计算机科学

刘建伟,崔立鹏,罗雄麟

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 1-16. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.001

摘要 ( 472 )

PDF(3908KB) ( 729 )

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结构稀疏模型在统计学、信号处理和机器学习等领域中具有重要的应用。结构稀疏模型主要通过在目标函数中引入会导致组稀疏效果的罚函数来实现特征组结构选择。有趣的是一些组稀疏模型不仅能实现特征组选择,而且同时能够实现组内的特征选择。根据使用的罚函数的类型,结构稀疏模型主要分为组套索模型和非凸罚组稀疏模型两大类。系统地总结了重要的组结构稀疏模型,分析了各种组结构稀疏模型之间的区别与联系,归纳比较了各种组结构稀疏模型的统计特性(例如模型选择一致性、参数估计一致性和oracle性质)和组结构稀疏模型的求解算法。当前,结构套索模型主要包括普通组套索模型、L∞,1组套索模型、重叠组套索模型、树组套索模型、多输出树组套索模型、混合组套索模型、自适应组套索模型、逻辑斯蒂组套索模型和贝叶斯组套索模型。非凸罚组稀疏模型包括组SCAD罚模型、组桥模型和组MC罚模型等。求解组稀疏模型的算法有组最小角回归算法、块坐标下降(上升)算法、活动集算法、内点算法、投影梯度算法、谱投影梯度算法、轮换方向乘子算法和块坐标梯度下降算法等,结合组稀疏模型对这些算法进行了详细的分析。在使用上述优化方法前,通常需要对目标函数进行预处理,将不平滑的、非凸的、块坐标不可分离的组稀疏模型的目标函数向平滑、凸、块坐标可分离的方向进行转化,这一步常利用的技巧有变分不等式、Neste-rov的平滑近似技巧、局部一阶泰勒展开近似、局部二次近似、对偶范数和对偶函数等。接着给出了最新提出的一些组稀疏模型,如关于广义加模型的组套索模型、复合组桥模型、平方根组套索模型和关于Tobit模型的组套索模型等。最后,对组稀疏模型未来的研究方向进行了探讨。

类脑计算新发展——“TrueNorth”神经元芯片

王雨辰,胡华

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 17-20. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.002

摘要 ( 571 )

PDF(1350KB) ( 892 )

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类脑计算是一种基于神经网络的全新数据存储和计算技术,通过模拟大脑的工作机理,可以突破传统计算机处理大型问题时遇到的冯·诺依曼瓶颈,在显著提高信息处理速度的同时大幅降低功耗,并且具有自我学习和自适应能力。介绍了IBM最新研究的TrueNorth神经元芯片技术,包括其基本架构、工作原理、芯片性能、应用成果等,并展望了类脑计算技术的未来发展前景。

逻辑推理机制中的分配律

史航,王宝山,吴美华

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 21-24. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.003

摘要 ( 552 )

PDF(1042KB) ( 556 )

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分配律在经典逻辑推理机制中具有核心地位。量子逻辑不再具有经典逻辑中的分配律,从而也失去了经典逻辑推理机制,因此量子逻辑是否可称为逻辑备受人们质疑。指出了希尔伯特空间闭子空间刻画量子逻辑的不足,并深层次地分析了经典逻辑推理机制的内涵,利用正交模律取代经典逻辑中的分配律,可以实现量子逻辑的推理能力。最后,通过范畴理论中伴随函子的概念重新审视逻辑推理机制,使经典逻辑推理机制推广到更广泛的逻辑领域中。

分段多向核主元分析的啤酒发酵过程故障检测

吕宁,颜鲁齐,白光远

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 25-27. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.004

摘要 ( 358 )

PDF(893KB) ( 458 )

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基于主元分析的故障诊断模型应用在非线性时变过程中具有局限性。基于间歇过程具有周期性这一特点,在非线性空间的数据提取中,将核变换理论引入其中,提出了一种改进的多向核主元分析故障诊断模型,该方法对于过程数据的非线性问题的解决和非线性信息的充分提取表现出很好的性能,使得非线性主元能够在高维特征空间中被快速提取。对比实验结果表明,该方法对于缓慢时变的间歇过程具有很好的准确性与实时性。

基于协同决策模式的航空紧急运输流量管理优化模型研究

吕荣胜,房京,刘山杉

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 28-33. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.005

摘要 ( 153 )

PDF(1495KB) ( 468 )

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在现有机场设施条件下,如何通过空中流量管理来提高救援效率是一个亟需解决的问题。构建了基于协同决策(CDM)模式的大中型运输机空中流量管理优化模型,对拥挤时段的进离场航班流进行优化处理,通过进离场容量的合理转换来增加机场容量,并通过仿真计算表明方法合理可行。

一种电动车专家自诊断方法及系统

章军辉,李庆,陈大鹏

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 34-36. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.006

摘要 ( 256 )

PDF(987KB) ( 467 )

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跨界与融合,用互联网思维提升传统行业,将会为传统行业开辟新的局面,而未来的汽车将是电子信息、软件主导的新能源智慧车辆。传统的OBD(On-Board Diagnostics)方案仍需要工程师来判断和分析问题,无法满足用户对智能化的需求。本方案借助车联网技术、数据库平台、数据挖掘与分析技术,最终实现了汽车CAN(Controller Area Network)总线故障智能化自诊断,可替代工程师快速定位出问题的根源,极大地减少了人力成本与时间成本。其还可对故障进行统计与归类,为工程师评估节点设备的可靠性、稳定性、抗干扰能力以及设备工作最适宜的环境需求等提供指导依据。基于本方案的产品已被投入到实际的工程应用中。

基于遗传算法和BP神经网络的孤立性肺结节分类算法

胡强,郝晓燕,雷蕾

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 37-39. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.007

摘要 ( 221 )

PDF(948KB) ( 420 )

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为了提高计算机辅助诊断系统中孤立性肺结节的良恶性诊断的准确性,提出了一种基于遗传算法和BP神经网的分类算法。该算法针对BP神经网络容易陷入局部最优的问题,综合考虑孤立性肺结节的医学诊断特性,采用遗传算法对基于BP神经网络的分类器进行优化,并通过对PET/CT图像进行处理,提取病灶的功能特征、结构特征以及临床信息作为神经网络分类器的输入样本,实现孤立性肺结节的良恶性分类。对医院以及网络公共数据库中的大量实验数据进行分类实验,结果表明优化后的算法在分类准确性上有较大的提高,说明该方法在肺结节临床分类方面是有效的。

基于联合属性重要度的决策风险最小化属性约简

徐菲菲,毕忠勤,雷景生

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 40-43. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.008

摘要 ( 171 )

PDF(914KB) ( 387 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

经典粗糙集属性约简基本都是保持正域、负域和边界域不变,而决策粗糙集对属性的增减过程不具备单调性,因此不可能同时保持3个区域均不变。在决策粗糙集模型中,作出决策更应该考虑风险最小化原则,因此提出一种改进的风险最小化属性约简方法,在属性的选取过程中同时考虑所选取的属性子集对决策的划分能力,即联合属性重要度以及风险最小化。实验证明所提方法是有效的。

Mamdani模糊推理算法的直觉化扩展

王坚,史朝辉,郭新鹏,李伟平

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 44-45. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.009

摘要 ( 398 )

PDF(518KB) ( 455 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

对Mamdani模糊推理算法进行了直觉化扩展。首先将Mamdani定义的模糊关系R_c进行直觉化扩展；然后推出了其对应的直觉模糊取式推理算法和直觉模糊拒式推理算法；最后以具体算例叙述了推理计算过程中的细节,验证了该方法的正确性和有效性依据直觉准则对其性能进行了评价。

基于半监督深度信念网络的图像分类算法研究

朱常宝,程勇,高强

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 46-50. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.010

摘要 ( 543 )

PDF(1195KB) ( 607 )

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近年来,深度学习在图像、语音、视频等非结构化数据中获得了成功的应用,已成为机器学习和数据挖掘领域的研究热点。作为一种监督学习模型,成功的深度学习应用往往要求较大的高质量的训练集。基于此,研究了多个受限波尔兹曼机组成的深度信念网络,结合半监督学习的思想,使用较小的训练集提高深度网络模型的分类准确性。分别采用了Knn,SVM和pHash 3种方法来学习非标示数据集,实验结果表明半监督深度信念网络比传统多层受限波尔兹曼机在图像分类准确率方面提高了约3%。

基于基本操作序列的编辑距离顺序验证

张润梁,牛之贤

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 51-54. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.011

摘要 ( 265 )

PDF(891KB) ( 436 )

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两字符串的编辑距离是从一个串转换到另一个串所需要的最少基本操作数。编辑距离广泛应用于字符串近似匹配、字符串相似连接等领域。动态规划法利用编辑距离矩阵来计算两个串的编辑距离,需要计算矩阵中的所有元素,时间效率低。改进的方法改变了矩阵中元素的计算次序,减少了需要比对的元素,但仍需要比对一半以上的元素,时间效率还有待提高。提出基于基本操作序列的编辑距离顺序验证方法。首先,分析了基本操作序列的可列性,给出了列举基本操作序列的方法。然后依次顺序验证基本操作数从小到大的基本操作序列直到某一序列通过验证,得到其编辑距离。在阈值为2的字符串近似搜索实验中发现,所提方法比动态规划类方法具有更高的效率。

基于AADL的航电构型控制系统的建模分析

周德新,李宁,刘哲旭

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 55-59. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.012

摘要 ( 181 )

PDF(1335KB) ( 508 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对航电系统的不同构型仿真、系统加改装的验证,为了使构型控制系统可以根据应用需求可靠转换,以满足系统结构能够可靠重构的需求,采用先进的建模语言AADL(结构化分析设计语言)完成了对航电构型控制系统的建模设计。结合AADL对航电构型控制系统进行了详细的分析,展示了该系统的特征与关键技术,体现了此系统的工作原理与内部结构。该模型可以表达系统的功能与非功能约束,实现了系统级的组件建模策略,层次化地描述了系统的架构。

随机海况大型船舶流固耦合变形大偏差算法研究

陈钊,章社生,李宇光

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 60-63. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.013

摘要 ( 198 )

PDF(1009KB) ( 425 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

研究航母级别的大型船舶长时间变形是有实际意义的。在随机海况条件下,根据波浪与船体的流固耦合相互作用,建立了大型船舶的变形大偏差算法数学模型,给出了大型船舶变形的大偏差和变形绝对值大偏差的计算原理,提出了船舶变形大偏差优化算法,并进行了实例计算分析,为研究船舶疲劳损伤提供了理论依据。

基于状态概率转移的SIRS病毒传播模型及其临界值分析

顾海俊,蒋国平,夏玲玲

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 64-67. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.014

摘要 ( 372 )

PDF(956KB) ( 606 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对SIRS(Susceptible-Infected-Removed-Susceptible)病毒传播模型,利用状态转移概率的方法,通过计算节点处于各个状态的概率来研究SIRS病毒传播过程。首先建立状态概率方程组,描述各个时刻各个节点处于易感染态、感染态、免疫态的概率,通过稳态分析理论推导网络的病毒传播临界值；然后利用蒙特卡罗方法,对均匀网络和非均匀网络的病毒传播临界值进行分析和仿真。结果表明,相对于传统的平均场方法,基于状态概率方程组模型求得的传播临界值更加接近真实蒙特卡罗值,并且与免疫丧失率无关。

基于条件随机场和低采样率浮动车数据的地图匹配算法

杨旭华,彭朋

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 68-72. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.015

摘要 ( 369 )

PDF(1233KB) ( 525 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

提出了一种基于条件随机场和低采样率浮动车数据的地图匹配算法。首先建立道路网络模型,在此基础上,计算GPS观测点可能匹配的候选投影点集合以及集合中每一个候选投影点的观测概率,再计算相邻GPS观测点的候选路径集合以及每两个相邻候选投影点之间的传递概率；然后根据这些候选投影点和候选路径,在滑动窗口内,基于条件随机场模型应用前后向递归算法,计算每个候选投影点的概率权重值；最后根据概率权重值,选取GPS观测点的最佳匹配投影点。该算法(FB-MM)在低采样率的情况下,综合考虑了道路网络的拓扑结构和GPS观测点之间的关联信息,实现了较好的地图匹配效果。

BSCC(4,k)的Hamilton圈分解

胡艳红,师海忠

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 73-76. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.016

摘要 ( 395 )

PDF(961KB) ( 488 )

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冒泡排序连通圈网络BSCC(n)是一类重要的互连网络。2010年师海忠提出了如下猜想:冒泡排序连通圈网络BSCC(n)(n≥4)可分解为边不交的Hamilton圈和完美对集的并。记BSCC(n)为BSCC(n,0),对BSCC(n,0)的每个顶点用一个三角形代替,得到新网络BSCC(n,1),对BSCC(n,1)的每个顶点用三角形代替得到BSCC(n,2),类似迭代k次得新网络BSCC(n,k)。师海忠进一步提出猜想2:BSCC(n,k)可分解为边不交的一个Hamilton圈和一个完美对集的并。证明了BSCC(4,k)可分解成边不交的一个Hamilton圈和一个完美对集的并。

基于探测粒子群的小波核极限学习机算法

陈晓青,陆慧娟,关伟,郑文斌

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 77-80. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.017

摘要 ( 433 )

