计算机科学

张新勇,查红彬

计算机科学. 2014, 41 (10): 1-6. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.001

摘要 ( 258 )

PDF(1198KB) ( 776 )

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Fitts法则是人机交互领域预测人机工效的一个有效模型,在许多交互方式中都得到了验证,是传统人机工效研究的理论基础。然而在视线交互中,由于眼动肌肉神经控制机制与肢体运动不同,Fitts法则并不适用。近两年的相关研究提出了一个新的专门针对视线点击任务的难度指数IDeye,它比经典的Fitts指数更能准确预测视线交互的工效。然而,在新模型的有效性验证实验中并没有考虑两种典型的扫视运动(向心和离心运动)的差异。为此,在前期研究的基础上设计组织实验,验证了视线交互中离心和向心这两种眼球运动所带来的人机工效和稳定性的差异,并证实新的IDeye模型仍然能有效预测单纯的离心或向心扫视条件下的人机工效,是对视线交互工效研究的重要补充。

ARM-MuxOS:一台手机，多个世界

余宽隆,陈渝,茅俊杰,张磊

计算机科学. 2014, 41 (10): 7-11. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.002

摘要 ( 424 )

PDF(2913KB) ( 741 )

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在移动设备上并发运行多个操作系统,可拓宽和多样化其使用模式,但目前采用的移动虚拟化管理系统技术会带来性能开销和多余的内存消耗。通过分析在单一移动设备上支持多个操作系统所带来的多OS内存管理和外设分配等方面挑战,研究并设计了物理内存在线分配和分时复用外设等新技术,本设计在Galaxy Nexus智能手机上最终实现了ARM-MuxOS原型系统。这一系统不仅可在单一移动设备上支持多个操作系统,而且可在内存较少的环境下管理多个OS的内存分配,避免了传统虚拟化技术的性能开销与工程量。实验结果表明,ARM-MuxOS原型系统不仅能支持Android与FireFox OS的快速并发执行,而且其性能和内存消耗优于现有的移动虚拟化管理系统。

面向自然交互的多通道人机对话系统

杨明浩,陶建华,李昊,巢林林

计算机科学. 2014, 41 (10): 12-18. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.003

摘要 ( 522 )

PDF(2547KB) ( 1322 )

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人们在对话过程中,除了使用口语交互外,还会很自然地利用表情、姿态等多模态信息辅助交流。重点分析并阐述了如何将这些多模态交互方式有效地融合到人机对话模型中,并实现一个面向自然交互的多模态人机对话系统。首先根据不同通道(如情感、头姿)对语音交互的影响,将它们主要分为信息互补、信息融合和信息独立3种模式,并针对3种模式分别采用不同的方式实现输入信息的多模态融合。信息融合后的对话管理,采用有限自动机、填槽法和混合主导方式的对话管理策略。针对对话中的情感处理,提出一种情感状态预测网络来记录用户的情感变化,并根据话语的轮转的不同对话上下文对用户情绪变化进行及时反馈,该对话模型能比较灵活地处理用户在对话过程中呈现的多模态信息。信息输出方面,针对人机对话中较为常用的数字虚拟人的行为控制,提出了一种简化的多模态协同置标语言,实现了虚拟人的包括情感、姿态与语音的同步表达,提高了虚拟人的表现力。最后基于以上关键技术,实现了一个面向城市路况信息查询的多模态自然人机对话系统。多个用户的体验表明,相对于传统的语音人机对话模型,多通道自然人机对话系统能有效提高用户交互的自然度。

基于比值变换的全色与多光谱图像高保真融合方法

徐其志,高峰

计算机科学. 2014, 41 (10): 19-22. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.004

摘要 ( 220 )

PDF(1297KB) ( 870 )

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随着遥感技术的快速发展,越来越多的成像卫星可采集同时相的全色和多光谱图像。通常,多光谱图像的分辨率低于全色图像,但实际应用中人们更迫切需要提升多光谱图像的分辨率。当前,研究人员已提出了大量的图像融合方法来解决这个问题,但依然存在光谱失真、细节模糊等问题。此外,真实遥感图像的尺寸较大,现有融合方法难以满足实际应用的高时效要求。为此,提出了基于比值变换的全色与多光谱图像高保真融合方法。根据全色与多光谱图像分辨率之比,该方法对全色图像先下采样,再上采样,生成全色降质图像；同时,对多光谱图像进行上采样,得到多光谱降质图像；然后,计算全色与其降质图像的比值,将多光谱降质图像乘以该比值生成融合图像。实验表明,本方法的保真效果好,性能优于对比方法。

