1974年1月创刊(月刊)
主管/主办:重庆西南信息有限公司
ISSN 1002-137X
CN 50-1075/TP
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当期目录
2016年第6期, 刊出日期:2018-12-01
  
目次
软件系统故障传播模型研究进展
王珣,王轶辰
计算机科学. 2016, 43 (6): 1-9.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.001
摘要 ( 308 )   PDF(904KB) ( 989 )   
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复杂软件系统的复杂性和不确定性引起了软件行为、交互行为以及故障行为的复杂性。在对复杂软件系统的可靠性、安全性等方面研究的过程中,故障的传播行为逐渐引起了学者的广泛关注,成为国内外学者的研究热点。回顾了故障传播的研究现状,对故障传播问题研究方向进行了梳理,重点对影响故障传播过程的两方面进行了详细的介绍,包括体系结构特征和故障类型。最后提出故障传播研究领域存在的挑战和未来的研究方向。
基于视觉的目标定位技术的研究进展
赵霞,袁家政,刘宏哲
计算机科学. 2016, 43 (6): 10-16.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.002
摘要 ( 421 )   PDF(663KB) ( 2714 )   
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基于视觉的目标定位是目前计算机视觉领域的研究热点。就现阶段基于视觉的定位技术进行了综述,着重介绍了基于单目视觉定位、基于双目视觉定位和基于全景视觉定位3类定位技术的研究现状,并分析了各自的优缺点。最后就基于视觉定位方法的发展趋势做了简要分析,以期为以后基于视觉定位问题的研究提供参考。
大数据背景下海洋数据管理的挑战与对策
黄冬梅,赵丹枫,魏立斐,杜艳玲,王振华
计算机科学. 2016, 43 (6): 17-23.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.003
摘要 ( 513 )   PDF(884KB) ( 1117 )   
参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
空天地底海洋立体观测技术的飞速发展催生了呈指数级增长的多精度、多频度、大覆盖、多模态的海洋数据。然而,目前的研究主要集中于通用大数据,针对海洋数据的专门研究仍处于起步阶段。海洋数据的时空性、多源多类性、海量性、敏感性等特性为其管理带来了新的挑战。阐述了海洋数据的特点和海洋数据管理的基本架构,探讨了海洋数据在数据存储、数据质量、数据安全等环节面临的挑战,分析了相应的对策,为海洋科学与工程技术的研究提供了重要的参考与依据。
微博用户的时间行为研究
张杰斌,秦红
计算机科学. 2016, 43 (6): 24-27.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.004
摘要 ( 220 )   PDF(317KB) ( 933 )   
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人类日常行为活动在生活的各个方面普遍存在。个体行为活动类型多样且个体之间行为差异明显,人类行为显示出高度复杂性。利用微博用户发布微博所产生的时间数据来研究用户的时间行为模式,研究发现个体用户时间间隔的统计特征主要服从幂律、指数和双模3种分布函数;并提出了基于任务队列的个体用户行为动力学模型,解释了用户发布微博的时间间隔分布特征。
基于符号零压缩二叉决策图的装配可行性判定方法
彭瑞,李凤英,常亮,孟瑜
计算机科学. 2016, 43 (6): 28-31.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.005
摘要 ( 475 )   PDF(402KB) ( 590 )   
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为了扩大装配序列规划的求解规模并提高求解效率,提升装配自动化水平,给出了装配体联接矩阵和干涉矩阵的零压缩二叉决策图描述,建立了基于符号零压缩二叉决策图的装配操作可行性判定方法。基于该方法,可以高效地求解出一个装配体的可行装配操作。结合实例验证了基于符号零压缩二叉决策图的装配体模型和可行装配操作判定方法的正确性和可行性。
基于SDN的胖树数据中心网络的多路径路由算法
农黄武,黄传河,黄晓鹏
计算机科学. 2016, 43 (6): 32-34.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.006
摘要 ( 460 )   PDF(352KB) ( 975 )   
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近年来,具有多路径能力的胖树拓扑结构已经被应用在很多数据中心网络(DCNs)中,以提高网络带宽和容错性。但其使用的传统路由协议对多路径路由的支持是非常有限的,并没有充分利用胖树数据中心网络的多余的可用带宽。因此研究了基于SDN的胖树网络的多路径路由。首先提出一个属于线性规划范畴的问题并证明它的NP完全性;然后提出了一个利用软件定义网络架构优点的实用算法,其依赖于一个中心控制器来收集网络状态信息,以作出最优的路由转发决策;最后把算法实现为OpenFlow控制器的一个模块并进行仿真验证。实验结果表明,所提算法无论在提高吞吐量还是减小端到端时延方面都优于传统的基于拓扑感知启发式的多路径算法。
基于MapReduce的Skyline查询处理算法
崔文相,肖迎元,郝刚,王洪亚,邓华锋
计算机科学. 2016, 43 (6): 35-38.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.007
摘要 ( 480 )   PDF(409KB) ( 726 )   
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Skyline查询是一个典型的多目标优化查询,在多目标优化、数据挖掘等领域有着广泛的应用。现有的Skyline查询处理算法大都假定数据集存放在单一数据库服务器中,查询处理算法通常也被设计成针对单一服务器的串行算法。随着数据量的急剧增长,特别是在大数据背景下,传统的基于单机的串行Skyline算法已经远远不能满足用户的需求。基于流行的分布式并行编程框架MapReduce,研究了适用于大数据集的并行Skyline查询算法。针对影响MapReduce计算的因素,对现有基于角度的划分策略进行了改进,提出了Balanced Angular划分策略;同时,为了减少Reduce过程的计算量,提出了在Map端预先进行数据过滤的策略。实验结果显示所提出的Skyline查询算法能显著提升系统性能。
基于HBase的本体存储模型
宋华珠,段文军,刘翔
计算机科学. 2016, 43 (6): 39-43.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.008
摘要 ( 345 )   PDF(653KB) ( 589 )   
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本体是对某一特定领域的重要概念的形式化描述。合理地存储本体数据是发挥其共享性的重要前提,尤其是在当前分布式系统下其作用更为突出。通过分析 目前的各种存储方式,并结合当前语义网、Hadoop的特点,提出了基于HBase的本体存储模型HBase-OntSM,该模型将本体的三元组数据集作为一个图,把图作为一条记录存储到数据库中;并给出了与该图相关的一系列基本定义和索引定义。最后以西藏文化本体中的一个片段为例,解释了该本体存储模型及其存储过程。
一种基于社交关系的移动缓存替换算法
邢起源,王菁,闫阿宾,韩燕波
计算机科学. 2016, 43 (6): 44-49.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.009
摘要 ( 248 )   PDF(500KB) ( 567 )   
