坏情况下需传递8n²－n－10次信息)相比,效率得到大幅提升。此外,提出通过时间认证来验证消息的新鲜性。分析表明,所提协议具有公平性和不可否认性。

基于改进深度森林算法的软件缺陷预测

薛参观, 燕雪峰

计算机科学. 2018, 45 (8): 160-165. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.029

摘要 ( 395 )

PDF(1673KB) ( 1043 )

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软件缺陷预测是合理利用软件测试资源、提高软件性能的重要途径。为处理软件缺陷预测模型中浅层机器学习算法无法对软件数据特征进行深度挖掘的问题,提出一种改进深度森林算法——深度堆叠森林(DSF)。该算法首先采用随机抽样的方式对软件的原始特征进行变换以增强其特征表达能力,然后用堆叠结构对变换特征做逐层表征学习。将深度堆叠森林应用于Eclipse数据集的缺陷预测中,实验结果表明,该算法在预测性能和时间效率上均比深度森林有明显的提升。

基于复杂网络理论的Java开源系统演化分析

唐倩文, 陈良育

计算机科学. 2018, 45 (8): 166-173. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.030

摘要 ( 333 )

PDF(7898KB) ( 629 )

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随着软件版本的快速迭代,软件代码的规模迅速扩大,软件设计与质量问题已引起了IT领域的广泛关注。利用复杂网络理论研究软件系统的整体性质已经成为解决这些问题的一种重要方法。将软件源码依赖关系表征为网络,借助复杂网络方法,可以更深入地了解代码宏观层面的结构组成并掌握整体演化趋势,有助于开发者优化整体架构,使软件更稳定、性能更好。Tomcat是一种开源的主流Java EE应用服务器,已经在工业界得到了广泛的应用。基于复杂网络方法,通过研究Tomcat的21个历史版本,发现这些版本的类依赖关系网络满足小世界网络性质和无标度网络性质;同时深度分析了其中9个版本的演化过程,发现Tomcat具有优先连接倾向,因而能一直保持软件的鲁棒性。

一种基于改进遗传算法的路径测试用例生成方法

包晓安, 熊子健, 张唯, 吴彪, 张娜

计算机科学. 2018, 45 (8): 174-178. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.031

摘要 ( 502 )

PDF(2191KB) ( 1110 )

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采用遗传算法求解路径覆盖的测试用例生成问题是软件测试自动化的研究热点。针对传统标准遗传方法搜索测试用例易产生早熟收敛和收敛速度较慢的不足,设计了自适应的交叉算子和变异算子,提高了算法的全局寻优能力。基于动态生成算法框架,通过程序静态分析,考虑了分支嵌套深度的影响,结合层接近度和分支距离法,提出一种新的适应度函数。实验结果表明,该算法在面向路径的测试用例生成上优于传统方法,提高了测试效率。

面向方面程序的动态语义研究

谢刚, 蒋强, 石磊

计算机科学. 2018, 45 (8): 179-185. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.032

摘要 ( 232 )

PDF(1988KB) ( 607 )

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目前,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,没有一种语义能被软件设计者和开发者所理解。针对该问题,在已有研究的基础上,应用统一程序理论中的设计来定义面向方面的动态语义。同时,以一个例子来说明该语义的使用。

监督邻域粗糙集

汪琳娜, 杨新, 杨习贝

计算机科学. 2018, 45 (8): 186-190. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.033

摘要 ( 319 )

PDF(2010KB) ( 699 )

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传统单一阈值的邻域粗糙集不能有效降低信息的不确定性。考虑对象已有或预测的类别标签信息,通过引入类内和类间两种阈值,提出一种新的邻域粒化方法,并构建了一种基于监督邻域的粗糙集模型。该模型是传统邻域粗糙集的推广形式。通过分析双阈值下的邻域粒子变化规律,给出该模型的粗糙近似质量和条件熵单调性变化定理。最后通过4个UCI数据集验证了该模型的性能。实验结果显示,可以通过调节监督阈值参数来改善论域的邻域粒化效果,并降低信息的不确定性。