PDF(897KB) ( 479 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

在分析核极限学习机原理的基础上,将小波函数作为核函数运用于极限学习机中,形成小波核极限学习机(WKELM)。实验表明,该算法提高了分类性能,增加了鲁棒性。在此基础上利用探测粒子群(Detecting Particle Swarm Optimization,DPSO)对WKELM参数优化,最终得到分类效果较优的DPSO-WKELM分类器。通过采用UCI基因数据进行仿真,将该分类结果与径向基核极限学习机(KELM)、WKELM等算法结果进行比较,得出所提算法具有较高的分类精度。

应用近似模糊熵的不完备信息系统属性约简

汪琼枝,郑文曦,王道然

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 81-82. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.018

摘要 ( 169 )

PDF(673KB) ( 422 )

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属性约简是Rough集理论的重要研究内容,基于信息熵的属性约简是一种有效的属性约简方法。在实际应用中,获取的信息系统通常是不完备的。针对这种问题,在容差关系下对个体进行分类时,基于属性子集redu与CAttr(属性全集)-redu之间的内在联系,定义了一种新的知识熵,提出了一种新的应用近似模糊熵的不完备信息系统属性约简算法(newS算法),其时间复杂度是O(｜C｜²∑mi=1(k^p_i)²)。最后,在ROSE和UCI data中的6个数据集上进行了实验仿真,结果表明newS算法是可行的,并且在同等约简效果下与其他算法相比具有更高的属性约简效率。

描述逻辑εVL的保守扩充

聂登国,余泉,张维,申宇铭

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 83-86. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.019

摘要 ( 188 )

PDF(1211KB) ( 434 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

在描述逻辑中,将本体看作一个逻辑理论,一个本体被形式化为给定的描述逻辑系统的一个Tbox。本体是动态的实体,为了适应新领域的发展,需要对原始本体进行扩充,但是扩充后的本体与原始本体是否保持逻辑一致性是目前研究者们所关注的焦点。在Lutz等人研究的基础上探究εVL的保守扩充问题,构建了εVL的典范模型,将包含推理问题转换为典范模型的模拟问题；由典范模型之间的最大模拟是多项式时间复杂的,证明了εVL的包含推理是多项式时间复杂的;给出了描述逻辑εVL的保守扩充及其判定算法,证明了εVL的保守扩充的判定算法是指数时间复杂的。

基于遗传算法的模糊神经网络公交到站时间预测模型研究

罗频捷,温荷,万里

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 87-89. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.020

摘要 ( 306 )

PDF(978KB) ( 474 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

公交到站时间的预测受到诸多因素的影响,各种因素对预测准确度不可度量,很难采用传统数学模型进行建模解决。采用基于遗传算法的模糊神经网络模型对公交到站时间进行预测,该模型将遗传算法和模糊推理系统融入多层前馈神经网络中,并通过模糊规则的隶属度进行初始化与更新网络各个参数初始值,同时利用多子群自适应遗传算法进行宏观搜索,提高整个网络的寻优能力。模型以成都市某线路公交运行时间预测为例对其进行了模拟仿真,仿真结果表明基于遗传算法的模糊神经网络公交到站时间预测模型具有较高的准确性与可靠性。

用于求解TSP问题的改进遗传算法

文艺,潘大志

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 90-92. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.021

摘要 ( 412 )

PDF(657KB) ( 610 )

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TSP问题是一个典型的组合优化问题,也是一个NP难题,一般很难精确地求出其最优解,因而找出有效的近似解算法具有重要意义。针对基本遗传算法在解决TSP问题时所存在的收敛速度慢、容易“早熟”的问题,在选择算子中引入选择因子,同时提出一种改进的交叉算子和基于种群相似度的更新策略。改进的交叉算子是先比较两个城市间距离再进行交换城市序号,因此加快了收敛的速度,而基于种群的相似度更新策略则在算法的后期可以有效地防止早熟。通过对实例144进行测试,证明该算法在解决该类问题上取得了较好的效果。

一种新的证据权重系数确定方法

许将军

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 93-94. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.022

摘要 ( 200 )

PDF(415KB) ( 366 )

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分析现有的证据权重确定方式存在的缺陷,在此基础上提出了一种新的改进算法。利用各证据与平均证据的相似系数求出证据的初始权重；把权重低于阈值的证据从证据组中剔除,计算剩余证据的权重,经K次迭代,直到所有证据的权重都大于阈值；最后将K次权重算术平均得到各证据的最新权重系数,对证据加权平均后再利用D-S组合规则进行组合。通过算例比较表明该方法的合成结果更加有效。

移动最小二乘代理模型支持域半径的优化方法

冷亚洪

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 95-98. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.023

摘要 ( 386 )

PDF(954KB) ( 498 )

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移动最小二乘代理模型描述局部波动的能力优于一般的代理模型,但其精度受支持域半径的影响。在经验公式的基础上提出了一种针对移动最小二乘代理模型支持域半径的优化方法。对支持域内抽样点数寻优获取最佳半径值,提高近似精度进而达到减少抽样点的目的。数值实验结果表明,对于不同基函数阶次和权函数的情况,提出的方法大大提高了移动最小二乘代理模型的近似精度,与基于经验公式的移动最小二乘代理模型相比,其仅需较少的抽样点即可达到相同的近似精度。

一种具有相依关系的二维云推理方法及其在预测中的应用

刘德浩,王倩

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 99-102. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.024

摘要 ( 234 )

PDF(883KB) ( 392 )

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基于云模型的定性知识推理通过构造规则发生器实现不确定性推理。然而传统的二维云推理方法并未考虑条件云之间的相互影响,故此对传统方法进行改进,通过条件云云滴的乘积作用,构造相应的规则发生器,提出一种基于相依条件云的二维云推理方法。将该方法应用于美国GDP预测,预测结果表明该方法的效果明显优于传统方法,进而表明该方法可行且有效,并在一定程度上弥补了传统方法的不足。

视觉手势识别综述

易靖国,程江华,库锡树

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 103-108. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.025

摘要 ( 1110 )

PDF(1651KB) ( 1137 )

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随着计算机视觉的发展和人机交互的需要,手势识别研究取得了蓬勃的发展。然而,很少有对手势识别进行全面分析、总结、评述的相关综述研究。针对这一问题, 就基于计算机视觉的手势识别技术的发展现状展开综述, 系统地分析和梳理了近三十年来基于计算机视觉的手势识别技术,按照手势识别的流程,将手势识别分为检测分割、分析和识别3个主要步骤,并对每个步骤分别进行评述,总结归纳其适用范围及优缺点。最后对手势识别进行总结展望。

图像逆半调及其质量评价综述

渠星星,张帆,刘斌,张偌雅

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 109-115. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.026

摘要 ( 403 )

PDF(1723KB) ( 417 )

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数字半调是数字印刷乃至现代印刷的核心技术之一。半调可使连续色调图像转换为二值图像。如需对半调图像作分类识别、图像压缩、图像增强等处理,就应先让半调图像重建为连续色调图像,即进行逆半调处理。首先介绍了半调图像的不同发展阶段；然后对已有的逆半调方法根据不同的图像恢复依据进行了分类介绍,并对重建的逆半调图像的质量进行了客观评价；最后总结了已有逆半调方法的不足,并指出了未来可改进的关键方向。

利用傅里叶变换边缘曲线法进行W型轮廓的快速匹配

王洋,张琴

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 116-117. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.027

摘要 ( 387 )

PDF(699KB) ( 521 )

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W型轮廓标靶是一种用于汽车四轮定位的定位标靶,在一幅定位图像中能够快速地检索出与其一致的目标轮廓非常重要。传统的Hu矩、成对几何直方图算法运算速度慢,鲁棒性差。而一些适用于商标图像检索的傅里叶描述子却可以很好地适用于快速轮廓匹配,但是由于在一幅图像中进行目标轮廓的检索引入了过多的轮廓干扰,因此利用形状图像的傅里叶变换提取出轮廓的频谱特征,通过检查目标轮廓对模板轮廓频谱特征的干扰性大小来进行轮廓的相似性度量,并进行算法简化,从而达到轮廓快速匹配的目的。并且其抗干扰能力强,轮廓查找效率高。这说明利用傅里叶变换边缘曲线法进行轮廓形状匹配具有很好的适用性。

基于频率域信息的遥感图像数据库水体检索

李轶鲲,胡玉玺,杨萍

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 118-121. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.028

摘要 ( 216 )

PDF(1065KB) ( 449 )

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如何快速、准确地在遥感图像数据库中找出目标图像,是遥感图像检索系统的核心所在。因为综合区域匹配算法能够有效减少对图像的错误分割所造成的检索错误,所以使用综合区域匹配算法为图像相似度度量标准,提出了以平均高频信号强度升序为排序标准的遥感图像数据库水体区域检索方法。另外使用3种不同类型的频率域滤波器所得到的平均高频信号强度进行检索实验。实验结果表明,所提方法将检索查准率提高了18%,而理想型高通滤波器为最优滤波器。所提方法具有较高的查准率和检索效率,能够满足用户的需要。

基于拉普拉斯金字塔与PCNN-SML的图像融合算法

王佺,聂仁灿,金鑫,周冬明,贺康建,余介夫

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 122-124. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.029

摘要 ( 472 )

PDF(721KB) ( 530 )

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基于拉普拉斯金字塔(LP)与脉冲耦合神经网络(PCNN)变换,提出了一种有效的多聚焦图像融合算法。首先,利用拉普拉斯金字塔对图像进行对多尺度分解,并利用PCNN对每一尺度的分解图像进行处理,以获取描述特征聚类的神经元点火频率图；然后,利用点火频率图的局部拉普拉斯分量绝对和(SML),实现了图像每一尺度LP分解的融合；最后,通过LP分解的重构实现了对多聚焦图像的融合。实验结果表明,所提方法在各项客观评价指标上均优于传统融合算法,体现出了良好的性能。

融合深度与肤色特征的自适应手部跟踪算法

钮晨霄,孙瑾,丁永晖

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 125-129. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.030

摘要 ( 202 )

PDF(1476KB) ( 372 )

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手部跟踪技术是实现自然人机交互的关键。针对现有跟踪方法易受光照、环境等影响及鲁棒性差的不足,提出一种融合深度与肤色特征的自适应手部跟踪算法。考虑手部运动过程的形变,该算法首先利用深度平滑连续性选取深度阈值以实现跟踪区域的自适应尺度变化,获得手部候选区域。在此基础上建立YCbCr空间肤色归一化直方图,在粒子滤波框架下将跟踪问题转换为贝叶斯估计问题,基于最大后验准则确定手部位置,并通过监测粒子重要性权值的方差解决跟踪失效问题,实现复杂观测环境下的鲁棒跟踪。实验结果表明,该跟踪算法可适应不同复杂环境,鲁棒性良好。

基于遗传算法的海底沉积物纹理特征优化方法

李文莉,高宏伟,冀大雄,李岩

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 130-133. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.031

摘要 ( 281 )

PDF(1228KB) ( 395 )

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为了提高水下机器人对海底沉积物的自主分类感知能力,解决特征冗余问题,对利用遗传算法优化海底沉积物纹理特征进行了研究。以基于灰度共生矩阵和分形理论提取多种海底沉积物视觉纹理特征实现海底沉积物分类识别为背景,提出利用遗传算法对纹理特征项进行优化选择以实现对提取特征的降维,并将降维后的特征项作为自组织映射神经网络模型的输入,对海底沉积物进行视觉分类,提高水下机器人作业时的环境感知能力。实验结果表明,相对于未优化的纹理特征,优化后的纹理特征在海底沉积物分类识别中具有更优的分类效果。

面向概念设计的组合图形草图识别方法

季海峰,田怀文

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 134-138. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.032

摘要 ( 189 )

PDF(1168KB) ( 397 )

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提出了一种面向机械产品概念设计的组合图形草图识别方法。将图形符号看作由多个单笔划图元构成的图形,首先识别出单个图元的类型并提取它们之间的空间位置关系；然后利用结构匹配法对标准图形结构进行定义,将用户绘制的图形与标准图形结构模板进行比较,筛选出结构相同的图形进行第一次图形过滤；再利用傅里叶形状描述子对图形形状进行描述,计算出图形形状相似度,筛选出形状相同的图形进行第二次过滤；最后将结构与形状两个特征相结合并运用到机械概念草图设计中,快速并准确地识别出机构运动副,实现机械结构的草图识别。

利用变值编码展现元胞自动机的4类经典分类模式

曾平安,郑智捷

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 139-141. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.033

摘要 ( 137 )

PDF(676KB) ( 373 )

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对元胞自动机的规则进行分类是研究布尔函数整体特征的一类经典论题,自1984年Wolfram提出4种经典分类以来,已经出现了很多种不同的分类模式。经典分类模式的256种函数在顺序排列的条件下,其二维编码显示不出明显的分布规律。利用变值逻辑体系的编码模式展现已有的元胞自动机分类模式；将256种函数排列为16*16的矩阵图像,采用几类变值逻辑编码展现经典分类的结果。在这样的模式下,经典分类在变值编码模式中展现出各具特点的对称性。最后列举了不同编码序列及其编码排列图示。

面向网络应用的三维树木模型简化方法研究

董天阳,姚佳洁,纪磊

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 142-148. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.034

摘要 ( 182 )

PDF(2129KB) ( 423 )