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近年来移动互联网尤其是Android平台和iOS平台的兴起,移动应用的数量出现了爆炸式增长。这些移动应用中,用户可以发布数据或浏览其他用户发布的数据,由此产生了大量用户生成的数据。当手机使用者想要浏览这些由其他用户生成的数据时,每次都向服务器请求数据的做法是不可取的,比较合适的方法是使用缓存技术将部分数据缓存在移动端,以此来降低数据的请求频率,减小无线网络带宽压力,提升用户体验。传统的缓存技术更多关注的是缓存的访问频率、最近访问时间等因素,但是很少关注数据生成用户之间的社交关系。在存在用户关系的移动网络中,用户相关数据的请求与用户之间的社交关系紧密联系。结合用户之间的社交关系、最近最久访问时间以及缓存中每块数据的大小,提出了一种基于社交关系的移动缓存替换算法。该算法综合计算数据的最近最久访问时间、数据产生用户与使用者之间的亲密值以及缓存占用存储空间的大小,在需要时进行缓存替换。实验证明在移动社交网络中,基于社交关系的缓存替换策略可以提高缓存命中率,使用户获得更好的体验。
在线多任务异构云服务器负载均衡算法研究
徐爱萍,吴笛,徐武平,陈军
计算机科学. 2016, 43 (6): 50-54.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.010
摘要 ( 254 )   PDF(401KB) ( 808 )   
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针对由于云服务器之间软件环境存在异构性及数据分布不均匀等特点而导致云服务器集群在处理大量任务时往往出现节点负载不均衡的情况,提出了解决在线多任务异构云服务器集群负载均衡的方法与相关算法。首先统计集群提供的各类服务的平均资源消耗,结合任务在服务器上已运行时长和资源占用情况,预测评估某一时刻服务器上任务剩余负载总量;然后按周期获取节点实际任务负载情况,及时修正任务负载情况;最后综合考虑节点各项性能,计算在待分配任务提交时刻各节点的预测负载评估值,并将任务分配给预测负载最轻的节点。实验结果表明,该算法具有可行性且在多任务异构云服务器集群负载均衡方面具有一定优势。
基于弱相关化特征子空间选择的离散化随机森林并行分类算法
陈旻骋,袁景凌,王啸岩,朱赛
计算机科学. 2016, 43 (6): 55-58.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.011
摘要 ( 220 )   PDF(407KB) ( 546 )   
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随着大数据时代的到来,数据信息呈几何倍数增长。传统的分类算法将面临着极大的挑战。为了提高分类算法的效率,提出了一种基于弱相关化特征子空间选择的离散化随机森林并行分类算法。该算法在数据预处理阶段对数据集中的连续属性进行离散化。在随机森林抽取特征子空间阶段,利用属性向量空间模型计算属性间的相关性,构造弱相关化特征子空间,使所构建的决策树之间相关性降低,从而提高随机森林的分类效果;并通过研究随机森林的并行化策略,结合MapReduce框架,改进并实现了随机森林模型构建过程的双重并行化,进一步改善了算法的计算效率。
一种基于多智能体的二层路径规划模型研究
熊慕舟,黎勇
计算机科学. 2016, 43 (6): 59-64.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.012
摘要 ( 208 )   PDF(799KB) ( 717 )   
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随着人群运动仿真技术的日趋成熟,其应用也得到了很好的推广,人群运动特征开始成为研究热点。路径规划系统作为人群仿真中的重要组成部分,为行人决定自身在环境中的行走路线提供了决策依据。为了仿真行人路径决策的过程,提出了一种二层路径规划模型,其中第一层模型产生一条粗略的路径,第二层模型根据第一层的粗略路径做精细的导航。实验结果表明,所提出的二层路径规划模型能够综合考虑环境中的静态和动态因素,为仿真模型提供了 较好的路径规划,并且具有较高的仿真执行效率。
基于中心块的多特征自适应图像检索算法
郭京蕾,李伟,金聪
计算机科学. 2016, 43 (6): 65-67.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.013
摘要 ( 234 )   PDF(569KB) ( 509 )   
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为了更好地检索图像内容信息,提出了基于中心块的多特征自适应权重图像检索算法。改进的算法通过检索图像边界区域的主颜色,提取图像背景噪声,从而降低背景噪声对目标物体的干扰。针对多特征权重值设定的难题,提出运用差分演化算法优化特征权值的方法,解决了固定权值分类精确度低的问题。实验结果表明,所提出的算法可有效减少背景噪声的干扰,并在检索准确率和检索效率上均取得了较好的结果。
基于融合数据库的海量传感器信息存储架构
类兴邦,房俊
计算机科学. 2016, 43 (6): 68-71.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.014
摘要 ( 399 )   PDF(945KB) ( 628 )   
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在物联网、工业监控等系统中,庞大规模的传感器每时每刻都在产生大量的数据。实时数据库在处理高时效性数据方面具有较强的优势,但是在处理大规模传感器数据方面存在着存储量低、不便于扩展的弊端。而HBase在处理海量数据方面具有高读写性能、高扩展性、高可靠性和高存储量的优势。通过将实时数据库与HBase相结合,设计并实现了基于融合数据库的传感器信息存储架构。该架构采用多租户机制,对HBase写入进行了优化,将原来分散的传感器数据集中式存储,并把传感器元数据与历史数据分离存储,同时维持了实时数据库原有的查询、数据组织结构的特点。经过实验验证,该架构具有较高的读写性能以及良好的可扩展性,有效避免了Region写入热点,实现了集群负载均衡。
一种改进的图像相似度算法
邹承明,薛栋,郭双双,赵广辉
计算机科学. 2016, 43 (6): 72-76.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.015
摘要 ( 408 )   PDF(919KB) ( 1172 )   
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图像相似度算法在图像识别、图像搜素引擎等研究领域具有重要意义。针对传统的灰度颜色直方图算法无法准确地描述各种颜色在图像中的分布情况的问题,提出了一种改进的图像相似度算法。它融合图像的纹理特征,利用灰度共生矩阵来提取图像像素在图像各个位置的特征信息。实验表明,这种融合图像纹理特征的方法不仅保留了灰度颜色直方图算法执行效率高的特点,而且弥补了颜色直方图算法的不足,进而提高了算法的准确性。在实际的应用场景中,可以通过调整两种算法的权值,来进一步提高算法的准确性。
一种高稳定性低延迟的应用层组播生成树算法
崔建群,陈爱玲,夏振厂,吴黎兵
计算机科学. 2016, 43 (6): 77-81.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.016
摘要 ( 352 )   PDF(659KB) ( 529 )   
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由于应用层组播技术依靠终端主机转发组播数据,任意中间节点的退出都将造成系统的稳定性问题。同时,应用层组播技术对延时有严格的要求。为了提高应用层组播系统的稳定性和数据传输效率,根据影响应用层组播稳定性和延时的因素,抽象出基于节点稳定概率的度约束的最小延时应用层组播生成树问题模型SDMD (Spanning tree based on stability probability,degree-constrained,and minimum diameter for ALM),并且证明了该问题属于NP-hard问题。为了解决该问题,给出了基于节点时间增益因子的TG-S近似算法。仿真实验表明,TG-S算法生成的组播树在平均延时、最大延时和累积中断次数等方面有明显优势。
基于多核的并行操作转换算法
黎明丽,蔡维纬,吕晓,何发智
计算机科学. 2016, 43 (6): 82-85.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.017
摘要 ( 259 )   PDF(278KB) ( 687 )   
