计算机科学

王聪,张巧丽,赵地,迟学斌

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 1-5. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.001

摘要 ( 264 )

PDF(465KB) ( 1878 )

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如今,信息通信技术和生物学的融合发展到了一定阶段,欧盟人脑计划、美国脑计划以及日本脑计划等都在开展相关的脑科学研究,中国也已经开展了中国脑计划。欧盟和美国的两个计划分别投资10亿欧元和45亿美元,都是采用计算机来模拟绘制详细的人脑模型,对人类大脑进行模拟是重要内容。以国内外关于大脑听觉系统研究的论文为对象,通过对大脑听觉系统进行分析,概括出近年来大脑听觉系统的研究热点和动态,并且分析了今后该方向的研究趋势,为我国在该领域的理论研究提供依据和方法。

灰色GM(1,1)模型优化研究进展综述

许泽东,柳福祥

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 6-10. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.002

摘要 ( 451 )

PDF(156KB) ( 2363 )

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灰色预测技术是灰色系统理论的重要分支之一。分别从灰生成技术、边值条件的改进、背景值的改进、模型参数估计方法改进、残差序列的优化、综合优化6个方面对近年来灰色预测模型中的GM(1,1)模型优化研究现状进行了比较全面的介绍,同时也对灰色GM(1,1)预测模型未来的发展方向提出了一些建议。

基于推测的无响应任务自适应容错调度算法

崔云飞,吴晓进,戴晔,程肖,郭岗

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 11-15. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.003

摘要 ( 361 )

PDF(273KB) ( 587 )

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已有的基于静态的执行失败判定时间阈值的无响应任务容错调度算法,不能适应大数据处理中心动态的集群负载。针对该问题,提出判定无响应任务执行失败时间阈值自适应调整方法。基于该模型,设计了自适应的无响应任务容错调度算法(AFTS)。AFTS算法通过分析作业规模、单个任务大小和剩余作业推测执行时间等参数,自适应地调整无响应任务判定执行失败的时间阈值,以减少无响应任务对整体作业执行效率的影响,降低作业响应时间。基于开发的原型系统,验证了自适应判定方法,测试了算法的性能。实验结果表明,AFTS算法在作业响应时间等方面优于已有的无响应任务容错调度算法。

基于PPI网络的关键蛋白质的高效预测算法

洪海燕,刘维

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 16-20. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.004

摘要 ( 413 )

PDF(283KB) ( 1078 )

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关键蛋白质对于细胞生活是不可缺少的,识别关键蛋白质可以帮助了解细胞生活的最小需求,同时对药物设计也有非常大的作用。随着高通量技术的发展,人们可得到越来越多的蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)的数据,这就使得可以在网络层次上来研究关键蛋白质。目前,学术界已经提出了一系列的计算方法来识别关键蛋白质,但这些方法并没有完全解决蛋白质相互作用数据的假阳性问题。除此之外,现有方法一般只考虑了网络的拓扑结构,对于生物信息的考虑,目前还是比较欠缺的。蛋白质对于人类细胞的生命活动不仅仅与网络拓扑结构有关,还和蛋白质在网络上的生物信息相关。因此,针对以上问题,提出了一种高效的预测关键蛋白质的新方法EPP(Essential Proteins Predict),该方法通过计算蛋白质在PPI网络中的重要性来进行预测,蛋白质的重要性越高,成为关键蛋白质的可能性就越大。取重要性排名前P%的蛋白质作为关键蛋白质,在进行蛋白质重要性的计算时,综合考虑语义相似度及可信度因素,以综合考虑网络的拓扑结构与蛋白质本身的生物信息。实验结果表明,与其他传统方法相比,提出的新方法复杂度较低,且能够识别出更多的关键蛋白质,并且其统计指标也高于其他的方法。

基于改进的粗糙集和神经网络的WSN故障诊断

周奚,薛善良

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 21-25. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.005

摘要 ( 496 )

PDF(307KB) ( 594 )

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综合粗糙集理论和人工神经网络的优点,提出了改进的粗糙集理论算法,并结合人工神经网络,实现了一种无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)节点智能故障诊断方法。首先基于WSN的应用环境和故障特征的分析,通过数据采集、数据预处理和数据压缩来获得诊断决策表,并利用粗糙集中改进的归纳属性约简算法(Improved Inductive Attribute Reduction Algorithm,IIARA)对决策表进行属性约简,从而提取对故障诊断贡献最大的最小故障诊断特征集合,进而确定后端径向基函数神经网络(Radial Basis Function Neural Network,RBFNN)的拓扑结构。最后通过网络训练建立故障征兆与故障类型之间的非线性映射关系,得到诊断结果。仿真实验结果显示,该诊断算法在对WSN节点进行故障诊断时,可以有效地减少网络输入层个数,简化神经网络结构,减少网络的训练时间,提高模型的诊断准确性。

基于深度信念网络的医院门诊量预测

杨旭华,钟楠祎

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 26-30. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.006

摘要 ( 227 )

PDF(533KB) ( 835 )

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有效的医院门诊量预测是现代医院对医疗资源实现智能化管理的重要前提之一。现有的医院门诊量预测方法大多针对的是单一的数据集,缺少对数据的充分挖掘和深入分析。为此,提出一种基于深度信念网络的医院门诊量预测方法,用深度信念网络对医院各科室的门诊量数据进行无监督学习,完成对门诊量数据的特征提取,挖掘各科室门诊量数据间的相互关系,在网络的顶层叠加一个逻辑回归层并将提取出的数据特征作为输入来预测各科室未来的门诊量。仿真实验结果表明,基于深度学习的预测模型可以得到较高的门诊量预测精度,是一种可行且有效的预测方法。

基于节点类型标注的网页主题信息抽取方法

谢方立,周国民,王健

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 31-34. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.007

摘要 ( 233 )

PDF(322KB) ( 586 )

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提出一种基于DOM节点类型标注的网页主题信息抽取的方法。首先依据网页中噪声存在的形式,将DOM节点划分为4种类型:文本型、图片型、链接型和可忽略型,并给出节点内聚度的计算方法。通过给DOM节点添加类型和内聚度两个属性,在正文提取阶段选取内聚度大于阈值的文本型节点,最后整合成网页主题信息。将该方法与另外3款网页正文提取工具做对比实验,结果显示该方法在F1指标上为95.1%,比Evernote工具高出0.3%,比YNote工具高出5.01%。

基于二元关系消减的概念格维护算法

王春月,王黎明,张卓

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 35-41. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.008

摘要 ( 213 )

PDF(617KB) ( 575 )

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针对有限空间下如何快速维护概念格的问题,提出一种消减形式背景中冗余二元关系的概念格维护算法。传统的算法删除冗余关系后需要重新构造概念格,这种方式较为费时。而所提算法能够在原始概念格的基础上直接调整得到新概念格的方法,可以处理任意位置的二元关系消减的情况。它采用自底向上广度优先方式遍历格节点,首先根据当前节点是否同时包含冗余关系对象和冗余关系属性,将当前节点分为受影响的节点和不变节点；然后根据当前节点与父子节点的外延和内涵的关系,再将受影响的节点细分为4类,即减对象节点、减属性节点、分割节点、删除节点；最后根据父子节点的类型更新边。实验结果表明,在一定程度上与传统算法相比,所提算法能够获得更好的时间性能。

数据丢失情况下的最小二乘参数辨识算法

许漂漂,卜旭辉

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 42-44. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.009

摘要 ( 434 )

PDF(440KB) ( 749 )

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现有系统参数辨识方法大多是建立在输入输出数据可以完全测量和完全获取的基础上,而在实际系统中,由于传感器故障或网络传输机构故障,使得数据丢失现象经常发生。研究一类线性系统在输入或输出数据丢失情况下的系统辨识问题,并将数据丢失现象描述为随机伯努利序列,在此基础上提出新的辨识算法来估计数据丢失情况下系统的参数。最后,通过仿真示例验证所提算法对数据丢失的影响。结果表明,所提出的算法相较于递推最小二乘法有更好的收敛性。

基于深度神经网络的语音识别系统研究

李伟林,文剑,马文凯

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 45-49. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.010

摘要 ( 449 )

PDF(256KB) ( 707 )

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语音识别是人机交互模式识别领域的一个重要课题,构建了一种基于深度神经网络的语音识别系统,使用了抗噪对比散度法和抗噪最小平方误差法对模型进行无监督训练；使用了均值归一化进行模型优化, 提高了网络对训练集的拟合度,并且降低了语音识别的错误率；使用多状态激活函数进行了模型优化,这不仅使得不带噪测试和带噪声测试的语音识别错误率进一步下降,并能在一定程度上减轻过拟合现象；并通过奇异值分解和重构的方法对模型进行了降维。实验结果表明,此系统可以在不影响语音识别错误率的基础上极大地降低系统的复杂性。

模糊BCK-代数及其模糊左(右)简理想

彭家寅

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 50-55. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.011

摘要 ( 180 )

PDF(210KB) ( 564 )

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将Dib的模糊空间和模糊二元运算的概念引入BCK-代数中,给出了研究模糊BCK-代数的一个新方法。提出了模糊子代数、模糊左(右)简理想和模糊同态的概念,初步建立了新的模糊BCK-代数理论。结果表明,经典的 BCK-代数之模糊子代数、模糊左右简理想都是新理论的特例,因而这种新方法提供了发展模糊BCK-代数理论的一个有力工具。

一种基于卷积神经网络深度学习的人体行为识别方法

王忠民,曹洪江,范琳

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 56-58. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.012

摘要 ( 561 )

PDF(237KB) ( 1342 )

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为提高基于智能终端的人体行为识别的准确率,提出一种基于卷积神经网络深度学习人体行为识别方法。该方法将原始数据进行简单处理,直接作为输入数据输入到卷积神经网络中,由卷积神经网络进行局部特征分析,得到特征输出项,直接输入到Softmax分类器中,可识别走路、跑步、上下楼梯、站立等5种动作。对比实验结果表明,其对不同的实验者的识别率达到84.8%,证明了该方法的有效性。

基于免疫遗传算法的供应链库存协同优化研究

闫军,丁鑫培,刘永瑞

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 59-62. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.013

摘要 ( 197 )

PDF(334KB) ( 901 )

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在全球经济一体化发展的大背景下,企业之间的竞争方式发生了本质上的改变,即已由原来单个企业之间的竞争变为企业间所在供应链之间的竞争。在这种竞争方式下,企业逐步向追求整个供应链利益的最大化转变。针对供应链整体协同运作来有效控制库存的问题,建立了多级库存供应链模型,运用改进的免疫遗传算法对所建的供应链多级库存模型进行优化求解；并以西部某实木家具公司的P1和P2产品为例,结合所建立的多级库存成本优化模型和相应的算法设计,运用Matlab数学仿真软件仿真求解。

基于粒子群优化BP神经网络的养肠胃菜谱判定

张璐,雷雪梅

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 63-66. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.014

摘要 ( 318 )

PDF(541KB) ( 770 )

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提出了一种基于粒子群优化BP神经网络的养肠胃菜谱判定的方法。粒子群算法通过自身良好的搜寻能力,对BP神经网络的权值和阈值进行了优化,弥补了BP神经网络中收敛性慢、存在多个局部极值点的缺陷。并分别通过误差曲线图、线性回归图等,对BP神经网络模型与PSO-BP神经网络模型进行比较分析。实验结果表明,PSO-BP模型判定较准确,在调养肠胃的饮食食谱选择中起到了指导作用。

模糊决策粗糙集代价敏感属性约简研究

刘偲,秦亮曦

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 67-72. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.015

摘要 ( 175 )

PDF(375KB) ( 545 )

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针对决策中普遍存在的代价问题,在模糊理论和决策粗糙集的基础上,对其代价敏感属性约简方法进行了研究。在模糊决策粗糙集属性约简中引入了包含误分类代价和测试代价的总代价。因此约简的目标不再只是考虑正域的大小,而是寻找使得总代价最小的最优属性子集。提出了一种模糊决策粗糙集代价敏感属性约简(COSAR)算法,该算法采用启发式方法搜索最优属性子集。给出了算法的步骤,并将该算法与已有的模糊粗决策粗糙集属性快速约简(QuickReduct)算法进行了性能对比。实验结果表明,COSAR算法比QuickReduct算法具有更强的属性约简能力、更低的分类总代价、更短的运行时间,且随着测试样本的增加,分类总代价差值也越来越大。

基于深度神经网络的胎儿体重预测

李昆,柴玉梅,赵红领,赵悦淑,南晓斐

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 73-76. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.016

摘要 ( 192 )

PDF(258KB) ( 968 )

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由于胎儿体重是反映胎儿生长发育情况、宫内异常妊娠情况的重要指标,因此,胎儿的估重是医生对产妇进行临床处理的一个重要依据。传统胎儿体重预测模型的构建依赖于医学知识与生理参数选择,因此构建过程不易进行复制与推广。针对这些问题,提出一种使用深度神经网络来构建胎儿体重预测模型的方法,同时介绍了从电子病历中提取相关参数的过程,以及针对数据缺失值的补全策略。实验表明,基于深度神经网络的胎儿体重预测模型优于公式预测方法与基于传统人工神经网络的模型,且提出的缺失值补全策略能够强化模型的训练,进而提高预测的准确度。最后,基于深度神经网络的胎儿体重预测模型有很强的泛化能力与通用性,为不同地区、不同医院建立个性化的预测模型提供了可行方法。

面向维吾尔跨文字搜索引擎的统一转换机制设计

依不拉音·乌斯曼,王悦

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 77-82. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.017

摘要 ( 320 )

PDF(623KB) ( 2090 )