基于子图分割和自适应噪音方差的2D移动机器人定位方法

张贺,刘国良,李南君,侯紫峰

计算机科学. 2014, 41 (10): 23-26. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.005

摘要 ( 290 )

PDF(1390KB) ( 738 )

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基于子图分割和自适应噪音方差的2D移动机器人定位方法,不仅能有效地检测闭环,而且能更精准地估计移动机器人的位姿。首先,子图分割能够有效提高移动机器人的定位效率,通过匹配局部子图也能提高闭环检测的准确性,减少测量噪音的影响。与之前工作不同的是,根据2D几何特征点的个数来分割子图,使得子图中有足够的特征点,进而提高闭环检测的准确性。其次,在利用unscented卡尔曼滤波(UKF)模型时,使用自适应的噪音方差来估计移动机器人运动路径,使得每次UKF的预测方差与移动机器人当前环境有关,当检测到闭环时,通过UKF融合闭环定位信息,可以更准确地估计机器人位姿。在实验中,首先使用两组经典的移动机器人地图数据来比较基于特征点分割子图的方法与基于帧数分割子图的方法在闭环检测时的准确性；然后使用真实的移动智能车在室内环境进行实验,证明了自适应方差比常量方差有更高的定位精度。

LiveData—基于智能手机传感器的用户数据采集系统

汪仲伟,孙广中

计算机科学. 2014, 41 (10): 27-30. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.006

摘要 ( 454 )

PDF(943KB) ( 835 )

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智能手机中各种内置传感器的出现使得用户能采集、分析和挖掘传感器数据中的有用信息。介绍了Android平台上用于采集传感器数据的应用LiveData,它可用于记录用户活动时的数据。针对应用LiveData采集的总量为28万条的传感器数据记录,提取了若干特征属性来识别用户的行为,并进一步分析了不同传感器以及不同数据采集环境对实验结果的影响。

改进贝叶斯分类的智能短信分类方法

杨柳,殷钊,滕建斌,王衡,汪国平

计算机科学. 2014, 41 (10): 31-35. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.007

摘要 ( 252 )

PDF(447KB) ( 741 )

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随着移动通信技术的不断发展,手机的普及率在不断上升,而短信作为传统的移动通信服务,长久以来一直在人们的日常生活中占据着极为重要的位置。可以说,短信在一定程度上记录了人们生活的轨迹。但是,现有的短信管理系统仅对短信进行以联系人为特征分类、以时间为顺序显示的简单非智能化的管理,导致了用户手机中各类短信混杂不清,短信的管理效率极低。通过研究短信的特征,分析传统的基于文档频率的特征值提取方法和基于互信息的特征值提取方法的优势与不足,提出了一种适用于短信的基于词频和互信息的特征值提取方法,并结合短信长度实现了一种改进的贝叶斯分类算法。实验证明,算法在进行短信分类时可以得到相当可观的召回率和准确率。

一致分支点漂移算法

罗廷金,张军,廉蔺,徐树奎,李国辉

计算机科学. 2014, 41 (10): 36-41. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.008

摘要 ( 566 )

PDF(1122KB) ( 679 )

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分支点是多传感器图像之间一种重要的关联特征,因此分支点匹配对多传感器图像配准有着十分重要的意义。基于CPD的基本思想提出了一致分支点漂移算法。针对分支点自身特点,提出了局部结构相容度的概念,用于度量和检验两个分支点的一致性程度；并将其作为匹配约束项嵌入到高斯混合模型分量的后验概率计算中,有效利用了分支点包含的分支边缘等结构信息,同时增强了算法对噪声和外点等干扰因素的抵抗能力,提高了分支点匹配的收敛速度。实验结果表明,提出的一致分支点漂移算法比CPD算法能够更快收敛到最优参数集上,同时得到的分支点配准精度更高。

面向外骨骼机器人人机交互的步态数据获取系统及识别模型

高增桂,孙守迁,张克俊,佘铎淳,杨钟亮

计算机科学. 2014, 41 (10): 42-44. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.009

摘要 ( 289 )

PDF(358KB) ( 1015 )

