计算机科学

深度学习研究与进展

孙志远,鲁成祥,史忠植,马刚

计算机科学. 2016, 43 (2): 1-8. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.001

摘要 ( 483 )

PDF(951KB) ( 1396 )

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深度学习是机器学习领域一个新兴的研究方向,它通过模仿人脑结构,实现对复杂输入数据的高效处理,智能地学习不同的知识,而且能够有效地解决多类复杂的智能问题。近年来,随着深度学习高效学习算法的出现,机器学习界掀起了研究深度学习理论及应用的热潮。实践表明,深度学习是一种高效的特征提取方法,它能够提取数据中更加抽象的特征,实现对数据更本质的刻画,同时深层模型具有更强的建模和推广能力。鉴于深度学习的优点及其广泛应用,对深度学习进行了较为系统的介绍,详细阐述了其产生背景、理论依据、典型的深度学习模型、具有代表性的快速学习算法、最新进展及实践应用,最后探讨了深度学习未来值得研究的方向。

一种时间序列分解的卫星周期性参数预测方法

周枫,皮德常

计算机科学. 2016, 43 (2): 9-12. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.002

摘要 ( 217 )

PDF(339KB) ( 624 )

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卫星遥测参数预测对卫星故障发现有着重要的指导作用。针对周期性参数难以预测的问题,提出了一种基于时间序列分解的卫星周期性参数的预测方法。该方法首先在频域上使用小波分析对参数序列进行降噪并提取参数的周期；然后,在时域上对参数的时间序列进行分解,进一步得到参数的趋势项和随机项,并根据各项特点分别使用灰色模型和ARMA模型进行预测；最后,重组各部分的预测值,得到最终预测结果。通过对我国某卫星遥测数据的对比实验分析,验证了该方法的正确性和有效性。

基于信息流的作战体系结构建模

杨迎辉,李建华,南明莉,田言涛

计算机科学. 2016, 43 (2): 13-18. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.003

摘要 ( 328 )

PDF(1002KB) ( 623 )

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为综合描述体系作战信息流结构,细致刻画作战活动、作战单元之间复杂动态的信息处理与交互情况,引入信息流分析方法,定义了实体、关系、属性等3类信息流要素,解析了实体要素之间的对应关联关系,以信息流为主线,设定了活动→活动、活动→节点、节点→活动和节点→节点4种信息映射规则,结合建模基本流程,分别构建了基于信息流的作战活动模型、作战节点模型和信息交互模型。最后,以空中突击作战为例,进行了仿真验证。结果表明,提出的方法和模型是可行、有效的,能够描述作战体系内部复杂多样的信息交互关系,展现信息流贯穿作战活动的动态全过程,为作战体系建模和信息需求分析提供了新的方法和手段。

面向产业链协同SaaS平台的多源异构信息动态集成技术研究

吕瑞,王淑营,孙林夫,潘华

计算机科学. 2016, 43 (2): 19-25. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.004

摘要 ( 173 )

PDF(1141KB) ( 498 )

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为降低协作企业内部系统与产业链协同SaaS平台交换大量数据所消耗的时间和空间代价,提高实时数据查询的准确性,对多源异构信息集成服务技术进行了研究。设计了面向产业链协同SaaS平台的多源异构信息集成模型；构建了多源异构信息动态发布和动态发现机制；提出了以SaaS平台为核心的多源异构信息转换与注册算法以及事件驱动的数据源动态调用算法；实现了面向产业链协同SaaS平台的多源异构信息实时准确查询服务。该模型和算法在汽车零部件产业链协同平台服务商配件库存管理中的应用证明了该技术的可行性和有效性。

一种基于编码关联的快速多模式匹配算法

朱永强,秦志光

计算机科学. 2016, 43 (2): 26-30. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.005

摘要 ( 357 )

PDF(425KB) ( 501 )

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多模式匹配算法经常使用有限自动状态机来实现多个模式串的并行匹配。针对基于自动状态机的多模式匹配算法在应用于中文编码时存在的存储空间膨胀问题,使用中文字符的拆分编码构造自动状态机,以优化算法自动状态机的存储空间,并利用中文编码的编码关联性,设计了一种基于编码关联跳转的失效跳转表,使用启发式跳跃规则提升匹配算法的时间性能。最后通过实验证明,中文编码环境下,相比于其它使用自动状态机的多模式匹配算法,改良算法拥有更小的空间消耗与更快的运行速度。

中文指代消解模型的对比研究

周炫余,刘娟,罗飞,刘洋,颜晗

计算机科学. 2016, 43 (2): 31-34. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.006

摘要 ( 416 )

PDF(426KB) ( 1120 )

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指代消解的基本任务是把指向现实世界中相同实体的所有实体表达关联起来。与英文指代消解的研究相比,中文指代消解的研究相对较少,至今没有对现存的中文指代消解模型进行公平的测评和比较,主要原因是现存的中文指代消解模型在训练和测评时采用了不同的语料,且所选用的特征属性也不相同。基于上述原因,实现了5类基本的中文指代消解模型,并在ACE2005中文语料上进行同平台、同语料、同特征的测评。通过测评比较了各类模型的性能,同时分析和探讨了影响中文指代消解模型精度的各种因素。

一种基于交点权重图的指纹焦点检测方法

郭西风,祝恩,周思航,申小龙,殷建平

计算机科学. 2016, 43 (2): 35-37. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.007

摘要 ( 303 )

PDF(602KB) ( 543 )

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指纹参考点在指纹注册和识别过程中非常重要,能够有效减少拥有大规模指纹库的自动指纹识别系统的识别时间。指纹焦点是一种很稳定的参考点,而现有检测指纹焦点的方法的精度还有很大提升空间。基于从方向场生成的交点的权重信息,提出了一种精确的指纹焦点检测方法。首先,提出了交点权重图的概念以及从指纹方向场计算该图的方法。在分块方向场上,各个块中经过块中心垂直于块方向的直线两两相交得到一些交点,为每个交点根据对其期望焦点位置的贡献赋予一个权重,得到交点权重图。该图基本能保证理想的焦点位于其最大密度区域,从而提高焦点检测算法的精度和稳定性。然后将交点权重图用于迭代算法中,实现对焦点的精确检测。最后,在 FVC2000 Db2a 指纹库上进行了实验,结果表明提出的方法在精度上比其他方法有明显优势,时间开销也在可接受的范围内。

组合粗尺度异质性和细尺度匀质性的像元交换算法用于超分辨率制图

胡建龙,李德玉,白鹤祥

计算机科学. 2016, 43 (2): 38-40. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.008

摘要 ( 313 )

PDF(769KB) ( 477 )

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空间依赖性的刻画对超分辨率制图方法起着关键作用。根据观察及实验,粗尺度空间能更好地刻画空间地物异质性,同时细尺度空间能更好地刻画空间地物的匀质性。因此提出了一种结合粗尺度空间异质性和细尺度空间匀质性的像元交换算法用于超分辨率制图。提出的基于组合粗尺度异质性和细尺度匀质性的空间依赖性度量能更好地刻画复杂地物环境。在合成影像上的实验结果验证了提出的算法能在保持分数信息不变的前提下获得更高的制图精度。