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在网络环境下进行三维树木模型的绘制与传输,不仅对模型逼真度有着较高要求,还更需保证网络交互的实时性。由于现有的基于几何或图像的三维模型简化方法无法满足网络应用对三维树木的模型细节和网络传输速度的要求,因此提出了一种面向网络应用的三维树木模型简化方法。该方法对树木枝干部分的骨架节点进行提取,并采用非均匀的骨架简化策略对树木模型的枝干部分进行简化；此外,还利用纹理树冠方法对树冠部分进行简化,通过采用凸包纹理模板贴图重构树冠,使得重构后得到的模型与原始模型具有很好的相似度。实验和应用结果表明,面向网络应用的三维树木模型简化方法在保证视觉质量的基础上,能进一步减少模型文件的存储容量,从而提高树木模型的绘制效率及其在网络中的传输速率。

基于直线曲线混合Gabor滤波器的指纹增强算法

梅园,赵波,朱之丹

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 149-151. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.035

摘要 ( 370 )

PDF(971KB) ( 443 )

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指纹图像增强对提高自动指纹识别系统的准确性具有重要意义。针对直线Gabor滤波器在纹线弯曲程度高的区域增强效果较差和曲线Gabor滤波器增强计算复杂度较高的问题,提出了一种基于直线曲线混合Gabor滤波器的指纹增强算法。其主要过程为:基于方向场一致性特征将指纹图像划分为弯曲区域和平缓区域；对弯曲区域和平缓区域,分别采用曲线Gabor滤波器和直线Gabor滤波器进行增强。在FVC2002上的实验结果表明,该方法在取得与曲线Gabor滤波器近似增强效果的同时,增强速度提高至其1.404倍。

一种新型的PCB图像快速配准算法

王栋,马纯永,陈戈

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 152-155. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.036

摘要 ( 456 )

PDF(992KB) ( 633 )

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PCB图像配准是进行自动光学检测的关键步骤。PCB中往往存在许多相似图形和区域,一般特征点提取和匹配方法效率低,且容易产生误匹配。提出一种以PCB图像中特定几何图形的中心作为特征点,基于相似三角形约束的快速配准算法。提取实测图和标准图中圆形和方形的中心点集进行DT剖分,找出两幅图三角网中的相似三角形集,再对相似三角形的中心点集进行二次剖分和比对,以增强匹配的可靠性。实验证明:该方法计算速度快、匹配正确率高,且能得到均匀分布的正确匹配点。

基于双门限梯度模式的图像文字检测方法

蔡文哲,王斌君,李培岳

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 156-164. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.037

摘要 ( 292 )

PDF(2200KB) ( 435 )

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对复杂自然背景下的图像文字检测技术进行了研究,提出了一种基于双门限梯度模式的图像文字检测方法。首先,在文字粗检测阶段中,该方法抽取了最大极值稳定区域(Maximally Stable Extremal Regions,MSER)作为候选文字区域,避免了对整幅图像进行扫描,极大地提高了检测速度和实时性；其次,在文字精检测阶段的特征提取部分,为了克服文字区域颜色对比反转问题和自然图像的噪声干扰问题,提出了一种双门限梯度模式特征来描述文字区域的纹理特征；最后,在文字精检测的检测器设计中,利用极限学习机构造新的级联型ELM(Extreme Learning Machine)检测器,极大地缩短了分类器的训练时间。实验结果表明,该方法不仅具有优良的检测性能,而且能极大地缩短分类器训练时间和检测时间。

移动智能终端的SIFT特征检测并行算法

甘威,张素文,雷震,李怡凡

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 165-167. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.038

摘要 ( 278 )

PDF(810KB) ( 470 )

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特征的检测和匹配在计算机视觉应用中是一个重要的组成部分,如图像匹配、物体识别和视频跟踪等。SIFT算法以其尺度不变性和旋转不变性在图像配准领域得到了广泛应用。传统的SIFT算法效率低,因此提出一种在移动智能终端上实现的高效方法。在Android平台利用OpenCL框架实现了移动智能终端的SIFT算法,通过计算任务的重新分配,优化SIFT算法在移动GPU上的并行实现。实验结果表明,移动平台的SIFT算法充分利用了GPU并行计算能力,大大提高了SIFT算法的执行效率,实现了高效的特征检测。

基于RGB彩色空间的图像分割研究

莫玲

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 168-170. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.039

摘要 ( 192 )

PDF(756KB) ( 440 )

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图像分割是图像处理中的主要问题,图像分割效果的好坏直接影响图像分析的结果。彩色图像分割是指将彩色图像分割成各具特性的区域并提取出其中感兴趣的目标,为后续图像处理工作奠定基础。针对彩色图像梯度图进行分水岭分割会造成过分割的问题,比较阈值分割、最大类间方差分割和最大熵分割等图像分割方法,提出一种基于遗传算法改进最大熵的彩色图像分割方法。实验结果表明,该图像分割算法灵活性强,可以有效地分割彩色图像。

基于视觉显著性的多视点纹理视频编码算法

罗晓林,罗雷

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 171-174. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.040

摘要 ( 178 )

PDF(1146KB) ( 388 )

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针对多视点视频的压缩问题,提出一种基于视觉显著性分析的编码算法。该算法根据人眼对显著性区域的失真更加敏感这一特性,通过控制显著性区域与非显著性区域的编码质量来有效提高多视点视频编码的效率。首先,利用融合颜色与运动信息的视频显著性滤波器提取出多视点视频图像像素级精度的视觉显著性图；然后,将所有视点视频的视觉显著性图转换为编码宏块的显著性表示；最后,利用感知视频编码的原理实现基于显著性的宏块质量自适应控制。实验结果表明,该算法有效地提高了多视点视频编码的率失真效率及主观视频质量。

三维激光点云数据的可视化研究

徐旭东,李泽

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 175-178. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.041

摘要 ( 367 )

PDF(997KB) ( 513 )

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大量的点云数据是通过三维激光扫描得到的,而点云数据的显示快慢受到了数据索引的直接影响,这是一个基础性问题。经过研究,八叉树与叶节点KD树相结合的混合空间索引结构以及LOD构建的层次细节模型是用来解决点云数据管理与可视化效率不高的问题的有效方法。在局部,通过在叶子节点中构建的KD树实现高效的查询和显示；在全局,为了实现快速检索与调度使用了八叉树模型。采用这种混合数据模型进行点云组织,建立空间索引,并对点云数据进行LOD构建,实现了点云数据的高效检索以及可视化。

基于改进SIFT算法的图像复制粘贴篡改检测

李昆仑,孙硕

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 179-183. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.042

摘要 ( 526 )

PDF(1144KB) ( 628 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

复制粘贴是一种常见的图像篡改方式,也是最隐蔽的图像篡改手段之一。SIFT是一种常用的匹配算法,同时也是一种较为有效的复制粘贴图像篡改检测方法。目前基于SIFT的图像篡改检测方法中,存在着匹配精度差及时间复杂度高等问题。为了克服这些问题,对SIFT算法进行了改进:针对阈值增大造成精确性差的问题,采用拟合优化的方法确定阈值,对SIFT算法中提取特征点的方法进行了改进；针对SIFT算法特征匹配阶段时间复杂度高的问题,采用基于K-D树的BBF搜索算法进行最近邻查询以实现特征点的快速匹配,对SIFT算法中的特征匹配进行了改进。实验结果验证了该算法的有效性。

基于形态学的PCB缺陷快速检测技术

王栋,解则晓

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 184-186. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.043

摘要 ( 446 )

PDF(929KB) ( 545 )

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提出了一种基于数学形态学的PCB自动缺陷检测算法。在对测试图像进行距离变换时,将参考图腐蚀后的边缘作为感兴趣区域使用,边缘上的每个点都具有线路边界的相应距离信息。对边缘上的距离图像进行直方图分析后得出合格线路的距离信息,以该距离为参照,可以快速地检测出各种缺陷。结合轮廓特征的对比,其能够进行准确的缺陷类型识别。实验证明,所提算法能够快速检测出PCB图像中的各种缺陷,并能进行准确的自动分类识别。

基于IMU的手语识别骨骼模型构建

孙燮,陈曦

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 187-190. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.044

摘要 ( 237 )

PDF(1108KB) ( 561 )

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手语识别属于手势识别的研究范畴。传统的基于数据手套的手语识别方法不能完整捕捉手语的所有要素,无法识别手部与肢体配合的手语动作。惯性测量单元(IMU)由于体积小、成本低而被越来越多地应用到动作捕捉项目中。借鉴机器人运动学相关知识,提出了基于IMU的手语识别骨骼模型,该模型符合人体生物学特征。模型的构建步骤为首先进行骨骼的选取,然后进行尺寸标定。最后提出了标定模型尺寸的实验方法,使用IMU获得的动作集的数据可以进行求解。

结合近邻传播聚类的自适应图像分割

戴珊,李广军

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 191-193. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.045

摘要 ( 204 )

PDF(726KB) ( 374 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

提出一种统一的图像自动分割模型。为了将图像分为颜色、纹理相近的不同的区域,提出了一个处理方法,具体分为两个步骤:首先,用改进的简单线性迭代聚类算法对输入图像进行预处理,即过分割；然后,用其低阶颜色矩表示这些区域的特征,并进一步利用近邻传播聚类算法将这些区域进行合并。在公开的数据集上进行了详细的实验,结果证明了所提算法的有效性和健壮性。

基于MITK的医学图像三维表面重建算法

周娟

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 194-197. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.046

摘要 ( 421 )

PDF(1037KB) ( 491 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

对MITK算法平台进行研究,根据其总体框架、数据模型、算法模型的设计准则,依托该平台对医学图像序列实现基于体积元素的Marching Cubes表面绘制算法,并将绘制后的模型进行三维可视化显示。该方法构造出的等值面虽不能反映整个原始数据场的全貌及细节,但对感兴趣的等值面可以产生清晰的图像,而且可以利用现有的图像硬件实现绘制功能并进行实时交互操作。

基于ORB特征的单目视觉定位算法研究

朱永丰,朱述龙,张静静,朱永康

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 198-202. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.047

摘要 ( 376 )

PDF(1307KB) ( 435 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对大范围室外场景和具有重复、高频纹理特征(例如水泥地、草坪)的场景,提出了一种鲁棒性强、定位精度高、速度更快的视觉定位算法。采用8级图像金字塔的ORB (Oriented FAST and Rotated BRIEF)特征描述子提取图像特征点,通过K近邻(KNN)匹配相邻图像序列的特征点对,依次解算基础矩阵F和本质矩阵E,采用自适应法利用单应矩阵和本质矩阵进行位姿估计,最后解算两帧图像间相机刚体运动的旋转R和平移t,利用三角测量法则求解出匹配点的三维坐标,重建相机运动轨迹。为了提高算法性能,提出采用最小化基于点特征的非线性重投影误差优化三维点。通过调用OpenCV在C++中实现,对所采集的数据集进行测试,测试结果表明,该方法比传统的3D位姿估计更优,实时可行。由于其基于单目而实现,因此无法得到尺度信息。

基于五帧差分和改进的Meanshift算法的运动目标跟踪

陈双叶,王善喜

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 203-206. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.048

摘要 ( 212 )

PDF(887KB) ( 477 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对传统的帧差法检测运动目标时易出现空洞及Meanshift算法在复杂环境下易丢失跟踪目标甚至导致跟踪失败的缺点,提出了采用动态阈值五帧差分与跟踪目标实时模板更新的改进Meanshift的运动目标检测与跟踪算法,以提高系统的实时性和鲁棒性。结果表明该方法是可行的,能准确检测出运动目标,以提高目标跟踪的可靠性。

基于稀疏表达和机器学习的行人检测技术研究

王坚,兰天

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 207-209. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.049

摘要 ( 171 )

PDF(710KB) ( 391 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对行人检测技术在智能交通系统中的应用,为了提高行人检测方法的有效性、实时性和准确性,将稀疏表达应用到图像的特征压缩中,提出一种基于HOG和LTP特征训练SVM分类器进行行人检测的方法。基于HOG和LTP特征训练SVM分类器进行行人检测的方法有效地结合了图像的梯度特征和纹理特征,利用稀疏表达进行特征数据的压缩可以有效地加速算法。实验结果表明,提出的算法具有精度高、速度快等优点。

基于计算机视觉的驾驶员低头行为检测

杨晓峰,邓红霞,李海芳

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 210-213. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.050

摘要 ( 429 )

PDF(867KB) ( 427 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

在驾驶过程中使用手机会引起驾驶员的注意力分散,为了对这种行为进行监督和提醒(在公共交通中检测更有意义),提出了一种基于脸部特征提取的驾驶员低头行为的检测方法。该方法使用主动型状模型(Active Shape Model,ASM)算法得到脸部特征点,在此基础上通过脸部特征点的位置信息计算出头部姿势描述信息,最后通过SVM将上述信息分类进而得出头部姿势,其可用于判断驾驶员是否在驾驶过程中低头看手机行为,该方法能够有效检测出驾驶员在驾驶过程中低头使用手机的行为。实验结果表明,该方法的平均检出率在94%以上。

用于彩色图像复原的带有高阶耦合项的TV模型

马洪华,黄永林,丁岩岩

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 214-216. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.051

摘要 ( 218 )

