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3期, 刊出日期:2018-12-01
  
目次
云环境下APT攻击的防御方法综述
张浩,王丽娜,谈诚,刘维杰
计算机科学. 2016, 43 (3): 1-7.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.001
摘要 ( 418 )   PDF(1463KB) ( 942 )   
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云计算以其快速部署、弹性配置等特性吸引了大量的组织和机构使用,然而近期出现的高级可持续性威胁(Advanced Persistent Threat,APT)相比传统的网络攻击具有攻击持续性、高隐蔽性、长期潜伏等特性,为实现云平台的信息资产的安全与隐私保护带来了极大的冲击和挑战。因此,如何有效地防护APT对云平台的攻击成为云安全领域亟待解决的问题。在阐述APT攻击的基本概念、攻击流程与攻击方法的基础之上,分析了APT新特性带来的多重安全挑战,并介绍了国内外在APT防护方面的研究进展。随后针对APT的安全挑战,提出了云平台下APT防护的建议框架,该框架融入了事前和事中防御策略,同时利用大数据挖掘综合分析可能存在的APT攻击以及用于事中的威胁定位与追踪。最后,介绍了安全框架中的关键技术的研究进展,分析了现有技术的优势与不足之处,并探讨了未来的研究方向。
求解SAT问题的算法的研究进展
郭莹,张长胜,张斌
计算机科学. 2016, 43 (3): 8-17.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.002
摘要 ( 696 )   PDF(774KB) ( 4097 )   
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SAT问题是研究最广泛的NPC问题之一。由于SAT问题本身的特性,除非P=NP,否则不存在最坏情况下多项式阶时间复杂度的SAT求解算法。因此设计出高效快速的SAT求解算法至今仍是研究热点。首先简要介绍了SAT问题;其次从完备算法、不完备算法和组合算法3个角度总结了新近的研究进展,深入分析了已有算法解决SAT问题的基本流程,并从适用问题类别、算法特点、求解效率等方面对各类先进的求解器进行了对比分析;最后讨论了求解SAT问题的算法面临的挑战,并对下一步研究工作进行了展望。
阵列众核结构上的一种多层分区Hash连接算法
石嵩,宁永波,李宏亮,郑方
计算机科学. 2016, 43 (3): 18-22.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.003
摘要 ( 435 )   PDF(1120KB) ( 552 )   
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连接是数据查询处理中最耗时、使用最频繁的操作之一,对提高连接操作的速率具有重要意义。阵列众核处理器是一类重要的众核处理器,具有强大的并行能力,可用来加速并行计算。基于阵列众核处理器的结构,设计和优化了一种高效的多层分区Hash连接算法。该算法通过多层划分的策略大大降低了主存访问次数,通过分区重排方法有效消除了数据倾斜的影响,获得了很高的性能。在异构融合阵列众核处理器DFMC(Deeply-Fused Many Core)原型系统上的实验结果表明,DFMC上多层分区Hash连接算法的性能是CPU-GPU耦合结构上最快的连接算法的8.0倍,表明利用阵列众核处理器加速数据查询应用具有优势。
分数阶微积分定义的一致性在HOL4中的验证
李姗姗,赵春娜,关永,施智平,王瑞,李晓娟,叶世伟
计算机科学. 2016, 43 (3): 23-26.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.004
摘要 ( 352 )   PDF(428KB) ( 583 )   
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分数阶微积分有3种常用的定义:Grunwald-Letnikov定义、Riemann-Liouville定义以及Caputo定义,3种定义之间存在着一定的联系,在一定条件下,它们可以相互转换。首先在高阶逻辑定理证明器HOL4中使用实数、积分、极限、超越函数等定理建立了基于Caputo定义的分数阶微积分形式化模型;然后验证了该定义与Grunwald-Letni-kov定义、Riemann-Liouville定义之间的关系,实现了这3种常用定义在HOL4中的转换,在一定程度上使这3种定义达到了统一,完善了高阶逻辑定理库。
第十五届中国机器学习会议
显著区域检测技术研究
梁晔,于剑,郎丛妍,刘宏哲
计算机科学. 2016, 43 (3): 27-32.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.005
摘要 ( 269 )   PDF(557KB) ( 516 )   
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显著区域检测是计算机视觉中非常活跃的研究方向,其应用领域极为广泛。如何快速准确地找到图像的显著区域尚未形成完整的理论体系,且与具体应用密切相关,对研究人员来说仍是一个富有挑战的课题。 对显著区域检测技术进行了综述。首先深入讨论了自底向上和自顶向下的显著区域检测方法,对方法进行了归类,并对典型方法进行了梳理;其次讨论了算法的评价标准和目前流行的显著性评测数据库;最后对目前存在的问题进行了总结,给出了未来的研究方向。
一种面向度中心性及重叠网络社区的发现算法
刘井莲,王大玲,赵卫绩,冯时,张一飞
计算机科学. 2016, 43 (3): 33-37.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.006
摘要 ( 292 )   PDF(489KB) ( 537 )   
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针对社会网络中存在较多以度中心节点为中心并且具有多社区重叠节点的网络社区结构,提出了一种面向度中心性及重叠网络社区的两阶段发现算法。第一阶段发现初始社区:选取度最大的Top-k个节点作为候选中心节点,并将每个节点与其邻居节点形成候选初始社区,其中如果某候选社区与已形成的初始社区的重叠度低于阈值,则形成一个新的初始社区;第二阶段调整社区划分:通过偏离度机制进行调整,将偏离度最大值对应的节点划分到连接紧密的相应社区内,形成最终社区划分。实验表明,该方法不仅能够揭示网络中以某个节点为中心的密集的社区结构,还能有效处理初始社区不同程度的重叠问题。相比现有算法,所提方法对预先输入的候选初始社区数k值不敏感,并具有较高的准确性和灵活性。
特征背离和风险偏好分析的股价态势预测方法
姚宏亮,黄曼,王浩,李俊照
计算机科学. 2016, 43 (3): 38-43.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.007
摘要 ( 196 )   PDF(462KB) ( 557 )   
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由于股价走势与技术指标走势存在不一致性,基于技术特征的股价态势预测算法效果不佳。从特征背离角度提出了一种股价态势预测算法(Deviated Characterisitics Predict Algorithm,DCPA),该算法首先进行背离特征的提取,并计算特征的背离程度,然后根据特征的背离程度值和股票的收盘价利用BP网络进行股价态势预测。由于当市场风险偏好高时特征背离与股价态势之间相关性很弱,因此在DCPA算法的基础上提出了一种风险偏好的股价态势预测算法(Risk Preference Based Deviated Characterisitics predict Algorithm,RPDCA)。首先提取与风险偏好相关的特征,利用风险偏好计算模型获得当前的市场风险偏好类型;进而利用贝叶斯网络学习风险偏好、背离特征与股价走势之间的关系,并利用结点非对称信息熵分析风险偏好与背离特征之间的依赖关系;最后根据风险偏好与背离特征之间关系的变化,自适应性地利用BP网络预测股价态势。在实际数据上的实验比较与分析结果表明,RPDCA算法在股市短期预测中具有更高的预测精度。