基于信息系统属性同态的数据压缩

郝彦彬,郭晓,杨乃定

计算机科学. 2016, 43 (2): 41-46. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.009

摘要 ( 215 )

PDF(492KB) ( 579 )

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数据压缩是数据处理的一个重要主题,同态是实现数据压缩的一种有效工具。根据信息系统属性集及其上的依赖关系,定义了信息系统属性同构和信息系统属性同态的概念。研究了信息系统属性同态的性质,利用属性等价关系诱导出了信息系统属性理想同态,应用信息系统属性理想同态实现了信息系统属性集的无损压缩。最后通过比较原信息系统与同态像信息系统的距离,给出了度量任意属性同态理想程度的方法。

基于CPU/GPU异构模式的高光谱遥感影像数据处理研究与实现

汤媛媛,周海芳,方民权,申小龙

计算机科学. 2016, 43 (2): 47-50. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.010

摘要 ( 335 )

PDF(440KB) ( 661 )

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近年来,基于GPU的新型异构高性能计算模式的蓬勃发展为众多领域应用提供了良好的发展机遇,国内外遥感专家开始引入高性能异构计算来解决高光谱遥感影像高维空间特点所带来的数据计算量大、实时处理难等问题。在此简要介绍了高光谱遥感和CPU/GPU异构计算模式,总结了近几年国内外基于CPU/GPU异构模式的高光谱遥感数据处理研究现状和问题；并面向共享存储型小型桌面超级计算机,基于CPU/GPU异构模式实现了高光谱遥感影像MNF降维的并行化,通过与串行程序和共享存储的OpenMP同构模式对比,验证了异构模式在高光谱遥感处理领域的发展潜力。

采用无标注语料和词“粘连”剔除策略的韵律短语识别

钱揖丽,蔡滢滢

计算机科学. 2016, 43 (2): 51-56. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.011

摘要 ( 243 )

PDF(493KB) ( 485 )

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针对人工标注韵律结构获取大规模语料的困难和问题,利用标点符号能够表示停顿的性质,提出一种采用无标注语料和词“粘连”剔除策略的韵律短语识别方法。对标点符号划分等级,并在利用其模拟韵律边界时对其赋予不同的权重。基于无标注语料构建最大熵模型,并采取Top-K方法实现句子韵律短语边界的自动预测。通过计算相邻语法词词性间的互信息对句子进行“粘连”处理,生成“粘连”单元,并对出现在其内部的韵律边界进行剔除,实现韵律短语的自动识别。实验结果表明,获取无标注语料时对标点进行分级利用及采用“粘连”剔除策略能够明显提升模型性能,该方法能够获得较好的识别效果。

结合全局与双重局部信息的社交推荐

钱付兰,李启龙

计算机科学. 2016, 43 (2): 57-59. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.012

摘要 ( 318 )

PDF(316KB) ( 550 )

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随着Web2.0的飞速发展,社交推荐逐渐成为推荐领域近几年的研究热点。如何更有效地利用用户的社交关系是社交推荐的关键,目前的社交推荐算法主要引入的是用户之间的直接联系(明确关系)。将社交关系进一步细分为明确关系和隐含关系,并结合历史评分得到的用户声誉信息刻画了由用户全局信息(声誉)与局部信息(明确关系和隐含关系)所构成的推荐系统框架。与现有的社交推荐算法相比,所提出的算法更全面地分析了用户的社交关系,且具有良好的可解释性。在Douban数据集和Epinions数据集上进行了实验,并将本算法与主流的推荐算法进行了比较,结果表明本算法具有更好的推荐精度。

基于小波滤波背景预测的红外弱小目标检测方法

焦姣,谢永杰,张华良,张颂

计算机科学. 2016, 43 (2): 60-63. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.013

摘要 ( 342 )

PDF(864KB) ( 479 )

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红外弱小目标检测是红外图像研究领域的热点与难点。有效地从背景中检测出弱小目标对于后续的跟踪、识别工作具有十分重要的意义。针对现有检测方法的不足,提出了一种基于小波滤波背景预测的红外弱小目标检测方法。该方法利用小波滤波去噪的优良特性将目标作为噪声滤除,然后构建近似的前景分布图与背景分布图,最后基于连通体筛选与对比度门限完成弱小目标的提取。采用实测光电图像对该方法进行了验证,结果表明,提出的方法能够有效抑制噪声,完成背景预测以及红外弱小目标的检测。

基于堆叠降噪自动编码器的胶囊缺陷检测方法

王宪保,何文秀,王辛刚,姚明海,钱沄涛

计算机科学. 2016, 43 (2): 64-67. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.014

摘要 ( 343 )

PDF(604KB) ( 537 )

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目前医用胶囊生产过程中的缺陷检测主要由人工完成,费时费力,容易受主观因素的影响。提出一种基于堆叠降噪自动编码器的胶囊表面缺陷检测方法,该方法首先建立深度自动编码器网络,并根据缺陷样本进行降噪训练,获取网络的初始权值；然后通过BP算法进行微调,得到训练样本到无缺陷模板之间的映射关系；最后利用重构图像与缺陷图像之间的对比关系,实现测试样本的缺陷检测。实验表明,堆叠降噪自动编码器较好地建立了上述映射关系,能快速、准确地进行缺陷检测,对噪声具有很强的鲁棒性和稳定性。

多粒化的粗糙集代数

孔庆钊,韦增欣

计算机科学. 2016, 43 (2): 68-71. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.015

摘要 ( 252 )

PDF(250KB) ( 531 )

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众所周知,一个粗糙集代数是由一个集合代数加上一对近似算子构成的。一方面 ,在公理化的方法下对经典的多粒化粗糙集代数系统进行了讨论,可知经典的粗糙集代数没有很好的性质；另一方面,给出了单调等价关系的定义,并给出了基于单调等价关系的多粒化近似算子的概念,在此基础上讨论了粗糙集代数的性质,并得到了诸多结果。

一种提高推荐多样性的概率选择模型

张东,蔡国永,夏彬彬

计算机科学. 2016, 43 (2): 72-77. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.016

摘要 ( 200 )

PDF(503KB) ( 537 )

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传统的推荐算法多以优化推荐列表的精确度为目标,而忽略了推荐算法的另一个重要指标——多样性。提出了一种新的提高推荐列表多样性的方法。该方法将列表生成步骤转换为N次概率选择过程,每次概率选择通过两个步骤完成:类型选择与项目选择。在类型选择中,引入项目的类型信息,根据用户对不同项目类型的喜好计算概率矩阵,并依照该概率矩阵选择一个类型；在项目选择中,根据项目的预测评分、项目的历史流行度、项目的推荐流行度3个因素重新计算项目的最终得分,选择得分最高的项目推荐给用户。通过阈值TR来调节多样性与精确度之间的折中。最后,通过对比实验证明了该方法的有效性。

基于转发关系的微博话题演化算法

徐伟,赵斌,吉根林

计算机科学. 2016, 43 (2): 78-82. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.017

摘要 ( 302 )

PDF(528KB) ( 703 )