PDF(724KB) ( 402 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

提出了一种改进的TV(Total Variance)彩色图像复原方法。为消除TV模型的各向异性扩散导致的块效应,采用在TV模型的基础上耦合高阶项的新模型；并将这个新的模型推广到彩色图像,利用多通道的耦合机制实现各单色通道图像复原过程的相互制约。新模型保持了各向异性扩散的特性,图像的边缘得到了保持。实验结果证明, 与其它模型的复原彩色图像相比,新模型复原的图像的峰值信噪比(PSNR)有了更大的提高,图像的非边缘区看上去更加平滑自然。

基于最近邻的遥感影像单类信息提取

薄树奎,荆永菊

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 217-218. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.052

摘要 ( 218 )

PDF(761KB) ( 401 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

遥感影像单类信息提取是一种特殊的分类,旨在训练和提取单一兴趣类别。研究了基于最近邻分类器的单类信息提取方法,包括类别划分和样本选择问题。首先分析论证了最近邻方法提取单类信息只与所选择的样本相关,而与类别划分无关,因此可以将单类信息提取作为二类分类问题进行处理。然后在二类分类问题中,根据空间和特征邻近性选择非兴趣类别的部分训练样本,简化了分类过程。实验结果表明,所提出的方法可以有效实现遥感影像单类信息的提取。

单核苷酸多态性在疾病相关性分析中的编码问题研究

赵婧,魏彬,张瑾

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 219-221. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.053

摘要 ( 276 )

PDF(944KB) ( 452 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

作为第三代遗传标记的单核苷酸多态性(SNP)具有数量众多、分布广泛且遗传稳定性等特点,其是疾病-基因相关性以及药物设计等研究的基础所在。这类研究多采用基于计算的方法,因此如何对SNP进行适当的编码进而提升算法的性能是其中十分关键的一个环节,然而目前专门针对SNP编码问题的研究还相对较少。在常用SNP表示方式的基础上,根据疾病易感性研究的特点,并结合SNP之间的关联性,提出了几种新的编码方法。大量实验表明,编码方式对疾病易感性分析算法的性能有着较大的影响,基于分布信息的编码方法能获得更好的结果,即其能更好地对SNP序列进行描述,在最大程度上保留原有生物序列所携带的丰富信息,更适合于疾病易感性研究。

航拍图像中绝缘子缺陷的检测与定位

方挺,韩家明

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 222-225. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.054

摘要 ( 462 )

PDF(912KB) ( 457 )

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长期暴露在自然环境下的绝缘子易产生自爆缺失故障,对此提出了一种绝缘子缺陷检测和定位的图像处理方法。依据绝缘子在航拍图像中的型态特征,采用最大类间方差法以及中值滤波进行图像预处理,提出基于粒子群优化参数的蚁群算法来检测其中的绝缘子轮廓及其数目,最终实现在原图中标记出缺陷绝缘子所在位置的目的。该方法针对简单背景下绝缘子缺陷的标记具有良好的效果,并为进一步实现复杂背景下绝缘子缺陷检测和定位提供了预研基础。

基于迭代的非刚性点阵配准算法

周红玉,杨扬,张愫

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 226-231. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.055

摘要 ( 284 )

PDF(1260KB) ( 401 )

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提出的非刚性点阵配准算法把一种鲁棒性全局和局部多特征用于对应关系评估,并结合高斯混合模型进行空间变换更新。首先,定义两个距离特征,分别测定两个点阵间的全局和局部几何结构差异,这两个特征形成了一种基于能量优化方程的多特征,通过最小化此多特征,可以灵活地评估点阵间的对应关系。其次,设计一种基于高斯混合模型的空间变换能量方程,同时借助L-2距离最小化方法将其最小化,以此改善空间变换更新。最后,采用轮廓配准和图像特征点配准测试了算法的性能,并与其他4种先进方法进行了对比,该算法在大部分实验中展现了最好的配准效果。

基于图像处理的骨架提取算法的应用研究

刁智华,吴贝贝,毋媛媛,魏玉泉

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 232-235. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.056

摘要 ( 440 )

PDF(1029KB) ( 462 )

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骨架在图像分析与形状描述中是一个非常重要的变换,是图像几何形态中普遍存在而又难以描述的重要拓扑结构。骨架提取技术在图像处理学领域一直是人们关注的焦点。在广泛调研文献的基础上,对骨架提取方法进行了较为全面的综述,重点总结了其在农业领域中的应用,并对骨架提取技术在其他方面的应用也进行了概述。最后指出了目前存在的问题以及骨架提取算法的主要发展趋势,并对其进行了总结和展望,以期为该领域的发展和相关研究提供借鉴与参考。

基于相对密度的孤立点和边界点识别算法

李光兴

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 236-238. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.057

摘要 ( 181 )

PDF(960KB) ( 366 )

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根据孤立点是数据集合中与大多数数据的属性不一致的数据,边界点是位于不同密度数据区域边缘的数据对象,提出了基于相对密度的孤立点和边界点识别算法(OBRD)。该算法判断一个数据点是否为边界点或孤立点的方法是:将以该数据点为中心、r为半径的邻域按维平分为2个半邻域,由这些半邻域与原邻域的相对密度确定该数据点的孤立度和边界度,再结合阈值作出判断。实验结果表明,该算法能精准有效地对多密度数据集的孤立点和聚类边界点进行识别。

昆虫标本图像的多角度采集与三维观察

刘桂阳,郭欣桐,席桂清,刘金明

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 239-241. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.058

摘要 ( 368 )

PDF(709KB) ( 424 )

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由于现在的昆虫电子标本过于单一化并不能从多角度清晰的观察,因此通过上位机软件来控制单片机发出脉冲信号,实现伺服电机旋转昆虫标本以及微距相机自动对焦,360°自动拍摄标本,从而建立高清的原始图像库系统。该系统通过缩略图全景显示、高清图像动态加载、捕获并处理用户消息的方法,实现了昆虫三维标本影像模型的多角度三维观察效果。该系统具有标本批量采集、实时三维观察、高清显示细节的特点,为昆虫的教学和辨别昆虫提供了数据支持从而满足人们的需要。

基于网络编码的拓扑推断研究综述

徐静,刘宴涛,夏桂阳,Y asser MORGAN

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 242-248. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.059

摘要 ( 288 )

PDF(2033KB) ( 434 )

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拓扑结构是重要的网络性能参数之一,尤其是对网络监控和管理而言,获取网络拓扑是一个很有意义的基础问题。网络编码技术的出现为网络拓扑推断提供了新的思路,中间节点的网络编码操作使得编码数据与网络拓扑结构之间存在着紧密的联系,基于网络编码的拓扑推断正是利用这种联系对网络拓扑结构进行分析识别。与利用网络层析成像实现拓扑推断相比,基于网络编码的拓扑推断有许多优势,如提高拓扑推断的准确性、降低推断算法的复杂度等。总结了网络编码技术在网络拓扑推断中的应用及研究现状。

虚拟机放置问题的研究综述

童俊杰,赫罡,符刚

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 249-254. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.060

摘要 ( 490 )

PDF(1448KB) ( 535 )

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随着云计算数据中心规模和数量的日益增长,以及虚拟化技术的普遍采用,虚拟机放置问题逐步成为产业界和学术界研究的热点。虚拟机放置策略和方法的选择对数据中心的能耗,物理资源的利用率和虚拟机性能具有重大影响。合理的放置方法和策略在保证上层应用和业务不受影响的同时,能有效降低云计算数据中心的能耗,提升物理资源利用率,减少物理资源的浪费。阐述了虚拟机放置问题中的3个基本要素:优化目标、约束限制和实现方法,并基于已有的研究工作进行归纳与总结。最后,结合已有成果,展望了未来的研究方向和亟待解决的关键问题。

基于大功率消息广播的DTMSN路由机制

杨奎武

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 255-259. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.061

摘要 ( 205 )

PDF(1199KB) ( 372 )

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提出一种基于基站大功率信号广播的延迟容忍移动传感器网络消息路由机制(High-power Broadcasting based Routing scheme,HBR)。该机制使用两个通信频率f₁ 和f₂,基站以恒定大功率在频率f₁上广播已经接收到的消息,网络中传感器节点根据基站广播信息计算自身转发概率并清理冗余消息副本,节点间利用频率f₂进行通信。为进一步提升网络性能,HBR优先传输转发阈值(M)小且生存时间短的消息,并合理进行消息队列管理。仿真结果表明,与几种经典的路由机制相比,HBR在消息传输成功率、传输延迟方面有着一定的优势。

基于Max-Min模型的无线体域网路由协议

李彦,冯贤菊,陈卓,周艺,王斌

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 260-264. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.062

摘要 ( 198 )

PDF(1211KB) ( 415 )

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针对无线体域网(WBAN)节点能量的有限性,基于多径路由机制和Max-Min模型提出了一种能效路由协议。该路由协议在路由过程中使剩余能量最小的节点的剩余能量尽可能大,从而均衡了网络中节点的能耗,延长了网络生存时间。通过MATLAB对该路由协议进行仿真,并与基于Min模型的路由协议进行对比,结果表明,基于Max-Min模型的路由协议相对于基于Min模型的路由协议能够更好地均衡节点的能耗,并延长网络生存时间。

初始分离矩阵优化的在线盲源分离算法

杨华,张杭,张江,杨柳,李炯

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 265-267. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.063

摘要 ( 254 )

PDF(997KB) ( 420 )

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针对在线盲源分离算法收敛速度受初始分离矩阵影响的问题,提出一种基于人工蜂群算法(ABC)的初始分离矩阵优化的在线盲源分离算法。该算法利用人工蜂群算法较强的搜索能力,在盲源分离的初始阶段以批处理的方式进行分离矩阵的寻优,使得算法获得较好的初始迭代点,然后采用梯度下降法以在线的方式实现分离,从而提高算法的整体收敛性能。仿真结果证明了所提算法的有效性,并且其适用于混合矩阵时变的情形。

基于博弈的DTMSN路由选择和信任决策

崔平付,任智,曹建玲

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 268-271. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.064

摘要 ( 317 )

PDF(805KB) ( 463 )

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针对延时容忍移动传感器网络中节点自私性检测存在未考虑节点由于自身问题不能转发数据而引起信誉值计算不精确和重传数据造成能量浪费的问题,通过引入剩余能量和能否进行数据转发的两个概念,结合相应的惩罚机制,进一步提高了延时容忍移动传感器网络中节点自私性检查的准确度,同时可以延长网络的生存时间。对于现有延时容忍移动传感器网络中缺乏相应的激励机制,引入博弈的思想,通过理论证明,在条件允许的情况下节点会选择合作的行为,从而增加节点主动转发数据的积极性,提高网络的投递成功率,减少网络开销。

分布式多业务系统信道分配算法

李湘洋,赵杭生,赵小龙,张阳

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 272-275. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.065

摘要 ( 277 )

PDF(1281KB) ( 496 )

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信道决策是认知无线电中的关键技术之一,近年来得到了广泛的研究。集中式算法是最常用的算法形式,但在认知无线电网络这种分布式系统中,集中式算法不易实现。基于Gale和Shapley的大学入学匹配理论,针对认知无线电信道的决策场景以及分布式组网特性,将多用户、多业务系统的信道分配问题建模为多对一匹配博弈,提出一种基于效用矩阵的分布式多用户多业务信道匹配算法。仿真表明,该算法收敛时间短,获得的效用与最优集中式算法接近,远优于随机接入算法。

面向大规模网络的高性能仿真平台建设思维探讨

杜静,王琼,秦富童,刘迎龙

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 276-280. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.066

摘要 ( 312 )

PDF(1291KB) ( 451 )

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随着网络技术的飞速发展,网络规模迅速膨胀,网络拓扑结构日益复杂,设计一套能够对大规模网络进行高性能仿真的支撑平台已经成为实现大规模网络仿真亟需解决的问题。然而,当前对大规模网络仿真平台的认识不够全面深入,现有的仿真平台还不能有效满足大规模网络灵活扩展、柔性重构、高效运行和面向服务等新需求。亟需从不同角度、多个侧面重新认识大规模网络仿真平台,寻找更加科学的平台建设思路。为此,采用多个全新视角对大规模网络仿真平台进行重新审视和深入认识,深入研究大规模网络仿真环境生成和运行中迫切需要解决的重要问题,重点分析大规模网络仿真特性和平台需求,提出网络仿真平台建设所应把握的4种思维模式,并对其在网络仿真平台建设中的应用进行了分析。研究成果能够为实现大规模网络的高性能仿真提供可借鉴的理论依据和有效手段。

NS-3 802.11物理层源代码实现原理分析

王悦

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 281-284. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.067

摘要 ( 666 )

PDF(1358KB) ( 649 )

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NS-3是国外近几年发展起来的重要网络仿真软件,它提供了比NS-2更低层次的无线功能抽象,更贴近真实的无线物理层的工作原理。分析了802.11无线物理层的源代码,对其主要实现机制进行了详细剖析,包括节点状态与接收分组的条件、信道繁忙起止时间的计算、信道支持多个路径损耗衰落模型、误码率与分组接收成功率的计算、多个干扰分组的跟踪管理和以分块为单位的累积干扰计算；并对协议修改给出了建议。该工作为理解NS-3无线仿真原理做出了有益贡献。

AODV协议在渔船超短波自组网中的仿真与分析

沈丹丹,王立华,王宇,王振洲

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 285-287. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.068

摘要 ( 235 )

PDF(785KB) ( 406 )