云计算平台中面向车联网应用的能耗感知调度算法
邓聃婷,滕飞,杨燕
计算机科学. 2016, 43 (3): 44-48.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.008
摘要 ( 375 )   PDF(416KB) ( 566 )   
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针对面向车联网应用的云计算平台的高能耗问题,提出一种采用节能整合策略的能耗感知调度算法——任务集整合算法(Task Set Consolidation Algorithm)。该算法的主要思想是通过减少活跃物理服务器的数目,有效降低云平台的能量消耗。建立了云平台模型、车联网任务集模型和能耗模型,确定了云平台的节能目标函数和变量因子。仿真实验通过模拟多维资源多并发任务集的云平台环境,以物理服务器的活跃时间和活跃数目、云平台的能量消耗作为性能指标,将任务集整合算法与现有算法进行了比较。实验结果表明,TSC算法能够在避免任务集资源发生冲突的情况下,使面向车联网应用的云平台激活的物理服务器数量达到最少,能耗降到最低。
基于马氏距离的孪生多分类支持向量机
张谢锴,丁世飞
计算机科学. 2016, 43 (3): 49-53.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.009
摘要 ( 343 )   PDF(386KB) ( 822 )   
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孪生支持向量机(TWSVM)的研究是近来机器学习领域的一个热点。TWSVM具有分类精度高、训练速度快等优点,但训练时没有充分利用样本的统计信息。作为TWSVM的改进算法,基于马氏距离的孪生支持向量机(TMSVM)在分类过程中考虑了各类样本的协方差信息,在许多实际问题中有着很好的应用效果。然而TMSVM的训练速度有待提高,并且仅适用于二分类问题。针对这两个问题,将最小二乘思想引入TMSVM,用等式约束取代TMSVM中的不等式约束,将二次规划问题的求解简化为求解两个线性方程组,得到基于马氏距离的最小二乘孪生支持向量机(LSTMSVM),并结合有向无环图策略(DAG)设计出基于马氏距离的最小二乘孪生多分类支持向量机。为了减少DAG结构的误差累积,构造了基于马氏距离的类间可分性度量。人工数据集和UCI数据集上的实验均表明,所提算法不仅有效,而且相对于传统多分类SVM,其分类性能有明显提高。
基于条件随机场的泰语音节切分方法
赵世瑜,线岩团,郭剑毅,余正涛,洪玄贵,王红斌
计算机科学. 2016, 43 (3): 54-56.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.010
摘要 ( 433 )   PDF(316KB) ( 1316 )   
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音节是泰语构词和读音的基本单位,泰语音节切分对泰语词法分析、语音合成、语音识别研究具有重要意义。结合泰语音节构成特点,提出基于条件随机场(Conditional Random Fields)的泰语音节切分方法。该方法结合泰语字母类别和字母位置定义特征,采用条件随机场对泰语句子中的字母进行序列标注,实现泰语音节切分。在InterBEST 2009泰语语料的基础上,标注了泰语音节切分语料。针对该语料的实验表明,该方法能有效利用字母类别和字母位置信息实现泰语音节切分,其准确率、召回率和F值分别达到了99.115%、99.284%和99.199%。
嵌入LDA主题模型的协同过滤推荐算法
高娜,杨明
计算机科学. 2016, 43 (3): 57-61.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.011
摘要 ( 415 )   PDF(494KB) ( 725 )   
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协同过滤推荐算法由于其推荐的准确性和高效性已经成为推荐领域最流行的推荐算法之一。该算法通过分析用户的历史评分记录来构建用户兴趣模型,进而为用户产生一组推荐。然而,推荐系统中用户的评分记录是极为有限的,导致传统协同过滤算法面临严重的数据稀疏性问题。针对此问题,提出了一种改进的嵌入LDA主题模型的协同过滤推荐算法(ULR-CF算法)。该算法利用LDA主题建模方法在用户项目标签集上挖掘潜在的主题信息,进而结合文档-主题概率分布矩阵和评分矩阵来共同度量用户和项目相似度。实验结果表明,提出的ULR-CF算法可以有效缓解数据稀疏性问题,并能显著提高推荐系统的准确性。
基于主曲线的不均衡在线贯序极限学习机研究
王金婉,毛文涛,王礼云,何玲
计算机科学. 2016, 43 (3): 62-67.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.012
摘要 ( 198 )   PDF(478KB) ( 472 )   
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针对现有机器学习算法难以有效提高不均衡在线贯序数据中少类样本分类精度的问题,提出了一种基于主曲线的不均衡在线贯序极限学习机。该方法的核心思路是根据在线贯序数据的分布特性,均衡各类别样本,以减少少类样本合成过程中的盲目性,主要包括离线和在线两个阶段。离线阶段采用主曲线分别建立各类别样本的分布模型,利用少类样本合成过采样算法对少类样本过采样,并根据各样本点到对应主曲线的投影距离分别为其设定相应大小的隶属度,最后根据隶属区间削减多类和少类虚拟样本,进而建立初始模型。在线阶段对贯序到达的少类样本过采样,并根据隶属区间均衡贯序样本,进而动态更新网络权值。通过理论分析证明了所提算法在理论上存在损失信息上界。采用UCI标准数据集和实际澳门气象数据进行仿真实验,结果表明,与现有典型算法相比,该算法对少类样本的预测精度更高,数值稳定性更好。
基于真值支持度的直觉模糊推理方法
徐本强,谭雪微,邹丽
计算机科学. 2016, 43 (3): 68-71.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.013
摘要 ( 332 )   PDF(279KB) ( 486 )   
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为了降低直觉模糊集在推理过程中需要同时考虑隶属度和非隶属度两方面运算的复杂性,提出了一种基于真值支持度的直觉模糊推理方法,研究了强真度、真值支持度及其相关性质,并将强真度和真值支持度引入到推理中,给出真值支持度的直觉模糊推理算法及计算步骤,并以具体算例验证了该方法的正确性和有效性。
一种基于顺序特性的子空间聚类方法
陈丽萍,郭躬德
计算机科学. 2016, 43 (3): 72-74.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.014
摘要 ( 296 )   PDF(906KB) ( 460 )   
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受到Tierney的序列稀疏子空间聚类方法的启发,提出了一种新的基于顺序特性的子空间聚类方法。该方法先通过提升小波变换处理得到信号的低频信息;然后通过强调相邻样本之间的连续性来设置特殊的惩罚项,并根据噪声的大小自动调节惩罚因子;最后过滤系数矩阵中一些小的干扰系数。在人工合成和实际应用的数据集上的实验结果表明,与当前最具代表性的几种稀疏子空间聚类方法相比,所提方法具有较好的实验效果。
基于扩展模糊Petri网的知识推理方法研究
周如旗,陈忆群,冯嘉礼
计算机科学. 2016, 43 (3): 75-79.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.015
摘要 ( 333 )   PDF(403KB) ( 486 )   