基于多视角多标签学习的读者情绪分类

温雯, 陈颖, 蔡瑞初, 郝志峰, 王丽娟

计算机科学. 2018, 45 (8): 191-197. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.034

摘要 ( 417 )

PDF(1405KB) ( 837 )

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传统的读者情绪分类主要从情感分析的角度出发,着重考量读者评论中体现出来的情感极性。然而现实中,读者评论的缺失有可能影响情绪分类的有效性和及时性。如何融合包括新闻文本和评论在内的多视角信息,对读者情绪进行更加准确的研判,成为了一个具有挑战性的问题。针对这一问题,构建了一种融合多视角信息的多标签隐语义映射模型(Multi-view Multi-label Latent Indexing,MV-MLSI),将不同视角下的文本特征映射到低维语义空间,同时建立特征和标签之间的映射函数,通过最小化重构误差对模型进行求解,并设计了相关算法,从而实现对读者情绪的有效预测。相比于传统模型,该模型不仅可以充分利用多视角的信息,而且考虑了标签之间的相关性。在新闻文本数据集上的实验表明,该方法可以获得更高的准确率和稳定性。

基于改进智能水滴算法的多目标供应链最优模型

方青, 邵嫄

计算机科学. 2018, 45 (8): 198-202. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.035

摘要 ( 253 )

PDF(2159KB) ( 692 )

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为了最大限度地降低制造型供应链的销售成本并缩短供货时间,提出了一种基于改进智能水滴算法的多目标供应链优化模型。该模型通过在选项选择期间同时考虑成本和时间来提高供应链效率,并能够将制造型供应链中的销售成本和交货时间最小化。通过使用帕累托最优准则对传统的智能水滴算法进行修改,从而得到一个帕累托集,以实现两个目标的最小化。通过3个实例对所提算法进行了测试,并采用世代距离和超区域比指标将其与蚁群优化算法进行了比较。实验结果显示,所提方法的性能更优,生成的解集更接近真实帕累托集,能够覆盖更大的解区域面积,且计算效率较高。

基于改进贝叶斯的书目自动分类算法

杨晓花, 高海云

计算机科学. 2018, 45 (8): 203-207. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.036

摘要 ( 317 )

PDF(1514KB) ( 727 )

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贝叶斯算法被广泛应用于书目自动分类领域。该算法常使用差分进化算法来评估概率项,但是传统的差分进化算法容易陷入局部最优解,使得贝叶斯分类精度较低。针对该问题,提出了基于改进贝叶斯的书目自动分类方法。该方法通过多父突变和交叉操作估计概率项的最优解,提高贝叶斯分类精度;在进行书目自动分类时,先采用ICTCLAS系统进行文本预处理,再提取文本的词频-逆向文件频率特征,接着采用改进的贝叶斯估计方法对特征进行训练与分类,最终实现书目的自动分类。仿真结果表明,该方法具有较高的分类准确率。

基于冲突博弈算法的海量信息智能分类

曾劲松, 饶云波

计算机科学. 2018, 45 (8): 208-212. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.037

摘要 ( 194 )

PDF(2052KB) ( 658 )

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在对海量信息进行分类的过程中,常通过信息文本模型及相似度来完成分类,无法完全表示信息属性,导致信息分类时出现冲突。提出基于冲突博弈的海量信息智能分类方法,对信息特征进行提取;在此基础上,根据海量信息的正交属性确定海量信息的分类策略,引入纳什均衡策略和帕累托最优策略,求取海量信息分类问题的最优解,完善分类策略;利用冲突信息检测方法判断冲突信息检测分类是否存在冲突,若存在冲突,则转化为约束满足问题,通过分析分类问题的约束变量确定分类中的操作冲突内容,建立海量信息分类中冲突判别的表达式,实现海量信息的智能分类研究。实验结果表明,采用所提方法进行海量信息的智能分类时,分类效果较好,过程较为简单,对计算机网络运行的影响较小,为冲突博弈算法在海量信息分配中的实际应用提供了借鉴。