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现有的话题演化研究主要针对长文本。因此研究了微博短文本的话题演化问题,综合考虑微博的文本特征和非文本特征,利用微博的传播特性,提出了基于转发关系的微博话题演化算法MTERR。该算法首先以话题模型为基础,结合微博转发特性和话题的时间特征提取微博话题；然后采用话题的内容相关性指标和转发关联度指标构建话题关联函数,生成话题演化拓扑图；最后,基于真实微博数据集的实验结果表明,MTERR算法生成的话题演化图可以有效地反映热点事件发展演化的过程。

基于下近似分布粒度熵的变精度悲观多粒度粗糙集粒度约简

孟慧丽,马媛媛,徐久成

计算机科学. 2016, 43 (2): 83-85. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.018

摘要 ( 200 )

PDF(321KB) ( 488 )

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将下近似分布约简引入变精度悲观多粒度粗糙集,定义了变精度悲观多粒度粗糙集的下近似分布粒度熵,基于下近似分布粒度熵定义了变精度悲观多粒度粗糙集粒度的重要度,并设计了基于下近似分布粒度熵的悲观多粒度粗糙集启发式粒度约简算法,通过实例验证了算法的有效性。

一种基于最近搜索周期被引用频率的改进WPR算法

王旭阳,任国盛

计算机科学. 2016, 43 (2): 86-88. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.019

摘要 ( 246 )

PDF(252KB) ( 488 )

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针对WPR(Weighted PageRank) 算法存在的在网页搜索方面的主题漂移和偏重旧网页的现象,综合网页的主题特征和最近搜索周期网页的被引用频率两个因素,提出了一种改进的算法WTFPR(Weighted Topic Frequency PageRank)。该算法通过内容分析,采用改进的TD-IDF算法来解决网页相关性,改善主题漂移现象；通过网页的最近搜索周期的被引用频率来提高那些较新而且价值较高的网页的PR值,从而改善偏重旧网页的现象。仿真结果表明,改进后的算法与 WPR 算法相比获得了更好的效果。

基于分水岭分割和稀疏表示的高光谱图像分类方法

舒速,杨明

计算机科学. 2016, 43 (2): 89-94. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.020

摘要 ( 330 )

PDF(1022KB) ( 504 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

近年来,高光谱图像的分类受到了广泛的关注。许多机器学习的方法都在高光谱图像上得到了应用,如SVM、神经网络、决策树等。但光谱图像可能存在“同物异谱”和“同谱异物”的情况,这给高光谱图像的精确分类带来了一定挑战。针对该问题,提出了利用分水岭分割得到的空间信息与稀疏表示来得到更精确的分类结果。首先利用分水岭得到图像区域信息,然后以区域为单位,对每个区域的样本进行分类。在两幅图像上对该方法的有效性进行了验证,结果表明该方法优于其它一些同类方法。

基于属性区分能力和AP聚类的属性粒化方法

朱红,丁世飞

计算机科学. 2016, 43 (2): 95-97. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.021

摘要 ( 199 )

PDF(314KB) ( 501 )

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提出了一种基于属性区分能力和AP聚类的属性粒化方法(Attribute Granulation based on attribute discernibility and AP algorithm,AGAP)。该方法首先依据属性依赖度计算属性的区分能力；然后将所有属性作为潜在的聚类中心,使用AP算法聚类,得到若干个属性簇类；最后采取选用代表属性的方法得到较粗的属性粒子,从而达到属性粗粒化的要求。对高维数据的特征降维,这种算法比传统的属性约简算法大大提高了运算效率,在属性粒化精度要求不是很严格的情况下,所提算法优势明显。

同伦支持向量机

姜进超,张瑞

计算机科学. 2016, 43 (2): 98-100. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.022

摘要 ( 206 )

PDF(226KB) ( 450 )

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支持向量机(SVM)作为一种新颖的人工智能技术,已越来越广泛地运用于各个学科领域。同伦正则化方法也是近几年新兴的一种正则化方法,在数理方程反问题中得到了广泛的应用。将同伦正则化的思想应用到支持向量机中,建立了一种新的支持向量机模型,并对最常用的核函数——高斯核进行了修改。与传统的正则化方法相比,新模型最大的优点就是正则化参数的取值范围由无限区间变成了有限区间(0,1),从而大大缩短了正则化参数的优化时间。

一种基于先验信息的混合数据聚类个数确定算法

庞天杰,赵兴旺

计算机科学. 2016, 43 (2): 101-104. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.023

摘要 ( 189 )

PDF(301KB) ( 435 )

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聚类个数的确定是聚类分析中一个富有挑战性的难题。现有的聚类个数确定方法主要采用随机选取初始聚类中心的策略,导致聚类过程中迭代次数的稳定性不强。基于此,在利用含有类标签的先验信息优化初始类中心的基础上,提出了一种基于先验信息的混合数据聚类个数确定算法。实验证明,该算法是有效的。

改进Retinex的光照变化人脸图像增强算法

杜明,赵向军

计算机科学. 2016, 43 (2): 105-108. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.024

摘要 ( 334 )

PDF(1204KB) ( 747 )

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为了提高可变光照条件下的人脸图像整体效果,提出一种基于改进单尺度Retinex的光照变化人脸增强算法。首先对人脸图像进行对数变换,经过曲波变换得到高频和低频两部分；然后采用双边滤波对高频进行去噪处理,同时采用Kimmel变分模型对低频部分进行光滑滤波；最后对人脸图像进行重构,并对图像进行伽马校正处理。在Yale B光照人脸库上的实验结果表明,该算法能较好地防止“光晕”现象出现,可以还原出人脸图像的本来面貌,使人脸图像更加适合人眼观察。

无线传感器网络中基于虚拟力的分布式节点定位

熊喆,贾杰,陈剑

计算机科学. 2016, 43 (2): 109-112. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.025

摘要 ( 228 )

PDF(334KB) ( 495 )

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节点定位是无线传感器网络应用中需要解决的一个基本问题。传统算法大都基于集中式方法估计节点位置,从而导致较大开销。因此,结合最小二乘法进行初步估计定位,并在此基础上,给出了基于虚拟力的传感器节点定位模型,提出了基于虚拟力的分布式定位算法,该算法通过邻居节点间信息的分布式交互,能够有效节省定位开销。进一步,在定位过程中引入未知节点升级机制,以提高收敛速度。一系列仿真实验表明,该算法能够通过分布式迭代定位,快速实现全网节点的精确定位。

基于xMAS模型的SpaceWire信誉逻辑的形式化验证

李艳春,李晓娟,关永,王瑞,张杰,魏洪兴

计算机科学. 2016, 43 (2): 113-117. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.026

摘要 ( 256 )

PDF(755KB) ( 440 )

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空间总线(SpaceWire)协议是应用于航空航天领域的高速通信总线协议, 保证其可靠性至关重要。但是由于通信系统具有队列量、分布控制和并发性等特点,传统仿真模拟的验证方法存在不完备性的问题,采用模型检测方法对高层次属性进行验证时,通常会出现状态爆炸的问题。基于xMAS模型对SpaceWire通信系统中的信誉逻辑进行形式化建模、验证,xMAS模型既保留了底层的结构信息,又可以验证高层次的属性。对通信系统中信誉逻辑进行抽象进而建立了xMAS模型,提取了可发送性、可接收性和数据一致性等3个关键属性,运用定理证明工具ACL2对关键属性的正确性进行了自动验证。该方法为验证指导下的系统设计提供了有效的参考。