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为使模糊Petri网能够描述可变模糊隶属判据下的模糊知识,利用基准变换能较好地表达模糊隶属判据可变情况的特点,基于定性映射和定性基准变换对模糊Petri网进行了扩展,给出了扩展后网模型的形式定义和基本运行机制。通过利用定性映射描述模糊产生式规则,给出了一种新的知识表示模式和推理方法,新方法有利于构建模糊Petri网基于认知的学习机制。结果显示,该网模型具有较强的知识表达能力,适用于处理认知模糊不确定性知识,其推理过程能体现某些认知特性,尤其适用于构建以定性判断为特点的智能系统。
基于一维三态量子游走的量子聚类算法
徐永振,郭躬德,蔡彬彬,林崧
计算机科学. 2016, 43 (3): 80-83.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.016
摘要 ( 530 )   PDF(300KB) ( 545 )   
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量子游走具有与经典随机游走不同的特性,因此它已经被用来解决包括元素区分、组合优化、图同构等问题。考虑量子游走和聚类两个领域,提出了一个基于一维三态离散量子游走的聚类算法。在该算法中,将数据点看作游走粒子;然后,这些粒子执行三态量子游走,接着根据粒子的测量结果更新数据点的属性值;最后,属于同一簇的数据点将会聚集,而属于不同簇的数据点将会分离。仿真实验结果表明了所提算法的有效性。
网络与通信
MANET网络中基于队列长度的逐跳AC自适应调整机制
齐法制,张红梅,张瀚文,孙智慧,曾珊,夏明山
计算机科学. 2016, 43 (3): 84-88.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.017
摘要 ( 188 )   PDF(399KB) ( 411 )   
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提出了一种适用于MANET网络的基于队列长度的逐跳AC自适应机制(QLACSA)。QLACSA机制的设计目标是解决EDCA在MANET网络中不同长度的业务流间的不公平竞争问题,为时延敏感的业务流提供可靠的端到端时延保证。QLACSA机制作用于MAC层,对时延敏感的业务流,将其全局时延需求合理地划分成逐跳的期望时延,根据数据包的实际时延状况,执行逐跳的AC重估,并在AC的选择过程中综合考虑数据包的延迟状态、本地时延需求和队列的排队情况,以保证各数据包能在QoS要求的端到端时延要求内到达目的节点。QLACSA还采用了整流策略,通过主动丢包实现“优胜劣汰”,将已经过期或有可能过期的数据包丢弃,从而降低可能的信道资源浪费,为具有更高传输成功率的数据包提供更多的传输机会。仿真结果表明,QLACSA机制在满足端到端时延需求的同时,将路径较长的业务流吞吐量提高了211%~245%左右。
一种基于遗传算法的信道感知顺序设计
韩寒,周君,王敬超
计算机科学. 2016, 43 (3): 89-92.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.018
摘要 ( 173 )   PDF(418KB) ( 419 )   
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认知无线电中,认知用户必须不断对待选频段进行扫描以发现可用频谱用来通信。在感知能力有限的现实环境下,认知用户逐一进行信道的感知带来的问题是,感知信道越多,耗时越长,用于通信的时间就越短。所以合理设计感知顺序将是非常关键的技术。对该问题进行了全面的分析和建模,相比前人工作又引入了空闲概率和信道容量等因素,但是该问题变成了NP难问题。为了在多项式时间内求解该问题,使用了遗传算法。不仅设计了详细的算法过程,使用了精英保留等多种加速算法收敛的技术,而且重点对交叉算子进行了研究,提出了3种可行的交叉算子:单点交叉、多点交叉和编码交叉。在仿真分析中比较了遗传算法和全搜索算法的复杂度和准确度,同时以平均吞吐量和最大吞吐量为准则,对3种交叉算子进行了仿真比较,验证了编码交叉算子的相对优越性。
TraDR:一种基于轨迹分解重构的移动社交网络位置预测方法
薛迪,吴礼发,李华波,洪征
计算机科学. 2016, 43 (3): 93-98.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.019
摘要 ( 325 )   PDF(552KB) ( 466 )   
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随着移动社交网络的不断发展,利用用户发布的位置信息为其提供基于地域的个性化推荐服务不仅给用户提供了便利,也为商户带来了巨大的潜在利益。位置预测技术作为此类服务中的关键技术,是移动社交网络中的重要研究内容之一。结合移动社交网络的特点,提出了基于轨迹“分解-重构”的位置预测方法TraDR,利用公开易得的先验知识,为用户建立个性化的位置推理模型,有效解决了常见位置预测算法所面临的“轨迹数据稀疏问题”。基于真实数据集的实验验证了该预测方法在预测有效性及效率方面的优越性。
基于MIMO的对流层散射通信信道损耗研究
唐夲,张杰,皮羽茜,沈轩帆,廖勇
计算机科学. 2016, 43 (3): 99-102.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.020
摘要 ( 268 )   PDF(317KB) ( 612 )   
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针对多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)场景下的对流层散射通信信道损耗进行了研究。在设计远距离MIMO通信系统时,链路损耗估计是其中的关键技术,而现有技术在损耗估计时都忽略了波束与散射体碰撞时的能量损耗。根据湍流非相干散射理论,首先将对流层建模为多条可微的曲线,从而与发射和接收天线阵列构成曲边梯形,根据此信道几何模型,计算入射角、反射角和散射角的角度关系;其次,建立了电磁波束射入散射体后散射波在散射体表面的能量分布模型;最后,根据波束传输距离,量化散射信道的损耗,推导得到基于MIMO对流层散射信道的衰落系数和信道矩阵。将仿真计算结果与实际数据进行对比,验证了所提模型在链路损耗估计问题上的有效性和准确性,同时根据仿真结果对接收天线的仰角设计提出了建议。
基于压缩感知的多目标定位与功率估计
钱鹏,郭艳,李宁,孙保明
计算机科学. 2016, 43 (3): 103-106.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.021
摘要 ( 230 )   PDF(350KB) ( 443 )   
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因传感器网络中定位问题具有的天然稀疏性,压缩感知理论被广泛应用于其中以减少数据采样量。然而,现有的基于压缩感知的定位技术往往需要目标的发射功率作为先验条件,这并不符合实际中目标完全未知的情况。基于此,提出了一种多目标定位和发射功率估计的方法,该方法将目标位置和功率信息建模成一个稀疏向量,从而将定位和功率估计问题转化为稀疏向量估计问题。该方法包括离线和在线两个阶段:离线阶段主要是部署一些射频发射器并测量接收信号强度值,从而构建感知矩阵;在线阶段中,通过部署少量传感器测量接收信号强度值,求解一个1范数最优化问题便可精确地重构出稀疏向量。仿真结果验证了该多目标定位和功率估计方法的有效性和鲁棒性。
Mesh网络中两跳邻居地址借用策略
孙聪,朱艺华,池凯凯,袁利永
计算机科学. 2016, 43 (3): 107-112.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.022
摘要 ( 161 )   PDF(454KB) ( 428 )   