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操作转换算法是实时协同编辑系统首选的并发控制算法,它不仅能提供不受限的交互,而且维护分布式操作的意图一致性。然而随着操作数目的增多,操作的响应时间也会延长。结合多核多线程技术的发展,提出了第一个并行的操作转换算法,其能减少远程操作集成到本地站点的时间开销。对传统的串行算法进行了改造,使得具有计算依赖的过程能够并行化。实验结果表明,提出的算法相较于传统算法具有较大的优势,在处理较大操作历史的情况下依然能够保证操作合理的响应时间。
网络与通信
基于SIP协议的嵌入式VoIP语音终端实现和协议分析
林旺,田洪现
计算机科学. 2016, 43 (6): 86-90.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.018
摘要 ( 368 )   PDF(1202KB) ( 576 )   
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实现了一款嵌入式语音通信终端。该终端硬件系统采用飞凌嵌入式开发板OK6410,其核心板采用以ARM11为内核的处理器S3C6410。该终端软件部分基于嵌入式WINCE操作系统,实现了基于SIP协议的LINPHONE代码的移植和分析。首先,分析了所涉及语音通信终端的硬件和软件架构;其次,重点对LINPHONE的工作流程和SIP协议进行了分析;最后,通过测试表明该终端系统具有良好的话音通信质量。
一种基于矩阵补全的室内指纹定位算法
沙朝恒,肖甫,陈蕾,孙力娟,王汝传
计算机科学. 2016, 43 (6): 91-96.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.019
摘要 ( 627 )   PDF(511KB) ( 624 )   
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近年来室内定位技术引起了研究者的广泛关注,现有基于信号指纹的室内定位算法需要大量采集指纹数据,且在噪声干扰下易产生较大的定位误差。针对上述问题,提出了一种鲁棒的基于矩阵补全的室内指纹定位算法,其基于信号指纹矩阵的低秩特性,将噪声干扰下的指纹数据恢复问题建模为范数正则化矩阵补全问题;在此基础上引入L1范数和F范数以平滑野值噪声并提高算法的稳定性,最终通过交替方向乘子法和变量分裂技术进行有效求解。实验结果表明,该算法只需进行少量信号指纹数据采集即可较为完整地恢复出指纹库,在各种噪声场景下均能获得高于同类算法的定位精度。
异构网络中基于MPTCP的协作拥塞控制方案
王振朝,杨小龙
计算机科学. 2016, 43 (6): 97-101.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.020
摘要 ( 318 )   PDF(687KB) ( 591 )   
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提出了一种基于MPTCP的协作拥塞控制方案。在拥塞避免阶段,该方案首次以马尔科夫链模型为基础,对异构网络中各条路径上未被确认的数据包个数进行预测,进而计算出各条路径所能承载的最大数据量。若网络拥塞窗口值大于各条路径所能承载的最大数据量中最小值的2倍,则启动协作拥塞控制机制。在协作拥塞控制机制下,根据AIMD算法的加性增加准则调整拥塞窗口,若网络拥塞窗口值大于各条路径所能承载数据量之和,则结束协作拥塞控制机制,执行传统的TCP慢启动算法。为了提高慢启动阶段的带宽利用率,对TCPW(TCP Westwood)带宽估计算法进行改进,使路径可用带宽的估计更准确,从而提高慢启动阈值设置的合理性。仿真结果表明,在保证异构网络负载均衡及单条TCP流公平性的前提下,该方案能够增加成功传输数据包的数量。
基于希尔伯特-黄和小波包的UWB信号检测方法
刘潇文,蒋磊,许华,陈熙
计算机科学. 2016, 43 (6): 102-105.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.021
摘要 ( 405 )   PDF(424KB) ( 784 )   
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针对希尔伯特-黄变换在超宽带脉冲检测中检测性能受限于信噪比的问题,研究并分析了筛选终止条件以及小波包去噪方法,结合新终止条件,给出了希尔伯特-黄变换与小波包分析联合检测的新方法。采用新方法对噪声中的超宽带信号进行检测分析,并运用均方根误差公式对该方法的检测性能进行仿真比较。仿真图表明,新方法能较为准确地重构出淹没在强噪声下的脉冲,成功克服HHT变换在检测超宽带脉冲时受噪声强度影响较大的问题,从而改善强噪声环境下脉冲信号的检测效果。
支持异构数据通信的IEEE 802.15.4实时带宽分配算法
胡显俊,陈建新,周生强,李一帆
计算机科学. 2016, 43 (6): 106-111.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.022
摘要 ( 407 )   PDF(1276KB) ( 531 )   
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IEEE 802.15.4协议的GTS分配机制能够支持实时和延迟约束的应用,目前已经应用于医疗健康、工业控制和楼宇自动化等物联网领域。但是,在高速实时异构数据传输应用中仍然存在局限性,它不能解决多于7个设备需要实时服务、时延约束小于超帧长度以及不同周期异构数据传输等问题。为了摆脱这些限制,提出一种新的支持异构数据通信的IEEE 802.15.4实时带宽分配算法,其根据不同周期任务的数据传输信息,调整部分传输任务的发送时间。性能分析显示,该算法可以严格遵循时延约束条件,满足异构数据通信,提高带宽利用率,提升整个网络的性能。
基于小波包的LMD在EEG信号分析中的研究
马潇,朱晓军
计算机科学. 2016, 43 (6): 112-115.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.023
摘要 ( 288 )   PDF(400KB) ( 1019 )   
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脑电信号(Electroencephalograph,EEG)是一种产生自脑神经细胞活动的极其微弱的电位反映,同时也是一种非平稳、非线性的电信号。针对脑电信号在采集过程中易受到外界噪声干扰的问题,为了降低脑电信号中噪声的含量,提高脑电信号分解效率,提出了一种基于小波包的局部均值分解(Local Mean Decomposition,LMD)方法。该方法主要利用小波包对采集到的脑电信号进行去噪预处理,再通过局部均值分解进行分析。仿真实验结果表明,采用经过小波包去噪预处理的LMD分解能够有效地去除原始信号中的高频噪声,使得局部均值分解效率提高,且能够有效消除噪声分量对分解过程和结果的影响。
无线传感mesh网络的分段地址分配策略及其路由
袁利永,朱艺华,邱树伟
计算机科学. 2016, 43 (6): 116-121.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.024
摘要 ( 262 )   PDF(1054KB) ( 476 )   
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无线传感器网络中的设备具有能量、缓存空间、通信和计算能力受限的特点。因此,无线传感器网络路由算法需要具备低存储开销、低计算复杂度、无路由发现等特征。HiLow是一种分层路由协议,它完全符合上述特点,且比IEEE 802.15.5具有更好的路由特性。但HiLow存在一些不足,如地址利用率低、仅适用于小规模网络等,无法应用于如环境监测、动物保护等具有较多节点数量和较大网络规模的应用场景。提出了一种两段地址分配策略TFA,它将16位地址分成两段,前段地址用于全功能设备的地址分配,后段地址用于精简功能设备的地址分配。理论分析和数值仿真显示, 相比于HiLow,TFA具有更大的地址利用率和路由树最大深度,能够适用于更大规模的无线传感网络。分析了TFA的mesh路由优化特性,提出了基于TFA的mesh路由算法。仿真结果表明,基于TFA的mesh路由在存储空间使用和能耗等方面都优于IEEE 802.15.5。
一种参考独立成分分析算法在弱信号提取中的应用
顾玲玲,刘国庆
计算机科学. 2016, 43 (6): 122-126.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.025