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随着近年互联网技术在新疆地区的发展和普及,大量维语网站如雨后春笋般涌现。由于历史原因,维文呈现老维文、新维文、拉丁维文、西里尔维文等多种字母体系共存的“一语多文”的特点。现有的维文搜索引擎仅支持老维文,然而,目前国际通行的主流维语交流字母体系以拉丁维文及西里尔维文居多。由此,如何设计支持维文“一语多文”特点的维文搜索引擎将是维文信息检索研究领域的重要挑战,其研制成果将对广大维族网民的日常互联网使用及国家的“一带一路”战略产生深远的影响。研究拉丁维文、西里尔维文和老维文之间的转换规则；提出Unicode字符编码体系和Unicode字符编码转换算法,实现在维语搜索引擎系统中通过拉丁维文和西里尔维文来直接检索老维文网页内容,弥补了当前维文搜索引擎系统的空白；通过翔实的实验,验证了所提的LCCU编码转换率达到100%,拉丁维文和西里尔维文的检索效果与老维文完全一致。

n值ukasiewicz逻辑系统中公式的向量表示及其研究

高晓莉,惠小静,朱乃调

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 83-87. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.018

摘要 ( 205 )

PDF(0KB) ( 320 )

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首先,借鉴n值ukasiewicz逻辑系统中公式的赋值及赋值顺序,给出了公式的向量表示形式；接着,利用公式的赋值及赋值顺序给出了公式的真度、两公式间的3种相似度与伪距离的定义；最后,讨论了公式的真度和公式间的3种相似度与伪距离所具有的一些良好性质。

面向不确定性知识表示的描述逻辑SROIQ(D)不确定性扩展

陈晖,马亚平

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 88-92. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.019

摘要 ( 294 )

PDF(207KB) ( 640 )

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为增强描述逻辑对不确定性知识的表示能力,提出了一种对描述逻辑SROIQ(D)进行不确定性扩展的方法。该方法基于不确定性理论和描述逻辑SROIQ(D),针对知识表示中大量存在的模糊性、粗糙性和随机性知识,首先给出了模糊粗糙概念条件概率的计算方法,并以此为基础对SROIQ(D)进行了不确定性扩展；然后基于模糊粗糙逻辑和概率逻辑分别给出了扩展后的语法、语义和推理任务,使不确定性SROIQ(D)描述逻辑具备同时处理3类不确定性知识的能力。

一种基于Spark的大规模语义数据分布式推理框架

陈恒

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 93-96. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.020

摘要 ( 345 )

PDF(304KB) ( 583 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

随着大规模语义数据的涌现,研究高效的并行化语义推理成为热点问题之一。现有推理框架大多存在可扩展性方面的不足,难以满足大规模语义数据的需求。针对现有推理框架的不足,提出一种基于Spark的大规模语义数据分布式推理框架。该框架主要包括语义建模、规则提取和基于Spark的并行推理机等3个模块。通过过程分析和推理实例验证,提出的分布式并行推理的计算性能(T(n)＝O(log₂n))远远优于顺序式推理的计算性能(T(n)＝O(n))。

Gdel n值命题逻辑系统中命题公式的t真度及近似推理

朱乃调,惠小静,高晓莉

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 97-102. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.021

摘要 ( 190 )

PDF(199KB) ( 492 )

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通过增加两类算子～和Δ对Gdel n值命题逻辑系统进行公理化扩张Gdel～,Δ,简记为G～,Δ。在Gdel～,Δ中提出了命题公式的t真度的定义(t任取～,Δ),讨论了t真度的MP规则、HS规则、交推理规则、并推理规则以及它的一些相关性质；得到了命题公式间的t相似度和t伪距离的概念以及它们的一些相关性质；最后在t逻辑度量空间中提出了3种不同的近似推理模式,并证明了3种近似推理模式间的等价性。

一种带反向学习机制的自适应烟花爆炸算法

王立平,谢承旺

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 103-107. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.022

摘要 ( 492 )

PDF(153KB) ( 539 )

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针对烟花爆炸算法全局优化能力不足、容易早熟收敛的缺陷,将反向学习机制引入其中,通过产生反向种群拓展算法的勘探范围；另外,基于种群内个体适应值的差异,提出一种自适应调整烟花弹爆炸半径的计算方法。以上策略有机结合形成了一种带反向学习机制的自适应烟花爆炸算法。将新算法与另4种代表性群智能优化算法一同在12个经典测试函数上进行对比实验,结果表明新算法具有显著的性能优势。

课程本体自动构建技术研究

童名文,牛琳,杨琳,邹军华,上超望

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 108-112. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.023

摘要 ( 363 )

PDF(518KB) ( 681 )

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课程本体是课程知识组织的一种重要技术,在智能学习系统中得到广泛应用。针对人工建立课程本体依赖专家经验和效率较低等问题,提出课程本体自动构建技术。该技术以丰富的Web课程资源为数据源,集成网络爬虫、中文分词和关联规则挖掘等技术,实现课程本体自动构建。实验结果表明,该技术建立的课程本体不仅具有较好的质量,而且执行效率较高。

基于标准萤火虫算法的改进与仿真应用

臧睿,李辉辉

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 113-116. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.024

摘要 ( 189 )

PDF(521KB) ( 532 )

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通过对一种智能优化算法——萤火虫算法的研究,在标准萤火虫算法中引入一种新型的自适应惯性权重来提高算法的收敛速度,并提出用虚拟萤火虫来加强萤火虫之间的相互协作和信息共享,进而改进了萤火虫的位置更新公式。针对算法中萤火虫位置的越界问题和边界早熟问题,引入一种对称边界变异,提高了改进后的算法的寻优率。对6个标准测试函数的实验结果表明:改进后的萤火虫算法的有效性、收敛速度得到了明显的提高。最后对两个经典工程优化问题进行了计算,运用改进后的算法所得的结果优于其它算法所得结果,也验证了萤火虫算法在改进后的适用性。

基于多目标进化算法的MOEA/D权重向量产生方法

马庆

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 117-122. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.025

摘要 ( 430 )

PDF(817KB) ( 1444 )

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在进化多目标优化研究领域,多目标优化是指对含有2个及以上目标的多目标问题的同时优化,其在近些年来受到越来越多的关注。随着MOEA/D的提出,基于聚合的多目标进化算法得到越来越多的研究,对MOEA/D算法的改进已有较多成果,但是很少有成果研究MOEA/D中权重的产生方法。提出一种使用多目标进化算法产生任意多个均匀分布的权重向量的方法,将其应用到MOEA/D,MSOPS和NSGA-III中,对这3个经典的基于聚合的多目标进化算法进行系统的比较研究。通过该类算法在DTLZ测试集、多目标旅行商问题MOTSP上的优化结果来分别研究该类算法在连续性问题、组合优化问题上的优化能力,以及使用矩形测试问题使得多目标进化算法的优化结果在决策空间可视化。实验结果表明,没有一个算法能适用于所有特性的问题。然而,MOEA/D采用不同聚合函数的两个算法MOEA/D_Tchebycheff和MOEA/D_PBI在多数情况下的性能比MSOPS和NSGA-III更好。

人脸表情识别研究进展

黄建,李文书,高玉娟

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 123-126. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.026

摘要 ( 396 )

PDF(142KB) ( 1446 )

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人脸表情识别(Facial Expression Recognition,FER)是计算机视觉、机器学习、人工智能等领域的重要研究方向,目前已经成为国内外学者的研究热点。介绍了FER系统流程,总结了表情特征提取和表情分类的常用方法以及近年来国内外学者对这些方法的改进,并对这些方法的优缺点进行比较。最后,对目前FER研究的难点问题进行了分析,并对FER未来的发展方向进行展望。

人脸识别技术在公安领域内的应用研究

肖军

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 127-132. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.027

摘要 ( 541 )

PDF(371KB) ( 1459 )

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人脸识别技术在公安领域内已经取得了一定的成绩,通过主成分分析法、梳理投影图和特征描述相匹配法、面部对称处理还原法、等测地区域的三维面貌相似度评价法、构建隐马尔科夫模型等破获了多起案件。但在应用过程中,一些难题也更充分地显露出来,主要包括某些算法固有的缺陷被放大、理论研究与现实运用存在差距、缺乏专门的技术人员进行人脸识别系统研发与操作等。为构建以人脸识别技术为基础的公安工作系统,必须不断研发与改进算法,提高识别率；同时需要与其他技术相结合,提高严谨性,改善硬件条件以提供支撑,促进理论研究与实践应用的衔接,提高执法人员进行研发与操作的素质。

图像配准技术研究

杨程,徐晓刚,王建国

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 133-135. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.028

摘要 ( 223 )

PDF(106KB) ( 1982 )

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图像配准技术是图像拼接技术最关键的步骤,图像配准的好坏直接决定了图像拼接结果的优劣。对图像配准工作进行了总结,介绍了基于区域的图像配准和基于特征的图像配准方法,并分析了各个方法的优缺点,同时指出了现有图像配准算法存在的问题和发展的方向。

虚拟装配环境中碰撞检测算法的研究综述与展望

潘仁宇,孙长乐,熊伟,王海涛

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 136-139. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.029

摘要 ( 413 )

PDF(123KB) ( 1144 )

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虚拟装配系统可对机电产品进行装配仿真,生成装配顺序与装配轨迹,而碰撞检测技术正是对装配顺序与装配轨迹的正确性进行验证。把虚拟装配环境的碰撞检测算法归类为:基于时间域的碰撞检测算法、基于几何空间的碰撞检测算法、基于图像空间的碰撞检测算法。对这几类算法的研究现状进行了综述,根据研究现状分析了碰撞检测算法中存在的问题及研究难点,并对碰撞检测算法的研究趋势进行了展望。

基于光场成像的数据提取与预处理方法

赵青青,张涛,郑伟波

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 140-143. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.030

摘要 ( 392 )

PDF(2599KB) ( 1203 )

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光场是空间中同时包含位置和方向信息的四维光辐射场的参数化表示,光场数据的获取为计算成像提供了很多新的发展方向。光场相机能够获取空间四维光场信息,相比传统成像方式多出2个自由度,因而在图像重建过程中,能够获得更加丰富的图像信息。市面上的Lytro Illum相机相对于Lytro1.0相机的成像效果更加丰富,因此利用Lytro Illum光场相机获取四维光场信息,提取出其中的有效光场数据,反演出8bit/pixel的原始四维光场图像数据,并对基于微透镜模型的光场数据进行一系列的算法预处理,从而得到易于理解的标准四维光场矩阵和子光圈图像矩阵,为光场成像技术的数据开发和应用奠定了基础。

一种基于块稀疏的1比特压缩感知重构算法

熊杰,陈浩,闫斌

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 144-146. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.031

摘要 ( 195 )

PDF(256KB) ( 557 )

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块稀疏信号作为一种典型的稀疏信号,在压缩感知重构算法中被广泛应用研究,但是普通的重构算法并不能挖掘其内部结构,这导致重构精度得不到提高。在此基础上,针对普通的1比特压缩感知重构算法在块稀疏信号的重构中不能表现出良好的重构性能的问题,提出了一种专门针对块稀疏信号的1比特压缩感知重构算法。该算法以每一个块为重构单元,在二进制迭代硬阈值算法模型下进行重构。实验数据表明,提出的BLOCK-BIHT算法的重构精度比BIHT算法提高了3dB。

优化的小波变换和改进的LDA相融合的人脸识别算法

楚建浦,何光辉,刘玉馨

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 147-150. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.032

摘要 ( 251 )

PDF(584KB) ( 499 )

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提出了一种优化的小波变换与改进的LDA相融合的人脸识别算法。首先对经过预处理的人脸图像进行2层小波变换并提取特征,然后对小波分解后的高频子带进行融合,并在改进的LDA下利用交替方向法求出投影矩阵和最优融合系数,再结合低频子带在改进的LDA下的特征表示,利用最近邻分类器进行分类。实验结果表明,该算法在ORL及YALE人脸库上的识别效果较传统的人脸识别算法更优。

一种基于特征增强和决策融合的人体行为识别方法

宦若虹,陈月

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 151-155. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.033

摘要 ( 406 )

PDF(279KB) ( 827 )

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利用三轴加速度传感器进行人体行为识别一直是传感器数据处理、模式识别领域的研究热点。加速度数据往往存在着多种动作数据难以区分的情况,特别是走、上楼、下楼这3个动作数据非常相似,这给正确识别这3种人体动作带来了较大的难度。提出一种基于特征增强与决策融合的行为识别方法,通过对部分特征值进行增强处理和对多个分类结果进行决策融合来识别走、上楼、下楼这些难以区分的相似动作。实验验证,所提方法可克服由于加速度数据的相似性而导致的动作识别正确率低、识别误差大的情况,有效提高人体行为识别率,且可在实际应用中实时识别人体行为动作。

基于Ray-Casting算法对医学图像进行三维体绘制重建

周娟

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 156-160. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.034

摘要 ( 225 )

PDF(577KB) ( 1304 )

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对医学图像三维体绘制的基本流程、光学模型及原理进行了分析,并深入研究了光线投射Ray-Casting算法的模型及原理,就其颜色赋值、重采样、图像合成等关键技术进行了深入讨论和研究,最后在MITK平台实现了医学图像的体绘制。该算法对体绘制的三维模型能够进行光照属性、表面属性和环境参数的交互操作；同时可进行法平面切割和动态平面切割显示；此外,还可以进行旋转、缩放、平移等交互操作。

融合快速稀疏描述与协同描述的人脸识别

刘子渊,江艳霞,吴腾飞

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 161-166. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.035

摘要 ( 185 )

PDF(814KB) ( 464 )