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IEEE 802.15.5标准提供了mesh联网功能,它为节点绑定逻辑地址,因而具有不需要路由表进行路由的优点。在一个动态性很强的mesh网络中,节点加入或离开网络会造成孤儿节点问题,即新来节点因其父节点无剩余地址可分配导致其无法加入网络。提出了适用于mesh网络的两跳邻居节点地址借用策略以克服孤儿节点问题,提高节点加入成功率和地址利用率。理论分析和仿真表明,所提出的地址借用策略在节点加入成功率、地址利用率和能耗方面均优于已有地址分配方案。
基于粒子群算法和RBF神经网络的云计算资源调度方法研究
赵宏伟,李圣普
计算机科学. 2016, 43 (3): 113-117.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.023
摘要 ( 375 )   PDF(483KB) ( 520 )   
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为了获得云计算资源调度的多目标优化方案,提出了一种云计算资源的动态调度管理框架;然后给出了本系统的基本架构形式,并对其进行了详细设计;其次,建立了以提高应用性能、保证云应用的服务质量和提高资源利用率为目标的多目标优化模型,并结合最新的RBF神经网络和改进粒子群算法对其求解;最后,在CloudSim平台进行了仿真,实验结果表明提出的框架及算法能有效减少虚拟机迁移次数和物理结点的使用数量,在提高资源利用率的同时,能保证云应用的服务质量。
信息安全
基于CP-ABE和XACML多权限安全云存储访问控制方案
刘晓建,王力生,廖新考
计算机科学. 2016, 43 (3): 118-121.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.024
摘要 ( 213 )   PDF(319KB) ( 828 )   
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为了保护云存储系统中用户数据的机密性和用户隐私,提出了一种基于属性加密结合XACML框架的多权限安全云存储访问控制方案。通过CP-ABE加密来保证用户数据的机密性,通过XACML框架实现基于属性细粒度访问控制。云存储系统中的用户数据通过对称加密机制进行加密,对称密钥采用CP-ABE加密。仿真实验表明,该方案是高效灵活并且安全的。安全性分析表明,该方案能够抵抗共谋攻击,具有数据机密性以及后向前向保密性。
一种基于多样化历史信息的自动信任协商策略
李健利,王艺谋,谢悦,丁洪骞
计算机科学. 2016, 43 (3): 122-126.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.025
摘要 ( 182 )   PDF(494KB) ( 405 )   
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针对自动信任协商的协商效率问题,提出了一种基于多样化历史信息的自动信任协商策略。本策略将历史信息作用于协商过程中,利用策略有向图来完成协商;利用票证来存储历史协商信息,并采用数字签名技术来保证信息的真实性和完整性。根据历史协商信息在产生方式上的不同,提出了信任票证和历史票证,并结合其特点设计了相关的格式以及验证和工作过程。最后进行了实验仿真,结果表明该模型可以提高重复协商的效率。
一种分布式的僵尸网络实时检测算法
陈连栋,张蕾,曲武,孔明
计算机科学. 2016, 43 (3): 127-136.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.026
摘要 ( 190 )   PDF(1039KB) ( 653 )   
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僵尸网络通过控制的主机实现多类恶意行为,使得当前的检测方法失效,其中窃取敏感数据已经成为主流。鉴于僵尸网络实现的恶意行为,检测和减轻方法的研究已经势在必行。提出了一种新颖的分布式实时僵尸网络检测方法,该方法通过将Netflow组织成主机Netflow图谱和主机关系链,并提取隐含的C&C通信特征来检测僵尸网络。同时,基于Spark Streaming分布式实时流处理引擎,使用该算法实现了BotScanner分布式检测系统。为了验证该系统的有效性,采用5个主流的僵尸网络家族进行训练,并分别使用模拟网络流量和真实网络流量进行测试。实验结果表明,在无需深度包解析的情况下,BotScanner分布式检测系统能够实时检测指定的僵尸网络,并获得了较高的检测率和较低的误报率。而且,在真实的网络环境中,BotScanner分布式检测系统能够进行实时检测,加速比接近线性,验证了Spark Streaming引擎在分布式流处理方面的优势,以及用于僵尸网络检测方面的可行性。
路网环境下敏感位置匿名区域的生成方法
戴佳筑,华亮
计算机科学. 2016, 43 (3): 137-144.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.027
摘要 ( 184 )   PDF(1566KB) ( 594 )   
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用户的位置信息涉及个人隐私,用户精确的位置信息可能会暴露其爱好、行为等敏感信息,因此,位置信息的匿名显得非常重要。现有的位置隐私保护方法大多是在欧氏空间下基于k-匿名算法生成位置匿名区域。欧氏空间下的k-匿名算法虽然可以在一定程度上解决用户位置信息的匿名保护问题,但是在现实生活中,用户的位置受路网环境影响较大,同时,欧氏空间下的k-匿名算法在生成匿名区域后对该区域是否还处于敏感范围内未做考虑。因此提出了一种路网环境下敏感位置匿名区域的生成方法。该方法基于空间划分,首先按照路网L-差异性要求对路网交叉点生成维诺图单元;接着考虑用户所处位置的敏感度,对用户位置生成匿名区域。实验结果表明,与一般的k-匿名算法生成的匿名区域相比,提出的算法能较好地解决一般k-匿名算法生成的匿名区域仍然处于敏感范围内的问题,从而更好地保护用户的位置隐私。
基于超图的Cyber空间故障传播研究方法
王友俊,赵耘田,张红旗,张传富,杨超
计算机科学. 2016, 43 (3): 145-150.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.028
摘要 ( 166 )   PDF(484KB) ( 562 )   
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针对现有的基于相连链路联系的故障研究方法不能准确描述Cyber空间因资源发生故障而造成的影响这个问题,提出了一种从共享任务联系的角度分析资源故障传播与扩散问题的研究方法。其基本思想是利用Petri网建模方法描述Cyber空间中任务与资源的基本关系,基于超图理论构建任务-资源模型。定义了传播能力、传播系数、扩散系数等指标来刻画故障的传播与扩散过程,采用邻接矩阵分析并推导出了这些指标的量化方法,在此基础上给出了资源故障在网络中产生的影响力的函数,最后利用案例验证了资源的故障传播和扩散过程。
一种基于随机投影的加权社会网络隐私保护方法
兰丽辉,鞠时光
计算机科学. 2016, 43 (3): 151-157.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.029
摘要 ( 188 )   PDF(635KB) ( 449 )   
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针对加权社会网络的发布,提出了一种基于随机投影的隐私保护方法——向量集随机投影,该方法通过对加权社会网络的结构和边权重进行干扰实现敏感信息的隐私保护。通过对加权社会网络进行分割,得到节点数相同的若干个子网络;依据边空间理论,采用由边信息构建的向量描述子网络,构建加权社会网络的向量集作为发布模型;利用随机投影技术对原始向量集进行降维操作得到目标向量集;依据目标向量集构建加权社会网络的发布集。实验结果表明,向量集随机投影方法能够在确保隐私信息安全的同时仍然保护社会网络分析所需要的某些结构特征。
一种融合Kmeans和KNN的网络入侵检测算法
华辉有,陈启买,刘海,张阳,袁沛权
计算机科学. 2016, 43 (3): 158-162.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.030