基于投影的二分网络链接预测

高曼,陈崚,徐永成

计算机科学. 2016, 43 (2): 118-123. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.027

摘要 ( 394 )

PDF(823KB) ( 558 )

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提出基于投影的二部网络链接预测算法。算法首先将二部图投影为一个单部图,在此基础上定义了潜在边的概念,使得对二分网络链接的预测仅在潜在边中进行,大大降低了预测算法的复杂度。定义了潜在边所覆盖的模式以及模式的权重,通过潜在边所覆盖的模式的权重来计算潜在边的可信度,并将其作为该潜在边上存在实际链接的评分。实验结果表明,所提算法能够有效地提高链接预测的速度和结果的精度。

一种基于可变半衰期的机会网络社团兴趣值更新策略

严禹道,刘林峰

计算机科学. 2016, 43 (2): 124-128. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.028

摘要 ( 353 )

PDF(433KB) ( 473 )

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为了掌握节点移动的历史信息,提出了MDIR (Mass-group Detected by Interest-value )算法。该算法引入了社团的概念,将节点的移动规律与其它节点的关系进行关联。理论上,在社会网络中节点的移动可以归结为在不同社团中移动的过程。因此在该算法中,消息更倾向于向包含目标节点的社团转发。此外,考虑到社会关系的动态性,算法还引入兴趣值概念来更新网络拓扑中的社团结构。实验测试数据表明,在不同的节点密集度和网络资源有限的情况下,相较于Epidemic、BDCR以及SREP算法,MDIR算法可通过计算效用值进行路由转发来产生较低的转发能耗以及稳定的送达率。

点对点信道与两用户广播信道并存时的自由度

刘锋,王媛媛,曾连荪

计算机科学. 2016, 43 (2): 129-134. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.029

摘要 ( 260 )

PDF(446KB) ( 517 )

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研究了两个网络并存时的自由度:一个网络是点对点(PTP)信道,另一个网络是两用户的广播信道(BC)。根据两个网络之间可能存在的消息认知情况,考虑了4种系统模型:次网BC对主网PTP发送端无消息认知、次网PTP对主网BC发送端无消息认知、次网BC对主网PTP发送端有消息认知、次网PTP对主网BC发送端有消息认知。运用干扰对齐和干扰消除的方法对干扰进行了干扰管理,分析了可达自由度,并给出了自由度的外界。通过比较4种情况,发现当主网是PTP、次网是BC且次网认知主网发送端消息时获得的自由度区域最大。

社交网络上从众现象对谣言传播影响的研究

朱冠桦,蒋国平,夏玲玲

计算机科学. 2016, 43 (2): 135-139. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.030

摘要 ( 400 )

PDF(509KB) ( 805 )

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社交网络中谣言的爆炸性传播现象已引起了研究人员的关注,其传播机制及相应模型的研究对于控制网络谣言的传播至关重要。受社会网络中的从众现象的启发,在传统SIR谣言传播模型的基础上,考虑到社交网络中的谣言具有全局信息特征,其从众效应具有个体差异性,以及社交网络的规模和拓扑特性(均质和异质网络)对谣言传播的影响,首先建立了两个适用于均质网络和异质网络的改进的SIR谣言传播模型动力学方程组；然后利用蒙特卡罗方法对谣言传播演化过程进行了仿真,结果表明,相对于传统模型,基于这两个方程组的模型能有效体现社交网络中的从众现象对于谣言传播的增幅作用。此外,改进的模型揭示并体现了实际社交网络中谣言传播在从众现象的影响下的规律:蛊惑性较强的谣言传播率提升空间有限,增幅效应较小；蛊惑性较弱的谣言提升空间大,转发的人越多,从众效应的增幅越大,传播的速度越快,爆发到顶峰的时间越短；社交网络规模的增大可以显著削弱从众现象对谣言的增幅作用。

一种基于容错的感知数据回归模型研究

左向东,王坤,邱辉

计算机科学. 2016, 43 (2): 140-143. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.031

摘要 ( 205 )

PDF(335KB) ( 440 )

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传感器主要用于对外部环境进行监测,然而当传感器发生故障时监测结果会出现误差。为了提高传感器发生故障时系统的容错能力,提出了一种容错的感知数据回归模型。首先,对最小二乘和岭回归两种线性回归模型进行分析,并分析了线性回归模型的相关统计量；然后,分析了部分传感器发生故障时系统的相关统计量,并以此为基础分析了协变量矩阵的上下界；最后,依据协变量矩阵定义了故障指标,并将优化模型转化为同时最小化故障指标和均方误差的问题。实验表明,提出的容错回归模型与传统的最小二乘法和岭回归方法相比具有更小的预测误差,因而当传感器发生故障时所提模型具有更好的健壮性。

基于送达率约束的无线传感器网络低时延拓扑控制算法研究

孔姗姗,刘林峰,陈行

计算机科学. 2016, 43 (2): 144-147. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.032

摘要 ( 160 )

PDF(442KB) ( 413 )

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基于数据紧迫采集应用场景(如地震、火灾预警),分析了其拓扑控制的目标和需求,建立了网络模型并且进行了形式化描述和数学分析,提出了一种基于送达率约束的低时延拓扑控制算法(LDBDC)。该算法可以根据给定的送达率约束计算给定区域的近似最优平均跳数,从而得到虚拟网格的边长。仿真实验表明,LDBDC能够获得近似最优的拓扑结构,在满足送达率约束的前提下使得网络的平均时延最小。

基于用户鼠标行为的身份认证方法

徐剑,李明洁,周福才,薛锐

计算机科学. 2016, 43 (2): 148-154. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.033

摘要 ( 289 )

PDF(557KB) ( 928 )

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针对已有身份认证方法存在的问题,提出了一种基于用户鼠标行为的身份认证方法。首先,给出了基于用户鼠标行为的身份认证模型及其实体构成,之后采用层次化划分方法对用户鼠标行为进行了定义,同时给出了不同行为需要提取的特征值及对应的计算方法。采用随机森林分类器作为鼠标行为分类工具,以解决已有方案中存在的数据的过度拟合和数据噪声问题。在身份认证阶段,结合用户鼠标行为,采用层次结构的分类决策模型对用户身份进行认证。最后,对所提出的身份认证方法进行了实验分析,结果表明该方法具有较好的错误拒绝率和错误接受率。

二进制程序的动态符号化污点分析

朱正欣,曾凡平,黄心依

计算机科学. 2016, 43 (2): 155-158. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.034

摘要 ( 361 )

PDF(425KB) ( 966 )