摘要 ( 207 )   PDF(379KB) ( 587 )   
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独立成分分析(Independent Component Analysis,ICA)是解决盲源分离问题十分有效的方法。特别是Fast-ICA算法,它以中心极限定理为出发点,采用定点迭代的优化算法,收敛快速、稳健。但是在提取弱信号时,由于中心极限定理不再严格成立,FastICA算法也不再适用。因此从理论和实验两个方面着手验证了这个观点,并针对弱信号提取问题提出新的解决思路:在FastICA算法的基础上,引入源信号的部分先验信息作为约束,即参考独立成分分析(Independent Component Analysis with Reference,ICA-R)。若已知源信号的部分功率谱,结合加权范数最小化信号外推算法的思想,建立接近性度量,以约束的形式融入FastICA算法中,从而分离出要求的弱信号。实验结果表明,不管是对模拟信号还是真实的脑电信号,该算法都是有效的。
基于贝叶斯背景模型的免携带设备目标定位算法
曲强,吴新杰,陈雪波
计算机科学. 2016, 43 (6): 127-130.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.026
摘要 ( 320 )   PDF(672KB) ( 471 )   
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免携带设备目标定位不需要目标携带任何电子设备或标签来对人或其他物体进行定位。针对现有射频层析成像算法在多径环境中定位精度不理想的问题,提出了一种基于贝叶斯背景模型的定位算法。该算法首先将斜拉普拉斯分布和贝叶斯理论相结合来建立贝叶斯背景模型,用于排除冗余链路;然后对接收信号强度的变化值进行加权处理,从而减小多径效应对目标定位的干扰;最后引入目标位置的后验估计均值对目标位置进行修正,提高定位精度。实验结果表明,该定位算法具有可行性和有效性。
信息安全
基于伪Zernike矩和Contourlet变换的抗几何攻击图像水印算法
朱丹丹,吕鲤志
计算机科学. 2016, 43 (6): 131-134.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.027
摘要 ( 203 )   PDF(858KB) ( 484 )   
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在研究Contourlet变换和伪Zernike矩理论的基础上,提出了一种新颖的抗几何攻击数字图像水印算法。该算法首先 用Contourlet变换处理 原始图像,提取出图像的低频区域;然后依据人眼的视觉特性以及嵌入水印前、后系数的相关性,采取量化调制伪Zernike矩的幅值将数字水印信息嵌入图像的低频区域中。其无须借助于原始图像,就能进行水印提取,实现真正的盲检测。实验结果表明,该算法对平移变换的抵抗力最强,对旋转和缩放也有很好的抵抗力,而且经过JPEG压缩之后,数字水印也不会失真。
车载网中可抵制合谋攻击的批量认证方案
陆杰,宋香梅,韩牟,周从华
计算机科学. 2016, 43 (6): 135-140.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.028
摘要 ( 222 )   PDF(489KB) ( 655 )   
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由于无线网络本身的脆弱性和开放性,车载网很容易受到各种攻击和破坏,面临着信息伪造、篡改攻击与重放攻击等安全威胁。消息认证是保障车载网安全的有效技术之一,但是车载网规模较大、涉及的通信实体数量多且移动速度非常快的特点要求消息能够被快速认证。目前,b-SPECS+是公认的最好的消息批量认证的方案,具有基于软件、通信开销小、安全性高、批量认证的特点,但是该方案不能够抵制固定路边设备和车辆的合谋攻击。基于b-SPECS+提出了一个基于假名验证公钥的批量认证方案,并证明了该方案能够很好地抵制合谋攻击。性能分析结果表明,与b-SPECS+相比,所提方案不仅具有b-SPECS+的特点,而且在认证时延方面,认证的消息越多,其相对于其他方案的耗时越短。
一种跨域网络资源的安全互操作模型
唐成华,张鑫,王璐,王宇,强保华
计算机科学. 2016, 43 (6): 141-145.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.029
摘要 ( 530 )   PDF(347KB) ( 590 )   
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网络资源需要在安全策略控制下共享与互操作。针对多异构安全域域间资源互操作的安全问题,提出了一种基于RBAC安全策略的跨域网络资源的安全互操作模型。首先引入域间角色的概念,并定义跨域资源共享访问的要求;其次在跨域操作准则的基础上,提出异构域间资源安全互操作模型和访问算法;最后以实例场境对模型和算法进行了应用分析。结果表明,该方法针对性强,权限控制有效,为实现多域资源共享和互操作的安全保障提供了一种可行的途径。
基于可信计算平台的审计日志安全存储系统
成茂才,徐开勇
计算机科学. 2016, 43 (6): 146-151.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.030
摘要 ( 193 )   PDF(747KB) ( 657 )   
参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
针对计算机审计系统中存在的日志的安全性问题,结合TPM(Trusted Platform Module)提供的安全存储、密钥生成和密码运算功能,提出一种面向可信计算平台的审计日志安全存储系统。该系统的意义在于保证日志传输过程中和存储状态下的安全性,并对密钥的存储管理结构进行优化,解决了可信计算平台密钥管理体制中存在的密钥同步问题,从整体上增强了平台密钥管理的安全性。最后进行日志完整性认证算法的安全性分析和密钥使用的复杂度分析,通过实验表明该日志存储系统有较好的安全性和实用性。
一种格式兼容的JPEG彩色图像自适应加密算法
雷正桥,肖迪
计算机科学. 2016, 43 (6): 152-155.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.031
摘要 ( 472 )   PDF(841KB) ( 452 )   
参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
为了保障特殊格式图像的安全应用,需要针对其特点,深入研究与其格式兼容的图像加密算法。通过集成 JPEG压缩标准与自适应加密思想,提出了具有格式兼容特性的JPEG彩色图像自适应加密算法。该算法分别选取JPEG压缩过程中的直流系数和按曲折排序的前16个交流系数构造出对应的系数矩阵。在自适应加密框架下,利用混沌产生随机密钥流,实现对系数矩阵和直流系数符号的加密,保证密文图像不会泄露明文色彩信息。仿真实验和分析证明,该算法加密效果良好,对压缩效果影响很小,且具有格式兼容性和足够的安全性。
软件与数据库技术
基于改进的非参数方法的软件失效预测模型
王宗会,周勇,张德平
计算机科学. 2016, 43 (6): 156-159.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.032
摘要 ( 196 )   PDF(410KB) ( 513 )   
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基于主成分分析(PCA)和改进的N-W非参数估计法(INW)提出了一种新的软件失效预测模型。首先,通过对非参数估计的训练样本集进行主成分分析来减少非参数回归估计和预测的输入因子数,再利用PCA计算的方差贡献率作为非参数方法中带宽矩阵的权重,消除各输入因子对结果的作用程度不同所造成的影响,进而建立软件失效预测模型。最后基于一组真实软件失效数据集Eclipse JDT进行实例分析。结果表明,基于改进的非参数方法的软件失效预测模型在预测的精度和稳定性上得到了进一步提高。在后10步的预测范围内,预测值的平均误差为16.2575,均方百分比误差为0.0726。
基于移动设备的个人云服务及资源Mashup
王欢欢,彭鑫,赵文耘
计算机科学. 2016, 43 (6): 160-166.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.033