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为了验证AODV协议在渔船超短波自组网中的可行性并研究它的工作性能,使用OPNET仿真软件,选择数据包投递率、平均时延、归一化路由开销和平均跳数这4个衡量指标对AODV路由协议进行性能评估,并通过改变网络规模和节点移动速度来分析这些参数对AODV协议工作性能的影响。仿真结果表明,AODV协议适用于渔船速度为10m/s以内且业务量较低的小型渔船超短波网络。为了提高AODV协议在此网络中的工作性能,最后还提出了改进建议。

一种能量捕获无线传感网络机会路由算法

田贤忠,肖赟

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 288-290. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.069

摘要 ( 224 )

PDF(1022KB) ( 367 )

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在无线传感网络中,采用能量捕获技术理论上可以无限延长节点的使用寿命。基于该技术,提出了一种新的机会路由算法——能量潜能机会路由(Energy Potential Opportunistic Routing,EPOR)算法。该算法首先用到目的节点的期望传输次数衡量各节点到目的节点的距离,然后用节点的剩余能量与节点所捕获的能量之和表示节点的能量潜能,最后用期望传输次数和节点能量潜能决定节点的退避时间,退避时间最短的节点即为转发节点。理论分析和仿真实验表明,该算法不但可以延长网络生命期,而且可以明显改善网络中节点能量的均衡性。

基于能量感知的无线传感器网络路由算法

李响,孙华志

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 291-294. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.070

摘要 ( 208 )

PDF(917KB) ( 373 )

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针对LEPS(Link Estimation and Parent Selection)在路由选择维护阶段数据收集成功率较低、节点间负载不均衡、链路质量评估复杂等问题,提出了基于能量感知的路由算法Energy-Aware and Load-Balance(EALB)。在路由选择时,EALB引入了能量感知和同层节点数据转发机制。通过仿真实验将该算法与LEPS路由协议进行比较,结果表明在相同的实验环境下,该路由协议能够提高收集成功率,有效均衡负载,延长网络生存时间。

DTN中基于时空和社会性的概率路由算法

贾建鑫,刘广钟,徐明

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 295-300. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.071

摘要 ( 215 )

PDF(1782KB) ( 417 )

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针对提高传递命中率、减少网络传输延时和网络开销,提出了基于时空和社会性的概率路由算法,称之为 GTSP(Geographical area AND Time Combine Social And Probability)。该算法首先根据节点之间经常以大概率相遇的时间段和地理区域确定每个节点以及节点之间在特定时间段和地理区域上的相遇概率较大的几个节点组成的表和共同朋友节点表；然后节点根据GTSP算法进行移动和转发数据包,从而避免了节点在错误的时间段和地理区域内的移动。仿真结果表明,与Prophet路由算法、SprayAndWait路由算法以及SimBet路由算法相比,所提路由算法在平均传输时延、传递命中率、网络开销方面取得了较大的改善。

卫星网络中一种改进的TCPW算法

于冉,张栋,邹启杰

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 301-305. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.072

摘要 ( 194 )

PDF(1180KB) ( 429 )

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针对卫星网络通信路径改变会引起往返时延剧烈变化,以及长延时环境会引起TCPW校准拥塞窗口精度下降的问题,提出了一种TCPW的改进方案——TCPW-CC。该算法减小了空间链路传播时延对算法性能的影响,利用星上拥塞系数δ作为调整拥塞窗口的依据,同时将窗口调整从每丢包后进行一次修改为每一个RTT进行一次,使得窗口的增长不再激进。仿真实验表明,所提改进方案提高了网络吞吐量,降低了丢包率。

基于用户行为特征的云计算资源可用性动态评价模型

许普乐,王杨,黄亚坤,韩文锴,赵传信

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 306-309. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.073

摘要 ( 285 )

PDF(938KB) ( 377 )

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针对云计算资源分布集中、同一来源资源质量一致性强的特征,提出了一个基于用户行为特征的云计算资源可用性动态评价模型。首先利用资源来源质量、服务质量和特征信息,确定来源原始基准,并以此对原始资源进行评价。然后通过动态基准的方法,以动态误差和更新阈值为指标,在加入新资源时对原始基准进行校正,从而对所有资源进行重新评价。最后提出了以特征系数为核心的用户行为特征优化算法。

异构网络多网共存环境中网络资源分配技术的研究

朱文红,任海军,吴良俊,吕琳洁,王博

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 310-313. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.074

摘要 ( 507 )

PDF(989KB) ( 444 )

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现代社会经济的快速发展促使我国无线通信技术领域的技术不断进步,无线资源以及业务服务发展之间的矛盾也在这个过程中进一步加剧。多种类型的接入技术发展形成了异构网络环境,基于此形成的多网覆盖网络选择以及资源利用效率等研究逐步形成。异构网络中多网共存环境下的资源分配技术是当前阶段最重要的技术类型。异构网络中主要存在集中、分布以及混合结构类型模式。分布式模式作为其中一种应用性、适应性较强的模式,得到了较广泛的应用。因为多RATs覆盖条件下的属性信息本身具有较为复杂的特征,侧重从模糊逻辑视角形成了将用户作为中心内容的网络选择算法,并通过这种方式进行拓展,建立网络资源分配技术研究。

基于频繁闭图关联规则的AS级Internet链路预测方法

张岩庆,陆余良,杨国正

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 314-318. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.075

摘要 ( 245 )

PDF(1274KB) ( 399 )

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目前大多数链路预测方法都是针对丢失链路的结构性预测,缺乏针对未来时刻网络链路的时序性预测,为此提出了一种基于频繁闭图关联规则的链路预测方法。将形式化后的动态网络划分为训练集和测试集,基于Apriori思想从训练集中提取频繁闭图,并根据频繁闭图的时间间隔建立时延分布矩阵,用于表征频繁闭图之间的时序关联规则,在此基础上预测测试集中的网络结构。将该方法运用于不同时间尺度下的AS级Internet动态网络中,结果表明,该方法能够以很高的精确率预测波动型动态网络的链路。

基于非合作博弈的OFDMA-WLAN系统资源分配算法研究

杨帆,张小松,明勇

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 319-321. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.076

摘要 ( 200 )

PDF(1044KB) ( 441 )

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为满足无线局域网中基于正交频分多址技术(OFDMA-WLAN)的多用户通信需求,提出了一种基于非合作博弈的资源分配策略,利用博弈论这一有效工具对无线网络服务质量的资源分配问题进行研究,同时将用户对信道质量的不同需求转化为多用户对不同信道资源分配的非合作博弈竞争问题。此外,还将纳什均衡问题(NEP)细分为数个变分不等式子问题,通过凸优化函数对这些子问题分别求解。数值分析结果表明,所提算法在资源分配的公平性和数据传输率方面达到了更好的折中。

基于攻、防的信息系统安全综合评估方法的研究

万雪莲,张京河

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 322-327. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.077

摘要 ( 183 )

PDF(1406KB) ( 444 )

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从系统攻击和防护两个角度提出了一种对信息系统进行综合评估的模型。攻击方面,采用了CVE标准,通过关联规则算法和漏洞关联网络模型,实现了对系统漏洞威胁度的定量评估。防护方面,以 GB/T22239-2008作为评估依据,提出“信息”为信息系统的最小单位,利用层次分析法和三维评估模型,通过信息性和安全性对信息系统进行定制化的安全防护评估,简化了信息系统资产的评估。综合评估模型基于攻、防的评估结果,实现了系统综合安全定量分析、系统漏洞关联危害分析和安全防护短板分析。最后运用此模型对某学校信息系统进行评估,实例结果表明,基于信息系统攻、防的综合安全评估模型实现了对信息系统安全客观、科学、全面的量化评估。

基于模糊测试和遗传算法的XSS漏洞挖掘

程诚,周彦晖

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 328-331. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.078

摘要 ( 517 )

PDF(1262KB) ( 519 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为解决Web应用跨站脚本(XSS)问题,在研究当前各种XSS漏洞挖掘方法的基础上,通过对XSS漏洞特征、网站过滤方式、变形优化方法进行分析,提出了一种基于模糊测试和遗传算法的XSS攻击样本优化生成方法,以有效挖掘漏洞。该方法在构建XSS漏洞库的基础上,采用模糊测试方法随机预生成大量XSS攻击用例,采取过滤补全原则进行XSS攻击特征分析、选择与提取,利用遗传算法搜索XSS攻击特征空间,通过多次反复迭代生成最优的XSS攻击特征测试用例。分析表明,该方法能有效地发现Web应用中的XSS漏洞。

一种基于属性哈希的告警日志去重方法

胡倩,罗军勇,尹美娟,曲小美

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 332-334. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.079

摘要 ( 489 )

PDF(930KB) ( 584 )

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网络安全防护设备产生的告警日志中存在大量重复告警,影响实时的网络威胁态势分析。为解决告警日志的实时准确去重问题,提出了一种基于属性哈希的告警日志去重方法。该方法采用属性哈希实现重复告警的快速检测,并采用哈希表同时解决了大量非重复告警日志的存储问题。在基于Darpa数据集构建的告警日志上进行了实验,结果表明该方法在保证较低时间复杂度的同时,去重准确率可以达到95%以上。

一种基于进化神经网络的混合入侵检测模型

屈洪春,王帅

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 335-338. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.080

摘要 ( 202 )

PDF(932KB) ( 484 )

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为了提高入侵检测系统的检测率并降低误报率,将误用检测技术和异常检测技术进行结合,以克服采用单一技术的缺陷。采用改进的进化神经网络作为检测引擎,首先,通过对遗传算法进行改进,弥补实数编码全局寻优能力差的缺陷,且降低计算的复杂度,提高进化收敛速度；然后,将改进的遗传算法和BP神经网络的LM算法进行结合,进一步克服神经网络学习阶段训练速度慢和易陷入局部最优的缺点,进而提高神经网络的分类能力和模式识别能力。采用 KDDCUP99数据集作为训练与测试数据集进行实验,结果表明,基于改进的进化神经网络建立的混合入侵检测模型在数据特征规则的提取速度、检测精度以及识别新的攻击类型方面有明显改善。

云计算中身份认证技术研究

周长春,田晓丽,张宁,杨宇君,李铎

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 339-341. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.081

摘要 ( 459 )

PDF(1039KB) ( 459 )

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对于云平台中用户之间的安全性认证问题,在分析openstack云平台的平台架构、安全认证组件keystone、云计算中身份认证的主要安全性问题及当前云环境中主流的身份认证技术的基础之上,针对云平台下的统一身份认证机制及统一身份认证技术的漏洞,着重分析了OpenID身份认证的工作原理,提出了OpenID当前存在的安全性问题,并得出了一些改进方案。最后以OpenID改进技术为基础,在openstack平台上实现了身份认证技术。

EGAKA:一种面向LTE-A机器类型通信的高效组认证与密钥协商协议

宋亚鹏,陈昕

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 342-347. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.082

摘要 ( 256 )

PDF(1000KB) ( 452 )

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机器类型通信(Machine Type Communication,MTC)作为物联网的基础,有着广阔的市场和应用前景。LTE-A网络能够为MTC的发展提供有力的支持,第三代合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project,3GPP)已经在3GPP标准Release10中正式定义了MTC。与普通的移动用户设备相比,MTC设备具有数量多、功耗低的特点,这给LTE-A网络的身份认证问题提出了新的挑战。当大量MTC设备同时接入网络时,如果每个设备都进行独立的身份认证过程,则会导致LTE-A网络出现严重的信令拥塞问题。同时,MTC设备由于计算资源有限,不宜做大量的运算。针对MTC网络中设备认证过程的信令拥塞问题,提出了基于聚合代理签名和消息认证码的组认证与密钥协商协议EGAKA。该协议采用聚合代理签名使得LTE-A网络可以同时验证多个MTC设备,并最小化认证过程中的信令开销。采用消息认证码的方法进行密钥协商,有利于降低MTC设备的计算开销。通过着色Petri网(Colored Petri Nets,CPN)的建模和分析,证明该协议能够正确完成认证和密钥协商。另外,通过在性能方面与文中引用的协议比较,证明该协议在信令开销和计算开销方面具有一定优势。

虚拟化环境下基于职能分离的Rootkit检测系统架构研究

朱智强,赵志远,孙磊,杨杰

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 348-352. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.083

摘要 ( 173 )

PDF(1328KB) ( 429 )

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针对现有虚拟化环境下Rootkit检测技术易被绕过、性能开销大的问题,提出了虚拟化环境下基于职能分离的检测系统架构XenMatrix,其在保证检测系统透明性的同时提高了自身的安全性；设计了检测频率的自适应调整策略,实现了Rootkit检测频率的动态调整,有效降低了系统的性能开销。最后对实验结果的分析表明,相比现有检测技术,该原型系统能够有效检测Rookit,具有较高的检测率和较低的性能开销。

一种可检测数据完整性的安全数据聚合协议

刘怀进,陈永红,田辉,王田,蔡奕侨

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 353-356. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.084

摘要 ( 487 )

PDF(1042KB) ( 522 )

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在无线传感器网络中如何对传输的聚合数据同时进行数据隐私保护和完整性保护是当前物联网应用中的重要挑战。Ozdemir等人提出的PRDA(Polynomial Regression Based Secure Data Aggregation)协议基于分簇思想并利用多项式性质对聚合数据进行隐私保护,但无法验证数据的完整性。针对PRDA协议的聚合数据可能被篡改或伪造等问题,提出了一种可检测数据完整性的安全数据聚合协议iPRDA。该协议采用多项式函数和数据扰动技术对数据进行隐私保护,通过利用数据之间的关联特性在基站进行完整性检测。实验表明:该方案在不影响数据机密性的条件下,能有效地进行数据完整性检测。