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快速稀疏描述分类法(FSRC)与协同描述分类法(CRC)是在压缩感知理论的基础上发展而来的,不同的侧重点限制了两者在人脸识别上的进一步提升。针对此,提出了融合快速稀疏描述与协同描述的人脸识别方法。首先,将人脸镜像图像引入样本库；然后,利用FSRC与CRC方法求解残差矩阵；最后,利用加权信息融合的方式将两者的残差矩阵进行权值加和,依据最小值所对应的位置信息求取识别率。公共人脸数据库的实验表明,所提方法优于FSRC,CRC及其他方法。

使用OpenCL技术的影像快速畸变纠正方法在异构平台上的应用分析

韦博文,李涛,李广宇,汪致恒,何沐,师悦龄,刘路遥,张瑞

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 167-169. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.036

摘要 ( 249 )

PDF(686KB) ( 775 )

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针对海量遥感数据应用中日益显著的处理效率低下和计算瓶颈问题,基于通用计算机图形处理单元的编程开发使用OpenCL并行处理技术对遥感数据处理及其过程进行加速,旨在为遥感影像大数据处理提供一条更为高效的途径。在不同显卡平台上对影像畸变纠正实施并行处理,结果表明,OpenCL技术在提高影像畸变纠正的速度方面作用显著,可取得29.1倍的最高加速效果；与CUDA并行处理技术的交叉验证进一步凸显了OpenCL技术在异构平台上实施并行处理时所具有的通用性的优势。

掌纹ROI分割算法的研究与实现

张秀峰,张真林,谢红

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 170-173. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.037

摘要 ( 358 )

PDF(2110KB) ( 1477 )

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掌纹感兴趣区(ROI)分割是掌纹识别的关键步骤,目前掌纹分割方法主要存在定位点不易确定和同类图像ROI提取偏移度较大等问题,为改善这些问题,提出一种新的ROI分割算法。首先确定手掌图像中的两个指谷点；然后利用手掌轮廓特定区域边界点拟合直线,以该直线为基准,以固定角度的方式建立直角坐标系,利用指谷点找到掌纹信息丰富的区域,确定掌纹的ROI,最后提取特征矢量进行匹配识别。实验结果表明,该算法分割掌纹ROI的准确度高、速度快,对同类图像分割的偏移度更小,掌纹ROI的提取率达98.2%,掌纹正确识别率提高了3%左右,为基于掌纹的身份认证系统的实现提供了理论和实验依据。

基于植物间互利作用的森林生长模型快速计算

董天阳,王浩,陈巧红,於娇红

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 174-178. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.038

摘要 ( 255 )

PDF(985KB) ( 1472 )

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植物间互利作用的研究与探索有助于加强林业生产中的混交林建设,从而提高林分生产力。为了快速地模拟植物间互利作用下的生长情况,提出了一种利用植物间互利生长模型进行森林场景快速可视化的方法。该方法通过植物间互利指数、植物自身的生长率、植物当前生物量、环境条件等参数将Lotka-Volterra种间互利模型与植物个体生长模型进行融合,并采用像素化方法进行快速计算,以模拟互利植物的生长情况。通过水曲柳和落叶松混交林在不同的环境资源条件、分布密度、生长时间等条件下的可视化仿真,验证了基于植物间互利作用的森林生长模型快速计算方法的有效性和实用性。

基于大尺度方向场描述子的指纹分类算法

朱之丹,马廷淮,梅园

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 179-182. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.039

摘要 ( 351 )

PDF(611KB) ( 824 )

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指纹分类通过将指纹划分到一系列预定义的类别之中以极大降低指纹匹配的工作量,是指纹识别系统中一项非常关键的技术。受FingerCode分类特征启发,提出了一种称为大尺度方向场描述子的新的分类特征,该特征以指纹核心点(core点)为中心构造大尺度环形网状结构,通过抽取网状结构中节点处的方向来形成特征向量,以达到近似描述核心点周围的方向模式的目的。大量实验结果表明:相较于FingerCode特征,新特征在保证分类准确率的同时,由于特征提取方式更为简单、高效,分类速度也提高了近20倍。

窦性心律失常心电序列的可视化研究

冷莉华,郑智捷

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 183-185. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.040

摘要 ( 308 )

PDF(854KB) ( 758 )

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对心电信号序列与心血管疾病之间存在关系的探索是研究心脏病临床诊断的一类经典论题。心电图是检测心脏病的重要工具,目前已采集到长期的批量数据,对其进行处理和判别具有实际意义。利用变值心电测量系统,对窦性心律T波改变这一特殊心电数据和正常心电序列进行处理形成2D散点图谱,以可视化的形式展示这两类心电信号的分布特征和异同[1],与传统心电图相比,所提方法具有直观透明易懂的特点；同时也列举了不同测量变量值情况下的心电序列可视化结果。

一种对光照变化鲁棒的移动目标前景提取方法

杨彪,倪蓉蓉,江大鹏

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 186-189. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.041

摘要 ( 191 )

PDF(1038KB) ( 920 )

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运动目标前景提取是对其进一步分析如特征提取、行为分析等的基础。RPCA(鲁棒主成分分析)分解可以得到较为完整的目标前景,但该方法对光照变化敏感,容易导致误检。利用Lab颜色空间中a,b通道对光照变化不敏感的特点,可以提高基于RPCA分解的前景提取方法对光照变化的鲁棒性,首先对图像L,a,b通道分别进行RPCA分解得到稀疏前景,然后利用大津阈值分割各通道二值化前景并采用种子点填充技术融合不同前景,最后利用形态学滤波优化融合结果提取准确的运动目标前景。实验结果表明,该方法可以在复杂背景下准确提取运动目标前景,且能有效克服光照变化的影响。

GMRES算法求解烟雾仿真N-S方程

李修昌,段锦,祝勇,肖博

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 190-192. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.042

摘要 ( 438 )

PDF(380KB) ( 781 )

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烟雾在大规模战场仿真和复杂环境仿真中扮演着重要角色,因此研究烟雾仿真具有重大意义。提出用广义极小残差算法(GMRES)来求解烟雾仿真中的N-S方程。首先给出GMRES算法的计算原理;其次用GMRES算法对烟雾仿真N-S方程进行求解,并对求解结果进行收敛性分析,分析结果表明GMRES算法可以对烟雾仿真N-S方程进行求解,结果收敛；最后运用GMRES算法通过计算机技术对烟雾进行可视化仿真,仿真结果表明,采用GMRES求解算法的烟雾仿真效果比较真实,基本符合现实中的烟雾。

结合分水岭算法的水平集医学图像分割方法

张辉,朱家明,陈静,吴杰

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 193-196. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.043

摘要 ( 268 )

PDF(1084KB) ( 577 )

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由于医学图像中的复杂目标通常难以被完全分割,提出标记分水岭与改进型Li模型的组合图像分割算法。改进型Li模型构造了符号压力函数来取代传统的停止函数,解决了曲线单向演化的问题。标记分水岭具有较强的抑制噪声的能力,对医学图像的弱边缘具有较强的捕获能力。所以首先运用标记分水岭算法对图像进行预分割,快速准确定位目标区域边缘信息。再引入改进型Li模型算法,通过符号压力函数来指引曲线演化方向,控制演化速度大小,实现对复杂目标的完全分割。实验结果表明:全局信息和边缘信息都能被获得,该组合算法对医学图像中的复杂目标的分割效果较满意。

纹理去除的皮革图像颜色分类方法

郑红波,陈宇,赵海,秦绪佳,张美玉

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 197-200. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.044

摘要 ( 351 )

PDF(693KB) ( 842 )

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针对皮革图像存在天然纹理,凸凹结构纹理会使得扫描或摄影的皮革图像亮度变化明显,影响皮革图像颜色的准确分类,提出一种去除图像纹理的皮革图像颜色分类方法。首先利用相对总变差模型去除皮革图像纹理,获得只包含皮革图像颜色信息的图像；然后利用均匀彩色空间模型L*a*b*具有的较强的色差分辨能力,提取去除纹理后的皮革图像L*a*b*颜色分量的平均值作为皮革图像的整体的颜色特征；最后运用SVM支持向量机对皮革图像颜色特征进行分类。实验结果表明,该方法能够比较精确地区分皮革图像颜色,实现皮革图像的颜色分类,具有可行性。

尺度补偿的相关核滤波器跟踪

张润东,张凤元

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 201-204. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.045

摘要 ( 186 )

PDF(1552KB) ( 505 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

相关核滤波器跟踪是工程实际中非常实用的跟踪算法,它的算法简单,只需要在下一帧进行一个样本的密集采样就能对目标进行跟踪,但是对于有尺度变化的目标跟踪的适用性不足。采用了尺度补偿的相关核滤波器跟踪算法,对相关核滤波器跟踪进行了改进。首先使用了点跟踪补偿机制对相关核滤波器尺度和位移进行补偿；其次采用了压缩感知提取的特征建立模板对目标进行建模,在关键帧进行目标的重检测来防止尺度估计带来的跟踪误差。通过实验对提出的算法进行了标准视频库的测试,并在中心点误差和实际跟踪覆盖率两个指标上与原算法进行了对比分析。实验结果表明,提出的具有尺度补偿的跟踪算法提高了相关核滤波器跟踪在有尺度属性变化视频序列中的准确率和实用性。

全局及其个性化区域特征的图像检索

段娜,王磊

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 205-207. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.046

摘要 ( 390 )

PDF(288KB) ( 592 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

交通领域个性化图像检索的关键是根据业务需求通过重点监控车辆的个性化特征在海量数据库中进行匹配,其目的是捕获与重点监控车辆相关的卡口信息。目前的图像检索算法包括基于文本的图像检索、基于内容的图像检索方法和基于语义的图像检索。针对交通领域的图像检索需求,提出了一种基于全局以及个性化感兴趣区域特征的图像检索算法。通过使用交通图像库进行检索验证,对个性化特征进行精准滤除,从而得到准确的检索结果。实验表明,此种基于全局特征结合个性化感兴趣区域特征的图像检索算法解决了CNN高层特征对个性化局部特征描述能力低、检索耗时等问题,并通过个性化局部特征提高了检索效果,使得检索率、平均准确率都达到90%,呈现出较好的检索效果,计算速度快,具有较强的鲁棒性和实用性。

基于带权稀疏表示和字典学习的图像去噪模型

孙少超

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 208-209. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.047

摘要 ( 229 )

PDF(750KB) ( 640 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

利用GMM模型对自然图像块进行学习,对高斯分量的协方差矩阵做PCA,用其特征向量组成的矩阵作为子字典,用特征值的大小作为对稀疏系数加权的依据,并将该模型应用到CSR模型中得到一种新的去噪模型,并给出模型的优化算法。为了验证提出的模型的有效性,设计了比较的仿真实验,实验表明与一些先进的模型相比,该方法具有优势。

基于自适应块聚类的医学图像超分辨重建

宋景琦,刘慧,张彩明

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 210-214. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.048

摘要 ( 247 )

PDF(1954KB) ( 655 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

医学图像在病人的诊疗过程中具有重要的参考意义。然而,受设备分辨率和放射剂量的影响,现有设备获得的医学图像分辨率较低,容易对最终诊疗结果产生不利影响。针对这个问题,提出了一种自适应块聚类的医学图像超分辨重建算法。首先,该算法对图像进行四叉树分解,自适应地获得不同尺度的图像块；然后,通过图像块特征提取和聚类处理得到各个不同尺度图像块的聚类中心；最后,利用聚类中心和相应的回归系数重建出高分辨率图像。实验结果表明,所提方法在医学图像重建效果和峰值信噪比、结构相似性对比等方面能够取得更好的效果。

宽窄带语谱图融合分带投影的特定人汉语词汇识别

魏莹,王双维,潘迪,张玲,许廷发,梁士利

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 215-219. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.049

摘要 ( 217 )

PDF(289KB) ( 944 )

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提出一种基于宽窄带语谱图融合分带投影的方法对特定人二字汉语词汇进行识别。该方法将图像处理技术应用到语音识别领域,在图像特征提取过程中,首先对窄带语谱图进行等宽度分带行投影和二进宽度分带行投影,并将其分别作为窄带语谱图的第1个特征集合和第2个特征集合,同时将窄带语谱图进行再次图像傅里叶变换之后进行等宽度行投影,作为第3个特征集合。然后对宽带语谱图进行等宽度分带列投影,作为第4个特征集合。将上述特征集合作为识别的特征向量,以支持向量机为分类器进行特定人二字汉语词汇整体识别。采用1000个语音样本进行仿真实验,结果表明,采用前3个特征集合的特征向量对特定人二字汉语词汇识别的正确识别率可达92.4%,采用第4个特征集合的特征值对特定人二字词汇识别的正确识别率可达80%,而采用上述4个特征集合的特征值融合对特定人二字汉语词汇识别的正确识别率可达95.4%。该特征融合的方法为汉语词汇的识别提供了新的思路。

基于灰度密度和四方向的随机脉冲噪声检测

郭远华,周贤林

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 220-222. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.050

摘要 ( 244 )

PDF(962KB) ( 690 )

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提高检测正确率的同时降低漏检率和错检率是脉冲噪声检测过程中的难点。提出了两阶段的检测方法,第一阶段,根据窗口中心点的灰度密度小于某阈值检测噪声,分5次迭代,对每次检测到的噪声进行中值滤波,滤波图像作为下一次检测的输入图像；第二阶段,用窗口4个方向检测噪声,并根据MAD值自适应设定阈值。以512×512的Lena和Boat为测试对象,添加10%至50%的随机脉冲噪声进行仿真实验,结果表明,随着噪声密度的增加,错检数都稳定在较低值,漏检数保持在理论上的低值。