用于情感分类的双向深度LSTM

曾蒸, 李莉, 陈晶

计算机科学. 2018, 45 (8): 213-217. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.038

摘要 ( 261 )

PDF(2116KB) ( 1030 )

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对商品、电影等的评论的体现人们对商品的喜好程度,从而为意向购买该商品的人提供参考,也有助于商家调整橱窗货品以取得最大利润。近年来,深度学习在文本上强大的表示和学习能力为理解文本语义、抓取文本所蕴含的情感倾向提供了极好的支持,特别是深度学习中的长短记忆模型(Long Short-Term Memory,LSTM)。评论是一种时序数据形式,通过单词前向排列来表达语义信息。而LSTM恰好是时序模型,可以前向读取评论,并把它编码到一个实数向量中,该向量隐含了评论的潜在语义,可以被计算机存储和处理。利用两个LSTM模型分别从前、后两个方向读取评论,从而获取评论的双向语义信息;再通过层叠多层双向LSTM来达到获取评论深层特征的目的;最后把这个模型放到一个情感分类模型中,以实现情感分类任务。实验证明,该模型相对基准LSTM取得了更好的实验效果,这表示双向深度LSTM能抓取更准确的文本信息。将双向深度LSTM模型和卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)进行实验对比,结果表明双向深度LSTM模型同样取得了更好的效果。

物流业几何尺寸智能化测量系统

李娟, 周富强, 李作新, 李潇婕

计算机科学. 2018, 45 (8): 218-222. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.039

摘要 ( 231 )

PDF(2114KB) ( 979 )

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互联网与电子商务的高速发展带来了物流业的颠覆性变革,但目前我国物流业存在总成本偏高、技术装备偏低、配送系统效率低下的缺点。长久以来,物资的几何尺寸信息的利用在物流行业中处于薄弱环节,有效利用几何尺寸信息将极大程度地改善物流业的包装、分拣以及分类运送等环节。基于此,设计了物流业物资的几何尺寸测量系统,该系统基于双目视觉系统,将视差法三维重构算法与特征提取及定位算法紧密结合,能够在复杂场景下对一般物流业物资进行现场测量,且受光照影响较少。测量系统的关键环节是目标物体特征的提取以及几何尺寸的测量。实验结果表明,几何尺寸的平均测量误差小于2%,最大误差小于3%,能够满足物流业的基本要求,可使之更加快速和智能。

合成纹理图像的视觉相似性眼动分析

郭小英, 李亮, 耿海军

计算机科学. 2018, 45 (8): 223-228. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.040

摘要 ( 346 )

PDF(3921KB) ( 803 )

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探索了当人眼视觉感知纹理图像相似性时纹理特征(整体特征和局部特征)对视觉注意过程及相似性结果选择的影响。采用PGPC纹理合成方法,分别控制纹理的整体特征和局部特征,合成具有相同整体特征和局部特征的纹理。实验分为3组纹理场景,每一组有3幅纹理图像(A,B和S),S为对比纹理图像;实验者带着“纹理A和纹理B,哪个与纹理S更相似”的视觉感知任务观察纹理场景;利用Tobii T60眼动仪记录实验过程中观察者的眼动,跟踪获取89位实验者的眼动数据(眼动数据度量指标包含感兴趣区域内注视点散度和不同感兴趣区域间的眼跳次数);通过Tobii studio导出眼动数据,并基于R软件进行了方差分析和配对T检验等统计分析。通过对3组纹理图像的注视轨迹图及热点图的分析,验证了纹理整体特征和局部特征对视觉感知过程中的注视模式和相似性结果的选择有影响。实验结果表明:1)对于全局特征与对比纹理图像一致的纹理,其眼动注视点分散,而对于局部特征与对比纹理图像一致的纹理,其眼动注视点集中。2)纹理组相似性的最终选择结果与纹理组内不同纹理图像间的视觉搜索行为有关。