一种属性基加密方案的外包解密方法

丁晓红,秦敬源,王新

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 357-360. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.085

摘要 ( 314 )

PDF(879KB) ( 469 )

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Sahai和Waters提出的属性基加密(Attribute-Based Encryption,ABE)能够实现一对多加密,因而具有广泛的应用价值。随着云计算技术的不断发展,云计算也与属性基加密有了紧密的联系。将快速高效的外包技术应用在属性基解密算法中。在云计算中,云服务器存储了客户的密文。当客户对远程数据进行解密时,解密者将转换密钥上传给云服务器。云服务器利用转换密钥将密文转换成一个中间密文并发送给客户,客户解密中间密文并获得明文的计算量很小,从而减轻了解密者的负担。安全性分析和效率分析证明所提出的方法是安全的和高效的。

手机流量非侵入式监测的决策树算法

易军凯,李正东,李辉

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 361-364. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.086

摘要 ( 188 )

PDF(969KB) ( 372 )

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针对现有手机中不良软件难以监测和识别的问题,提出并实现了手机流量监测系统,采用非侵入式方法获取手机流量数据,根据特征采用ID3算法建立决策树模型,再根据此决策树规则对流量数据进行分类。实验结果表明:该方法对手机流量类型的识别准确率在92%以上。

可穿戴医疗设备的安全方法研究

张彩霞,王向东

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 365-369. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.087

摘要 ( 326 )

PDF(1277KB) ( 399 )

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针对可穿戴医疗设备应用中所存在的隐私保护和安全问题,在分析了已有生物密钥和量子密钥的优缺点的基础上,给出了将两者结合并用于可穿戴医疗设备安全保护中的思路；针对可穿戴医疗设备组成的异构网络的数据安全传输问题,在分析已有的密钥预分配方案的基础上,提出将其应用于可穿戴医疗设备构成的动态、异构网络中,为解决可穿戴医疗设备数据安全传输提供理论和技术基础。

基于Paillier加密的数据多副本持有性验证方案

王惠清,周雷

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 370-373. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.088

摘要 ( 240 )

PDF(1230KB) ( 411 )

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云存储服务中,用户将数据存储在不可信的云储存服务器上,为检查云存储中服务提供商(CSP)是否按协议完整地存储了用户的所有数据副本,提出一种支持对数据副本进行动态操作的基于Paillier加密的数据多副本持有性验证方案, 即DMR-PDP方案。该方案为实现多副本检查,将文件块以文件副本形式存储在云服务器上,将各副本编号与文件连接后利用Paillier密码系统生成副本文件以防止CSP各服务器的合谋攻击。利用BLS签名实现对所有副本的批量验证。将文件标志和块位置信息添加到数据块标签中,以保证本方案的安全性,支持对文件的动态更新操作。安全性分析和仿真实验结果表明,该方案在安全性、通信和计算开销方面的性能优于其他文献提出的方案,极大地提高了文件存储和验证的效率,减少了计算开销。

面向大数据分析的决策树算法

张棪,曹健

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 374-379. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.089

摘要 ( 382 )

PDF(1786KB) ( 475 )

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决策树作为机器学习中的一个预测模型,因其输出结果易于理解和解释,而被广泛应用于各个领域,成为了学术界研究的热点。随着数据产生速度的剧增,由于内存容量和处理器速度等限制,常规的决策树算法无法对大数据集进行处理,因此需要对决策树算法的实现进行针对性的处理。首先阐述了决策树的基本算法和优化方法,在此基础上结合大数据带来的挑战,分类比较了各类针对性算法的优缺点,并介绍了支撑这些算法运行的平台。最后讨论了面向大数据的决策树算法的未来发展方向。

大数据聚类算法综述

海沫

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 380-383. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.090

摘要 ( 305 )

PDF(972KB) ( 679 )

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随着数据量的迅速增加,如何对大规模数据进行有效的聚类成为挑战性的研究课题。面向大数据的聚类算法对传统金融行业的股票投资分析、互联网金融行业中的客户细分等金融应用领域具有重要价值。对已有的大数据聚类算法进行了详细划分,并比较了每种聚类算法的优缺点,进一步总结了已有研究存在的问题,最后对未来的研究方向进行了展望。

基于用户行为分析的网站结构优化研究综述

栗辉,唐萌,陈豪

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 384-386. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.091

摘要 ( 433 )

PDF(946KB) ( 460 )

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基于用户行为分析的网站结构优化是Web挖掘领域内的主要研究方向。通过对国内外文献的归纳概括,综述了目前基于用户行为分析的网站结构优化的国内外研究现状,并通过对比分析,指出了各研究方法的优缺点,最后讨论了未来的研究方向。

基于word2vec的互联网商品评论情感倾向研究

黄仁,张卫

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 387-389. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.092

摘要 ( 608 )

PDF(732KB) ( 534 )

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在电子商务蓬勃发展的网络环境下,产品的评论数据已成为企业提高商品质量和提升服务的重要数据源。这些评论中包含用户对产品各个方面的情感倾向,对其进行情感分析可以帮助商家了解产品的优缺点,也能为潜在消费者的购买决策提供数据支持。提出了基于组合神经网络的商品属性聚类及基于word2vec的商品评论情感分析新方法,通过word2vec计算语义相似度,建立情感词典,用构建的情感词典对测试文本进行情感分类。实验验证了该方法在互联网商品评论中的有效性和准确性。

基于遗传算法的高考志愿填报排序问题的研究

杨博凯,李晓瑜,黄一鸣,雷航

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 390-394. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.093

摘要 ( 452 )

PDF(1150KB) ( 520 )

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针对高考志愿填报录取最优化、最佳匹配问题,提出了基于遗传算法搜索最优解的解决方案。该方案模拟物种自然选择和遗传进化过程,将不同考生的高考志愿按录取结果利益最大化进行排序。在可选择院校数量相同的情况下,对不同考生考试成绩的数据通过程序不断进行智能优化和迭代,志愿排序结果趋于稳定,且达到最佳匹配。其不但满足考生的实际需求,而且达到志愿填报利益最大化的目的。该方法采用涵盖985、211、普通院校的10所高校的实际数据进行测试,结果表明,遗传算法可以用来求解最优高考志愿填报排序问题,且具有很高的准确率和适应度。

近似线性时间的社团结构动态演化挖掘算法

任泺锟,李慧嘉,贾传亮

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 395-399. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.094

摘要 ( 198 )

PDF(1318KB) ( 432 )

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探测网络社团结构对于分析、设计复杂的自然或工程网络至关重要,然而现有的探测技术主要依托于最优化和启发式算法,不能兼顾计算效率和准确性。因此提出了一种基于演化迭代技术的动态社团探测算法,它能准确高效地发现网络中的社团结构。首先引入了一个离散时间的动态系统,通过描述社团划分收敛到特定指标最优的演化轨迹来确定社团划分。接着提出了一个一般化的指标函数,以确定网络中最优的社团数量及最稳定的社团结构。该指标函数极具概括性,改变相应的参数即可引申到各种已广泛应用的指标函数。针对参数选择的困难,利用图生成模型自动确定社团划分的指标函数。此算法效率很高,计算复杂度与稀疏网络中的节点数量呈近似线性关系。最后,在人工和真实网络中进行了大量的仿真实验来测试算法表现,结果显示所提算法能够揭示很多有价值的信息。

一种改进的协同过滤推荐算法

黄涛,黄仁,张坤

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 400-403. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.095

摘要 ( 252 )

PDF(970KB) ( 464 )

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协同过滤推荐算法是电子商务推荐系统中应用最成功的推荐技术之一,而影响协同过滤推荐算法准确率的关键因素是用户相似性度量方法。针对传统相似性度量方法没有考虑共同评分项数量对推荐质量的影响,将用户之间的共同评分项数量作为相似性计算的一个重要指标,从而得到一种改进的相似性度量方法。但这仍然不能解决数据稀疏带来的推荐质量下降的问题,鉴于此,在上述改进的基础上,提出了利用复杂网络中的结构相似性来度量用户之间相似性的方法,使计算结果更具实际意义和准确性。实验表明,通过这些改进能够有效避免传统方法带来的弊端,提高系统的推荐质量。

网络演化中基于事件的节点影响力分析

熊超,陈云芳,仓基云

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 404-409. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.096

摘要 ( 279 )

PDF(1455KB) ( 445 )

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社会影响力分析是社会网络研究领域的一个重要研究热点,目前大多数的影响力分析都是针对静态网络的。针对网络演化提出了一种基于个体事件的影响力分析方法,首先改进了传统扩散模型以适用于网络演化,并对在扩散中表现出的事件进行了定义,然后基于其中的个体事件测量了社交指数和影响力指数来衡量节点影响力,从而挖掘出动态网络影响力最大化问题中的关键节点。实验分别计算了节点的两个指标并对得出的结果分别进行了分析,找出了影响力较大的重要节点,然后对两个指标的性能进行了对比,结果表明利用社交指数发掘的节点在扩散前期传播的效率更高,而遇到扩散瓶颈时利用影响力指数发掘的节点则可以更快地突破瓶颈期。

连接位极大似然动态过滤算法

曹阳,袁鑫攀,龙军

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 410-412. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.097

摘要 ( 206 )

PDF(644KB) ( 420 )

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Minwise Hash极大似然估计子RMle综合考虑所有事件的发生概率,可以提高估计精度,但降低了估计的效率。连接位Minwise Hash估计子RMinwise,c可以成倍减少比对次数,动态阈值过滤器能够进一步提高Minwise Hash算法和其变种算法的效率。结合连接位极大似然估计子和动态阈值过滤器,提出了连接位极大似然动态过滤算法R(TMle,c)。实验表明,R(TMle,c)具有精度和效率兼顾的特性,计算时间最少,并且在k>300的条件下,其准确度与RMle的近乎相等。

基于空间映射的蛋白质相互作用网络链接预测算法

洪海燕,刘维

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 413-417. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.098

摘要 ( 393 )

PDF(1521KB) ( 424 )

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蛋白质间的相互作用预测问题本质上是复杂网络的链接预测问题。到目前为止,已经有很多方法用于链接预测,这些方法要么只考虑拓扑信息,要么只考虑蛋白质相互作用网络内部的交互信息,但是仅考虑一种信息来预测蛋白质的交互信息是远远不够的。因此提出了一种新方法:将蛋白质相互作用网络看作是一个有权图,根据网络中两节点的拓扑结构和属性信息,分别计算它们的拓扑相似度和属性相似度来预测它们之间是否存在链接关系。在两种相似度平衡方面,考虑基于空间映射的方法,将它们独立地映射到另一空间,并且使它们分别映射的空间尽量相近,从而使得拓扑信息、属性信息有机融合。实验结果表明,提出的算法具有较好的准确率和良好的生物统计特性。

基于word2vec和SVMperf的中文评论情感分类研究

张冬雯,杨鹏飞,许云峰

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 418-421. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.099

摘要 ( 524 )

PDF(1207KB) ( 552 )

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利用有监督的机器学习的方法来对中文产品评论文本进行情感分类,该方法结合了word2vec和SVMperf两种工具。先由word2vec训练出语料中每个词语的词向量,通过计算相互之间的余弦距离来达到相似概念词语聚类的目的,通过相似特征聚类将高相似度领域词汇扩充到情感词典；再使用word2vec训练出词向量的高维度表示；然后采用主成分分析方法(PCA)对高维度向量进行降低维度处理,形成特征向量；最后使用两种方法抽取有效的情感特征,由SVMperf进行训练和预测,从而完成文本的情感分类。实验结果表明,采用相似概念聚类方法对词典进行扩充任务或情感分类任务都可以获得很好的效果。

基于K-means聚类算法的公交行程速度计算模型

高曼,韩勇,陈戈,张小垒,李洁

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 422-424. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.100

摘要 ( 479 )

PDF(967KB) ( 499 )

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定位与无线装置在公交系统中的广泛应用使得获取实时公交数据成为可能。为挖掘这些数据中蕴含的道路交通状况信息,提出了一种基于K-means聚类算法的数据融合模型,来计算相邻公交站点间的平均行程速度。首先对K-means聚类算法进行改进:(1)聚类数K不是预先设定的固定值,而是不重复样本数的平方根,不同路段不同时段K值不同；(2)初始聚类中心不是随机选取,而是根据K值按一定规则选取。其次利用改进的算法对样本数据进行聚类,然后对各类数据进行加权融合,计算出平均行程速度。最后通过折线图对青岛市4个城区的行程速度进行分析,挖掘交通流的演变规律。研究结果为交通管理、居民出行等提供了强有力的支持。

一种利用不完整数据检测交通异常的方法

王玉玲,任永功

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 425-429. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.101

摘要 ( 218 )

PDF(1341KB) ( 452 )