摘要 ( 198 )   PDF(841KB) ( 567 )   
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个人用户家庭或工作环境中的智能手机、个人电脑、智能相册等通过网络形成个人云,为个人的数据处理和共享带来了便利。然而,如何面向具体应用需求为用户提供方便、高效的个人云服务及资源整合仍然是一个亟待解决的问题。为此,提出了一种基于移动设备的个人云服务及资源Mashup框架来统一管理设备和描述服务及资源,并阐述了如何通过框架合理构建Mashup应用;此外,开发了基于Agent的框架实现以及Android客户端。基于该框架及客户端,用户可以通过整合个人云服务及资源方便、快捷地构造个人化应用。通过一个用户案例研究对所提出的Mashup框架及其实现的有效性和易用性进行了评估。
软件开发中的活动模式挖掘
吉才盈,代飞,李彤,蒋旭东
计算机科学. 2016, 43 (6): 167-172.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.034
摘要 ( 234 )   PDF(444KB) ( 488 )   
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如何获取实际运作的软件过程(而非经验过程)是一个关键问题。软件过程的事件数据呈现记录多、无明确活动与独具过程特性的特点,使得现有的业务过程挖掘方法难以被有效应用。首先获取事件日志的原子活动;然后采用折叠的方法从软件项目开发实例中挖掘活动模式,获取软件过程,对不同时期的软件开发行为进行分析;最后通过一个开源项目的实际案例来验证该方法。
一种基于Prolog的时间约束业务流程验证方法
陈鹤文,周勇,燕雪峰
计算机科学. 2016, 43 (6): 173-178.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.035
摘要 ( 335 )   PDF(455KB) ( 539 )   
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随着互联网技术的快速发展,对复杂系统业务流程建模的需求越来越大。针对带有时间约束的业务流程模型的正确性验证问题,提出了一种基于节点转换规则的图分解算法,将业务流程模型转换为运行时流程轨迹集合;设计了流程轨迹集合到Prolog的转换,将轨迹中的节点与时间约束转化为Prolog事实,提出了一种业务流程模型到Prolog语言的转换算法;将持续时间、周期循环与固定时刻3种时间模式转换为Prolog规则,以其支持业务流程模型3种时间模式的验证。最后对一个带有时间约束的医疗流程实例进行了验证。
面向软件缺陷报告的提取方法
林涛,高建华,伏雪,马燕,林艳
计算机科学. 2016, 43 (6): 179-183.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.036
摘要 ( 507 )   PDF(367KB) ( 501 )   
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软件工程中的软件缺陷报告数量在快速增长,开发者们越来越困惑于大量的缺陷报告。因此,为了达到缺陷修复和软件复用等目的,有必要研究软件缺陷报告的提取方法。提出一种提取方法,该方法首先合并缺陷报告中的同义词,然后建立空间向量模型,使用词频反文档频率以及信息增益等文本挖掘的方法来收集软件缺陷报告中单词的特征,同时设计算法来确定句子复杂度以选择长句,最后将贝叶斯分类器引入该领域。该方法可以提高缺陷报告提取的命中率,降低虚警率。实验证明,基于文本挖掘和贝叶斯分类器的软件缺陷报告提取方法在接受者工作特征曲线面积(0.71)、F-score(0.80)和Kappa值(0.75)方面有良好效果。
连接操作在SIMFS和EXT4上的性能比较
赵利伟,陈咸彰,诸葛晴凤
计算机科学. 2016, 43 (6): 184-187.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.037
摘要 ( 261 )   PDF(401KB) ( 762 )   
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连接操作是关系数据库系统中最基本、最昂贵的操作,对数据库性能有巨大的影响。由于连接表存放在文件系统中,因此文件系统的性能对连接操作的性能有决定性的影响。不同文件系统的连接操作性能测试对数据库研究有重要意义,但目前相关测试较少。首先对比分析了新型内存文件系统SIMFS(Sustainable In-Memory File System)的数据读写路径与磁盘文件系统EXT4(Fourth Extended File System)I/O路径等方面的差异;然后设计实验测试了不同文件系统对连接操作的影响,其中对SIMFS和EXT4分别设置了不同的数据读写块大小和I/O块大小等测试指标。实验表明,连接操作在SIMFS和EXT4上的性能优化、块大小影响、性能提升瓶颈、硬件约束等方面均存在明显差异。在实验结果比较分析的基础上,给出了针对新型内存文件系统连接操作的优化建议。
路网中基于地理位置和区域封闭性的最短路径的查询算法
顾明皓,徐明
计算机科学. 2016, 43 (6): 188-193.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.038
摘要 ( 265 )   PDF(569KB) ( 815 )   
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针对大规模城市路网寻找最短路径的问题,提出了一种基于边的聚类树(ECT)和最小封闭格(MCL)的算法来达到路网中快速查询的目的。首先对给定的城市路网进行预处理,即利用封闭格的定义对路网进行划分;其次利用ECT树对划分出的MCL格进行存储;最后利用虚拟路径的思想(两点之间直线距离最短)并结合MCL格的性质和路网的平面性的特点,利用ECT树存储的优势,在查询中大大减少了无用节点的访问数量,降低了时间复杂度,从而达到了快速寻找最短路径的目的。理论分析和仿真实验表明,在大规模的城市路网中ECT树的存储空间相比PCPD算法减少了约45.56%,相比TNR算法减少了24.35%,其在存储方面略优于较为完备的SILC算法。MCL算法在查找过程中的搜索效率比SPB算法快15.6%。实验结果表明基于ECT存储的MCL算法在实际查询过程中能提高查询的效率。
人工智能
一种改进拓扑势的意见领袖挖掘算法
毛天铭,关鹏,皮德常
计算机科学. 2016, 43 (6): 194-198.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.039
摘要 ( 239 )   PDF(415KB) ( 488 )   
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意见领袖发现在舆情监测、市场推广、信息传播等领域具有重要的理论指导意义和实际应用价值。针对传统意见领袖挖掘算法片面考虑目标单一属性、缺乏话题相关性、评估缺乏客观性等问题,提出了一种基于改进拓扑势的意见领袖挖掘ITP算法。该算法结合具体节点的客观属性和网络结构,采用数据偏差对主观权重进行修正,可客观地对目标节点进行评估,挖掘意见领袖。对真实微博数据集进行实验,结果表明 与传统的3种方法相比,所提出的算法能挖掘不同背景下的意见领袖,具有较高的相关性和准确度。
基于随机游走的带有属性网络的链接预测
陈永祥,陈崚
计算机科学. 2016, 43 (6): 199-203.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.040
摘要 ( 431 )   PDF(496KB) ( 785 )   
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链接预测的问题是复杂网络分析中的一个重要研究领域,已经在社会学、生物信息学、信息科学以及计算机科学等领域得到了广泛的应用。提出了一个顶点具有属性的网络链接预测的随机游走算法。在此算法中,根据顶点和属性的链接相似度定义了每一条边上的传播概率。并将顶点的属性相似度作为顶点间的相似度的初值,然后根据传输概率在网络中以随机游走的方式进行传播和更新,最终得到顶点间的相似度作为链接预测的结果得分。实验结果显示,提出的算法在顶点带属性的网络中取得了比其他算法更精确的预测结果。
基于不协调置信优势原理关系的知识约简
苟光磊,王国胤