摘要 ( 607 )   PDF(406KB) ( 784 )   
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网络入侵检测算法是网络安全领域研究的热点和难点内容之一。目前许多算法如KNN、TCMKNN等处理的训练样本集都比较小,在处理大样本集时仍然非常耗时。因此,提出了一种适应大样本集的网络入侵检测算法(Cluster-KNN算法)。该算法分为离线数据预处理(数据索引)和在线实时分类两个阶段:离线预处理阶段建立大样本集的聚簇索引;在线实时分类阶段则利用聚簇索引搜索得到近邻,最终采用KNN算法得出分类结果。实验结果表明:与传统的KNN算法相比,Cluster-KNN算法在分类阶段具有很高的时间效率,同时在准确率、误报率和漏报率方面与其它同领域入侵检测方法相比也具有相当的优势。Cluster-KNN能够很好地区分异常和正常场景,且在线分类速度快,因而更适用于现实的网络应用环境。
基于尖点突变模型的联动网络流量异常检测方法
邱卫,杨英杰
计算机科学. 2016, 43 (3): 163-166.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.031
摘要 ( 185 )   PDF(460KB) ( 461 )   
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针对现有方法没有考虑联动网络流量的非线性动力学特性,以及不能有效区分正常联动业务流量和异常攻击流量的问题,提出了一种基于尖点突变模型的联动流量异常检测方法。通过对联动网络流量非线性动力学特征参数的分析与提取,建立正常流量的尖点突变模型;利用模型的平衡曲面来描述网络流量系统的行为,构造正常网络流量行为的平衡曲面;并以网络流量行为相对于正常平衡曲面的偏离程度作为异常检测的依据。实验结果表明,所提方法具有较高的检测率和较低的误报率。
云存储平台下基于属性的数据库访问控制策略
黄保华,贾丰玮,王添晶
计算机科学. 2016, 43 (3): 167-173.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.032
摘要 ( 214 )   PDF(595KB) ( 462 )   
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云存储是一种新兴的数据存储模式,具有低成本、高效、易用等特点。数据库的安全访问控制成为在云存储平台下数据库运行时不可忽视的问题。设计了一个带权重的密文策略属性加密(WCPABE)方案,并且提出了基于该加密方案的云存储平台下数据库的访问控制策略。通过引入属性权重概念,WCPABE可以动态反映数据库中各个属性的重要程度,增强数据库拥有者对数据库的访问控制;提出了3种基于WCPABE的访问控制策略;提出了WCPABE在云存储平台下的数据库加密模型,实现了云存储平台下对数据库的有效、安全的访问,增强了数据库安全性,同时解决了多用户私钥分发与管理问题。实验数据表明:WCPABE具有可行性和有效性,能使云存储平台下数据库拥有者对数据库访问控制具有更多样化的手段,增强了数据库的安全性。
基于中国剩余定理的群签名改进方案
黄丛林,仲红,汪益民
计算机科学. 2016, 43 (3): 174-178.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.033
摘要 ( 304 )   PDF(416KB) ( 532 )   
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自陈泽文首次提出基于中国剩余定理的群签名后,已出现不少对其改进的方案,但仍未有方案在不使用第三方辅助签名或验证的情况下实现非关联性。针对这一问题,提出了一个基于中国剩余定理的群签名改进方案,通过结合子集覆盖框架中完备子树的方法来实现上述非关联性,以满足群成员安全、快速的加入和撤销,而无需改变其他成员私钥。该方案还实现了防权威陷害攻击。最后对其安全性和效率进行分析,并与现有方案进行对比,结果表明,所提方案具有一定的优势。
软件与数据库技术
面向软件错误定位与理解的测试执行离散特征筛选
刘梦冷,杨小双,赵磊,王丽娜
计算机科学. 2016, 43 (3): 179-187.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.034
摘要 ( 260 )   PDF(819KB) ( 446 )   
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软件错误定位与错误理解是软件调试过程中的重要步骤,然而调试人员利用基于覆盖分析的软件错误定位获取的可疑度,从高到低静态分析每条程序语句的检查方式,与实际软件调试过程并不相符。为了能够筛选更有助于理解错误根源的测试执行,尤其是致使程序失效的失效执行,帮助调试人员进行动态差异化分析,针对失效执行提出基于高可疑度覆盖率、揭示错误潜力和覆盖语句可疑度离散特征的3种优先级策略,针对成功执行提出加权余弦相似度匹配策略。通过将3种失效执行优先级策略与随机选择在常用错误定位技术中进行实验对比,验证了基于覆盖语句可疑度离散特征的失效执行筛选策略能够对筛选前后的错误理解工作量变化产生更强的积极影响和更弱的消极影响,并能够在相同工作量下理解更多的错误,进而更有助于将错误定位结果应用于错误根源的理解。
程序语言中共归纳数据类型的一种fibrations方法
苗德成,奚建清,戴经国,苏锦钿
计算机科学. 2016, 43 (3): 188-192.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.035
摘要 ( 171 )   PDF(527KB) ( 457 )   
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范畴论与共代数是程序语言中共归纳数据类型研究的传统方法,这些方法在语义行为分析与共归纳规则描述等方面存在一定的不足。针对以上问题,提出了一种fibrations方法以对共归纳数据类型的语义行为与共归纳规则进行研究。该方法系统分析了fibration上共归纳数据类型的重索引函子、对偶重索引函子与真值函子等基本逻辑结构,应用等式函子与商函子等工具建立共归纳数据类型与其语义行为在程序逻辑上的对应关系,深入分析共归纳数据类型的语义行为;并以基范畴上自函子及其在全范畴上保持等式的提升为工具构造共递归操作,抽象描述共归纳数据类型具有普适意义的共归纳规则;最后通过实例分析简要介绍了fibrations方法的应用。
支持形状分析的符号执行引擎的设计与实现
梁家彪,李兆鹏,朱玲,沈咸飞
计算机科学. 2016, 43 (3): 193-198.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.036
摘要 ( 217 )   PDF(514KB) ( 847 )   
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目前提高软件可靠性的方法有3种:动态测试、静态分析和程序验证。动态测试的结果依赖于测试集的设计,误报率低,漏报率高,分析结果不稳定。程序验证可以对程序的各种性质进行完备的验证。但目前程序验证通常都需要手动证明,分析成本最高。而程序静态分析可以更早、更全面、较高效和低成本地检测到程序中的缺陷。其中符号执行技术是一种比较有应用前景的静态分析技术,可以很好地控制 精确度。针对符号执行可伸缩性差和容易产生路径爆炸的问题,在符号执行过程中利用形状分析技术实现自动推导循环不变式和构建函数行为规范,实现了一个较为实用的C程序分析工具。
多维度的安卓应用相似度分析
张希远,张刚,沈立炜,彭鑫,赵文耘
计算机科学. 2016, 43 (3): 199-205.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.037
摘要 ( 279 )   PDF(705KB) ( 577 )   