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外骨骼机器人人机交互是当前的研究热点,通常需要获取人体相关运动信息作为控制信号源。为了采集人体步态数据,研究了生理信号与关节运动之间的关联机制,设计了一种步态数据获取系统,其利用鞋内薄膜压力传感器和关节角度传感器组成测试设备,成功采集了15组健康男子在3km/h、4km/h和5km/h 3种速率下自然行走的步态数据。提出采用基因表达式编程建立膝关节运动识别模型,并使用所采集的步态数据进行训练和验证。结果显示,利用此模型可有效进行关节运动的识别和预测,验证了本系统作为外骨骼人机接口的可行性。

基于粒子群算法优化的音频特征应用研究

王志强,郭宁,傅向华

计算机科学. 2014, 41 (10): 45-49. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.010

摘要 ( 270 )

PDF(428KB) ( 817 )

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在深入研究音频特征的基础上,提取响度特征和音调特征,并利用粒子群算法优化特征权重。提出一种对歌唱片段进行自动评价的方法,用于视频点歌系统的实时评分模块。实验结果表明,该系统能够反映演唱者歌声和歌曲原唱两者内容的相似程度,从而给出了有效的评分标准。

基于RGB-D摄像头的实时手指跟踪与手势识别

刘鑫辰,傅慧源,马华东

计算机科学. 2014, 41 (10): 50-52. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.011

摘要 ( 855 )

PDF(2191KB) ( 1372 )

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近些年,基于视觉的手部跟踪与手势识别一直是人机交互和计算机视觉等领域的研究热点。传统方法主要是使用单目或多目RGB摄像头等设备获得手部位置、方向等信息,但RGB摄像头易受到复杂背景、光照变化、纹理的限制,导致其准确性、实时性和鲁棒性都较差。随着可获得场景深度信息的家用RGB-Depth(RGB-D)摄像头的发展和上市,可以利用深度信息较好地克服上述环境问题。首先定义了一个基于RGB-D摄像头的3D交互空间,根据深度信息将手部区域从复杂背景、多变的光照条件下进行分割；然后提出了一种基于深度摄像头的手指识别和跟踪方法,该方法基于手部轮廓对人手及手指进行识别和跟踪；最后通过对手指位置和轨迹的跟踪进行手势识别,从而实现人机交互。对提出的方法进行的实验验证了它的准确性、实时性和鲁棒性。

相似视频片段的检测与定位方法研究

郭延明,谢毓湘,老松杨,白亮

计算机科学. 2014, 41 (10): 53-56. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.012

摘要 ( 465 )

PDF(430KB) ( 1053 )

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相似视频片段探测可以辅助网络视频检索、内容关联分析等方面的研究,具有重要的意义。重点研究了位置随机的相似视频片段的探测与定位问题,首先在视频结构化分析与关键帧提取的基础上,对不同视频进行相似关键帧探测。为保证探测的精度与效率,针对视频关键帧的特点,采用了FAST检测子和BRIEF描述子相结合的方法,利用关键帧的局部特征进行相似关键帧探测；其次提出了一种相似关键帧距离度量的方法,利用相似关键帧所在源视频的位置来构建相似关键帧距离矩阵,保留矩阵中距离较小的相似关键帧,将寻找相似视频片段的过程转化为寻找矩阵对应的连通图的过程。最后对算法进行了实验,结果表明,该方法可以有效地探测处于各个位置的相似视频片段。

Scudware Mobile:支持可穿戴设备间数据及服务协同的移动中间件

丁扬,李石坚,叶志强,潘纲

计算机科学. 2014, 41 (10): 57-61. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.013

摘要 ( 364 )

PDF(1369KB) ( 732 )

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随着计算泛在化日益深入,软硬件一体化成为个人电子消费领域的重要趋势,可穿戴设备正成为目前学术界与工业界的研究热点。这些设备虽然具有一定的传感、计算和服务能力,但其接口各异且设备间的协同能力很弱。这就一方面造成了计算和感知能力的浪费,另一方面也无法提供丰富的服务。针对此问题,提出一个支持可穿戴设备间数据及服务协同的移动中间件——Scudware Mobile。Scudware Mobile汇聚了可穿戴设备的数据和服务,并以统一的接口提供给应用层,且引入了设备协同机制。在Scudware Mobile上,实现了两个应用:个人数据门户和shaking e-card。