计算机科学. 2016, 43 (6): 204-207.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.041
摘要 ( 237 )   PDF(316KB) ( 553 )   
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置信优势关系粗糙集用于处理不完备有序决策系统,知识约简是核心问题之一。在不完备有序决策系统下区分两个对象需考虑决策值之间的偏好关系,因此给出置信优势原理关系的定义,将满足此关系的对象视为是不可区分的。提出不协调优势原理关系下的约简定义,进一步给出约简的判定定理和辨识矩阵,从而提供了在不完备有序决策系统下新的知识约简方法。通过实例验证了新的知识约简方法的有效性。
深度随机森林在离网预测中的应用
杨晓峰,严建峰,刘晓升,杨璐
计算机科学. 2016, 43 (6): 208-213.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.042
摘要 ( 283 )   PDF(752KB) ( 625 )   
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在电信运营商领域,离网预测模型是企业决策者用来发现潜在离网用户(即停用运营商服务)的主要手段。目前离网预测模型都是基于逻辑回归、决策树、神经网络及随机森林等浅层机器学习算法,但是在大数据的背景下,这些浅层算法在预测问题上很难取得更高的精度。因此,提出了一种新型的深层结构模型——深度随机森林,通过将传统浅层随机森林堆积成深层结构模型,获得更高的预测精度。在运营商真实数据上进行了大量实验,结果证明深层随机森林模型比传统浅层机器学习算法在离网预测问题上可以得到更好的效果。同时,增大训练数据量可以进一步提升深层随机森林的预测能力,从而证明了在大数据环境下深层模型的潜力。
基于Word2Vec的一种文档向量表示
唐明,朱磊,邹显春
计算机科学. 2016, 43 (6): 214-217.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.043
摘要 ( 487 )   PDF(369KB) ( 1857 )   
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在文本分类中,如何运用word2vec词向量高效地表达一篇文档一直是一个难点。目前,将word2vec模型与聚类算法结合形成的doc2vec模型能有效地表达文档信息。但是,这种方法很少考虑单个词对整篇文档的影响力。为了解决这个问题,利用TF-IDF算法计算每篇文档中词的权重,并结合word2vec词向量生成文档向量,最后将其应用于中文文档分类。在搜狗中文语料库上的实验验证了新方法的有效性。
一种新的决策粗糙集启发式属性约简算法
常红岩,蒙祖强
计算机科学. 2016, 43 (6): 218-222.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.044
摘要 ( 243 )   PDF(393KB) ( 672 )   
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属性约简是粗糙集理论中最重要的研究内容之一。在决策粗糙集中,学者提出了多种属性约简的定义,其中包括保持所有对象正决策不变的约简定义。针对该约简定义,为了高效地获取约简集,设计了一种启发式函数 ——决策重要度,这种启发式函数根据每个属性正决策对象集合的大小来定义其重要性,正决策对象集合越大表示重要性越高,由此构造了基于决策重要度的启发式属性约简算法。该算法的优点是通过对属性决策重要度的排序,确定了一个搜索方向,避免了属性的组合计算,减少了计算量,能够找出一个较小的约简集。实验结果表明,该算法是有效的,能够得到较好的约简效果。
概念格的分布式集成算法研究
范淑媛,王黎明,姜琴,张卓
计算机科学. 2016, 43 (6): 223-228.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.045
摘要 ( 181 )   PDF(539KB) ( 473 )   
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随着大数据时代的到来,海量数据的分布存储和分布计算变得越来越重要,其中概念格的分布式集成变得尤为紧迫。为了解决概念格的构格时间较长的问题,提出了面向概念格的分布式集成算法。概念格的集成是先对子概念格中的概念按内涵个数递减进行排序,再将排序后的子概念格集成为全局概念格。构造全局概念格选择两种集成方式:1)添加式集成方式,即主节点接收并集成来自所有子节点的子概念格;2)二路归并式集成方式,即各个子节点处的所有子概念格先集成,而后将所得的概念格提交给主节点接收并完成最终集成。实验表明,这两种概念格的分布式集成策略各有优缺点,但都能够减少概念格的构格时间。
基于混沌关联维特征提取的大数据聚类算法
谢川
计算机科学. 2016, 43 (6): 229-232.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.046
摘要 ( 338 )   PDF(324KB) ( 693 )   
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大数据聚类过程是一个随机的非线性处理过程,具有很高的不确定性。 由于传统方法需要先验知识进行学习,不能很好地适应大数据的实时变化情况,无法有效实现大数据聚类,因此提出一种基于混沌关联特征提取的大数据聚类算法。分析了传统方法的弊端,通过重构相空间建立了一个多维的状态空间向量与混沌轨迹,使原系统中很多几何特征量保持不变,为分析原系统的混沌特征提供有效依据。将平均互信息量取第一个最小值时的横坐标所指的时间延迟作为重构相空间的最佳时间延迟,采用虚假最近邻点算法对最佳嵌入维数进行选择。将提取的关联维数这一特征量作为大数据聚类的混沌特征量,依据提取的混沌关联维特征对大数据进行聚类。仿真实验表明,所提算法能够有效提高数据的聚类效率,减少能耗,是一种有效的数据聚类方法。
基于群体智慧的预测市场合约交易算法的设计研究
杨晓贤,吕斌
计算机科学. 2016, 43 (6): 233-239.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.047
摘要 ( 219 )   PDF(566KB) ( 509 )   
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充分利用社会成员所掌握的数据、信息和知识的关键在于怎样有效地汇聚这些分散的、隐性的资源。分析了预测市场的基本特征,给出了事件合约交易过程中涉及的合约购买、用户间合约交易以及合约结算等关键算法。在交易有效期内,合约的市场价格呈现一定幅度的波动现象,使得任意时刻的合约价格都能客观地反映当前市场汇聚而来的所有信息,从而为事件预测提供参考。最后,通过实验和数据分析证明了所提方法在预测未来事件方面的汇聚性和有效性。
基于改进的TextRank的自动摘要提取方法
余珊珊,苏锦钿,李鹏飞
计算机科学. 2016, 43 (6): 240-247.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.048
摘要 ( 679 )   PDF(649KB) ( 1954 )   
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经典的TextRank算法在文档的自动摘要提取时往往只考虑了句子节点间的相似性,而忽略了文档的篇章结构及句子的上下文信息。针对这些问题,结合中文文本的结构特点,提出一种改进后的iTextRank算法,通过将标题、段落、特殊句子、句子位置和长度等信息引入到TextRank网络图的构造中,给出改进后的句子相似度计算方法及权重调整因子,并将其应用于中文文本的自动摘要提取,同时分析了算法的时间复杂度。最后,实验证明iTextRank比经典的TextRank方法具有更高的准确率和更低的召回率。
隐式反馈场景中融合社交信息的上下文感知推荐
俞春花,刘学军,李斌
计算机科学. 2016, 43 (6): 248-253.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.049
摘要 ( 281 )   PDF(602KB) ( 554 )   