Contourlet变换与粒子群优化相耦合的遥感图像融合方法

谷志鹏,贺新光

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 223-228. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.051

摘要 ( 266 )

PDF(1642KB) ( 629 )

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为有效优化融合图像中多光谱特性的保持和空间信息的保留,提出一种结合Contourlet变换与粒子群优化算法的遥感图像融合方法。通过设定粒子群优化算法的目标适应度函数,使其依赖于融合结果图像的客观评价指标,并自适应地获取低频子带的最优加权系数和高频子带间结构相似度阈值的最优值,从而得到优化的融合图像。首先将全色图像和多光谱图像的亮度I分量分别进行Contourlet变换,根据分解后的低频系数和高频系数不同的特征信息,在低频系数上以信息熵与相对偏差的差值作为目标适应度函数,采用优化算法自适应地寻找最优加权系数进行融合；在高频系数上以结构相似度作为目标适应度函数,搜索结构相似度的最优阈值p,再采用基于区域结构相似度的融合规则进行融合；最后经Contourlet和IHS逆变换得到融合图像。仿真实验结果表明:提出的方法能很好地兼顾多光谱图像光谱信息的保持和全色图像空间信息的保留。

一种基于遗传算法的图像配准算法研究

许应强,施庆华,曲永冬,王翠芝,朱攀,叶愈

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 229-232. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.052

摘要 ( 321 )

PDF(431KB) ( 703 )

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针对图像位置配准问题,提出了一种基于遗传算法的图像配准算法。选择合适的相似性参数来表征两图像的配准参数,引用遗传算法实现对相似性参数的优化,通过对比实验得到的种群大小、遗传代数和运算时间,最终用MATLAB编写程序对本算法进行实验。实验结果表明该算法相对传统算法具有较好的收敛性和运算速度,同时也具有较好的精确度和实用性。

一种基于改进谱熵的语音端点检测方法

李艳,成凌飞,张培玲

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 233-236. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.053

摘要 ( 291 )

PDF(1053KB) ( 873 )

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针对常规谱熵端点检测法在非平稳噪声环境下检测效果差的缺陷,提出了一种基于子带谱熵幅度积参数的语音端点检测方法。该方法利用非平稳信号处理技术将语音信号的时域分析和频域分析相结合,在常规谱熵的基础上计算出子带谱熵,再结合时域中的短时平均幅度进行端点检测。仿真结果表明,与常规谱熵端点检测算法和短时平均幅度算法相比,该方法在各种噪声环境下的检测效果都比较好,鲁棒性增强,其有效性得到验证。

基于Surfacelet变换和SPIHT算法的视频压缩

王海燕,殷俊,潘显萌

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 237-239. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.054

摘要 ( 223 )

PDF(687KB) ( 548 )

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提出一种基于Surfacelet变换并结合SPIHT算法的视频压缩编码方法。这种新方法把视频信号作为特殊的三维信号,对信号的空间和时间维进行整体处理。Surfacelet变换具有多方向分解、各向异性、高效率的树结构滤波器组、可完全重建和低冗余度等性质。SPIHT算法具有分辨率质量上的可伸缩性、渐进传输性等特性。利用Surfacelet变换的分解系数在各层间相关以及图像能量集中的特性,结合SPIHT算法完成视频数据的压缩编码。这种新的视频压缩编码方法能弥补三维小波变换的缺陷,达到更高的 PSNR 值和更好的视觉效果,尤其适用于纹理复杂度较高、运动幅度较小的视频。

离散余弦变换在图像压缩算法中的研究

冯飞,刘培学,李晓燕,严楠彬

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 240-241. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.055

摘要 ( 256 )

PDF(356KB) ( 1429 )

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随着通信技术的发展,图像的压缩技术日益受到人们关注。主要研究了利用离散余弦变换(DCT)技术对图像进行压缩,通过Matlab仿真分析了利用DCT技术进行图像压缩的优点。首先介绍DCT的原理及图像压缩的必要性,通过Matlab仿真深入了解DCT理论；然后利用DCT进行图像压缩,并进行霍夫曼编码分析。通过Matlab仿真进行DCT图像压缩后的效果对比,结果表明,采用DCT压缩图像时在高比特率下能取得较好的效果。

基于GrabCut改进算法的服装图像检索方法

胡玉平,肖行,罗东俊

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 242-246. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.056

摘要 ( 251 )

PDF(1515KB) ( 757 )

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为了消除服装图像背景的影响,针对目前的GrabCut算法存在对图像局部像素值的变化敏感、时间开销大、边缘不准确等问题,提出了改进的GrabCut算法。在改进算法中,通过对梯度图像使用多尺度分水岭去噪增强了图像的边缘信息,减少了后续处理的计算量;通过采取熵惩罚因子最优能量函数减少了检索图像的有效信息丢失。将改进后的GrabCut算法引入基于内容的服装图像检索系统中,实验结果表明与同类方法相比,所提方法在检索显示准确性以及检索的平均查准率和查全率方面均有明显的提升。

局部特征与全局特征结合的HMM静态手势识别

张立志,黄菊,孙华东,赵志杰,陈丽,邢宗新

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 247-251. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.057

摘要 ( 230 )

PDF(448KB) ( 711 )

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针对静态手势识别问题,提出了一种综合考虑局部形状与全局轮廓的隐马尔科夫模型(HMM)静态手势识别算法。该算法提取局部形状熵特征与上层轮廓特征分别作为训练数据训练每类手势的HMM参数。测试时,先凭借局部形状熵特征得出初步识别结果,然后根据初步识别结果的模糊性,附加与局部特征互补的上层轮廓特征进行再识别,得出最终识别结果。实验结果表明,该算法对于形状差异占主导地位的手势库有很好的效果,并且将静态手势的空间序列模拟成时间序列使得静态手势识别具有空间尺度不变性；同时该算法合理控制特征维数,一定程度上弱化了HMM训练时间长的弊端,加快了识别的速度。

基于层次语义的Web服装图像智能采集方法

耿增民,商书元,邵新艳,周毅灵,马玲

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 252-255. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.058

摘要 ( 325 )

PDF(238KB) ( 524 )

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以大规模智能采集互联网中的服装图像为目的,研究如何利用互联网上服装图像的伴随文本与服装图像概念之间的关联,实现自动采集各语义对应的服装图像。在HITS(Hyperlink-Induced Topic Search)算法的基础上提出一个基于层次语义的图像采集算法SICR(Semantic-based Image Collection Robot)。该算法在层次语义库的支持下,扩充根集与去除链接工厂页面同步进行。在爬取链接网页前,进行锚文字的相似度计算和页面内容的概念分析,舍弃不符合语义的页面,只下载满足语义的服装图像。算法克服了基于文本分析或链接分析的图像自动提取算法的不足,具有较高的准确率和召回率,实验结果证明了SICR算法的有效性。

基于相位恢复的三维可视化应用研究

刘星明,蔡铁,王辉静,彭刚,桂荣枝

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 256-258. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.059

摘要 ( 291 )

PDF(1098KB) ( 852 )

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空间曲面的三维数字化测量在工业检测、虚拟现实、影视艺术以及文物保护等领域具有重要的应用价值。提出一种实现自由曲面三维数字化的方法,该方法不仅能重建物体的几何模型,而且能实现物体表面色彩等纹理属性的恢复。利用结构光照明重建空间三维点云数据,并利用匹配算法建立物体的几何模型；然后通过交互式选取点优化策略进行纹理映射的方法实现目标物体的真实感三维重建。与传统的方法相比,该方法能够精确地实现目标物体的纹理重建,避免了特征检测困难或粘贴标准点等方法的数据处理困难以及后期数据的人工等操作,实验结果也验证了该方法的有效性。

无线体域网中基于时隙滑动窗口的概率路由协议

李彦,周艺,刘雨声,梁智

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 259-263. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.060

摘要 ( 208 )

PDF(292KB) ( 561 )

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无线体域网(Wireless Body Area Network,WBAN)不仅应用于医疗保健领域,而且在特殊人群监护、运动、娱乐以及军事等领域也有着巨大的应用价值,然而WBAN技术自身的特点将严重影响数据传输的可靠性,如何设计一个可靠的路由协议成为一个具有挑战性的工作。基于时隙滑动窗口提出了一种概率路由协议,提高了数据包传递的可靠性并减少了网络延迟。在VS2012上用C#语言对该路由算法进行实现,结果证明,在概率路由协议中加入时隙滑动窗口确实能够提高网络的可靠性。

一种Credit调度算法的改进算法

张颜

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 264-267. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.061

摘要 ( 347 )

PDF(601KB) ( 886 )

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通过分析Vmware ESX和Xen中的CPU调度算法,发现其调度算法都以分区队列模型为基础,因此提出建立共享队列的模型对Credit算法进行改进,然后运用排队论对模型进行理论分析和模拟实验。根据模拟实验结果对改进的调度算法进行性能评估。

基于优选准则的混合混沌序列的生成

董文华,郭淑霞

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 268-270. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.062

摘要 ( 219 )

PDF(416KB) ( 809 )

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针对传统的m序列、Gold序列可用作扩频码的数量有限这一问题,提出了用混沌序列代替传统的m序列、Gold序列的方法。针对单个低维混沌映射产生的混沌序列存在抗攻击能力差、密钥空间小、保密性不理想等缺点,依据优选结果将单个低维的改进型Logistic序列与Chebyshev序列组合产生了一种新的混合序列。仿真结果表明,新的混合混沌序列平衡性高、类随机、相关性好,且该混合混沌序列和m序列、Gold序列的抗AWGN干扰和抗单频干扰的能力相近。

增强型四叉树RFID防碰撞算法

单朴芳,郑嘉利,岳世彬,杨子薇

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 271-274. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.063

摘要 ( 245 )

PDF(534KB) ( 665 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

在四叉树及各类自适应防碰撞算法的基础上,提出一种增强型四叉树防碰撞算法——EFFT(Enhanced four-fork tree )。该算法首先利用曼彻斯特编码准确定位出标签的碰撞位,对K位长度标签提取出其碰撞位形成新的k位标签UID信息,再采取动态四叉树进行识别。在MATLAB平台对EFFT算法、后退式二进制算法、自适应算法进行仿真对比实验。仿真结果与理论分析表明,所提算法大幅度减少了阅读器查询次数和传输比特数,同时也提高了吞吐率及系统识别效率。

DTN中基于两跳ACK确认机制的备用副本转发算法

文冠祺,王忠,巩正正,张少磊,王静

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 275-277. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.064

摘要 ( 491 )

PDF(404KB) ( 567 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对容迟容断网络(Delay/Disruption Tolerant Networks,DTN)在遇到路由空洞问题时缺乏有效回避路由空洞区域的方法,导致信息端到端传输时延较大的问题,提出一种基于两跳ACK确认机制的备用副本转发算法。消息在空洞区域无法传播时由上一跳节点寻找其他符合条件的节点,另辟路径转发消息,从而避开路由空洞区域。仿真实验结果表明,该算法在递交率、平均时延和网络开销方面表现优于Spray and Wait等对比算法,在车载自组网中具有很强的应用性。

一种无线网络控制系统的时空实时任务调度算法

林强,吴国伟,万安民,于军帅

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 278-281. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.065

摘要 ( 224 )

PDF(327KB) ( 624 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

提出了一种无线网络控制系统的时间空间混合优先级调度算法(STS)。该算法综合考虑了无线网络控制系统中机器人之间与任务区域的距离和任务有效截止期,将时间和距离两个因素通过多个步骤逐步量化,最终形成最优的优先级队列,移动机器人根据优先级队列逐个解决区域的任务需求。为了验证STS算法的性能,做了大量的仿真实验来证明时间空间混合优先级算法的优势。实验结果表明,在确保高优先级调度成功并提高系统稳定性的前提下,时间空间混合优先级算法在任务请求吞吐率、任务解决成功率和平均响应时间等方面与之前的算法相比都具有更好的调度表现。

面向输电场景的分层混合通信系统研究

姚继明

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 282-285. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.066

摘要 ( 187 )

PDF(470KB) ( 661 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

基于输电线路状态监测的通信特点和应用需求,分析电力光载无线通信系统的局限性,提出光载无线和无线多跳相结合的分层混合组网架构。考虑到输电场景的链式组网特点,为保证通信网络的可靠性,并防止网络单点失效带来的网络中断问题,提出3种多跳链路维护方法,对输电场景的通信系统建设具有一定借鉴意义。

基于一种新的多重权重复杂网络模型的自适应同步研究

张莉,安新磊

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 286-289. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.067

摘要 ( 210 )

PDF(277KB) ( 638 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

在传统的单权复杂网络建模方法的基础上,建立一种新的多重权重复杂网络模型。根据不同性质的权重,通过网络拆分的思想,将多重权重复杂网络拆分为几个性质不同的子网络。进而研究具有多重权重复杂网络的全局自适应同步,给出网络自适应同步的一般条件。最后以Lorenz系统为例,验证该方法的有效性。

异构无线网络域内动态资源优化管理研究

张媛媛,王坚,肖创柏

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 290-295. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.068

摘要 ( 249 )

PDF(263KB) ( 600 )

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针对异构无线网络中域内资源管理优化方案进行了研究,提出了部分可观察马尔科夫调制泊松过程的业务模型对异构无线网络单一域内突发性事件——溢出呼叫进行了分析,提出了针对异构无线网络结构特点和实际业务需求的优化接纳控制模型。建立了最小化网络能耗的优化目标,综合考虑网络状态和拒绝呼叫产生的网络开销,构建了优化决策模型,获得的优化策略能平衡溢出呼叫引起的网络开销和业务服务质量需求之间的矛盾,进一步推导和验证了业务服务请求到达网络的到达率、呼叫连接时间和呼叫逗留时间之间的关系,采用部分可观察马尔科夫调制泊松过程进行性能分析,根据获得的性能参数进行接纳控制决策,验证了异构无线网络域内优化管理模型的合理性和适用性。与资源完全共享算法相比,所提模型降低了网络能耗,在优化策略适应网络状态变化的同时,保证了业务的服务质量需求。