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基于安卓的智能设备的普及和移动互联网的发展带来了安卓应用的繁荣,但同时也带来了移动应用的开发、维护、安全等方面的问题。采取了多种技术,提取了安卓应用的功能描述、权限声明及源代码,并基于这些信息对1173个安卓应用进行了统计分析、相似度计算、聚类以及交叉对比;利用多个维度的安卓应用特征相似度分析,初步得到了安卓应用多个维度的相关规律,其可辅助不同的安卓应用的开发和管理任务,如权限过度声明检测、重打包检测、应用描述完善、领域内的公共类库的发现和提取等,从而帮助改善安卓市场的生态并提高安卓应用的开发效率。
基于动态相似度的错误定位优先排序方法
蒲进兴,李登辉,李征,赵瑞莲
计算机科学. 2016, 43 (3): 206-212.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.038
摘要 ( 376 )   PDF(1326KB) ( 462 )   
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在软件测试中,错误定位优先排序通过优化测试用例的执行次序来提高错误定位的效果,并将检测错误和定位错误相结合,以降低测试成本。 提出了一种基于动态相似度的错误定位优先排序方法,在相似度计算中,引入了语句怀疑度,提高了相似度计算的有效性以及错误定位的准确度;同时分析并验证了不同测试用例优先排序算法对后续定位错误的影响。在6个C基准程序上,针对3种广泛采用的测试用例优先排序算法和2种错误定位技术进行了实验,结果表明提出的方法能提高错误定位的准确度和效率。
基于启发式规则的自动化本体扩充
李伊潇,李宏伟,沈立炜,赵文耘
计算机科学. 2016, 43 (3): 213-219.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.039
摘要 ( 295 )   PDF(1277KB) ( 527 )   
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自动化地获取网络资源中的领域本体可以缩短本体的构建周期,但自动化的本体扩充还是本体工程中的一个挑战,其难点主要在于如何抽取术语并在新术语和已有本体之间建立映射关系。为此,提出了一个基于启发式规则的本体自动化扩充方法。该方法从网络资源中抽取自然语言文本,结合自然语言处理技术进行文本预处理,采用优先匹配对象属性的方式挖掘领域知识术语,然后通过启发式规则匹配术语的方式进行本体扩充,最后进行一致性检测。采用上述方法实现了一个基于Web的本体扩充工具。以城市景观信息核心本体作为研究案例进行了实验,结果显示本方法在扩充实例时具有较高的查准率和查全率,表明其具有有效性和可行性。
HMSST+:基于分布式内存数据库的HMSST算法优化
董书暕,汪璟玢,陈远
计算机科学. 2016, 43 (3): 220-224.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.040
摘要 ( 221 )   PDF(487KB) ( 406 )   
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为了解决HMSST(HashMapSelectivityStrategyTree)算法在集中式环境下受限于有限内存的问题,提出了一种新的分布式SPARQL查询优化算法HMSST+。该算法基于Redis提出了一种分布式存储方案,通过平行扩展存储节点和分布式调度,使得海量RDF数据的查询得以在分布集群的内存中实现。采用LUBM1000所大学的测试数据集对查询策略进行了实验,结果表明提出的方法与HMSST算法相比具有更好的扩展能力,与现有的分布式查询方案相比也具有更好的查询效率。
基于不确定理论的不确定性数据Top-k查询计算
郭长友,郑雪峰,高秀莲
计算机科学. 2016, 43 (3): 225-230.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.041
摘要 ( 402 )   PDF(472KB) ( 529 )   
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在不确定性数据集中,基于参数化排名函数的Top-k查询研究近年来备受关注。给出了一种新的解决方法,该方法将不确定性数据集中的元组建模为不确定网络,将有序元组的Top-k查询等价转化为相应样本图中边的不确定测度关系,并对样本图依据所包含边的排序位置进行分类,从而 将不确定性数据中基于参数化排名函数的Top-k查询等价转换为依Top-k值不同的有限查询。本算法避免了计算所有元组在样本图中的排名不确定测度值,提高了不确定图的Top-k查询计算效率。 理论分析和实验结果表明,提出的Top-k查询算法能够从非确定角度解决不确定性数据的Top-k查询计算问题。
基于式样单划分的XML数据并行转换方法研究
李宁,高晓光,侯霞,张伟,田英爱
计算机科学. 2016, 43 (3): 231-237.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.042
摘要 ( 425 )   PDF(484KB) ( 535 )   
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在现有研究的基础上提出了一种基于式样单(stylesheet)划分的XML数据并行转换方法,并针对该方法所涉及的以下关键问题进行了讨论:1)如何从式样单中获得多个相互独立的转换单元,它们可以并行执行而互不影响;2)如何根据运行环境自动调整转换任务的数量和负载;3)如何将多个并行转换得到的结果进行有效的合并。将提出的算法应用于实际的Open XML-UOF文档格式转换项目,取得了很好的效果。该方法对于在并行环境下有效地提高XML的数据转换性能具有较大的应用价值。
位置信息记录中基于期望最大化的名称消重算法
孙晓玲,郑勉,李伟勤,罗恩韬
计算机科学. 2016, 43 (3): 238-241.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.043
摘要 ( 228 )   PDF(1055KB) ( 409 )   
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在包含位置信息的签到记录中,每条记录仅包含名称和位置(经纬度)两个属性。传统的名称消重算法通过匹配实体的属性值或者计算实体间的名称相似性进行消重,忽略了位置信息的特殊性。为了提高位置信息记录中名称消重的质量,提出了一种基于期望最大化的位置名称消重算法。首先,提出了一种包含核心单词和背景单词的文本名称模型,并给出了计算模型参数值的期望最大化算法。其次,在文本名称模型中引入位置信息,将整个地图划分为若干个网格,分别计算每个网格中核心单词和背景单词的分布情况,并提出了一种考虑位置的文本名称模型。最后,将位置文本名称模型用于位置信息记录中的名称消重,并给出了相应的名称消重算法。实验表明, 与传统的名称消重模型相比,提出的位置名称消重模型可以更好地识别出名称中包含的核心词汇,因而在名称消重时具有更好的性能。
人工智能
基于边界域的不完备信息系统属性约简方法
刘芳,李天瑞
计算机科学. 2016, 43 (3): 242-245.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.044
摘要 ( 170 )   PDF(339KB) ( 415 )   
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研究了用矩阵来计算不完备信息系统的属性约简方法,引入了容差关系矩阵等概念来计算决策表的上下近似集;然后给出了基于容差关系矩阵的决策表边界域的计算方法,再利用边界域的基数相等作为评价属性约简的准则,提出了基于边界域的启发式约简方法;最后,举例说明了属性约简的操作方法和所提算法的可行性。
基于事件检测的下肢康复外骨骼服的设计
张向刚,石宇亮,张羿,王慧琴
计算机科学. 2016, 43 (3): 246-251.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.045
摘要 ( 188 )   PDF(490KB) ( 506 )   