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城市化进程的加快带来了严重的交通问题,检测交通异常成为数据挖掘领域的热点之一。传统道路管理主要是应用视频监控,使得处理交通问题的效率受限。鉴于上述原因,提出了一种利用不完整数据检测交通异常的方法(Traffic Anomaly Detection,TAD)。首先,利用相关性聚类从手机数据中获取车辆密度信息,降低处理不完整数据的计算开销；然后,设计一个自适应无参数检测算法,根据手机呼叫量变化率捕捉车辆的分散式动态异常,以解决道路状况不确定性难题；最后,提出异常轨迹算法来追踪异常分布路线并预测影响范围,提高异常检测效率。实验结果表明,TAD方法在不同的实验环境下能够有效地检测交通异常,与现有算法相比,所提算法在有效性和伸缩性上效果更好。

VDEA词典的构建及其在情感倾向性分析中的应用

黄金柱,李峰,张克亮

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 430-434. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.102

摘要 ( 249 )

PDF(1263KB) ( 431 )

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配价语法主要以谓词为中心研究句子的深层语义结构,重点描述动词和形容词与搭配成分间的依存关系,是解决语义分析处理这个颈瓶问题的利器。以英语形容词为主体,构建了包含相关配价信息的形容词配价词典,词典包含3170个英语形容词的配价关系、格关系、释义、褒贬义、语义分类、语义特征和相关例句等信息。此外,基于该词典设计了词汇情感倾向性分析模型,取得了很好的实验结果。

用户评价中比较句的识别和倾向性分析

吴晨,韦向峰

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 435-439. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.103

摘要 ( 202 )

PDF(1275KB) ( 393 )

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在互联网上用户评价内容中很多比较句的比较结果反映了语句陈述者对比较对象的倾向性态度。根据已有的10类比较句句型总结了它们的常见概念搭配,在基于语义块的语句倾向性分析方法的基础上构建了比较句自动识别系统和比较句倾向性自动分析系统。采用第四届中文倾向性分析评测的语料进行实验,对语料中的比较句进行了识别,对比较句中的要素进行了抽取并且分析了比较句的倾向性,识别结果和倾向性分析结果均好于所有参评系统的平均值。

基于两层社区混合计算的个性化推荐方法

黄亚坤,王杨,苏洋,陈付龙,赵传信

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 440-447. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.104

摘要 ( 269 )

PDF(2034KB) ( 488 )

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社区发现在个性化推荐系统中有着良好的应用。考虑到具有联系的不同层次社区之间能够构成一种混合的计算模型(HCPR),将该混合计算模型从用户-项目关系图演化到三维立体混合计算模型中,采用不同的融合相似度分别构建项目层社区和用户层社区,并基于用户-项目之间关注-被关注关系定义混合计算层。提出了一种基于两层社区混合计算的个性化推荐方法,面对新用户、旧用户、新项目、旧项目的不同输入定义相应的计算,其能推荐较为精准、个性化的信息。在3种不同类型的数据集上进行了实验,结果表明该模型能够较好地表示用户之间、项目之间以及用户和项目之间的关系,与U-CF和I-CF的推荐方法相比,HCPR借助构建的混合计算层在保证推荐精确度的同时,推荐结果更为个性化。

基于Hadoop的公安视频大数据的处理方法

刘云恒,刘耀宗

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 448-451. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.105

摘要 ( 298 )

PDF(1329KB) ( 384 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

公安视频监控技术已经从联网整合阶段发展到视频实战深度应用阶段,面对源源不断的公安视频大数据,需要研究新型的大数据处理方法。根据公安视频大数据应用需求,采用基于Hadoop技术的视频大数据处理平台,并采用以Map-Reduce算法为基础的人脸检索与识别算法,来实现公安视频大数据的智能信息处理,达到公安大数据实战应用的目的。

基于GEP的分类规则挖掘

付红伟

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 452-453. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.106

摘要 ( 214 )

PDF(658KB) ( 382 )

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分类规则挖掘方法和回归问题的区别在于分类规则挖掘的目标属性是离散的标称值,而回归问题的目标属性是连续和有序的值。主要介绍了用GEP实现分类规则挖掘的两种主要方法,并分析了如何对适应度函数进行改进以挖掘易于理解的分类规则。

一种基于聚类中心的快速聚类算法

周鹿扬,程文杰,徐建鹏,徐祥

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 454-456. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.107

摘要 ( 431 )

PDF(974KB) ( 382 )

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针对k-means算法采用单一的聚类中心描述一个类簇,一般不能有效适用于任意形状簇的缺陷,在研究k-means算法以及初始聚类中心优化算法的基础上,考虑将数据集中较大或延伸状的簇分割成若干球状簇,而后合并这些小簇。该算法首先选取一组分布于高密度区域的聚类中心,将聚类中心周围的对象划分到离其最近的聚类中心形成子簇,再根据子簇之间的连通性完成子簇合并。实验证明,该算法能有效适应任意形状簇,并保持了k-means算法简单的优点。

基于抽象状态的类的行为规格化方法

王伟,丁二玉,骆斌

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 457-460. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.108

摘要 ( 199 )

PDF(855KB) ( 396 )

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为独立方法定义严谨的规格可以保证程序的正确性。但是在面向对象的程序中,方法之间因为共享属性而相互影响,这就需要能够反映方法间影响的规格化方法。研究者们使用抽象变量、状态抽象、堆、查询等多种方法进行了尝试。文中给出一种基于抽象状态的类的行为规格方法,该方法基于抽象状态解决了类方法间的共享依赖和相互影响,同时实现了规格与实现的独立描述与运行时自动化验证。

基于符号执行和人机交互的自动向量化方法

陈勇,徐超

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 461-466. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.109

摘要 ( 594 )

PDF(1705KB) ( 496 )

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自动向量化技术是一种针对单指令多数据(SIMD)向量化计算单元的并行编译优化技术,它能够自动将源程序中多个相同标量操作合并为一个向量操作,从而提升系统吞吐量。随着SIMD向量化计算单元的广泛应用,自动向量化技术已经成为学术界和商业界的研究热点。针对现有自动向量化技术可向量化模块识别难、向量化优化方案选择难、可移植性差等问题,提出了一种基于符号执行和人机交互的自动向量化方法。首先借助于符号执行技术,获得较好的可移植性和较高的可向量化模块识别率；然后利用人机交互技术选择出理想的向量化方案。应用示例及实验结果表明,该方法具有较好的可操作性,能够有效提升自动向量化技术的优化效果和可移植性。

软件相似性分析算法的研究综述

黄寿孟,高华玲,潘玉霞

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 467-470. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.110

摘要 ( 540 )

PDF(1212KB) ( 527 )

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软件相似性分析算法是为了更好地保护软件的知识产权。此算法并不会加固程序以增加其抵御攻击的能力,而是对两个或两个以上的程序进行比较,判断是否相互包含。该算法有重复代码筛选、软件作者鉴别、软件“胎记”和剽窃检测,它们最本质的操作就是直接处理程序的源码或二进制可执行文件,将其转换成一种更易于处理的表示形式,从而确定两个程序(或者程序片段)之间的相似度,或是其中一个(部分或全部)是否包含了另一个。最后总结出此类算法的通用格式,并对每种算法作出相应的分析综述表。

基于灰色聚类算法的需求分析

胡文生,杨剑锋,赵明

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 471-475. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.111

摘要 ( 181 )

PDF(1093KB) ( 364 )

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James Martin等人的研究成果表明软件产品的大部分故障来源于需求阶段。为了提高软件产品的质量,保证软件需求规格说明(Software Requires Specification,SRS)的一致性、正确性、无歧义就显得尤为重要。利用自然语言处理技术,通过对软件需求规格说明中功能性需求语句进行词语划分并做词性标注,将每个功能需求语句转换为由关键词构成的权重向量,结合灰色聚类算法最终实现将功能语义相似的需求语句聚合在一起,从而达到需求分类的目的。分类的结果不仅方便需求分析人员进行需求审查,同时也方便软件开发人员进行软件编程以及维护人员对软件系统的修改和变更。

开源社区中已有开发者的合作行为分析

陈丹,王星,何鹏,曾诚

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 476-479. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.112

摘要 ( 264 )

PDF(1292KB) ( 378 )

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理解开发者的合作行为是促进开源社区协作开发的关键一步。已有文献主要对社区成员的加入与迁移展开研究,而对社区中已有开发者之间的实际合作行为关注甚少。主要从开发者的交互关系与个人技能两个角度出发,探析社区已有开发者如何建立新合作以及哪些因素影响他们的合作。应用Sourceforge.net平台公开的数据进行实验,结果表明不同的开发者的偏好合作模式不同,拓扑距离上的优势(“朋友的朋友”关系)对开发者间首次合作的影响不大,开发者之前的合作次数越多越有利于他们再次建立合作,而开发环境(操作系统)与开发者(管理)经验对合作也有明显的影响。所得结论有助于提高开源社区已有开发者的合作意识,促进社区的稳定与可持续性。

基于HDFS的海量视频数据重分布算法

郭建华,杨洪斌,陈圣波

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 480-484. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.113

摘要 ( 206 )

PDF(1322KB) ( 382 )

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基于视频数据的分布式计算与基于文本类型数据的分布式计算存在很大的差异。视频数据本身是非结构化的,并且对于同样大小的视频,若其内容不同会导致任务执行消耗的时间也不同。对于简单的结构化数据,HDFS默认的负载均衡器能够解决负载均衡的问题。但是视频文件存在热点访问以及复杂度不一致的问题。使用HDFS默认的数据分布机制不能很好地解决计算负载均衡问题。因此提出了一种基于HDFS的海量视频数据重分布算法。首先对视频文件的访问次数以及历史视频分析对视频文件的访问时间进行记录；然后对数据进行量化之后将其加权作为该视频文件的负载度；最后使用文件置换手段将负载高的视频与低的视频进行置换,直到每个节点的负载达到均衡为止。实验结果表明,使用提出的数据重分布算法可以减少海量视频数据的处理时间。

基于Copulas框架的混合式查询扩展方法

张书波,张引,张斌,孙达明

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 485-488. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.114

摘要 ( 303 )

PDF(1352KB) ( 377 )

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基于语义资料和局部分析的混合式查询扩展可以同时提供具有语义相关性和时效性的扩展结果,但如何有效地混合不同相似度度量指标是尚未解决的问题。提出了一种基于Copulas框架的混合式查询扩展方法,在统一框架内实现了不同类型相似度度量指标的合并。该方法基于语义分析及词语共现分析方法,分别计算扩展词与用户查询词的语义及统计相似概率,进而在Copulas框架下融合扩展词集,选取最高质量的扩展词形成查询扩展。实验结果表明,该方法充分利用了语义及词语共现分析查询扩展方法的优点,有效地弥补了两者的不足,提高了搜索结果的查准率,具有更优的搜索性能。

一种基于XML的任务驱动型数据传输与同步方法

乔得吉,肖卫东

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 489-492. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.115

摘要 ( 201 )

PDF(1086KB) ( 378 )

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出于信息安全和业务需要,人们在彼此逻辑或物理隔离的局域网环境中浏览和处理信息,但是又不想丧失网络互联带来的便利和强大的信息处理能力。通过数据传输与同步机制,模拟广域网环境、避免信息孤岛是一种现实可行的选择。给出了一种基于XML的任务驱动的数据传输与同步方法,通过分析数据传输场景,设定了基于XML的任务数据模板和任务结果数据模板,借助于具体的信息化系统,基于相应的模板,自动生成任务数据包及任务数据结果包,以数据光盘进行信息传输,通过数据寻址、定位及导入操作实现了数据同步功能。通过该数据通路,实现了各级彼此独立的信息系统的互联,用户犹如在一个互联的广域网环境中进行数据处理。该方法大大提升了信息系统的安全性,降低了铺设或租用线路的成本,解决了各级网络之间不连通导致的信息壁垒,更符合现阶段特殊行业使用网络环境的要求。

基于索引视图实现动态数据仓库的实时数据加载

武彤,谭光炜

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 493-496. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.116

摘要 ( 216 )

PDF(1153KB) ( 416 )

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随着数据仓库技术的不断普及,基于数据仓库技术的决策支持系统在企业得到了广泛应用,同时出现了动态数据仓库。随着动态数据仓库在决策支持领域扮演的角色越来越重要,企业利用决策支持系统从辅助进行战略决策开始向战术决策转变。而要进行战术性的分析,数据仓库中必须有动态变化的最新数据,实现数据仓库的“动态”特性的关键又在于实现“动态数据获取”,即实现实时数据捕获加载。提出了基于索引视图实现动态数据仓库的实时数据加载,并通过实验验证了其可行性。该方法对进一步深入研究实时数据捕获技术有一定的借鉴作用。

面向软件错误检测的数据流分析

张广梅,李景霞

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 497-501. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.117

摘要 ( 416 )

PDF(1125KB) ( 421 )

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程序中某一点的数据流状态与软件的执行路径有关。程序中的部分错误与变量所处的状态相关。提出的MUST数据流和MAY数据流反映了数据流的执行路径具有相关性的特点。根据不同变量的管理特点,从程序的控制结构出发,详细讨论了影响变量状态的各种因素及其之间的关系,提出了基于程序控制结构的、以基本块为最小程序单位的静态数据流分析方法,为精确地进行数据流分析提供了依据。

Spark在人类基因领域的应用

丁东亮,吴东月,于福利

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 502-504. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.118

摘要 ( 218 )

PDF(1106KB) ( 498 )

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人类基因组作为一种具有高价值的、弥足珍贵的大数据信息,亟待人们进行高效、准确的分析处理。由于传统Hadoop云框架的数据处理存在高延迟的致命缺点,Spark云平台应运而生。基于Spark云平台的人体基因组数据系统将为疾病的早期发现或治疗以及降低婴儿的出生缺陷等做出巨大贡献。