基于自适应叠合分割与深度神经网络的人数统计方法

郭文生, 包灵, 钱智成, 曹万里

计算机科学. 2018, 45 (8): 229-235. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.041

摘要 ( 353 )

PDF(2221KB) ( 662 )

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基于监控视频的人数(人群)统计是人群行为的分析、资源的优化配置、现代安防、商业信息的采集以及智能管理等重要任务的基础,具有较高的研究意义与应用价值。近年来,数字图像处理技术以及深度学习理论的不断完善和发展,极大地促进了基于监控视频的人数统计的研究,但仍然无法很好地解决监控场景中人数统计准确率较低、高清图片耗时的问题。针对在待检对象尺度变化较大的情况下,基于对象检测的人数统计方法的准确率大幅下降的问题,提出一种基于自适应叠合分割与深度神经网络的人数统计方法。该方法的思想来源于注意力机制,同时充分利用了叠合分割块内人头对象的尺度信息和人数信息。实验结果表明,自适应叠合分割算法能够与现有深度神经网络对象检测模型相结合,并且相较于直接利用深度神经网络对象检测模型进行人数统计的方法,该结合方法可以大幅提高人数统计的准确率。

基于卷积特征的非平衡人群密度估计方法

曲佳, 时增林, 叶阳东

计算机科学. 2018, 45 (8): 236-241. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.042

摘要 ( 412 )

PDF(2795KB) ( 825 )

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人群密度估计在智能监控领域具有重要的应用价值。大量理论和经验研究表明,基于数据驱动的深度神经网络往往优于传统的基于手工特征的方法。但是人群样本的数据规模很小,深层次的网络很难得到较优解。鉴于此,提出了3种解决方法:训练较浅的神经网络,使用预训练深度模型的全连接层特征和使用预训练深度模型的卷积-FV(Fisher Vector)特征。针对样本的不平衡性问题,提出了使用多个分类评估标准的解决方案。在标准数据集PETs2009上的实验结果表明,相比于现有的手工特征,卷积特征具有更好的效果。其次,相比于训练一个全新的卷积模型,基于迁移学习的深度卷积特征是更好的选择。另外,通过层数较少的深度模型获得的较低层特征的迁移性更好。

一种基于自适应支持权重优化的立体匹配算法

江泽涛, 王琦, 赵艳

计算机科学. 2018, 45 (8): 242-246. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.043

摘要 ( 393 )

PDF(2062KB) ( 937 )

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立体匹配是图像处理领域的经典问题和研究热点之一。针对原始ASW立体匹配算法中存在的运算时间过长以及遮挡区域的误匹配率高的问题,提出了一种改进优化方法。在自适应支持权重方法的基础上结合Rank变换方法,从参数选择以及立体匹配性能这两个方面对自适应支持权重进行改进,然后对得到的初始视差进行有效视差校准从而得到最终视差。最后利用仿真实验得到匹配精度较高的图像序列视差图,并通过实验结果对比验证了该方法具有很好的可行性。

一种改进的三维Otsu图像分割算法

仇国庆, 熊耕耘, 赵文铭

计算机科学. 2018, 45 (8): 247-252. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.044

摘要 ( 324 )

PDF(2954KB) ( 656 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对传统的三维Otsu分割算法计算量大、运算时间长等问题,提出一种利用一维Otsu来减小迭代空间和搜索空间,并用布谷鸟搜索算法进行寻优的算法。仿真实验表明,该算法能够有效减少运算时间。同时针对传统的三维Otsu算法因忽略2-7区域而导致错分的问题,提出了一种处理方法。该方法将2-7区域的像素点分为噪声点和非噪声点,分别对其进行处理,对2-7区域内的所有点都进行分配。仿真实验表明,由于该方法考虑了所有像素点,分割结果要优于传统的三维Otsu分割算法。