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下肢康复外骨骼能辅助或替代医师完成下肢康复训练,并能帮助患者自立,重新融入社会。设计了一种基于事件检测的下肢康复外骨骼服,所谓事件是指人机接口获得的一些状态序列。基于事件的运动意图检测主要有两个目的:第一,以透明的方式检测穿戴者的运动意图;第二,提高运动意图检测的准确性和容错性。提出的下肢康复外骨骼服包括仿生机械结构、人机接口、控制器、电机驱动子系统和电源子系统。仿生机械结构用于支持骨骼服的重量以及穿用者的身体。电机驱动子系统采用盘式电机带动骨骼服的膝关节和髋关节。人机接口子系统通过传感器和传输网络,运用基于事件的运动意图检测技术感知患者的运动状态和运动意图。控制器采用位置闭环控制。仿真结果表明了系统的可行性和实用效果。
基于MLN的中文事件论元推理方法
朱少华,李培峰,朱巧明
计算机科学. 2016, 43 (3): 252-255.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.046
摘要 ( 192 )   PDF(437KB) ( 430 )   
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现有的中文事件论元抽取方法大多利用句法结构来表示论元和触发词之间的关系,该方法无法抽取与触发词距离较远且不在同一个子句中的论元。为了解决上述问题,基于马尔科夫逻辑网络(MLN),通过学习训练语料中实体填充不同角色的概率和测试语料中部分已知论元信息,来抽取其他可信度低或缺乏有效信息的论元。在ACE 2005中文语料上的实验结果表明,所提方法与基准系统相比,系统性能在论元识别和论元角色分配阶段分别提高了6.0%和4.4%。
基于智能优化算法的模糊软子空间聚类方法
张恒巍,何嘉婧,韩继红,王晋东
计算机科学. 2016, 43 (3): 256-261.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.047
摘要 ( 323 )   PDF(465KB) ( 520 )   
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为解决选定特征上的聚类问题和模糊C-均值聚类存在的初始值敏感、易陷入局部最优的问题,提出了一种基于改进萤火虫算法的模糊软子空间聚类方法。该方法在模糊C-均值聚类算法的基础上,采用基于数据可靠性的k-均值算法中特征权值的计算方法,并结合萤火虫算法的全局搜索能力对所有的特征子空间进行搜索;设计了一种目标函数来对聚类结果和子空间所包含的特征维进行评估,并利用目标函数改进了萤火虫算法的搜索公式。实验结果表明,该方法能有效地收敛于全局最优解,具有良好的聚类效果和抗噪性。
基于相似度的多粒度不确定语言群决策方法
谭敏,史越,杨俊超,延静
计算机科学. 2016, 43 (3): 262-265.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.048
摘要 ( 236 )   PDF(357KB) ( 471 )   
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针对具有多粒度不确定语言评价信息的多属性群决策问题,提出了一种基于区间二元语义信息处理和矢量相似度的群决策方法,弥补了基于距离测度的决策方法易造成信息混淆的不足。该方法首先使用二元语义转换函数对多粒度区间语言评价信息进行一致化处理;然后通过建立使备选方案对正理想解相似度最大、负理想解相似度最小的最优化模型来获得相应的属性权重;最后利用区间二元语义的集结算子对评价信息进行加权集成,并通过优序数排序法实现对各方案的排序。实例分析说明了该方法的可行性和有效性。
一种改进的混沌伊藤算法求解车辆配送问题
华茂,余世明
计算机科学. 2016, 43 (3): 266-270.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.049
摘要 ( 144 )   PDF(397KB) ( 459 )   
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为了提高基本伊藤算法搜索最优解的效率,在状态转移策略中引入C-W节约法,并根据伊藤算法迭代的特性改进了距离启发因子和路径权重的更新规则,同时在寻优过程中对各个因子的权值系数作线性调整,保证了初期种群的多样性和后期遍历寻优的能力。根据种群中粒子的适应度设计了针对波动算子和漂移算子的自适应扰动策略,以避免算法在迭代过程中出现搜索停滞的现象。构造了4个邻域搜索算子,并在此基础上提出了基于幂函数载波的混沌局部优化方法,该方法提高了局部搜索的充分性和遍历性。仿真结果证明了所提算法的有效性。
一种基于近邻边界的粒度支持向量机学习策略
张春艳,倪世宏,查翔
计算机科学. 2016, 43 (3): 271-274.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.050
摘要 ( 315 )   PDF(988KB) ( 550 )   
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针对粒度支持向量机进行粒划分后提取代表点时丢失部分重要分类信息从而影响分类准确率的情况,提出了一种基于近邻边界的粒度支持向量机(Neighboring-boundary Granular Support Vector Machine,NGSVM)的学习策略。首先采用kmeans方法进行粒划分,对不同的粒依据不同的规则提取粒内代表点,并按照要求分别将代表点放入精简集或修正集中,再用这两个集合中的数据对支持向量机进行训练;形成分类器后,根据核空间距离提取靠近分类面的近邻边界数据以对分类面进行修正。仿真实验结果表明,通过提取靠近分类面的近邻边界数据进行重新训练,能够修正分类面,进一步提高粒度支持向量机的分类准确率。
基于用户兴趣与主题相关的PageRank算法改进研究
王冲,纪仙慧
计算机科学. 2016, 43 (3): 275-278.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.051
摘要 ( 278 )   PDF(1153KB) ( 634 )   
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针对传统的PageRank算法存在主题漂移、忽略用户兴趣等不足,提出一种基于用户兴趣与主题相关的Page-Rank改进算法——ITPR。为了更好地提高用户搜索质量,利用网页浏览时间与页面篇幅共同构建用户兴趣度因子,用线性拟合月点击量的方法预测用户兴趣度的升降,同时结合网页内容引入主题相关度因子,共同对网页PR值进行适当的修正,使其分配更为合理。仿真实验结果表明,在相同的实验环境下,改进的PageRank算法提升了网页排序质量、查准率以及用户搜索满意度。
基于模式识别的文本知识点深度挖掘方法
温浩,温有奎,王民
计算机科学. 2016, 43 (3): 279-284.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.052
摘要 ( 214 )   PDF(1238KB) ( 530 )   
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针对目前大数据知识获取存在的噪声大的问题,提出了文本知识点深度挖掘方法。首先构建了学术论文创造性特征的“问题,方法,结果”三元组本体模型;其次利用模式识别等技术对学术论文文摘进行统计分析、特征提取、机器学习、模式判定分析;最后对学术论文创造性核心知识的三元组进行深度挖掘。实验结果表明,该方法能大大过滤掉学术文献大数据检索的噪声,便于用户快速定位大型学术文献数据库论文的研究问题,采用的新方法和得到的结果能判断学术论文的阅读价值,并为大数据深度知识挖掘和关联发现研究提供基础。该类方法未见有公开的文献报道,属于一种探索性研究和实验。
基于覆盖的Sugeno测度粗糙集模型及其三支决策
薛占熬,刘杰,朱泰隆,司小朦,王朋函
计算机科学. 2016, 43 (3): 285-290.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.053
摘要 ( 163 )   PDF(442KB) ( 422 )   