网络作战能力评估指标体系构建问题的研究

申普兵,赵占东,宫强兵

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 505-507. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.119

摘要 ( 248 )

PDF(785KB) ( 489 )

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网络作战能力评估是一个多指标评估问题。以网络作战任务为牵引,基于“任务-行动-能力”的指标体系构建思路,从面向能力及要素的角度,分别从网络侦察、网络攻击、网络防御、网络保障、指挥控制5方面细化网络作战能力评估指标体系,为网络作战能力评估奠定了基础。

改进小波神经网络用于火电厂污染物排放量的预测

苏银皎,苏铁熊,王大振,马理强

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 508-511. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.120

摘要 ( 184 )

PDF(915KB) ( 440 )

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小波神经网络是神经网络学习的一种,其网络结构与典型的BP神经网络类似,隐含层所用函数为小波基函数,改进的小波神经网络相比于之前在数据预测方面有了明显的提高。火电厂的污染问题是关系到整个国计民生的大问题,如果能将小波神经网络的预测能力应用于实际生产过程,将十分有助于促进国家经济发展,提高人民生活质量。

基于Wi-Fi指纹定位技术的智能停车场系统的设计与实现

黄旭,范婧,吴茂念,顾永跟

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 512-515. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.121

摘要 ( 613 )

PDF(1171KB) ( 470 )

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为解决城市停车难问题,通过Wi-Fi指纹定位技术实现大型地下停车场智能系统的低成本部署、免取卡操作、智能化导航,设计了一套智能停车场系统。该系统同时提供智能反向寻车指引和自动缴费功能,以提高停车场资源管理效率,改善用户体验,促进信息技术在停车场管理中的进一步应用。实验表明,所提方案能够在低成本部署前提下,实现适合停场定位精度的定位需求。

基于改进组合神经网络的水资源预测研究

王坚

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 516-517. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.122

摘要 ( 202 )

PDF(686KB) ( 438 )

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我国作为水资源大国,在日益加速的城镇化进程中正面临人口膨胀、环境污染、水质变差等一系列重大的挑战,而科学合理地对水资源需求进行预测成为保护环境、保持可持续发展的关键任务。首先将神经网络应用于水资源需求预测问题背景并比较其算法,同时引入模糊反馈法来改进熵值法以确定组合模型的加权系数,建立组合神经网络预测模型。该算法不仅可以根据历史数据自动推演今后水资源需求的变化趋势,还引入反馈和演化机制,用户可以调整求解精度以控制算法的收敛速度。实验表明,在数据精度不高以及水文数据不全等不利应用背景中,提出的基于组合模型的神经网络在水资源预测中具有较好的性能。

RFID技术在Android系统上的应用实现

赵作人,刘廷龙

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 518-522. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.123

摘要 ( 259 )

PDF(1396KB) ( 610 )

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在物联网的时代背景下,Android智能手机系统和蓝牙等无线技术的应用范围越来越广。Android平台下各个功能模块和无线技术已成为当今研究的热点。通过分析Android平台下蓝牙自底向上的所有技术细节,并通过蓝牙将Android设备与RFID设备进行连接使用,来促进Android平台下蓝牙技术的发展和应用,进而促进物联网的发展。

基于Android平台的图书阅读推荐系统

丁勇,朱长水

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 523-525. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.124

摘要 ( 320 )

PDF(787KB) ( 470 )

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随着移动互联网技术的发展,通过手机进行阅读已经成为人们的一种生活习惯。为了帮助读者在成千上万的“书海”中找到自己喜欢的图书,提出将经典的频繁项集挖掘算法FP-Growth应用到图书推荐系统中。算法根据读者的历史阅读记录,挖掘频繁出现的图书阅读组合,提取满足最小支持度和最小置信度阈值的强关联性规则,并根据关联规则进行图书智能推荐。实例证明该系统能够为读者提供快速、准确的智能推荐服务。

基于多元线性回归的雾霾预测方法研究

付倩娆

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 526-528. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.125

摘要 ( 361 )

PDF(681KB) ( 504 )

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提出了一种在线样本更新的多元线性回归分析的雾霾预测方法。首先搜集了北京市天气状况,包括平均气温、湿度、风级等气象数据以及PM2.5、CO、NO₂、SO₂等大气成分浓度数据,然后通过散点图对这些因素进行主要影响因素分析,筛选出对雾霾影响比较明显的因素作为雾霾预测的依据。通过在线样本更新的多元线性回归建立了PM2.5含量预测模型,并将气象要素作为雾霾的判断标准。最后给出实际例子,利用多元线性回归对北京未来一天、三天及一周的PM2.5含量进行较为精确的预测。

一种FM调频广播应急接收终端的设计与实现

何桂立,胡自健,蒋子泉

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 529-532. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.126

摘要 ( 218 )

PDF(892KB) ( 467 )

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为解决在复杂灾难场景下公众应急信息的接收问题,通过对传统智能手机进行硬件天线改造及软件设计,实现了一种应急接收终端。该类型终端可在复杂灾难场景特别是蜂窝网络瘫痪的情况下实时接收FM广播网发送的应急FM语音和广播数据系统(Radio Data System,RDS)[1]文本消息,并向人群预警,从而弥补在公网瘫痪时公众人群的应急信息实时接收的缺失。

面向多源异构数据的云推送平台的研究与应用

陆佳炜,王辰昊,肖刚,徐俊

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 533-537. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.127

摘要 ( 345 )

PDF(1378KB) ( 432 )

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在传统推送中,多源异构数据的推送面临时效性不强、安全性不高、数据难以重用等问题。针对多源异构数据的特征,综合移动互联网的安全性和隐私性等特点,提出了一种多维决策云推送模型来计算分布式环境中多源异构数据的特征值和特征向量,以快速分离数据源中的同构数据和异构数据；并基于此模型设计了云推送平台,其利用云推送技术来实现同构数据和异构数据的自动分离和高效推送。根据云推送平台在实验环境中的运行情况及相关指标分析,说明该平台适用于多源异构数据的推送,是一种高效可行的推送方式。

基于遗传编程的中国股票市场有效性检验

王红霞,曹波

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 538-541. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.128

摘要 ( 211 )

PDF(908KB) ( 404 )

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现代资本市场理论与金融投资实践之间存在着有效市场假说与技术分析之间的矛盾,使用流行的技术交易规则检验股票市场有效性可能导致两种结论偏差。遗传编程使用树形结构表示问题的候选解,可以很好地描述技术交易规则。利用遗传编程算法生成一种技术交易策略,并用其检验上证综合指数和5个沪深股市个股。回测结果表明,提出的方法相对于“买入-持有”策略能够获得超额收益,并且优于常用的流行技术指标,也说明我国股票市场并未达到弱式有效。

基于数据挖掘的航班延误预警管理分析

罗凤娥,张成伟,刘安

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 542-546. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.129

摘要 ( 473 )

PDF(1444KB) ( 490 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目前国内对航空公司航班延误状态的描述缺乏统一的计算模型,对航班延误结果的评价也不是很明确。基于航空公司大量历史运行数据,结合数据挖掘中的预测模型建立方法,采用层次分析法(Analytic Hierarchy Proces,AHP)提出了以延误率、平均延误时间、延误旅客人数为评价指标的航班延误状态描述方法,并运用马尔可夫(Markov)链对评价指标进行预测。利用模糊层次分析法(Fuzzy Analytic Hierarchy Process,FAHP)得到各指标权重,结合模糊综合评判法对航班延误状况进行综合评价,建立航班延误预警指标体系。仿真实验与结果分析表明:预警指标能较准确地反映航班延误状况,评价结果客观,可为航空公司航班延误预警管理提供理论与方法支持。

基于C/S结构的中小企业人事管理系统的设计与开发

张梦

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 547-550. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.130

摘要 ( 402 )

PDF(909KB) ( 454 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

我国企业信息管理逐步向现代化和高效化转变,自动化的办公流程已成为必须,一个现代化的企业人事管理系统有助于企业提高市场竞争力。根据中小企业人力资源的特点,给出了一个基于C/S结构的中小企业人事管理系统,在人事管理中应用本系统,能规范人事制度、节约人力资源成本、提高企业办公效率。

基于Internet对潜油电泵温度压力的远程监控

张宏伟,党瑞荣

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 551-554. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.131

摘要 ( 204 )

PDF(975KB) ( 409 )

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油井一般分布广、数量多并且比较偏远,无疑加大了工人的劳动强度,并且影响设备的实时检测。基于此现状,设计了一种基于Internet对潜油电泵温度压力的远程监控系统。该系统采用STM32F072核心芯片,通过无线传感网络模块ZigBee采集近距离无线数据,利用通用的12864液晶显示,并将系统接入WiFi模块,以实现数据的网络化传输。在一个具有固定IP的服务器上实现相关数据的传输服务,Android客户端通过与服务器建立同样的TCP连接[1]来接收相关的实时数据,从而实现了数据的网络化的远程传输。

基于Activiti框架的在线审批流程应用研究

李修云

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 555-557. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.132

摘要 ( 226 )

PDF(701KB) ( 399 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

随着信息化技术的飞速发展,传统的审批流程面临效率低、开发成本高以及硬编码的问题,因此提出一种基于Activiti框架的在线审批流程算法。该算法对在线审批流程进行了优化,提高了审批流程的效率,并在现实应用中取得了良好的效果。

智能配用电业务接入网络支持的关键技术研究

陈燕,吴赞红,王博,任海军,孔维禅

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 558-560. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.133

摘要 ( 154 )

PDF(778KB) ( 401 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

凭借智能控制技术可以有效提升智能配电网建设的实际效率,更能有效提升能源供应方面的安全系数水平。由此而见,提高配电网智能建设水平具有重要意义。通过综合分析智能配电网工艺研究与区域智能化系统的建设情况,具体探究有关智能配电网工艺技术与相关支持系统的应用技术。同时,对区域电网中的智能化技术开展了深层次研究,针对地理信息系统的配电自动化系统建设以及全景信息智能调运技术与相关综合关键技术进行了分析。对实际运行中存在的问题与现状进行了阐述,希望能够为配电网综合建设提供帮助。

一种优化的LANDMARC射频识别定位系统设计

田晔非,王舒彻

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 561-562. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.134

摘要 ( 203 )

PDF(475KB) ( 400 )

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射频识别定位技术中,LANDMARC定位算法的精度与选取的参考标签有关。传统算法仅局限于小范围的定位环境中选取3～5个参考标签；但在较大范围的定位环境中,其系统定位精度差,因此提出了动态选取邻近参考标签来优化系统的定位精度的方法。仿真实验结果表明,优化后的系统具有良好的定位精度。

基于立体定位技术的自动化精密加工系统设计

马文卓,张杰

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 563-567. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.135

摘要 ( 175 )

PDF(1112KB) ( 379 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

传统自动化精密加工过程由目标定位、程序控制、自动化操作3个环节实现。在目标定位环节,一次精度难以保证,二次精度更是随磨损而衰减,导致自动化生产无法满足高精度和高成品率的加工要求。为此,提出一种基于立体定位技术的目标定位优化方法,该方法首先在加工机械臂上安装定位传感器,然后对物料的待加工点进行立体建模,并基于经验模型操作机械臂进行坐标初始化,从而构建了以机械臂动态位置为变量、以高精度和稳定性为目标的优化模型。通过实验数据和算法优化结果得出了补偿算法和经验模型参数,分析了定位精度和加工精度之间的关联关系。

基于附加时间效用的休假排队顾客决策分析

王晓,李继红

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 568-570. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.136

摘要 ( 174 )

PDF(919KB) ( 403 )

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在休假排队服务系统中引入了附加时间效应,从顾客决策角度得到了个体均衡和社会最优两种情形下的顾客均衡进入概率,并对比了两种概率的关系,结果说明服务系统中只关注个人利益往往会造成机构更大的拥塞,影响整体社会效益。为使个体利益和社会最优平衡,从事前(服务前)收费的角度获得了顾客的固定进入费用,并基于事后(服务后)收费的原则提出了3种可变进入费用,以保证机构以不同的方式合理定价收费。

分布式虚拟化存储在公安专科类学校中的应用

朱康林

计算机科学. 2016, 43 (Z6): 571-576. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.6A.137

摘要 ( 191 )

PDF(1579KB) ( 463 )

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随着云计算、大数据等新技术和应用的不断涌现,传统SAN存储在扩展性等方面暴露出不足之处。虽然依照传统存储的思路构建了大容量+高性能的存储架构,但是在数据量大幅增加、云计算和互联网应用逐渐增多的情况下,公安专科类学校需要一套新的具有高性能、易扩展、易管理等特性的存储架构。vSAN通过软件的不断更新升级,能支持越来越多的功能,性能也得到不断提升,其产品发展进程已经完全改变了原来以硬件为主的存储架构演进；随着数据镜像复制、虚拟机双机热备、容灾等高级功能的推出,其完全突破了传统IT架构,大幅度提高了系统的性能和安全性,IT管理、数据管理等都将面临变革。上海公安高等专科学校是国内首个成功部署并上线运行VMware vSAN虚拟化分布式存储的单位,它在VMware vSAN项目实施过程中遇到的问题以及应对之策对于其他用户的分布式存储实践和VMware公司的产品改进都具有很积极的意义。