基于卡尔曼滤波的多目标跟踪方法

赵广辉, 卓松, 徐晓龙

计算机科学. 2018, 45 (8): 253-257. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.045

摘要 ( 960 )

PDF(4286KB) ( 1537 )

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针对视频多目标跟踪中由于目标间的遮挡、交错或目标漂移而导致跟踪失败的情况,提出一种基于卡尔曼滤波以及空间颜色直方图的遮挡预测跟踪算法。利用空间颜色直方图对目标进行建模,可以对不同目标进行区分进而在目标之间出现交错或目标漂移时仍能跟踪到目标。通过卡尔曼滤波算法可以预测目标的状态,对预测位置之间存在交错的目标进行遮挡标记,以便在下一帧中仍然可以跟踪到被遮挡的目标。采用2D MOT 2015数据集进行实验,跟踪的平均精度达到了34.1%。实验结果表明,所提方法对多目标跟踪的效果有所提高。

基于稀疏恢复与优化的显著性目标检测算法

王军, 吴泽民, 杨巍, 胡磊, 张兆丰, 姜青竹

计算机科学. 2018, 45 (8): 258-263. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.046

摘要 ( 435 )

PDF(4490KB) ( 713 )

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针对目前基于稀疏表示的显著性检测算法中存在的边界显著性检测不足、字典表达能力不够等问题,提出一种基于稀疏恢复与优化的检测算法。首先对图像进行滤波平滑和超像素分割,并从边界与内部超像素中挑选可靠的背景种子构建稀疏字典;然后基于该字典对整幅图像进行稀疏恢复,根据稀疏恢复误差生成初始显著图;再运用改进的基于聚类的二次优化模型对初始显著图进行优化;最后经过多尺度融合得到最终显著图。在三大公开测试数据集上的实验结果表明,所提算法能够保持高效快速、无训练等优点,同时性能优于目前主流的非训练类算法,在处理边界显著性方面表现优异,具有较强的鲁棒性。

基于最大内切圆算法的手掌静脉ROI提取

刘刚, 张晶, 李月龙

计算机科学. 2018, 45 (8): 264-267. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.047

摘要 ( 373 )

PDF(2921KB) ( 1151 )

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针对手掌静脉图像感兴趣区域提取中信息清晰度低、丰富程度低的问题,提出一种基于最大内切圆提取的算法。对手掌静脉原始图像进行预处理并添加区域网格线,先以网格线为参考,缩小圆心的检索区域范围,从而简化圆心的定义过程;然后设置初始半径,再以一个网格宽度为变量,增加半径,最终确定最大内切圆。结果表明,所提算法在清晰度和信息丰富度上分别提高了0.0102和0.0121,提取出的ROI图像在迭代训练中的迭代次数降低了200次。针对4组图像,所提算法的执行时间分别降低了10.7ms,10.2ms,11.3ms,10.8ms。

基于卷积神经网络的人脸信息增强识别研究

王燕, 王双印

计算机科学. 2018, 45 (8): 268-271. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.048

摘要 ( 505 )

PDF(1796KB) ( 736 )

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在采集人脸图像时,图像存在模糊性较大或者姿态变化幅度较大等问题,人脸准确识别的精度不高,为了提高人脸识别的准确率,提出一种基于卷积神经网络的信息增强的人脸识别算法。对采集的模糊人脸图像进行小波降噪处理,对降噪输出的图像进行自适应模板匹配,结合图像分割方法对人脸图像进行分块,利用Radon尺度变换的几何特征不变性对人脸的关键特征点进行信息增强,采用卷积神经网络分类器对增强的人脸特征点进行分类,实现特征点优化提取和人脸准确辨识。仿真结果表明,采用该方法进行人脸识别的准确性较好,且能满足大批量样本人脸快速识别的应用需求。

一种自适应组稀疏表示的图像修复方法

甘玲, 赵福超, 杨梦

计算机科学. 2018, 45 (8): 272-276. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.049

摘要 ( 292 )

PDF(2299KB) ( 784 )