稀疏机会网络中基于固定中继节点与消息相关性的缓存管理策略

马学彬,李爱丽,张晓娟,贾磊磊,肖静

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 296-300. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.069

摘要 ( 210 )

PDF(426KB) ( 520 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对稀疏机会网络中固定中继节点和移动节点间的相遇频率以及缓存资源的差异性问题,在多副本路由协议中,提出一种结合固定中继节点重要性和消息相关性的缓存管理策略。该策略通过交互固定节点和移动节点的接触信息和消息队列信息,减少固定中继节点缓存中冗余消息的数量,从而合理地利用固定中继节点的缓存资源。仿真结果表明,所提的缓存管理策略能够在保证消息传输成功率的基础上提高固定中继节点缓存空间的利用率。

一种卫星网络拓扑抗毁性评价方法的研究

魏德宾,秦玉帆,于冉

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 301-303. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.070

摘要 ( 275 )

PDF(664KB) ( 882 )

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从卫星网络高动态、周期性的特点出发,针对现有基于跳面节点法的网络拓扑结构的抗毁性评估方法对相似拓扑结构区分度不高的问题,提出新的抗毁性评估方法。该方法定义了新的修正因子,在理论上统一了基于跳面节点法及其改进方法的数学解析表达式,并且该方法适用于高动态卫星网络拓扑结构的抗毁性评估。仿真实验验证表明,该方法对不同拓扑结构的区分度更高,更具合理性。

2r-正则图连通圈网络的Hamilton分解

师海忠,常立婷,赵媛,张欣,王海锋

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 304-307. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.071

摘要 ( 460 )

PDF(202KB) ( 712 )

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互连网络是超级计算机的重要组成部分。互连网络通常模型化为一个图,图的顶点代表处理机,图的边代表通信链路。2010年师海忠提出互连网络的正则图连通圈网络模型,设计出了多种互连网络,也提出了一系列猜想。文中证明了2r -正则图连通圈网络可分解为边不交的一个Hamilton圈和一个完美对集的并,从而证明了当原图为2r-正则连通图时,这一系列猜想成立。

一种RFID标签天线的设计

田洪普,单志勇,张亚冰

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 308-310. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.072

摘要 ( 174 )

PDF(364KB) ( 1122 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

随着无线通信理论和关键技术的发展,RFID技术的应用越来越受到重视。简要介绍了RFID天线的应用背景和RFID标签的工作原理,指出了读写器的天线对RFID系统的重要性,着重分析了矩形贴片天线理论模型的辐射性能,提出了一款新型的RFID标签贴片天线,同时展望了RFID技术在未来广阔的应用前景。

云计算中基于拍卖的虚拟机动态供应和分配算法

刘钟涛,刘明利

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 311-315. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.073

摘要 ( 249 )

PDF(376KB) ( 558 )

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当前云计算供应商通过定价算法或类似拍卖的算法来分配他们的虚拟机(VM)实例。然而,这些算法大多要求虚拟机静态供应,无法准确预测用户需求,导致资源未得到充分利用。为此,提出了一种基于组合拍卖的虚拟机动态供应和分配算法,在做出虚拟机供应决策时考虑用户对虚拟机的需求。该算法将可用的计算资源看成是“流体”资源,且这些资源根据用户请求可分为不同数量、不同类型的虚拟机实例。然后可根据用户的估价决定分配策略,直到所有资源分配完毕。基于并行工作负载存档(Parallel Workload Archive)的真实工作负载数据进行了仿真实验,仿真结果表明所提方法可保证为云供应商带来更高收入,提高资源利用率。

一种基于本体KNN的分布式缓存数据交换策略

王立,王欣,马朝东

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 316-319. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.074

摘要 ( 188 )

PDF(395KB) ( 588 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

以国家开放大学教务管理系统为例,以减少数据资源获取的时间开销以及提高数据质量作为目标,提出了一种基于本体KNN的分布式缓存数据交换策略,用于解决分布式系统在不同节点之间进行数据交换时产生的性能优化问题。仿真实验结果表明,该策略具有较为出色的优化访问性能,可以实现数据交换过程的进一步优化,进而提升系统的整体性能,具有一定的实用价值。

基于仿射投影-非线性主分量分析的盲源分离

李雄杰,周东华

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 320-323. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.075

摘要 ( 302 )

PDF(355KB) ( 523 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

仿射投影算法(APA)重复利用数据,可提高算法的收敛速度。针对现有盲源分离收敛速度慢的问题,以盲源分离的非线性主分量分析(PCA)为基础,结合仿射投影算法,提出了盲源分离的非线性APA-PCA准则,并设计出盲源分离的APA-Kalman,APA-RLS,APA-LMS新算法。在这些新算法中,预白化后的观测向量数据被重复利用,向量式数据转变成矩阵式数据,从而加快了盲源分离的收敛速度。仿真结果表明,非线性APA-PCA准则是有效的。

基于动态分析的Android应用程序安全研究

宁卓,胡婷,孙知信

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 324-328. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.076

摘要 ( 182 )

PDF(172KB) ( 1815 )

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Android操作系统由于其功能强大、开发方便,短短几年就已经成为全球第一份额的智能手机操作系统,同时也成为了恶意攻击的首选目标。首先简单介绍Android恶意软件及其检测方法；然后对Android安全中比较准确的动态分析技术进行综述,详细介绍各种动态分析技术的工作原理、技术方案以及技术的性能水平和检测效果,分析并比较它们各自的优缺点；最后,提出几个值得深入研究的技术方向。

电力智能单元传输规约安全性分析模型研究

马媛媛,陈喆,汪晨,费稼轩,黄秀丽

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 329-337. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.077

摘要 ( 217 )

PDF(698KB) ( 904 )

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电力智能单元传输规约的安全性是保障智能电网中智能通信实现高速、可靠、安全的基础。为了构建适用于电力智能单元传输规约的安全性分析模型,概述了主流的协议安全性分析理论与方法。基于符号模型的形式化方法包括逻辑推理、模型检验、定理证明；基于计算模型的计算方法包括RO模型、BCP模型、CK模型以及UC模型；基于计算可靠性理论的方法包括映射方法、模型方法、形式化方法的计算可靠性以及计算方法的直接形式化。提出了面向智能电网领域的电力智能单元传输规约安全性分析模型,为进一步的电力智能化单元传输规约的安全性分析奠定了基础。

一种基于马尔科夫模型的网络安全风险实时分析方法

王笑,李千目,戚湧

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 338-341. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.078

摘要 ( 183 )

PDF(228KB) ( 1108 )

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针对网络风险实时分析的迫切需求,研究并设计了适用于实时风险概率预测的马尔科夫时变模型,提出了一种网络安全实时风险概率预测方法。该方法鲁棒性较强,能够反应波动数据变化规律,起到了进行实时风险分析的作用。用DRAPA2000数据集进行了仿真,结果表明该方法具有较高的实时性和准确性。

基于特征阈值的恶意代码快速分析方法

齐法制,孙智慧

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 342-345. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.079

摘要 ( 212 )

PDF(239KB) ( 796 )

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当前恶意代码具有种类多、危害大、复杂程度高、需要的应急响应速度快等特点,针对现有恶意代码分析方法难以适应现场快速分析处置与应用实践的需求的问题,研究了基于特征阈值的恶意代码分析方法,构建了恶意代码快速分析处置的具体环节,包括环境分析、文件细化、静态分析、动态分析,并通过构建的阈值判断来定位代码的功能和家族属性,并给出清除恶意代码的具体方法。实际应用结果证明,此方法对恶意代码安全特性相关的意图、功能、结构、行为等因素予以综合,实现在现场处置层面上对恶意代码安全性的分析研究,为当前网络安全恶意代码的现场快速响应和处置提供了重要支撑。

一种面向隐私保护的密文检索算法

陈超群,李志华

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 346-351. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.080

摘要 ( 464 )

PDF(454KB) ( 1444 )

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针对移动云计算环境下数据外包所带来的安全问题,为了保证数据的安全性和密文检索的效率,通过改进传统的密文检索结构,增加私有云索引服务器以实现索引文件与密文文件的存储分离,并在此基础上提出了一种面向隐私保护的密文检索算法。考虑到移动设备的弱计算能力,算法采用对称可搜索加密的方式以减少计算开销,并以Trie树作为索引结构以提高检索效率,同时支持对检索结果排序。理论分析与实验结果表明,该算法能够实现对用户的隐私保护,并具有较好的存储空间和检索时间的性能。

二维降密策略的内联引用监控方法

朱浩,陈建平,金丽

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 352-354. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.081

摘要 ( 201 )

PDF(128KB) ( 493 )

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降密策略的静态实施机制存在限制性过强的缺陷,基于虚拟机的动态监控机制不能完全适合Web和即时编译环境。为此,基于内联引用监控方法,实施了基于内容和地点维度的二维降密策略。提出了内联引用监控方法的程序变形规则,并证明了该方法的可靠性；根据该程序变形规则,将源程序进行变形重写,生成一个新的程序,它能脱离外部监控环境,实现自我监控。

基于身份加密的装备密钥分布式生成算法

王宏,李建华,崔琼

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 355-357. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.082

摘要 ( 269 )

PDF(218KB) ( 689 )

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为解决身份加密体制中单一密钥生成中心易遭受攻击的问题,借鉴网络中心战“去中心化”的思想,针对Lewko-Waters身份加密协议,提出了一种分布式密钥生成算法。在算法中,主密钥由密钥生成中心和密钥隐私中心共同掌握,用户密钥在密钥生成中心监管下由分布于网络中的各密钥隐私中心共同生成,有利于增强Lewko-Waters协议密钥管理体系的抗毁性、鲁棒性。最后,在标准模型中证明了该方案在选择明文攻击下的密文不可区分性,并进行了算法性能比较分析。

基于NGN的网络安全技术研究

刘伟,吴俊敏,朱小东

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 358-361. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.083

摘要 ( 224 )

PDF(392KB) ( 740 )

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随着IPv6的部署和5G标准化的推进,下一代网络已成为业界关注的热点。通过分析下一代网络(Next Generation Network,NGN)的4层体系结构以及其关键技术,结合我国的网络特点,提出目前仍有必要更进一步进入下一代网络；同时给出了下一带网络发展过程中的实践部署经验,提出其需要突破的地方,并结合现有的技术给出下一代网络在安全方面存在的问题及其解决方案。

结合OWA算子和模糊DEMATEL的风险评估方法

林晓华,贾文华

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 362-367. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.084

摘要 ( 414 )

PDF(343KB) ( 891 )

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针对传统故障模式与影响分析(FMEA)方法在实际应用中的不足,提出一种基于有序加权平均(OWA)算子和决策试行与评价实验法(DEMATEL)的风险排序方法。FMEA专家对故障模式的3个风险因子给出模糊评价信息,应用OWA算子对评估信息进行集结,得到各故障原因对故障模式的影响强度。采用模糊DEMATEL法构建FMEA系统要素间的初始直接影响矩阵,经过运算可得综合影响矩阵,并计算各故障原因的原因度,据此进行产品或系统的失效风险评估。运用该方法对地铁车门系统的基础部件进行安全性分析,并将所得结果与传统RPN方法的结果做对比,验证了该方法的可行性和有效性。

基于差分隐私保护的KDCK-medoids动态聚类算法

马银方,张琳

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 368-372. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.085

摘要 ( 248 )

PDF(256KB) ( 552 )

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K-medoids算法对初始中心点敏感,不能有效地对动态数据进行聚类,且需要对相关的隐私数据进行保护。针对这些问题,提出了基于差分隐私保护的KDCK-medoids动态聚类算法。该算法在采用差分隐私保护技术的基础上将KD-树优化选取出的k个聚类中心和增量数据相结合建立新的KD-树,然后采用近邻搜索策略将增量数据分配到与其相应的聚类簇中,从而完成最终的动态聚类。通过实验分别对小数据集和多维的大数据集的聚类准确率及运行时间进行了分析,同时也对采用差分隐私保护技术的KDCK-medoids算法在不同数据集上的有效性进行了评估。实验结果表明,基于差分隐私保护的KDCK-medoids动态聚类算法能够在实现隐私保护的同时快速高效地处理增量数据的动态聚类问题。

基于纠错码模糊提取器的SRAM-PUF设计方法

徐太忠,杨天池,程娟,邵奇峰

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 373-376. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.086

摘要 ( 704 )

PDF(286KB) ( 1671 )

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物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function,PUF)是新型的硬件安全技术,利用芯片的“物理指纹”特征实现密钥生成和身份认证等不同功能。提出了一种基于纠错码技术的模糊提取器,用于提高SRAM类PUF的鲁棒性。模糊提取器工作分为生成阶段和重构阶段,生成阶段利用BCH编码产生与PUF响应相关的辅助数据,重构过程利用辅助数据和BCH码的纠错功能重建PUF的稳定响应输出。模糊提取器在ATSAMV70J19处理器上进行实验,在不同的工作温度条件下, 其一致性指标可达到99.9%,验证了该方法的有效性。

基于压缩感知的图像盲水印算法

温健阳,宫宁生,陈岩

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 377-382. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.087

摘要 ( 405 )

PDF(877KB) ( 581 )