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污点分析技术常用于跟踪二进制程序的信息流及检测安全漏洞,通过程序的动态执行来检测程序中由测试用例触发的漏洞。它的误报率很低,但是漏报率较高。针对污点分析的这一问题,动态符号化污点分析方法对污点分析进行了改进,通过将污点分析符号化来降低漏报率。根据基于指令的污点传播来获得相关污点数据的信息,同时制定符号化的风险分析规则,通过检测污点信息是否违反风险规则来发现存在的风险。实验结果表明,该方法不仅具有污点分析低误报率的优点,而且克服了污点分析高漏报率的缺点。在污点分析过程中产生的漏洞、风险及相关污点信息还可用于指导测试用例的生成,提高测试效率并降低测试用例的冗余。

分级管理权限匿名多用户云加密搜索方案

段阳阳,李诗旸

计算机科学. 2016, 43 (2): 159-162. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.035

摘要 ( 326 )

PDF(446KB) ( 460 )

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针对目前云计算环境下多用户加密搜索方案存在的问题,首先提出了一个基本的多用户加密搜索方案,然后将这个基本方案延伸为匿名的分级管理权限的多用户加密搜索方案。与已有的大多数方案相比,该方案不仅实现了对关键字信息的保护,也实现了对用户身份隐私的保护；同时数据拥有者可以直接控制用户查询权限,而不是云端服务器。此外,通过采用一种特殊的查询密钥生成规则,实现了分级管理用户的查询权限。安全分析表明该方案是安全的,同时性能分析及实验数据表明该方案是实际可行的。

基于冗余消除和属性数值化的XACML策略优化方法

戚湧,陈俊,李千目

计算机科学. 2016, 43 (2): 163-168. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.036

摘要 ( 222 )

PDF(553KB) ( 805 )

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可扩展的访问控制标记语言(eXtensible Access Control Markup Language,XACML)逐渐成为访问控制的标准之一。为了确保系统可用性,访问控制系统需要高效的XACML策略评估引擎。针对这一问题,从XACML策略本身潜在的不足出发,从冗余消除和属性数值化两个方面对XACML策略进行了优化。冗余消除在不影响策略评估结果的前提下去除策略库中的冗余规则,同时结合规则压缩消除规则间的冗余状态。属性数值化将文本的XACML策略属性转化为数值属性,使评估引擎匹配使用高效的数值匹配方式而不是低效的字符串匹配方式,同时使用Hash表结构存储数值属性与文本属性的映射关系有利于策略维护。仿真实验结果表明,提出的策略优化方法的性能与原始Sun XACML 相比有较大提升。

ITUbee密码代数旁路攻击

李浪,杜国权

计算机科学. 2016, 43 (2): 169-174. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.037

摘要 ( 472 )

PDF(434KB) ( 542 )

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ITUbee是在2013年第二届轻量级加密安全与隐私国际研讨会上提出的轻量级密码算法,对ITUbee密码进行安全分析有着积极意义。研究了ITUbee的代数旁路攻击方法,首先构建ITUbee密码S盒的等价代数方程组；由于构造的方程组不易解,通过采集ITUbee算法的加密功耗泄露,对加密中间状态字节的汉明重进行推断,并将其转化为与密码算法联立的布尔方程组,再利用cryptominisat解析器来求解密钥。实验结果表明,按此思路构造的ITUbee攻击方法所需样本少；在已知明文和未知明密文的场景下,1次ITUbee加密、部分轮汉明重泄露的情况下可成功恢复全部初始密钥。

隐藏访问结构的密文策略的属性基加密方案

汪海萍,赵晶晶

计算机科学. 2016, 43 (2): 175-178. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.038

摘要 ( 401 )

PDF(415KB) ( 727 )

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在密文策略的属性基加密方案中,用户的私钥与属性集合关联,密文与访问策略关联,当且仅当用户私钥中所包含的属性满足嵌入在密文中的访问策略时,用户方能成功解密该密文。在现有方案的解密过程中,访问策略连同密文被发送给解密者,这意味着加密者的隐私被泄露。为解决该问题,提出了具有隐藏访问策略的密文策略属性基加密方案,以保护加密者的隐私；并基于DBDH假设,证明了该方案在标准模型中是选择明文安全的。

基于组合阶双线性群的组签名方案的分析与改进

余家福,仲红,汪益民

计算机科学. 2016, 43 (2): 179-182. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.039

摘要 ( 333 )

PDF(367KB) ( 456 )

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周福才等利用组合阶双线性群理论和非交互式零知识证明理论构建了一个基于BMW模型的高效组签名方案,解决了传统组签名方案通信效率低、不能抵抗选择密文攻击等问题。然而研究发现该方案在正确性方面存在不足:验证者不能正确地验证签名者的身份,进而无法完成后续的签名验证操作。据此提出了一个改进方案,并给出了严格的安全性证明,通过增加身份信息的承诺值及对应的非交互式零知识证明,修正了原方案中的缺陷。最后将该改进方案与同类其他方案在安全性和效率方面进行了分析与比较,结果表明该改进方案在保证高效性和安全性的前提下解决了原方案中存在的问题。

基于弱水印的地理数据拓扑完整性检验方法

隋莉莉,汪传建

计算机科学. 2016, 43 (2): 183-187. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.040

摘要 ( 180 )

PDF(395KB) ( 427 )

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拓扑关系是空间关系研究的基础问题,被广泛应用在空间查询和空间推理等方面。为了检测地理数据拓扑关系的完整性,提出了一种基于弱水印的地理数据拓扑完整性检验方法。通过地物之间空间相离距离生成水印信息,并修改其相离距离比值,根据比值进行地物缩放以达到嵌入水印的目的。在水印检测时,根据生成的水印与提取的水印的匹配结果来判定地理数据的拓扑完整性。实验结果表明,本方法可以有效地检测出矢量地理数据的拓扑完整性。

PHY-CRAM物理层激励响应认证机制的性能分析

张丹,吴晓富,颜俊,朱卫平

计算机科学. 2016, 43 (2): 188-191. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.041

摘要 ( 297 )

PDF(384KB) ( 532 )

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物理层认证是利用物理层资源的特性识别通信用户身份,可以有效地阻止非法用户的接入与访问,加强无线网络的信息安全性。PHY-CRAM是最近提出的一种典型的物理层激励响应认证机制,目前其性能主要依赖于仿真。尝试对其认证性能进行理论分析,推导了成功认证概率和错误接收概率的解析表达式。推导结果表明:PHY-CRAM认证准则中的相关系数服从莱斯分布,成功认证概率和错误接收概率均可用Marcum Q函数来计算。进一步的计算机仿真结果显示:相关系数的概率密度曲线与莱斯分布的概率密度曲线相吻合,且认证使用的密钥越长,吻合性越好；接收操作特性(ROC)曲线的理论值和统计值是一致的。

面向嵌入式软件开发的UML到Simulink模型转换方法

郭鹏,李亚晖,孙磊,蔡晓乐

计算机科学. 2016, 43 (2): 192-198. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.042

摘要 ( 332 )

PDF(838KB) ( 704 )