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针对组稀疏表示图像修复方法采用固定大小的图像块,致使修复结果中存在纹理和结构清晰性较差的问题,提出一种基于自适应组稀疏表示的图像修复方法。由于自然图像中纹理和结构信息不同,为了与原方法固定图像块大小的组结构作区分,首先提出一种自适应选取样本图像块大小的方法来构造自适应的组结构;然后以组为单位对其进行奇异值分解,获得该图像块组的自适应学习字典,并利用分裂伯格曼迭代(Split Bregman Iteration)算法求解目标代价函数;最后通过调整组中的图像块数量和迭代次数对每个组的自适应字典和稀疏编码系数进行更新,以获取较好的修复效果。实验结果表明,该方法不仅在峰值信噪比和特征相似性度量上有所提高,同时也提高了修复效率。

基于灰度共生矩阵的图像自适应分块压缩感知方法

杜秀丽, 张薇, 顾斌斌, 陈波, 邱少明

计算机科学. 2018, 45 (8): 277-282. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.050

摘要 ( 382 )

PDF(5724KB) ( 720 )

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分块压缩感知的提出很好地弥补了大尺寸图像占用资源多、重构耗时长等不足,但重构后的图像存在明显的块效应。针对现有图像纹理复杂度分析不够准确,导致自适应采样率分配后块效应降低不理想的问题,提出了一种基于灰度共生矩阵的图像自适应分块压缩感知方法。该方法通过共生矩阵分析图像的纹理特性,自适应分配采样率,在总采样率不变的前提下使纹理复杂度高的子块获得较高的采样率,纹理复杂度低的子块获得较低的采样率,并用SAMP(Sparsity Adaptive Matching Pursuit)算法实现重构。仿真结果显示,所提方法能够有效地解决块效应问题,尤其对于局部图像而言,重构图像的画质得到了明显改善。

基于有监督双正则NMF的静脉识别算法

贾旭, 孙福明, 李豪杰, 曹玉东

计算机科学. 2018, 45 (8): 283-287. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.051

摘要 ( 301 )

PDF(2216KB) ( 551 )

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为使提取的静脉图像特征具有较好的聚类特性以更利于正确识别,提出了一种基于有监督非负矩阵分解的识别算法。首先,对静脉图像进行分块处理,通过融合所有的子图像特征形成静脉的原始特征;其次,采用特征的稀疏性与聚类属性双正则项,对原始的非负矩阵分解模型进行改进;然后,基于梯度下降法对改进的非负矩阵分解模型进行求解,实现对原始特征的降维与优化;最后,利用最近邻算法对新的特征进行匹配,从而获得识别结果。实验结果表明,对于3种静脉样本数据库,所提识别算法的错误接受率与错误拒绝率分别可以达到0.02与0.03;此外,其2.89s的识别时间可以满足实时性要求。

基于概率模型检测的Web服务组合多目标验证

周女琪, 周宇

计算机科学. 2018, 45 (8): 288-294. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.052

摘要 ( 251 )

PDF(1405KB) ( 794 )

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Web服务组合是服务计算领域的重要研究内容。用户的非功能性需求是Web服务组合中衡量服务的标准之一,然而开放环境下用户的需求具有一定的不确定性和多目标性特点。为了解决此种不确定性,提出了一种基于概率模型检测的多目标验证方法。首先,将Web服务组合过程建立为定量多目标马尔可夫决策过程,并将该模型转换为PRISM模型。同时,将不同的用户需求建模成多目标时序逻辑公式,使用概率模型检测器PRISM对其进行验证,获得多个目标约束下关键目标的期望值,并导出相关策略。最后,通过实例来进一步说明该方法的有效性与可行性。

结合多信号模型与遗传算法的板级电路测点选取方法

石伟文, 王学奇, 范凯胤, 王明君

计算机科学. 2018, 45 (8): 295-299. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.053

摘要 ( 213 )