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针对现代数字水印的设计要求,结合压缩感知理论,提出一种图像盲水印算法。该算法利用自然载体图像在小波域中稀疏的特性,将加密后的水印嵌入载体图像离散小波变换系数中。提取水印时, 无需原始载体图像或其他先验知识,根据向量空间、矩阵方程的一些性质,以及压缩感知的重构算法,只需一个密钥(随机数种子)即可从嵌有水印的载体图像中精确提取水印并重构原始载体图像。实验证明,该水印算法具有良好的特性,能够满足实际应用的要求。

结构光视觉三维点云逐层三角网格化算法

秦绪佳,陈楼衡,谭小俊,郑红波,张美玉

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 383-387. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.088

摘要 ( 227 )

PDF(1489KB) ( 1430 )

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针对结构光视觉恢复的大规模三维点云的可投影特点,提出一种基于投影网格的底边驱动逐层网格化曲面重建算法。该算法首先将点云投影到一个二维平面上；然后基于点云投影区域建立规则投影网格,并将投影点映射到规则二维投影网格上,建立二维网格点与三维点云间的映射关系；接着对投影网格进行底边驱动的逐层网格化,建立二维三角网格；最后根据二维投影点与三维点的对应关系及二维三角网格拓扑关系获得最终的三维网格曲面。实验结果表明,算法曲面重建速度快,可较好地保持曲面细节特征。

基于RAN-RBF神经网络的网络安全态势预测模型

甘文道,周城,宋波

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 388-392. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.089

摘要 ( 575 )

PDF(386KB) ( 811 )

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为了更准确地获悉网络安全态势的发展情况,提出了一种基于资源分配网络径向基函数(Resource Allocating Network Radical Basis Function,RAN-RBF)神经网络的网络安全态势预测(Network Security Situation Prediction,NSSP)模型。该模型采用资源分配网络算法对网络安全态势样本进行聚类,得到神经网络的隐含层节点数,引入剪枝策略删除对网络贡献不大的节点,用改进的粒子群算法(Modified Particle Swarm Optimization,MPSO)对神经网络的中心、宽度、权值进行优化,对未来网络安全态势进行预测。利用校园网网络管理部门提供的数据进行的仿真实验表明,相对于K-均值RBF神经网络预测模型,该模型可以得到更合适的RBF神经网络结构和控制参数,提高了预测精度,更加直观地反映了网络安全态势的总体情况,为网络安全管理员提供了态势图。

两层无线传感网中节能的安全范围查询方法

刘怀进,陈永红,田晖,王田,蔡奕侨

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 393-397. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.090

摘要 ( 204 )

PDF(270KB) ( 505 )

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在两层无线传感器网络中,存储节点作为一个中间节点介于传感器节点和Sink之间,既负责收集传感器节点的数据,又负责Sink的查询,因此更容易被攻击者攻击。一个被妥协的存储节点不仅可能泄漏传感器节点的数据,还有可能向Sink返回不完整的或虚假的查询结果。为了减少查询能耗开销并解决存储数据隐私保护问题,提出了一种节能的安全范围查询方法PIRQ。该方法将数据查询和上传过程进行分离,并采用R-D判别方法将原来感知数据与查询范围区间上下界的大小比较过程转换成感知数据与查询范围中间值的距离和查询区间半径的大小比较过程,减少了能量开销。利用0-1编码和Hash消息认证机制对数据进行隐私保护,采用加密数据链技术对数据进行完整性检测。理论分析和实验表明,该方法在实现数据的隐私和完整性保护的同时具有很好的节能性。

面向Android应用的细粒度位置隐私保护系统

彭瑞卿,王丽娜

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 398-402. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.091

摘要 ( 380 )

PDF(482KB) ( 580 )

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位置隐私保护是移动定位服务中的关键安全问题,粗粒度的访问控制机制通过绝对的授权策略抑制了位置信息的暴露,但是忽略了用户的服务质量。提出一种针对本地位置信息的时空模糊算法,实现了细粒度的位置隐私保护系统,在保障用户服务质量的前提下实现位置信息的模糊,从而达到隐私保护的目的。首先设计了一种针对应用程序位置服务请求的位置信息拦截技术,截获精确位置信息,并使用位置模糊算法进行模糊处理；将模糊后的安全位置信息返回给Apps,从而实现位置隐私保护。实验结果证明了该方法的有效性。

基于DNA编码与正弦混沌映射的气象图加密技术研究

布海力切木·阿吾冬,李国东

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 403-406. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.092

摘要 ( 352 )

PDF(933KB) ( 571 )

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气象图片在传输过程中可能被偷、截取,导致数据外流影响国家的气象数据安全,因此传输之前加密,接收后再解密使用是安全可靠的。加密方法是首先把气象图的R,G,B 3层分开,降低图层间的相关性,再将DNA编码与正弦混沌映射相结合,对气象图各层分别进行加密。由于此方法具备并行计算的优势,大大提高了计算机的加解密速度。该算法密钥空间大、对初始值敏感、抗攻击性强、加密方法可逆,能够安全、高效地抵抗一系列攻击方法,从而保证了气象图像的安全传输使用,解决了大数据时代的传统加密和解密技术在操作图像时的困难。该方法完全可以应用于灰度或其他普通彩色图像的加密工作。但是由于气象图的拍摄量大、单位时间内需要加密的图像多,即需要在安全的基础上高速加密,因此该方法是如气象等收集大量图片资料的领域的首选,并且在军事、医学等图像保密通信领域也具有巨大的应用潜力。

基于DNS重定向技术的网络安全审计系统

殷俊,王海燕,潘显萌

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 407-410. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.093

摘要 ( 180 )

PDF(348KB) ( 1215 )

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网络安全审计是网络管理的重要任务,是保障网络安全、稳定运行的重要方法。针对网络安全审计系统部署复杂、成本较高的问题,提出一种利用DNS重定向技术进行网络安全审计的方法。通过修改网关DNS配置,重定向网络数据流,在不改变网络结构和客户端配置的情况下,即可对网络数据进行行为审计。实验结果表明,该种审计方案安装简便、成本较低,有助于小型网络管理者增强安全防范能力及提高网络管理水平。

基于一个新的五维离散混沌的快速图像加密算法

朱淑芹,李俊青,葛广英

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 411-416. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.094

摘要 ( 225 )

PDF(1157KB) ( 723 )

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结合Logistic映射和三维离散Lorenz映射,构造了一个新的五维离散混沌映射。基于该映射,提出了一个只有两轮扩散操作的图像加密算法,在第一轮扩散操作中的密钥流与明文相关,在第二轮扩散操作中的密钥流与第一轮的密文相关,这导致算法中的最终加密密钥与明文相关且密文与明文、密钥之间的关系复杂化。实验结果和安全性分析表明,该算法具有密钥空间大、密文图像统计特性良好、密文对明文和密钥非常敏感、抵抗选择明(密)文的攻击、加密速度快的优点。所提算法在图像保密通信和存储应用中将具有良好的应用前景。

一种云端信息安全字形的生成模型

张莉,栗青生,刘泉

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 417-421. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.095

摘要 ( 223 )

PDF(502KB) ( 555 )

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提出了一种云端信息安全字形的生成模型。该模型将汉字的字形抽象为汉字结构模式和汉字的风格模式,然后通过定义有效的汉字结构输出和汉字笔画生成方案,动态地生成了可用于信息安全保护的信息安全字形。该模型实现了汉字字形的Web存储和在客户端的特征字形的输出的监控,克服了现代汉字由于整字编码而导致的汉字信息在云端安全服务方面的不足,为汉字信息的云端存储和云端数据安全服务保护提供了一种有效的策略和方法；同时,也为设计更深层次的云端汉字信息服务系统奠定了基础。

基于价值共创的在线负面口碑处理专家推荐框架研究

蔡淑琴,秦志勇

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 422-427. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.096

摘要 ( 149 )

PDF(367KB) ( 580 )

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大数据环境中在线负面口碑数量大、传播快等特点使企业在“企业-用户”两方参与的处理模式中面临资源短缺、直接参与受阻等问题。基于价值共创思想,通过利用用户创造内容,先从包含互动和资源整合两阶段的整体视角构建负面口碑处理的价值共创模型,然后从投入资源和价值收益过程出发,建立单主体视角的价值共创模型,最后设计了实现价值共创过程的专家推荐框架。

基于用户共现矩阵乘子的分布式协同过滤推荐

何明,吴小飞,常盟盟,任万鹏

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 428-435. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.097

摘要 ( 404 )

PDF(955KB) ( 1119 )

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随着大数据时代的到来,应用数据量剧增,个性化推荐技术日趋重要。传统的推荐技术直接应用于大数据环境时会面临推荐精度低、推荐时延长以及网络开销大等问题,导致推荐性能急剧下降。针对上述问题,提出用户共现矩阵乘子推荐策略,将用户相似度矩阵与项目评分矩阵相乘得到用户对项目的预测评分矩阵,从而生成对每个用户的候选推荐项目集；在此基础上,根据分布式处理架构的特点对传统协同过滤算法进行并行化扩展,设计了基于用户的分布式协同过滤算法；最后通过重定义序列组合的MapReduce模式将多个子任务串联起来,自动地完成顺序化的执行。实验结果表明,该算法在分布式计算环境下具有良好的推荐精度和推荐效率。

基于联系数的位置不确定性数据UCNK-Means聚类算法

王骏,黄德才

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 436-442. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.098

摘要 ( 258 )

PDF(360KB) ( 459 )

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摘要位置不确定性数据的聚类是一个新的不确定性数据聚类问题。其聚类方法主要包括获取对象的概率密度函数,通过积分计算对象间的期望距离来进行聚类分析和以区间数表示对象,通过区间数的系列运算来进行聚类分析这两大类。前者存在概率密度函数获取困难、计算复杂、实用性不强的缺陷；后者在区间数转化为实数过程中,忽略了区间数变化范围对聚类效果的影响,其聚类质量不佳。鉴于此,提出一种基于联系数的不确定对象聚类新算法UCNK-Means。该算法用联系数巧妙地表示不确定性对象,并专门定义了对象间的联系距离,运用联系数态势值比较联系距离大小,克服了现有算法的不足。仿真实验表明,UCNK-Means具有聚类精度高、计算复杂度低、实用性强的特点。

一种结合上下文语义的短文本聚类算法

张群,王红军,王伦文

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 443-446. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.099

摘要 ( 288 )

PDF(339KB) ( 802 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

短文本因具有特征信息不足且高维稀疏等特点,使得传统文本聚类算法应用于短文本聚类任务时性能有限。针对上述情况,提出一种结合上下文语义的短文本聚类算法。首先借鉴社会网络分析领域的中心性和权威性思想设计了一种结合上下文语义的特征词权重计算方法,在此基础上构建词条-文本矩阵；然后对该矩阵进行奇异值分解,进一步将原始特征词空间映射到低维的潜在语义空间；最后通过改进的K-means聚类算法在低维潜在语义空间完成短文本聚类。实验结果表明,与传统的基于词频及逆向文档频权重的文本聚类算法相比,该算法能有效改善短文本特征不足及高维稀疏性,提高了短文的本聚类效果。

一种数据挖掘中的W-PAM限制聚类算法

张松,张琳

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 447-450. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.100

摘要 ( 236 )

PDF(237KB) ( 616 )

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在数据挖掘中由于每个数据对象对于知识发现的作用是不同的,为了区分这些相异之处,给每个对象赋予一定量的值,因此在PAM聚类算法的基础上提出一种W-PAM(Weight Partitioning Around Medoids)聚类算法,它为簇中数据对象加入权重来提高算法的准确率,此外利用数据对象间的关联限制能够提高聚类算法的效果。探讨了一种W-PAM算法与关联限制相结合的限制聚类算法,该算法同时拥有W-PAM算法和关联限制的优点。实验结果证明,W-PAM的限制聚类算法可以更有效地利用所给的关联限制来改善聚类效果,提高算法的准确率。

时间加权的混合推荐算法

邹凌君,陈崚,李娟

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 451-454. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.101

摘要 ( 179 )

PDF(225KB) ( 1268 )

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提出了一种基于时间加权的混合推荐方法。该方法分为离线和在线两个阶段,离线阶段根据目标用户对物品的评价等信息得到与目标用户有相似兴趣的邻居,并构建物品描述模型；在线阶段根据目标用户和邻居用户的评价行为构建用户描述模型。由于用户兴趣会随外部因素而产生概念漂移,因此在算法中引入衰减系数以提高推荐质量。在滑动窗口模型下,每隔一定时间间隔,更新用户模型和相似群组,产生个性化的推荐。实验结果表明,该算法能实时反映用户兴趣,提高推荐系统的准确率,有较高的用户满意度。

基于核函数技术的时尚服装需求预测方法

孟志青,马珂,郑英

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 455-460. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.102

摘要 ( 331 )

PDF(529KB) ( 705 )

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短生命周期的服装需求预测问题一直是服装品牌公司无法解决的问题,运用了非线性机器学习的核函数技术,提出了一个适合短生命周期时尚类服装的预测方法。结合服装公司的产品特征和服装数据仓库应用研究,建立了一种基于核函数技术的服装需求预测模型,提出了一个计算算法,通过实际数据进行了分析验证,结果表明所提出的方法对于时尚服装需求预测具有较高的动态预测精度,适合服装公司进行动态补货,对于品牌公司控制库存具有重要的实际意义。

基于数据包络和数据挖掘的财务危机预测模型研究

赵智繁,曹倩

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 461-465. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.103

摘要 ( 145 )

PDF(194KB) ( 633 )