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模型驱动开发及其关键技术模型转换是近年来软件工程领域研究的热点。在嵌入式软件开发早期,不仅需要对设计模型进行静态分析,更需要对其进行动态仿真,验证系统设计的正确性。如何把设计模型和仿真模型无缝连接起来是工业部门亟待解决的问题。深入调研了UML和Simulink模型转换研究现状,详细分析了模型驱动开发中模型转换的相关技术,提出了一种UML到Simulink的模型转换方法,设计了UML元模型、Simulink元模型,撰写了UML元模型到Simulink元模型的映射规则。最后选取自动驾驶仪系统的飞行控制软件作为案例,验证了该方法的正确性。该方法能实现UML和Simulink两种异构模型同构化,提高嵌入式软件开发效率,丰富并且完善模型驱动开发,也为飞行控制系统、高速铁路控制、机载航电系统等嵌入式软件开发提供了技术支持。

针对基于变异错误定位的一种动态变异执行策略

龚沛,耿楚瑶,郭俊霞,赵瑞莲

计算机科学. 2016, 43 (2): 199-203. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.043

摘要 ( 425 )

PDF(513KB) ( 495 )

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在软件调试过程中,如何快速、精确地定位程序中的错误代码是软件开发人员普遍关注的问题。基于变异的错误定位方法是一种通过分析被测程序与程序变异体之间的行为相似性来估计语句出错概率、进行错误定位的方法。该方法有较高的错误定位精确度,但由于需对大量程序变异体执行测试用例集,因此其变异执行开销较大。为此提出了一种动态变异执行策略,它通过搜集测试用例执行信息,动态地调整变异体及测试用例的执行顺序,以减少其变异执行开销。实验结果表明,在6个程序包的127个错误版本上,应用提出的动态变异执行策略可在保证错误定位精确度的前提下,减少23%~78%的变异执行开销,显著提高了基于变异的错误定位方法的效率。

一种基于中介真值程度度量的模糊综合评价方法

徐文华,陈海燕,张育平,王建东

计算机科学. 2016, 43 (2): 204-209. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.044

摘要 ( 206 )

PDF(498KB) ( 412 )

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鉴于现有的综合评价方法大多为刚性的评价,不适用于模糊因素评价,提出了一种基于中介真值程度度量的模糊综合评价方法,对效益型指标、成本型指标和区间型指标3种情况下的真值程度度量过程和参数取值方法进行了设计；并基于真值程度度量结果构造了中介模糊评判矩阵来进行综合评价。为处理模糊信息创建了中介数学系统。相比传统模糊评价方法,基于中介真值程度度量的模糊综合评价方法更具有客观性,因此能更有效地处理模糊现象。与其他综合评价方法的对比实验表明,所提出的方法是有效的,并具有一定的优越性。

面向自动向量化的结构体优化

于海宁,韩林,李鹏远

计算机科学. 2016, 43 (2): 210-215. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.045

摘要 ( 275 )

PDF(1029KB) ( 723 )

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结构体广泛应用在科学计算等应用程序中,向量化结构体数组存在的非连续和非对齐访存会严重影响程序的向量化效果。为减少结构体数组SIMD向量化过程中的非连续和非对齐数据访问,提出了基于域访问亲和度与域数据类型相结合的结构体拆分模型,以消除域存储间的内存“间隙”；同时利用结构体数组到二维数组的地址映射方式来满足结构体数组向量化时的访存连续和对齐要求,以降低Cache的失效率,从而提升应用程序性能。在自动向量化系统SW-VEC上,选取gcc-vec、spec2000和spec2006标准测试集中部分相关的测试用例,测试结果表明:与相应的串行程序相比, 采用该方法后,测试用例程序性能加速比提高了8%以上。

面向数据库模式变更的代码演化推荐方法

张武能,李宏伟,沈立炜,赵文耘

计算机科学. 2016, 43 (2): 216-223. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.046

摘要 ( 233 )

PDF(1175KB) ( 464 )

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许多软件依赖数据库来存储信息。数据库模式的变更可能导致程序代码中与数据库相关的SQL语句代码不能正常执行,因而找出一种能够直接定位到需要修改的SQL语句代码并推荐出这些代码可能的修改方案的方法是十分必要的。提出的面向数据库模式变更的代码演化推荐方法首先自动检测出软件系统数据库模式发生的变更,随后采用程序切片技术得出与数据库操作相关的程序切片；确定受到数据库模式变更影响的程序切片后,利用源程序转换流程图算法将程序切片转化为程序流程图；根据程序流程图的分支条件得出SQL语句所有可能的特定执行路径；最后采用图映射的方法对每条路径的SQL语句进行变更语句推荐,推荐出新数据库模式下可执行的SQL语句。为了验证该方法的可行性,实现了一个用于自动检测数据库模式变更并能推荐出SQL语句演化后代码的插件工具。

一种基于非参数回归的交通速度预测方法

史殿习,丁涛杰,丁博,刘惠

计算机科学. 2016, 43 (2): 224-229. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.047

摘要 ( 211 )

PDF(511KB) ( 447 )

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非参数回归模型是近年来提出的一种交通状态预测模型。为进一步提高预测精度,基于非参数回归模型的特点,针对近邻状态的选取问题,提出了基于速度变化趋势和密集度的变K近邻精确搜索策略,对原有模型的近邻匹配方式进行了改进和优化,进而提出了一种短时交通平均速度预测模型。利用北京市浮动车系统数据对算法精度进行了验证,结果表明,该模型的预测精度优于基础的非参数回归和BP神经网络模型,并能为短时交通速度预测提供可行的结果。

基于双支持向量回归机的增量学习算法

郝运河,张浩峰

计算机科学. 2016, 43 (2): 230-234. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.048

摘要 ( 260 )

PDF(410KB) ( 510 )

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提出了一种基于双支持向量回归机的增量学习算法。将获取到的新样本加入训练数据集后,该算法无需在整个新的数据集上重新训练双支持向量回归机,而是充分利用增量前的计算信息,从而大大减少了模型更新中逆矩阵的计算量,提高了算法的执行效率。在人工数据集、时间序列预测和UCI数据集上的数值实验表明,该算法快速有效。

一种多作战编队下的目标编群算法

袁德平,郑娟毅,史浩山,刘宁

计算机科学. 2016, 43 (2): 235-238. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.049

摘要 ( 222 )

PDF(394KB) ( 645 )

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在敌多目标对我多目标群进攻的态势下,提出了一种对敌目标分群的算法。该算法首先根据敌目标的几何态势要素,采用约束条件下的chameleon算法实现敌目标的空间聚类；再根据敌空间群的几何要素,推算出敌空间群对我空间群的进攻要素优势函数,并形成空间群进攻要素矩阵；最后通过对进攻要素的主、客观权重的推导,计算出综合权重和敌我双方空间群的进攻矩阵,进而划分出敌相互关系群。通过场景的设定与算法的仿真验证,证明了该算法的有效性。

基于SVM的离合词词义消歧

张振景,李新福,田学东,王凯

计算机科学. 2016, 43 (2): 239-244. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.050

摘要 ( 292 )

PDF(506KB) ( 632 )