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概率粗糙集是研究不确定信息的重要理论基础,有着广泛的应用。由于概率粗糙集中的等价关系和概率测度的可加性要求过于严格,且在实际问题应用中难以满足,因此,对概率粗糙集及其模型进行拓展研究是非常有必要的。在概率粗糙集、Sugeno测度和三支决策的理论基础上,对基于覆盖的Sugeno测度粗糙集模型及其三支决策规则进行了研究。首先构造了一种基于覆盖关系的Sugeno测度粗糙集模型,定义了该模型的上、下近似算子;然后证明了其并、交、补等运算的代数性质;最后结合三支决策理论,给出了该模型的三支决策规则和方法,并用实例验证了其有效性。
图形图像与模式识别
基于矢量方向特征的非参数动态背景建模
蒋泳森,肖泉,王守觉
计算机科学. 2016, 43 (3): 291-295.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.054
摘要 ( 185 )   PDF(1467KB) ( 627 )   
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针对传统的背景建模会产生空洞和阴影误检测的问题,提出了基于矢量特征的动态背景建模方法。该算法分为初始背景模型学习和更新背景模型学习两个部分。初始背景模型把图像RGB 3个特征对应到球坐标中的方向特征,并取前若干帧图片通过矢量均值聚类算法算出K个聚类,认为这K个类为这一像素点的背景模型,当一张新的图片对应像素的矢量特征落在这K类中的任何一个时,就认为其为背景;更新算法是初始模型的后续,它除了对新来的图片进行背景分析之外,也将其用来更新背景模型。该算法能够有效避免空洞现象和阴影误检测,并且当场景改变时能及时有效地更新背景。
基于颜色和局部二值相似模式的背景减除
任典元,王文伟,马强
计算机科学. 2016, 43 (3): 296-300.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.055
摘要 ( 230 )   PDF(1960KB) ( 560 )   
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针对视觉背景提取(Visual Background Extractor,ViBe)算法对光照变化和动态背景适应性差、鬼影消除时间长的缺点,提出了一种改进的ViBe算法。该算法使用颜色特征与局部二值相似模式(Local Binary Similarity Pattern,LBSP)特征进行背景建模,增加了对光照变化的鲁棒性。在模型更新阶段,引入二次空间传播机制,以加快消除鬼影的速度。根据当前像素与空间邻域像素的标准差获得自适应判决阈值,以较快的时间响应速度抑制动态背景的干扰。在Change Detection dataset数据集上的实验结果表明,改进后的算法能较快地抑制鬼影,同时能保证慢速和静止目标不会很快地融入背景,对复杂动态场景和光照变化有较好的适应性,其F-measure指标较ViBe算法提升了19.29%。
基于随机子空间核极端学习机集成的高光谱遥感图像分类
宋相法,曹志伟,郑逢斌,焦李成
计算机科学. 2016, 43 (3): 301-304.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.056
摘要 ( 209 )   PDF(928KB) ( 460 )   
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结合随机子空间和核极端学习机集成提出了一种新的高光谱遥感图像分类方法。首先利用随机子空间方法从高光谱遥感图像数据的整体特征中随机生成多个大小相同的特征子集;然后利用核极端学习机在这些特征子集上进行训练从而获得基分类器;最后将所有基分类器的输出集成起来,通过投票机制得到分类结果。在高光谱遥感图像数据集上的实验结果表明:所提方法能够提高分类效果,且其分类总精度要高于核极端学习机和随机森林方法。
基于感知哈希与用户偏好的检索意图建模方法
石宏彬,郭克华
计算机科学. 2016, 43 (3): 305-308.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.057
摘要 ( 299 )   PDF(407KB) ( 494 )   
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针对商品检索排序问题,提出结合用户查询条件与用户浏览兴趣偏好的排序方法,目的是在不增加用户输入查询条件的前提下,提高用户对商品检索结果的满意度。根据用户提交的查询条件,对数据库中的商品进行筛选和初步排序。在此基础上,以用户的浏览行为分析用户对商品的兴趣浓度,并从用户的历史浏览记录中提取出用户的兴趣偏好模型,计算商品属性信息与用户偏好模型之间的相似度大小,对返回的排序结果进行调整优化。实验表明,基于用户兴趣偏好的排序结果更加符合用户的检索意图。
一种改进粒子群优化算法的Otsu图像阈值分割方法
刘桂红,赵亮,孙劲光,王星
计算机科学. 2016, 43 (3): 309-312.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.058
摘要 ( 419 )   PDF(329KB) ( 701 )   
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阈值法分割图像时只利用图像的灰度信息,具有直观、实现简单的特点。针对传统的粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)分割图像易陷入局部最优的缺点,提出一种基于改进粒子群优化算法的Otsu图像阈值分割方法。以Otsu算法的类间方差作为适应度函数,在每次迭代中选取适应度较好的粒子同时加入新的粒子,以提高粒子多样性。实验表明,与Otsu算法和PSO算法相比,改进的粒子群优化算法不仅加快了收敛速度和运算速度,而且提高了图像分割的准确率。
基于小波分析和多项式细分定位的超分辨率图像重建算法
贺清碧,黄大荣,杨永琴
计算机科学. 2016, 43 (3): 313-316.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.059
摘要 ( 341 )   PDF(318KB) ( 462 )   
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图像超分辨率重建是图像增强和图像复原研究中的一项重要课题,广泛应用于高清晰电视、医学成像和遥感成像等领域。在小波分析边缘检测的基础上,通过多项式细分算法定位亚像素边缘,将图像分为平滑区域、边缘区域和微细边缘区域。根据不同的区域特性,采用不同的插值方式进行超分辨率图像重建。仿真结果显示所提算法重建的高分辨率图像边界部分清晰自然,其主观判断和客观评价结果明显好于传统重建算法,从而验证了本算法的可行性和有效性。
快速多目标跟踪GM-PHD滤波算法
陈金广,秦晓姗,马丽丽
计算机科学. 2016, 43 (3): 317-321.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.03.060
摘要 ( 366 )   PDF(398KB) ( 1425 )   
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传统的GM-PHD(Gaussian Mixture-Probability Hypothesis Density)滤波算法用当前时刻接收到的全部量测值对所有高斯项进行更新,使得大量的运算时间花费在使用无效量测对高斯项的更新上。针对此问题,提出一种快速多目标跟踪GM-PHD滤波器。首先在算法预测步骤中将高斯项 分为新生及存活目标两类;然后在更新步骤中先计算存活目标与所有量测之间的残差,使用椭球门限,用门限内的量测值来更新存活目标;接着计算新生目标与剩下量测之间的残差,再次使用落入椭球门限内的量测值来更新新生目标,这样可以最大限度地将无效量测排除掉,从而减少算法运算时间。实验结果表明,该方法在保证目标跟踪精度的同时降低了算法时间复杂度,其综合性能优于传统的GM-PHD滤波算法。