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以往的企业财务危机预测研究只能预测企业是否具有财务危机,无法预测企业财务危机的程度,这是由于在界定企业财务危机时,只依据了企业是否为ST企业的分类方式。鉴于此,通过数据包络分析法,近一步细化了企业财务危机的分类,再使用关联规则算法筛选出重要的预测变量,最后使用决策树技术构建企业财务危机预测模型,并对分类的有效性和预测的准确率进行了验证。实证结果表明,基于数据包络和数据挖掘的财务危机预测模型既能保持较高的准确率,又能预测企业财务危机的程度,使得预测结果更具有参考价值。

基于约束网络的因果关联规则挖掘研究

崔阳,刘长红

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 466-468. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.104

摘要 ( 320 )

PDF(153KB) ( 1017 )

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因果关联规则是知识库中一类特殊且重要的知识类型,相对一般关联规则,其优势在于能够揭示深层知识。首先对因果关系的特征和因果关联规则的挖掘方法进行了简介。针对在挖掘初始阶段如何限定可能导致结果的原因变量集合这一问题,运用了约束网络原理来构建一个实际系统变量间的因果关系结构。通过该因果关系结构可以比较容易地导出原因变量集合及各变量的类型,从而降低挖掘的复杂性,为提高挖掘结果的准确性提供有利条件。约束网络的引入优化了因果关联规则的挖掘过程,使之趋于更完备。

一种基于特征加权语言模型的微博分类新方法

崔为娜

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 469-471. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.105

摘要 ( 166 )

PDF(143KB) ( 471 )

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微博作为社交媒体的后起之秀,已经得到快速的发展。微博快速的发展在带给人们便利的同时,也使人们置身于信息的海洋。针对微博中日益呈现出的信息过载问题,微博分类已经成为一个重要的研究课题。针对微博分类,提出一种基于特征加权语言模型的微博分类新方法。在新浪微博上抽取的真实标注数据集上进行的对比实验结果表明,所提方法是一个有效的微博分类方法。

大数据时代的思维特点研究

洪菁

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 472-473. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.106

摘要 ( 216 )

PDF(109KB) ( 577 )

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近年来,“大数据”已经成为科技界和企业界关注的热点,所谓big data(大数据),是指靠专有平台实现价值提炼以帮助使用者决策分析的海量数据集产品。目前,拥有数据的规模大小和运用数据的能力将成为一个国家综合国力的重要组成,一个国家对数据的占有、控制将成为国家间和企业间新的争夺焦点。重点研究分析了大数据的5个特性,指出了企业的经济效益是推动大数据发展的主要动力,当前的大数据处理技术使人们从事的工作变得更加智能。通过对大数据时代的思维特点及思维方式进行研究,可以得出大数据时代最大的转变就是研究方式将进入数据密集型科学的范围中进行。

有限状态机模型测试序列生成算法研究

李元平,李华,赵俊岚

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 474-481. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.107

摘要 ( 238 )

PDF(582KB) ( 1260 )

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在测试工程学中,应用测试生成树构建测试序列是相关测试方法的基础步骤,在传统测试生成树的基础上加入约束集的概念,使产生的测试生成树符合生产实际。同时在面向状态识别的测试方法中,考虑约束集对所生成状态区分序列的影响,基于带约束的测试生成树产生相应的特征集、状态识别集和UIO序列,提出或者改进了相应的算法。同时将测试方法扩展到了NFSM的情形下,提出了NFSM模型中前缀序列的生成算法和状态识别集的构建算法；结合状态识别矩阵与有限状态机同步乘积,提出在NFSM模型中的适应性测试方法,扩展了FSM应用于测试理论的完备性。建立了相应的测试方法工具集,实现了上述算法,验证了其可行性。最后给出了下一步的工作。

一种不确定RFID数据流清洗策略

刘云恒,刘耀宗,张宏

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 482-485. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.108

摘要 ( 192 )

PDF(206KB) ( 672 )

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原始RFID数据流含有大量噪声且具有不确定性,必须在使用之前对其进行数据清洗,而清洗策略是清洗质量的保证。提出一种适合不确定RFID数据流的清洗策略。该清洗策略引入了最大熵原理,对待清洗的RFID元组的特征属性进行权重选择,并根据清洗节点的时间消耗以及误差进行清洗成本分析,决策出最佳的清洗方法。仿真实验结果表明,该清洗策略提高了不确定RFID数据流的清洗效率与精度。

基于拟似然估计方法的软件失效预测模型

张晓风,张德平

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 486-489. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.109

摘要 ( 223 )

PDF(384KB) ( 523 )

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软件缺陷预测是软件可靠性研究的一个重要方向。由于影响软件失效的因素有很多,相互之间关联关系复杂,在分析建模中常用联合分布函数来描述,而实际应用中难以确定,直接影响软件失效预测。基于拟似然估计提出一种软件失效预测方法,通过主成分分析筛选影响软件失效的主要影响因素,建立多因素软件失效预测模型,利用这些影响因素的数字特征(均值函数和方差函数)以及采用拟似然估计方法估计出模型参数,进而对软件失效进行预测分析。基于两个真实数据集Eclipse JDT和Eclipse PDE,与经典Logistic回归和Probit回归预测模型进行实验对比分析,结果表明采用拟似然估计对软件缺陷预测具有可行性,且预测精度均优于这两种经典回归预测模型。

基于文法简化和语句深度的静态结构模型嵌入式软件分析

李祯祥,刘崇伟,杨广益,刘金硕

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 490-494. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.110

摘要 ( 284 )

PDF(243KB) ( 527 )

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提出了一种基于文法简化和配合语句深度的静态结构模型的嵌入式软件分析方法。该方法设计了文法简化的词法分析和配合语句深度的语法分析,结合控制流/数据流分析,对嵌入式软件进行分析。以智能电能表开源软件作为案例,进行了30次实验,将人为插入的错误代码作为验证对象,同PC-Lint和Splint测试工具进行对比,本方法能够正确分析的概率为91%,介于PC-Lint的95%和Splint的90%之间。该方法在解决了编译器对嵌入式平台不兼容问题以及保障正确率的情况下,提高了测试的效率。实验结果证明本方法适用于通过编译的C(含嵌入式)程序。

一种基于重复数据删除的镜像文件存储方法研究

李锋,陆婷婷,郭建华

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 495-498. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.111

摘要 ( 201 )

PDF(317KB) ( 815 )

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在云计算环境中,基础设施即服务的日益发展导致虚拟机和虚拟机镜像的急剧增加,例如,Amazon Elastic Compute Cloud(EC2)有6521个公共虚拟机镜像文件,这给云环境的管理带来了极大的挑战,特别是大量镜像文件带来的重复数据的空间存储问题。为解决这一问题,提出一种基于固定分块的镜像文件重复数据删除的存储方案。当存储一个镜像文件时,先计算该镜像文件的指纹,并与指纹库的指纹比较,若存在则用指针替代,否则采用固定分块对镜像文件分割存储。为此,可以设计镜像文件元数据格式和镜像文件MD5索引表来解决上述问题。实验结果表明,内容相同的镜像文件只是元数据的开销并实现秒传,而相同版本、相同系统、不同软件的镜像组的重删率约达到58%。因此,本方案是非常有效的。

基于多维属性的构件化软件演化相似性度量方法研究

钟林辉,李俊杰,夏鲸,薛良波

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 499-505. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.112

摘要 ( 209 )

PDF(716KB) ( 589 )

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对不同软件进行演化相似性度量和比较能帮助软件维护人员理解软件演化及预测其演化趋势。然而,传统的研究大多度量单一软件演化属性的变化,虽然有些也涉及到多维演化属性,但并没有与软件的演化相似性相联系；同时亦缺乏在较高抽象层次度量软件演化相似性的有效途径。为此,以构件为基本单位,提出了一种基于多维演化属性的构件化软件演化相似性度量模型。即通过在原子构件层和系统(复合构件)层定义演化属性,进而度量原子构件之间以及系统(复合构件)之间的演化相似性。初步的实验表明,在原型工具的支持下该方法能辅助软件维护人员进行软件演化相似性的判断。

基于软件加权网络的软件结构复杂性度量

田鹤,赵海

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 506-508. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.113

摘要 ( 193 )

PDF(136KB) ( 676 )

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软件结构复杂性问题一直备受关注。随着软件规模的不断增大,传统的度量方法已很难适应软件的发展。为了有效地度量软件结构复杂性,以复杂网络理论为基础,分析软件加权网络的强度和紧密度特征参数之间的关系,并统计软件样本集的总体特征量。首先选取特征值较大的软件,研究其对应的软件加权网络中强度和紧密度数值较大的节点。然后对比分析排序差别较大的节点的属性和功能。最后评价两种软件结构复杂性度量方法,得出用强度可以度量软件局部结构的复杂性,紧密度能够度量软件整体结构的复杂性。

基于配置变迁的业务流程模型优化分析方法

刘红,刘祥伟,王丽丽

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 509-512. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.114

摘要 ( 174 )

PDF(236KB) ( 464 )

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为了灵活适应市场需求,业务流程模型的优化分析显得越来越重要。已有的方法大部分基于静态定位变化区域,进而对该区域进行优化,具有一定的局限性。基于Petri网的方法和行为轮廓的思想从行为角度来动态分析业务流程中的变化部分,利用日志与模型的匹配关系以及动态定位来确定模型中的变化域,考虑接口部分,利用适合度和行为适当性,通过配置变迁优化模型,然后利用行为轮廓一致性度判定最优模型,最后用实例验证该方法的可行性。

基于群集智能的软件开发过程改进

张亚琦,张英朝,李炳

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 513-516. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.115

摘要 ( 193 )

PDF(260KB) ( 832 )

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复杂软件系统正在成为一种泛在的新型软件形态,在社会、经济、军事活动中占据越来越重要的地位。然而应用传统的软件工程方法进行复杂软件系统开发十分困难。首先分析了复杂软件系统开发过程的特征,发现了其中蕴含的生物智能和“共进化”机制；进而提出一种基于群集智能的复杂软件系统演化模型；最后,基于该模型给出了复杂软件系统开发过程改进的方法建议。

多项式数据通路的优化方法

李东海,朱晓晨,范中磊,杨小军

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 517-519. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.116

摘要 ( 278 )

PDF(193KB) ( 515 )

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为了实现多项式数据通路的高层次综合,采用有序的、简化的和正则的带权值广义表模型表达该多项式。提出了基于带权值广义表的优化方法,该方法以自顶向下的方式遍历带权值广义表中的节点,迭代地识别其相应的加法割和乘法割,进而形成一个可允许割序列；根据可允许割序列产生相应可调度的数据流图。实验结果表明,采用该方法得到的数据流图与已有方法得到的相比,在延迟上具有一定的优势。

基于二维码的内外网物理隔离环境下的数据交换

韩林,张春海,徐建良

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 520-522. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.117

摘要 ( 487 )

PDF(289KB) ( 1019 )

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针对保密性较高的工作数据或者其他原因导致的内外网物理隔离环境下数据交换困难的问题,通过对二维码生成和解析过程的研究,并且利用二维码可以携带数据、成本低和可随载体移动的特性,提出了使用二维码来解决一些特殊情况下的数据交换问题。由于单个二维码可携带数据有限,提出利用Protocol Buffer格式和LZMA压缩算法来简化和压缩需要通过二维码传输的数据,对于大型数据则采取多个二维码的组合方式传输。另外还简述了基于二维码的数据交换的应用前景。

并发系统中基于优先级的调度分析

朱振宇,张仕,蒋建民,吴亚洲,杨启帆

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 523-528. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.118

摘要 ( 287 )

PDF(629KB) ( 517 )

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当前复杂的并发系统多采用模块化、逐步求精和信息隐藏等非形式化的原则来指导系统的开发,而这些指导原则抽象且无法保证分解系统的正确性。为此,对基于优先级控制的系统分解方法展开研究,提出一种系统分解的方法,并在理论上证明该分解方法的正确性。首先采用基于事件的行为模型对系统进行建模；接着定义调度、调度策略和调度策略正确性的概念；然后研究调度策略的分解方法,并证明了调度策略分解方法的正确性；最后根据该方法,开发出一种支持依赖模型建模和调度策略分解的原型工具,通过实例的演示,说明了使用该方法可以把系统分解成若干个子系统,从而设计出正确和有效的调度策略,以达到正确分解系统的目的。

一种基于代价的XML查询优化操作模型

黄寿孟

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 529-531. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.119

摘要 ( 174 )

PDF(117KB) ( 462 )

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随着XML数据库技术研究的深入,关于XML查询优化的研究日益增多,但至今其仍是XML数据库的薄弱环节。从传统的查询估算模型中找出原子操作,在物理优化时通过分析估算操作,采用基于统计学习的方法找出操作代价和这些影响因素之间的函数关系,从而建立起基于代价的操作模型。

基于抗辐照龙芯的星载计算机容错启动研究

黄超,陈勇,林宝军

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 532-535. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.120

摘要 ( 372 )

PDF(321KB) ( 1088 )

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将硬件冗余、检错纠错和刷新技术相结合,设计了一种以龙芯1E处理器为核心且使用FLASH存储引导程序的新型容错星载计算机结构。在对存储器进行冗余备份的基础上,采用硬件EDAC和刷新技术提高了存储器数据的可靠性。基于这种新型硬件结构设计,分析了星载计算机的可靠性,并提出了一种星载计算机高可靠容错启动方案。该方案通过利用硬件冗余资源和软件备份屏蔽了存在故障的存储芯片及出错软件,从而引导星载计算机正常启动。实验结果表明,该方案有效地屏蔽了常见的星载计算机启动故障,提高了星载计算机的可靠性。

基于航电系统架构模型的安全性分析工具的设计与实现

徐文华,张育平

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 536-541. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.121

摘要 ( 326 )

PDF(1156KB) ( 1718 )