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针对传统的电路板测点选取方法需要的输入信息多、工作繁琐、效率低及难以得到全局最优解等问题,提出了一种基于多信号模型与遗传算法相结合的优化方法。首先,通过建立板级电路的多信号流系统模型,获取测点与对应板级电路组成单元的相关性矩阵,并对其进行进一步分析,得出测点组合的测试能力参数。在测点选取数量不大于给定值的情况下,选取测试能力参数作为遗传算法的适应度函数并进行优化搜索,以确定测点的优化选取方案。结合Multisim仿真软件进行低通有源滤波电路系统的故障模拟实验,仿真结果表明,基于多信号模型与遗传算法选取的板级电路测点组合对低通有源滤波电路中的绝大部分故障都有良好的检测和隔离能力,取得了良好的效果,同时该方法也适用于多种其他电路。

仿高阶矩的结点不变量及其组成的图不变量

江顺亮, 葛芸, 唐祎玲, 徐少平, 叶发茂

计算机科学. 2018, 45 (8): 300-305. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.054

摘要 ( 449 )

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借鉴高阶矩的方法,采用层序的计算框架,依据结点的连接距离和层序信息定义了20种结点不变量。这些结点不变量体现图整体的上下偏分布特性、整体不均匀性和整体平滑性,结点不变量中的每层结点度数平方之和反映了层内结点度数的分布情况。通过比较这些结点不变量的可区分结点数,发现每层结点度数平方之和明显改善了结点不变量的细分能力。把排序后的结点不变量组成一个矢量后作为图的不变量。计算结果表明,共有9种图不变量可以区分所有结点数N<25的非同构树和N<34的非同构同胚不可约树(没有度数为2的树),对于更多结点的树,还没有发现非同构树有相同图不变量的例子;把这些图不变量应用到非同构图(N<10),区分结果好于文献[8]中列出的22种图不变量的19种,而且文中9种图不变量的简并度不大,提高了随机图的同构测试性能。

基于IK-medoids算法的飞机油耗聚类方法

陈静杰, 车洁

计算机科学. 2018, 45 (8): 306-309. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.055

摘要 ( 540 )

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为了分析给定外界条件下的飞机燃油消耗,提出了一种基于距离最大法的邻域搜索K-medoids聚类算法(IK-medoids)。基于距离最大的样本不可能被分到同一类簇的思想,该算法首先采用距离最大法选取初始中心,并根据剩余样本与初始中心之间的标准欧氏距离计算初始中心邻域;然后利用提出的一种近邻搜索策略进行初始中心的迭代更新,直到中心点不再发生变化。在同一机型和航段、不同大小的数据集上进行对比实验,根据起飞重量、巡航高度、实飞距离以及飞行环境等特征对飞机油耗进行精准分类。实验结果表明:相对于传统的改进K-medoids算法,IK-medoids算法在有效缩短分类时间的同时保证了聚类准确率,为进一步分析飞行过程中的燃油消耗提供了新视角。

基于通讯行为轮廓挖掘条件非频繁行为的方法

曹蕊, 方贤文, 王丽丽

计算机科学. 2018, 45 (8): 310-314. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2018.08.056

摘要 ( 410 )

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条件非频繁行为是指带有属性值的频数较低事件轨迹所记录的行为。从记录的事件日志中挖掘条件非频繁行为是业务过程优化的主要内容之一。已有的方法删除低频次行为,较少考虑模块网间数据流角度下的条件非频繁行为。基于此,文中提出了基于通讯行为轮廓挖掘条件非频繁行为的方法。以模块网间的通讯行为轮廓理论为基础,首先,通过给定的业务过程源模型查找其可执行事件日志,并且找出频数较低的事件轨迹,添加相关属性及属性值,即可得到条件非频繁轨迹;其次,通过计算不同模块网间通讯特征的条件依赖数值,确定条件不频繁轨迹是否删除或保留,从而得到优化事件日志,进而挖掘出优化通讯模型;最后,通过仿真实验验证了该方法的可行性。