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作为解决信息过载问题的有效方式,推荐系统能够根据用户偏好对海量信息进行过滤,为用户提供个性化的推荐。对如何利用隐式反馈数据进行个性化推荐进行了研究,提出了一种融合上下文信息和用户社交信息的隐式反馈推荐模型(Implicit Feedback Recommendation Model Fusing Context-aware and Social Network Process,IFCSP)。首先从数据集中提取与用户兴趣相关的上下文信息的属性集合,并以此作为分裂属性,使用决策树分类算法对“用户-产品-上下文”集合进行分类,从而将历史选择集合分组。对于要推荐的用户,根据其选择产品时的上下文信息,匹配最相似的分组,再使用基于隐式反馈的推荐模型(Implicit Feedback Recommendation Model,IFRM)预测用户对未选择产品的偏好,并结合用户的社交信息,进而对用户进行产品推荐。实验表明,该模型在平均正确率均值(MAP)和平均百分百排序(MPR)评价指标上均优于其他4种算法,可以显著提高系统的预测和推荐质量。
基于数据摘要奇偶性的集合相似性近似算法
贾建伟,陈崚
计算机科学. 2016, 43 (6): 254-256.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.050
摘要 ( 235 )   PDF(567KB) ( 591 )   
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在应用b位哈希函数近似计算两个集合的Jaccard相似性时,如果有多个元素与输入元素的Jaccard相似性都很高(接近于1),那么b位哈希函数不能对这些元素进行很好的区分。为了提高数据摘要函数的准确性并提高基于相似性的应用的性能,提出了一种基于数据摘要奇偶性的集合相似性近似算法。在应用minwise哈希函数得到两个变异集合后,用两个n位指示向量来表示变异集合中的元素在指示向量中出现的奇偶性,并基于这两个奇偶性向量来估计原集合间的Jaccard相似性。通过马尔科夫链和泊松分布两种模型对奇偶性数据摘要进行了推导,并证明了这两种方法的等价性。Enron数据集上的实验表明,提出的奇偶性数据摘要算法与传统的b位哈希函数相比具有更高的准确性,并且在重复文档检测和关联规则挖掘两种应用中具有更高的性能。
基于信任网络随机游走模型的协同过滤推荐
何明,刘伟世,魏铮
计算机科学. 2016, 43 (6): 257-262.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.051
摘要 ( 313 )   PDF(484KB) ( 791 )   
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协同过滤是目前应用最广泛和最成功的推荐技术之一。然而,目前该技术的发展面临着严重的冷启动和稀疏性问题,降低了其推荐质量,因此提出了一种基于信任网络随机游走模型的协同过滤推荐方法。该方法融合了基于信任和项目的协同过滤推荐方法,并引入了信任因子作为引导推荐的重要因素。随机游走模型不仅考虑了信任用户对目标项目的评分,也考虑了他们对与目标项目相似的项目的评分。随着随机游走深度的增加,以相似项目的评分信息来代替目标项目的评分信息的概率也逐渐增大。在Epinions真实数据集上的验证结果表明,该方法在推荐评价指标上比其他算法具有更好的推荐结果。
不确定数据聚类的U-PAM算法和UM-PAM算法的研究
何云斌,张志超,万静,李松
计算机科学. 2016, 43 (6): 263-269.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.052
摘要 ( 296 )   PDF(557KB) ( 526 )   
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UK-means算法在处理不确定数据时对孤立点非常敏感,而且事先必须已知不确定数据的分布函数或概率密度,然而这在实际中往往很难获得。因此,针对UK-means在处理不确定测量数据时的不足,首先提出了基于区间数的PAM不确定聚类算法——U-PAM,该算法用区间数和标准差合理地描述了不确定测量数据的不确定性,进而完成有效的聚类;其次,针对海量不确定测量数据难以聚类的问题,基于U-PAM聚类算法,采用抽样技术提出了处理海量不确定测量数据的算法——UM-PAM算法,该算法先抽样,对样本数据聚类,然后再总体聚类;最后,基于U-PAM算法和CH聚类的有效性指标函数对聚类结果进行分析,以确定最佳聚类数。实验理论表明,所提算法聚类效果明显。
基于能效优化的仿人机器人跑步步态优化与控制
杨亮,傅瑜,付根平,邓春健
计算机科学. 2016, 43 (6): 270-275.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.053
摘要 ( 203 )   PDF(482KB) ( 752 )   
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针对高能耗导致的仿人机器人难以大规模实用化的问题,提出了一种新的仿人机器人参数化跑步步态优化方法。分析了不同跑步步态参数对仿人机器人水平、垂直方向的稳定性及能耗的影响,将机器人步态优化问题转化为对步态参数的多目标寻优问题,根据连杆模型得到机器人跑步过程中水平、垂直方向的稳定裕度及能耗表达式,并构造目标函数,采用基于对位学习的遗传算法对机器人参数化跑步步态进行多目标寻优,在保证机器人俯仰、翻滚和偏摆各方向力矩平衡的前提下降低整体能量消耗;针对传统遗传算法早熟及收敛速度慢的问题,提出基于领域知识的精细化初始成员策略,采取生成种群成员对位点的方式更新种群,以加快收敛速度;为提高轨迹跟踪性能,设计了自适应控制器,并给出了稳定性证明。仿真实验表明:该方法能有效降低能耗并保证其稳定性。
分段光滑的半监督支持向量分类机
范旭慧,张捷,班登科
计算机科学. 2016, 43 (6): 276-279.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.054
摘要 ( 207 )   PDF(287KB) ( 508 )   
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为了解决半监督支持向量分类优化模型中的非凸非光滑问题,基于分段逼近的思想提出了一个分段函数,并以此逼近非凸非光滑的目标函数。给出的分段函数可以根据不同的精度要求选择不同的逼近参数,同时构造出基于上述分段函数的光滑半监督支持向量机模型。采用了LDS(Low Density Separation)算法求解模型,分析了其对对称铰链损失函数的逼进精度。理论分析和数值实验结果都证明分段光滑的半监督支持向量机的分类性能和效率优于以往提出的光滑模型。
基于Hellinger距离的混合数据集中分类变量相似度分析
赵亮,刘建辉,王星
计算机科学. 2016, 43 (6): 280-282.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.055
摘要 ( 359 )   PDF(305KB) ( 890 )   
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分类变量的相似度分析是数据挖掘任务中的一个重要环节,现有的分类变量相似度算法中存在忽视变量差异、受不均衡分布影响严重、无法应用于混合数据集等缺点。为克服以上缺点,提出了一种基于Hellinger距离的分类变量相似度算法。该算法累加分类变量对应子集中不同属性变量的分布差异作为相似度,且支持混合数据集。将所提算法代入聚类算法并应用于UCI公共数据集,结果表明,该算法在准确度、有效性和稳定性上都有较大提高。
基于直觉模糊集的三支决策模型
薛占熬,朱泰隆,薛天宇,刘杰,王楠
计算机科学. 2016, 43 (6): 283-288.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.056
摘要 ( 387 )   PDF(801KB) ( 556 )   
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三支决策理论是处理不确定决策问题的重要理论基础,近年来其已成为国内外学者的研究热点。在决策粗糙集、三支决策和直觉模糊集理论的基础上,对基于直觉模糊集的三支决策的模型进行深入研究,提出了三支决策的两描述模型、三描述模型,然后将其拓展为一般模型。该一般模型使用犹豫度重新设计了阈值参数,通过隶属度函数对事件对象进行评估,最后用淮河表层沉积物中有机氯农药污染情况的真实例子来验证该模型的有效性。