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航电系统作为安全关键系统,必须对其进行共模分析和区域安全性分析,以满足系统的隔离性需求。随着航电系统综合化程度的提高,传统的共模分析和区域安全性分析方法主要依赖于分析人员对系统的理解程度,无法确保隔离性需求的完整性。同时由于安全性分析人员与系统设计人员对系统的理解不同而导致系统需求难以追溯,尤其在设计方案频繁变更的情况下,会出现安全性分析结果不准确、不一致的情况。针对上述问题,设计并实现了一种基于航电系统架构模型的安全性分析工具,通过采用物理架构中数据信号路径追溯的方法自动完成故障树建模,并基于此故障树完成共模分析和区域安全性分析,得出共模检查单和区域隔离性需求。以某飞机驾驶舱显示系统为案例的实验结果表明,该工具能对SysML语言描述的航电系统架构模型进行故障树自动建模,并能对需要隔离的系统组件进行标记,确保了共模分析和区域安全性分析结果的完整性。

一种基于μC/OS-II的高可靠实时系统内核设计

朱怡安,林鹤

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 542-546. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.122

摘要 ( 447 )

PDF(578KB) ( 592 )

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基于μC/OS-II,设计并实现了一个高可靠的分区嵌入式操作系统内核。为了保证高关键级别分区的执行时间,提高系统可靠性,提出了一种新的周期执行时间可变的分区调度算法,其能在保障高安全关键级别分区优先执行的同时提供较高的资源利用率和任务可调度性。采用了一种基于位运算的访问控制算法,其可保证系统的信息安全,提高系统的可靠性。最后,通过算法分析和实验结果验证了所提算法的有效性和实时性以及系统的可靠性。

基于遗传算法的BP 神经网络在城市用水量预测中的应

严旭,李思源,张征

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 547-550. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.123

摘要 ( 437 )

PDF(269KB) ( 1535 )

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城市用水量的准确预测对供水系统的调度、改进具有重要意义。为解决传统BP神经网络预测模型易陷入局部极小、调整权值和参数需要不断尝试等问题,选用基于生物进化理论的遗传算法(Genetic Algorithms,GA)对其优化,提出了以GA优化BP网络的算法(GA-BP)。同时,针对以往BP神经网络预测模型因输入变量选取不当导致的误差精度过低的缺点,通过分析城市时用水量变化规律,得到合适的输入变量。最后,建立预测模型并使用历史数据进行训练和仿真。将预测模型应用于深圳市某供水公司,结果表明,该网络模型在城市时用水量预测中具有可靠性和适用性。

基于Anti-windup PID的四旋翼飞行器姿态控制研究

赵玉颖,姜香菊,曾幼涵

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 551-553. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.124

摘要 ( 405 )

PDF(582KB) ( 1090 )

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针对四旋翼飞行器姿态控制问题,设计一种Anti-windup PID姿态控制器。结合四旋翼飞行器简化的数学模型,在飞行器在垂直速率、俯仰速率、翻滚速率、偏航速率4个独立通道上分别设计了PID控制器和Anti-windup PID控制器。在MATLAB/SIMULINK环境下,对控制四旋翼飞行器姿态的两种算法进行仿真分析。仿真结果表明,Anti-windup PID控制方法在性能上明显优于PID,对飞行器有良好的控制效果。用Anti-windup PID算法搭建的四旋翼飞行器的物理实验平台更好地验证了该算法的有效性。

基于ARIMA神经网络的工业生产指数仿真研究

李孟刚,周长生,连莲,李文锐

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 554-556. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.125

摘要 ( 308 )

PDF(371KB) ( 566 )

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工业生产指数是衡量某个时期工业经济景气状况和发展趋势的重要指标,也是研究宏观经济预警的首选指标。将ARIMA理论与神经网络理论相结合,构建了ARIMA神经网络模型,采用1997－2015年月度工业生产指数的时间序列数据,开展了工业生产指数的仿真研究。首先对工业生产指数进行季节调整,剔除了工业生产指数时间序列中的季节因素影响；其次通过ARIMA神经网络模型对1997－2015年月度工业生产指数进行仿真,结果表明模型仿真训练效果较好；最后运用ARIMA神经网络模型对2016年1－6月工业生产指数进行模拟仿真,得出了2016年1－6月工业生产指数模拟仿真值。

基于随机森林模型的电信运营商外呼推荐系统

朱奕健,张正卿,黄一清,白瑞瑞,严建峰

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 557-563. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.126

摘要 ( 257 )

PDF(364KB) ( 1375 )

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在电信运营商领域,外呼推荐是一种重要的推荐产品和服务的途径。实现了一种基于运营商大数据的自动外呼推荐系统,该系统能够挖掘用户的行为特征并且使用机器学习的方法预测用户对于被推荐产品的接受可能性。传统推荐系统使用的模型算法为矩阵分解、大规模稀疏特征分类、神经网络等。采用随机森林算法的主要原因是随机森林具有并行化程度高、训练速度快、生成的决策树可解释等诸多优点,适合于基于电信业数据的推荐系统。该外呼推荐系统基于Hadoop、Impala和Spark等大数据处理平台及工具,使用随机森林分类器作为核心算法,将用户最近的行为特征回归为接受外呼推荐产品的可能性。在线测试表明使用该系统与当前部署的人工随机外呼相比,能够提升约41%的用户接受率；同时,根据模型算法输出特征的重要性,进一步给出了两类用户的特征分析。

基于规则库的变压器故障监测专家系统

李锋,夏立

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 564-567. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.127

摘要 ( 239 )

PDF(134KB) ( 644 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对变压器在线监测中缺乏状态方程的问题,设计了一种基于规则库的变压器故障实时监测的专家系统。首先以规则形式对专家知识进行编码。其次为了提高系统运行速度,方便规则的存储和管理,采用转化方案对规则进行了规范化处理,将规则以统一的形式存储在知识库中。最后提出了一种自动消除冗余规则的算法,得到所需的最小规则库。实验表明,该设计很好地模拟了人类专家对变压器故障的推理过程。

基于Kinect手势识别的应用与研究

于泽升,崔文华,史添玮

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 568-571. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.128

摘要 ( 329 )

PDF(745KB) ( 1002 )

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为解决当前智能家居系统操作繁琐的问题,同时为获得更简单的控制方式,并增加用户的体验感受,研究了基于Kinect骨骼信息的手势识别技术,并将其融入至智能家居的人机交互系统中。在该系统中,用户可以自定义手势动作或语音实现家居设备的智能控制。使用了一种基于加权动态时间规整的模板匹配手势识别算法。通过Kinect的深度摄像头获取手势深度图像和骨骼图像数据,并采用加权动态时间规整算法进行识别。实验表明使用该算法实现手势识别是可行且有效的,且其最佳识别位置是在Kinect的正前方2～2.5m处,识别准确率达到96%左右。

高校网上跳蚤市场Android客户端设计与实现

田柏玉,庄海涛,钱旭

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 572-574. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.129

摘要 ( 540 )

PDF(858KB) ( 956 )

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针对传统的实体跳蚤市场不能满足高校学生实时、高效地进行二手交易的需求的问题,在Android平台下,设计并开发了校园二手交易应用软件“高校网上跳蚤市场”。该软件同时考虑了交易的可靠性、消息发布与查找的实时性以及查找物品的高效性,采用了大学生学号信息实名注册及物品分类发布与查找的机制。同时,软件中的数据渲染采用了异步加载的方式,而且通过定义接口和抽象类来管理服务器与客户端之间的通讯。实际应用情况表明,与实体跳蚤市场和现有的网上跳蚤市场相比,该软件不仅使高校学生的二手物品交易更便捷,而且解决了网上二手交易的可信度及安全问题。

KingCloud:智能对象归档系统

缪嘉嘉,付印金,毛捍东

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 575-577. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.130

摘要 ( 234 )

PDF(0KB) ( 289 )

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随着信息化进程的不断推进,生产系统积累了大量的数据,形成了归档需求；与此同时,数据信息类型不断丰富,非结构化数据的处理是挖掘数据价值的关键。设计并实现了KingCloud智能对象归档系统,通过文档分类技术实现了文本文件的分类,并提供了文档逻辑视图；利用图像识别、视频关键帧提取等技术实现图片和视频文件的内容元数据获取,在整体存储结构上结合文件系统语义研究对文件预取、存储缓存、数据布局和策略感知等方面进行优化,能够对数据进行智能的分类、归纳总结、智能的发现和预测及智能的分析,有效提升了存储系统的服务能力、服务质量和服务性能。

基于OLE技术的地理信息系统二次开发应用研究

王斌,岳鹏,李杰,张立海

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 578-580. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.131

摘要 ( 200 )

PDF(407KB) ( 653 )

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简要介绍了MapInfo 和MapBasic 功能,阐述了GIS进行二次开发的3种方式的优缺点,详细叙述了在VisualBasic开发环境下基于OLE Automation技术在MapInfo集成二次开发中的应用,并给出了具体实例。实践证明,OLE Automation技术为地理信息系统二次开发应用提供了一种有效的方法和途径。

指控系统信息服务质量评价指标

王兵,权冀川

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 581-584. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.132

摘要 ( 208 )

PDF(233KB) ( 1017 )

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指控系统的信息服务质量在某种程度上决定了指控系统的效能。在分析信息质量、服务功能、服务性能等影响信息服务效果的质量要素基础上,提出了指控系统信息服务质量的评价指标。针对各指标的特点,分别设计了定量评价、半定量评价和定性评价3类评价方法,给出了典型指标的具体评价算法和步骤,并进行了详细讨论。研究结果可为指控用户开展信息服务质量评价提供理论依据和参考。

服务号码捆绑特征在离网预测系统中的应用

张正卿,朱奕健,白瑞瑞,黄一清,严建峰

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 585-590. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.133

摘要 ( 262 )

PDF(508KB) ( 701 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

用户流失问题是电信运营商面临的亟待解决的问题,针对不同的场景,业界研究开发了多个用户离网预测系统。服务号码捆绑指用户在使用运营商服务期间,与银行、电商、便利店等第三方服务提供商通过绑定手机号产生联系。通过研究发现用户在服务存续期间普遍会绑定多种第三方服务提供商,这些商家会不定时给用户推送短信,当用户即将流失时,多数用户会逐渐取消这类服务的绑定。因此,服务号码捆绑特征对于离网用户的甄别起到了重要的作用。采用随机森林算法构建离网预测模型,利用逻辑回归算法对服务号码捆绑特征进行降维,并加入模型,进行离网用户分析,从而辅助决策者制订相应的客户维挽策略,降低客户离网率。实验结果表明,服务号码软捆绑特征能够提高系统的分析预测能力。

一种基于滑动窗口模式匹配的加权预测方法

王丽珍,周丽华,邓世昆

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 591-596. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.134

摘要 ( 209 )

PDF(826KB) ( 949 )

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随着中国改革开放的不断深入和社会经济的持续发展,各种社会矛盾逐渐复杂化和多样化,社会治安面临空前的挑战。基于社会治安情况的历史数据,对未来一段时期内的治安状况做出科学的预测,将使治安管理工作事半功倍。数据挖掘是指从大量数据中挖掘出有趣的模式和规则,并根据挖掘结果做出科学的判断或预测的技术。目前,在社会治安状态预测方面的研究报道还很少,预测结果的准确率也始终困扰着我们,研究一种新颖的、高准确率的预测方法是我们的共同期待。据此, 提出一种基于滑动窗口模式匹配的加权预测方法,大量的实验以及实际应用的结果表明,该算法具有简单、稳定、高准确率等特点。

基于云平台的温室精细管理系统研究

牛萍娟,张浩伟,田海涛

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 597-600. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.135

摘要 ( 203 )

PDF(861KB) ( 645 )

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为了解决温室用户种植农作物时间不足、经验缺乏以及温室集群管理问题,设计了一款基于云平台的温室精细管理系统。用户可以通过云平台计算机技术远程地获取温室信息并控制相应执行机构对温室进行控制。用户也可以通过模糊控制系统来指导农作物的智能种植,实现农作物种植的一键管理。同时用户还可以通过云平台实现对温室群环境参数的采集和分析、管理和控制。实验结果表明,设计的温室精细管理系统是可行的、有效的。

遗传算法在公交调度中的应用

丁勇,姜枫,武玉艳

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 601-603. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.136

摘要 ( 198 )

PDF(250KB) ( 985 )

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针对泰州市公交智能化建设方面存在的技术问题,提出将遗传算法(Genetic Algorithms,GA)应用到公交调度优化中。以公交公司和乘客费用最少、社会效益最大为目标函数建立公交调度优化的数学模型,并应用遗传算法实现对模型的求解,通过对模型设置不同的参数,利用Matlab模拟实验验证模型的合理性、科学性。实验证明,优化的调度模型可降低公交公司的运营成本,提高乘客的满意度,确保社会效益和经济效益得到最大满足。

高速实时系统数据采集与传输

王建中,杨璐

计算机科学. 2016, 43 (Z11): 604-606. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11A.137

摘要 ( 403 )

PDF(252KB) ( 805 )

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数据采集实时型是控制系统的关键。如何更加有效地提高系统数据处理、传输、信号控制等方式的速度,从而达到快速处理的目的是亟待解决的问题。以高速采集捷联惯性导航数据和处理、计算为例,详细介绍了多个DSP芯片协同工作,采用双口RAM数据传输技术,数据读取采用FPGA可编程技术,满足了激光捷联惯性导航系统数据采集、传输、解算等处理的要求,实现了航向、横滚、俯仰、速度和位置坐标等导航数据的处理,输出数据更新频率高达500～1000Hz,从而改善了导航系统载体的姿态跟踪。