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离合词词义消歧要解决如何让计算机理解离合词中的歧义词在具体上下文中的含义。针对离合词中歧义词在机器翻译中造成的对照翻译不准确以及在信息检索中无法匹配有效信息等问题,将词义消歧的方法应用于离合词中的歧义词,采用SVM模型建立分类器。为了提高离合词词义消歧的正确率,在提取特征时,结合离合词的特点,不仅提取了歧义词上下文中的局部词、局部词性、局部词及词性3类特征,还提取了“离”形式的歧义词的中间插入部分的特征；将文本特征转换为特征向量时,对布尔权重法进行了改进,依次固定某种类型特征权重,分别改变另外两种类型特征权重的消歧正确率来验证3类特征的消歧效果。实验结果表明,局部词特征、局部词及词性特征对消歧效果的影响高于局部词性特征,且采用不同类型的特征权重与采用相同的权重相比,消歧正确率提高了1.03%~5.69%。

一种基于DTW聚类的水文时间序列相似性挖掘方法

杨艳林,叶枫,吕鑫,余霖,刘璇

计算机科学. 2016, 43 (2): 245-249. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.051

摘要 ( 556 )

PDF(384KB) ( 713 )

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水文时间序列相似性挖掘是水文时间序列挖掘的重要方面,对洪水预报、防洪调度等具有重要意义。针对水文数据的特点,提出了一种基于DTW聚类的水文时间序列相似性挖掘方法。该方法先对数据进行小波去噪、特征点分段以及语义划分,再基于DTW距离对划分后的子序列做层次聚类并符号化；然后根据符号序列间的编辑距离筛选候选集；最后通过序列间的DTW距离进行精确匹配,获取相似水文时间序列。以滁河六合站的日水位数据进行实验,结果表明,所提方法能够有效地缩小候选集,提高查找语义相似的水文时间序列的效率。

外逆P-集合与数字图像的双信息伪装-还原及应用

张景晓,徐凤生,刘新华,张立华

计算机科学. 2016, 43 (2): 250-253. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.052

摘要 ( 288 )

PDF(380KB) ( 495 )

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将算子引入外逆P-集合的研究中,拓宽逆P-集合的应用领域。把外逆P-集合的理论应用于数字图像的信息伪装研究,建立了f－信息伪装、g－信息伪装、双信息伪装以及信息伪装度量的概念。给出了信息伪装度量性质定理、f－信息伪装 -还原定理、g－信息伪装-还原定理以及数字图像的双信息伪装-还原定理。最后给出了应用实例。

基于语义的文档特征提取研究方法

姜芳,李国和,岳翔

计算机科学. 2016, 43 (2): 254-258. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.053

摘要 ( 186 )

PDF(411KB) ( 481 )

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中文文本特征词选取是文本处理的重要方面,对文本分类有重要影响。现有的文本特征提取方法存在生成特征向量维数高、依赖训练集、忽略低频关键词等不足。利用《同义词词林》计算词语之间的语义距离,通过聚类算法筛选类别的主题相关词,最后通过信息增益算法从主题相关词中选取特征词。以宏F值和微F值为评价指标,通过有效性实验和对比实验表明,该方法的文本特征选取效果优于其他经典算法。

基于滑动窗口Hurst指数的心电分析研究

吕太之

计算机科学. 2016, 43 (2): 259-262. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.054

摘要 ( 337 )

PDF(565KB) ( 475 )

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心率变异性(Heart Rate Variability,HRV)指心率节奏快慢随时间所发生的变化,可以作为一种无创的方式来诊断人们的生理和心理状态。目前的心率变异性分析主要集中在临床应用或者科学研究中,且往往采用的是离线分析的方式。基于Android平台提出了基于滑动窗口Hurst指数的心电分析方法。Android设备通过无线、蓝牙、IOIO板等多种方式连接到移动或可穿戴的医疗传感器。对于采集的心电信号数据,使用了基于滑动窗口的Hurst指数序列来进行分析。在Hurst指数序列的基础上,提出了CMHurst和CStdHurst指标来识别心脏的生理状态。为了验证方法的可行性,将PhysioBank心电数据库的数据文件仿真为一个模拟传感器设备,由Android客户端实时读取数据并对其加以分析。实验结果显示,基于滑动窗口的Hurst心电分析方法可以识别出健康和不健康的心脏生理状态。

贝叶斯网络结构加速学习算法

SEIN Minn,傅顺开

计算机科学. 2016, 43 (2): 263-268. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.055

摘要 ( 558 )

PDF(570KB) ( 670 )

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结构学习是应用贝叶斯网络(BN)的基础。提出一种新的基于约束的学习类算法APC(Accelerated PC),它基于一系列局部结构的推导获得BN。APC不但继承了经典的PC(Peter & Clark)算法优先执行低阶条件独立(CI)测试的优点,而且能够从已执行的CI测试中推导相关拓扑信息,并利用其来挑选并优先执行更可能 d-分割节点X和Y的候选CI测试。该策略可有效避免在搜索过程中执行无效的CI测试,例如APC算法在实验中较PC算法节省高达50%的计算量,同时实现了质量相同的学习效果。

序信息系统下基于精度与程度“逻辑与”和“逻辑或”的粗糙集

余建航,徐伟华

计算机科学. 2016, 43 (2): 269-272. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.056

摘要 ( 152 )

PDF(268KB) ( 383 )

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在序信息系统中通过“逻辑与”和“逻辑或”将变精度粗糙集与程度粗糙集融合起来,建立了一种新的粗糙集模型,此模型是对经典粗糙集模型、变精度粗糙集模型以及程度粗糙集模型的推广。对模型区域做出了精确的刻画,深入地研究了模型的数学性质。最后通过对学生成绩这一案例的分析,揭示了本研究的意义,从而为序信息系统的知识发现提供了新的思路。

经典的知识依赖性及属性重要性度量的新注记

陈飞,姜麟,李金海

计算机科学. 2016, 43 (2): 273-276. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.057

摘要 ( 331 )

PDF(382KB) ( 490 )

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知识依赖性及属性重要性度量是粗糙集的重要概念,广泛应用于知识约简和规则提取等方面。经典的知识依赖性及属性重要性度量在处理数据方面有局限性,有时无法得到较为精确、合理的度量结果,从而导致后续应用中得到的结果出现一系列的偏差。因此,通过深度分析经典知识依赖性,结合多数包含关系,并加入可信系数,提出了一种新的知识依赖性及属性重要性度量方法。最后,将新度量方法应用于一个决策信息系统,分析结果表明新度量方法是有效的。

基于短期记忆与遗忘系数的用户个性化建模方法研究

陈海燕,徐峥,张辉

计算机科学. 2016, 43 (2): 277-282. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.058

摘要 ( 227 )

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搜索引擎的一个标准是不同的用户用相同的查询条件检索时,返回的结果相同。为解决准确性问题,个性化搜索引擎被提出,它可以根据用户的不同个性化特征提供不同的搜索结果。然而,现有的方法更注重用户的长时记忆和独立的用户日志文件,从而降低了个性化搜索的有效性。获取用户短时记忆模型来提供准确有效的用户偏好的个性化搜索方法被广泛采用。首先,根据基于查询关键词的相关概念生成短期记忆模型；接着,基于用户的时序有效点击数据生成用户个性化模型；最后,在用户会话中引入了遗忘因子来优化用户个性化模型。实验结果表明,所提出的方法可以较好地表达用户信息需求,较为准确地构建用户的个性化模型。