图形图像与模式识别
基于双阈值滑动窗口子镜头分割和完全连通图的关键帧提取方法
钟忺,杨光,卢炎生
计算机科学. 2016, 43 (6): 289-293.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.057
摘要 ( 485 )   PDF(927KB) ( 564 )   
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随着多媒体技术的发展,当今工作和生活中的多媒体信息日渐丰富。如何通过分析海量视频快速有效地检索出有用信息成为一个日益严重的问题。为了解决上述问题,提出了一种基于双阈值滑动窗口 子镜头分割和完全连通图的关键帧提取方法。该方法采用基于双阈值的镜头分割算法,通过设置双阈值滑动窗口来判断镜头的突变边界和渐变边界,从而划分镜头;并采用基于滑动窗口的子镜头分割算法,通过给视频帧序列加一个滑动窗口,在窗口的范围内利用帧差来对镜头进行再划分,得到子镜头;此外,利用基于子镜头分割的关键帧提取算法,通过处理顶点为帧、边为帧差的完全连通图的方法来提取关键帧。实验结果表明,与其他方法相比,提出的方法平均精确率较高,并且平均关键帧数目较低,可以很好地提取视频的关键帧。
自适应的SILTP算法在运动车辆检测中的研究
李飞,张小洪,赵晨丘,鄢萌
计算机科学. 2016, 43 (6): 294-297.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.058
摘要 ( 399 )   PDF(856KB) ( 483 )   
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为了提高复杂背景下运动车辆的检测效率,结合SILTP算法提出了一种自适应的SILTP算法。首先,对运动车辆图像进行二维离散小波变换,提取出两次低通滤波后的图像。其次 ,通过自适应的SILTP算法获得图像的纹理信息。然后,利用高斯混合模型进行背景建模,进而利用新图像的纹理信息动态更新背景。最后,与背景模型进行比较来获得运动车辆。对公路上运动车辆的测试表明,该检测算法在复杂背景尤其是树叶抖动等情况下能够取得较高的检测率,具有良好的自适应性。
人脸识别中基于系数相似性的字典学习算法
施静兰,常侃,张智勇,覃团发
计算机科学. 2016, 43 (6): 298-302.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.059
摘要 ( 344 )   PDF(944KB) ( 515 )   
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在现有的基于稀疏表示分类算法的人脸识别中,使用通过稀疏学习得到的精简字典可以提高识别速度和精确度。metaface学习(Metaface Learning,MFL)算法在字典学习过程中没有考虑同类样本稀疏编码系数之间具有相似性的特点。为了利用这一信息来提高字典的区分性,提出了一种基于系数相似性的metaface学习(Coefficient-Simi-larity-based Metaface earning,CS-MFL)算法。CS-MFL算法的学习过程中,在更新稀疏表示系数阶段加入同类训练样本稀疏编码系数相似的约束项。为了求解包含系数相似性约束的新的最优化问题,将目标函数中的两个l2范数约束项进行合并,将原问题转化为典型l2- l1问题进行求解。在不同的人脸库上进行实验,结果表明,提出的CS-MFL算法能够获得比MFL算法更高的识别率,说明由CS-MFL算法学习得到的字典更高效且更具区分性。
一种基于前向无监督卷积神经网络的人脸表示学习方法
朱陶,任海军,洪卫军
计算机科学. 2016, 43 (6): 303-307.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.060
摘要 ( 276 )   PDF(935KB) ( 488 )   
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当前基于深度卷积神经网络的人脸表示学习方法需要利用海量的有标注的人脸数据。在实际应用中,精确标注人脸的身份非常困难。因此,提出了一种基于前向无监督卷积神经网络的人脸表示学习方法。其中,基于K-means聚类获取训练样本虚拟标签,再利用线性判别分析进行卷积核学习。提出的网络结构简单有效,训练阶段不需要反向传递,训练速度显著优于有监督的深度卷积神经网络。实验结果表明,提出的方法在真实条件下的人脸数据集LFW和经典的Feret数据集上取得了优于当前主流的无监督特征学习方法和局部特征描述子的性能。
基于PCA降维的多特征级联的行人检测
甘玲,邹宽中,刘肖
计算机科学. 2016, 43 (6): 308-311.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.061
摘要 ( 234 )   PDF(841KB) ( 549 )   
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在行人检测中,针对梯度方向直方图(HOG)冗余信息过多、检测速度慢等不足,提出了运用PCA降维的多特征级联的行人检测。首先利用PCA对HOG特征进行降维,其次将HOG特征和Gabor特征、颜色特征级联作为行人检测的特征,最后使用SVM的径向基(RBF)核函数进行分类。在INRIA行人库上的实验表明,该方法不但提高了分类的速度,而且提高了检测的准确率。
有监督核化邻域投影分析算法
郑建炜,孔晨辰,王万良,邱虹,章杭科
计算机科学. 2016, 43 (6): 312-315.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.062
摘要 ( 217 )   PDF(931KB) ( 498 )   
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通过将鉴别邻域嵌入分析算法扩展到非线性场景,提出了一种有监督核化邻域投影分析算法。该算法在目标函数中引入类别标签和线性投影矩阵,并利用核函数处理非线性数据。通过两种不同策略优化目标函数,可将该算法进一步细分为有监督核化邻域投影分析算法一及有监督核化邻域投影分析算法二。其中,在有监督核化邻域投影分析算法一中应用拉普拉斯搜索方向达到了较快的收敛速度并降低了计算复杂度。实验结果表明,所提算法对于复杂的数据流形具有较高的识别率,且与鉴别邻域嵌入分析等相关算法相比在有效性和鲁棒性方面的表现更为出色。
主题网页标签树邻接矩阵识别算法研究
宋军,杨晓夫,李益才,王家伟
计算机科学. 2016, 43 (6): 316-320.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.063
摘要 ( 294 )   PDF(641KB) ( 496 )   
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随着Web编程技术的发展,同类主题网页可以采用不同的Html标签展示出视觉特征相同的网页信息,导致需要匹配Html标签名称的现有网页结构相似性算法无法准确识别同类主题网页。因此,提出一种主题网页标签树邻接矩阵识别算法,通过构造主题网页标签树邻接矩阵,并利用邻接矩阵的结构特征来计算网页之间的结构相似度以实现同类主题网页识别。实验结果表明,该算法的最佳性能达到查全率100%、查准率96%,平均性能达到查全率97%、查准率89%。
基于贝叶斯最大化后验估计方法的图片合成模型研究
杨琳,徐慧英,王艳洁
计算机科学. 2016, 43 (6): 321-324.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.06.064
摘要 ( 218 )   PDF(862KB) ( 454 )   
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在图像处理应用中,常常需要根据一些列相关的输入图片生成一张新的图片。现有的研究大都设定一些启发式规则用于图片的合成过程。为了提高图片合成的性能,提出了一种基于改进的贝叶斯方法的图片合成模型。在给定理想的图片合成模型后,对传感器误差和图片误差进行了分析。由于图片误差和几何误差之间是相关的,因此分析了它们之间的关系。在根据已有数据对模型进行后验估计时,通过最小化能量来得到模型的先验参数。在目标函数的优化过程中,基于现有研究通过重新赋权值的迭代方法进行优化问题的求解。最后,通过大量的实验表明,所提出的图片合成模型与相关方法相比具有更好的图片合成和渲染效果。