非线性系统在任意初值下的PID型迭代学习控制

郝晓弘,李卓悦,王华

计算机科学. 2016, 43 (2): 283-286. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.059

摘要 ( 328 )

PDF(270KB) ( 628 )

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针对一类在有限时间区间上重复运行的非线性系统,给出了一种可以解决迭代学习控制中任意初值问题的PID型迭代学习算法及其收敛条件。采用算子理论证明了该算法的收敛性,结果表明该算法不仅有效解决了迭代学习控制的初值问题,而且放宽了收敛条件。仿真分析及与PD型迭代学习控制算法的仿真结果的对比证明,非线性系统在任意初值条件下经过PID型迭代学习后跟踪精度显著提高,输出误差曲线更快速趋于零,表明了该算法的有效性。

一种基于示例非独立同分布的多示例多标签分类算法

陈彤彤,丁昕苗,柳婵娟,邹海林,周树森,刘影

计算机科学. 2016, 43 (2): 287-292. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.060

摘要 ( 346 )

PDF(485KB) ( 792 )

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多示例多标签学习是一种新型的机器学习框架。在多示例多标签学习中,样本以包的形式存在,一个包由多个示例组成,并被标记多个标签。以往的多示例多标签学习研究中,通常认为包中的示例是独立同分布的,但这个假设在实际应用中是很难保证的。为了利用包中示例的相关性特征,提出了一种基于示例非独立同分布的多示例多标签分类算法。该算法首先通过建立相关性矩阵表示出包内示例的相关关系,每个多示例包由一个相关性矩阵表示；然后建立基于不同尺度的相关性矩阵的核函数；最后考虑到不同标签的预测对应不同的核函数,引入多核学习构造并训练针对不同标签预测的多核SVM分类器。图像和文本数据集上的实验结果表明,该算法大大提高了多标签分类的准确性。

带时间约束的co-location模式挖掘

曾新,杨健

计算机科学. 2016, 43 (2): 293-296. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.061

摘要 ( 269 )

PDF(388KB) ( 491 )

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空间数据挖掘的相关研究大多数是基于理想化数据和实例平等的思想,而忽略了实际场景中存在的时间约束条件。将实例存在的时间区间作为约束条件,重新定义了空间邻近关系R,提出了带有时间约束的频繁模式挖掘算法TI,并以时间重叠作为剪枝条件,提出了剪枝算法TI-C。通过实证数据分析得出:在相同数据集下,TI-C算法的效率要优于TI,采用TI-C算法得到的频繁模式个数要比join-based算法少,同时采用TI-C算法得到的频繁模式能更精确、真实地反映实际场景中对象的并置关系。

一种基于梯度信息的SEM图像重建方法

毛项迪,史峥

计算机科学. 2016, 43 (2): 297-301. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.062

摘要 ( 367 )

PDF(1473KB) ( 406 )

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针对集成电路制造过程中由扫描式电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)产生的灰度图像二值化问题,提出一种利用图像边缘的梯度信息、通过统计重建SEM图像的方法。用Otsu方法分析SEM图像的噪声组成,通过滤波去噪过程,用Kirsch算子分析图像的梯度信息,再利用图像外边缘的梯度大于内边缘的梯度的特性,对每一个区域进行分类统计,根据统计信息进行最后的图像填充。实验结果表明,该算法在高分辨率的图像下显示出了高稳定性和高度自动化；在低分辨率的图像下,该方法有效避免了边缘提取失败带来的影响,能正确、完整地重建图像。

基于超像素联接权模型的视频分割算法

孙焘,陈康睿

计算机科学. 2016, 43 (2): 302-306. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.063

摘要 ( 154 )

PDF(660KB) ( 499 )

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视频图像分割是图像处理领域的一个热门问题。在传统分割算法的基础上,提出了一种新的无监督的视频分割算法。该算法采用超像素对运动前景进行表示,定义联接权概念来描述超像素属于同一物体的可能性,并利用当前帧的静态特征与前后帧的关联特征进行联接权计算。为优化超像素间匹配关系的搜索,算法引入了超像素颜色特征匹配约束与运动关联性匹配约束的机制。分别在简单场景和复杂场景进行了视频分割实验,简单场景下,算法保证了较高的召回率与稳定的准确率；复杂场景下,算法完成了人群中单个人的切分。大量实验结果表明,该算法能够实现视频图像的分割,并且能有效解决过分割问题。

基于纹理自适应全变分滤波的图像分块压缩感知优化算法

王玥,周城,熊承义,舒振宇

计算机科学. 2016, 43 (2): 307-310. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.064

摘要 ( 250 )

PDF(700KB) ( 436 )

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图像分块压缩感知重构模型通过分块方式解决了压缩感知中观测矩阵过大带来的计算复杂度较高和存储空间较大的问题,但分块重构时会产生块效应,其需要通过去块效应滤波加以消除。现有的滤波方法并未考虑图像纹理细节恢复问题,造成了重构质量的降低。为解决该问题,首先提出了一种基于灰度熵的纹理自适应采样方法。随后分析了分块压缩感知中块效应的产生和经自适应采样后块效应得到缓解的原因,并将全变分滤波引入到图像分块压缩感知平滑投影迭代重构过程之中,提出了一种基于图像分块纹理信息的双树离散小波硬阈值滤波和全变分滤波的自适应加权滤波模型,用其取代原平滑投影迭代算法的滤波过程,在自适应采样缓解块效应的基础上,更有效地保存图像的细节信息。仿真实验表明,与多种已有方案相比,该方案可显著提升重建图像的主客观质量,同时可有效保留图像的纹理细节。

嵌入趋化算子的PSO算法及其在多阈值分割中的应用

张新明,涂强,尹欣欣,冯梦清

计算机科学. 2016, 43 (2): 311-315. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.065

摘要 ( 201 )

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针对标准粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法在优化选择多阈值时易陷入局部最优等问题,提出一种嵌入趋化算子的PSO算法。首先针对标准PSO算法具有较强的全局寻优能力但局部搜索能力较差,而细菌觅食优化(Bacterial Foraging Optimization,BFO)算法具有较强的局部搜索能力的特点,将BFO算法中具有较强局部搜索能力的趋化算子嵌入到PSO算法中,形成一种嵌入趋化算子的PSO算法(Chemotaxis Operator embedded PSO,COPSO),以此优势互补,使COPSO算法既有较强的全局搜索能力,又有较强的局部搜索能力。最后将COPSO算法用于最大熵多阈值图像分割中,得到最佳阈值向量。实验结果表明:与标准的PSO、BFO和GA算法相比,该算法具有更好的优化效果和更短的寻优时间。

基于PCNN改进算法的手写体识别研究

温荷

计算机科学. 2016, 43 (2): 316-318. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2016.02.066

摘要 ( 344 )

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脉冲神经网络(PCNN)被广泛应用于图像处理、模式识别等领域。提出了一种基于PCNN的凹点检测改进算法。首先改进神经元激励函数,并利用小波收缩法去噪,保持图像的层次性,然后通过凹点检测识别手写体。实验结果表明,提出的方法能有效提高手写字母的识别率,尤其是在噪声环境下,识别率得到大幅提升。