一种基于背景声音识别的移动社会活动推荐系统

杨曜,郭斌,於志文

计算机科学. 2014, 41 (10): 62-66. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.014

摘要 ( 284 )

PDF(1198KB) ( 674 )

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随着智能手机和移动互联网的快速发展,人们的生活方式正在发生着变革。目前,智能手机终端集成了不同种类的传感器,如GPS、Wi-Fi、摄像头、麦克风等。通过内置传感器,可以搜集用户的相关信息,利用这些信息能有效地理解和识别用户行为,并为用户提供更好的个性化服务。文中主要面向大型工作或生活社区(如大学校园),提出基于背景声音识别的社会活动推荐系统MSSAR(Mobile Sound Sensing and Activity Recommender)。该系统通过音频传感器采集用户的背景声音,实时感知用户所处环境,并对用户实时活动(如在咖啡厅、在开会等)进行识别。MSSAR还能结合用户在线交互历史数据计算其偏好及社会关系亲密度,并据此为用户进行活动推荐。本系统基于以人为本的计算理念,对增强用户间社会联系、促进社区成员间活动交流具有积极意义。

LSPSA:基于局部结构保持的共享子空间分析

杜琳琳,朱振峰,段红帅,赵耀

计算机科学. 2014, 41 (10): 67-71. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.015

摘要 ( 203 )

PDF(396KB) ( 738 )

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多输出正则投影(MORP)算法将输入特征向量和由类标签形成的多输出特征向量经过因子分解方法映射到一个共享子空间,从而建立输入特征与类标签的关联。在MORP的基础上,通过引入图约束,提出了一种基于局部结构保持的共享子空间分析方法(LSPSA),该方法在获取共享信息的同时,保持原始多视角特征空间与共享子空间中的数据具有相近的局部几何结构关系,从而避免多视角数据在共享子空间的过拟合问题。此外,还提出了一种图模型逼近方法,实现了LSPSA的在线扩展,解决了在线获取新测试样本在共享子空间中表征的高复杂度问题。在UCI多特征手写体数据库上的分类及检索实验验证了所提出的算法的有效性。

目标点击操作中不同方向对笔压性能影响的研究

辛义忠,马燕飞,李岩,赵恒悦

计算机科学. 2014, 41 (10): 72-75. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.016

摘要 ( 278 )

PDF(352KB) ( 654 )

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在基于Fitts定理的目标点击任务中,不同的操作方向可能会对笔尖压力的使用性能产生影响,但Fitts定理却忽视了对方向因素的考察。因此,采用实证研究方法设计了两类方向,一类是矩形条菜单方向(北-南,西-东,东北-西南和东南-西北),另一类是压力增减方向(分别在4种方向的矩形条菜单上逐步增大压力(Pressure Increase)或逐步减小压力(Pressure Decrease)来选择两个目标,分别称之为PI Pointing和PD Pointing操作),考察了在基于Fitts定理的点击任务中不同方向对笔压使用性能的影响。实验要求12名实验者依次获取并选择矩形条上的两个不同间距和不同大小的目标。实验结果表明,不同的压力增减方向对笔压的使用性能有影响,而不同的矩形条菜单方向对笔压的使用性能没有显著性差异。本研究对基于笔压使用的用户交互界面设计具有帮助和指导作用。

基于加速度传感器的放置方式和位置无关运动识别

侯仓健,陈岭,吕明琪,陈根才

计算机科学. 2014, 41 (10): 76-79. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.017

摘要 ( 242 )

PDF(433KB) ( 902 )

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传统基于加速度传感器的运动识别方法通常假设传感设备是固定放置的,当传感设备的放置方式或位置偏离预定设置时识别性能会受到极大影响。然而,在普适计算环境下使用最为广泛的传感设备——智能手机,通常无法预先固定其放置方式和位置。为解决此问题,提出了一种基于加速度传感器、与放置方式和位置无关的运动识别方法。该方法首先基于一种降维算法将原始三维加速度信号处理成与放置方式无关的一维信号,然后借鉴生物信息学中的“模体”(Motif)概念抽取一维信号中与放置位置无关的模式特征,最后基于模式特征构建向量空间模型(VSM)对运动进行识别。实验结果表明,该方法在不固定传感设备放置方式和位置条件下的运动识别率达到81.41%。

基于全局和局部短期稀疏表示的显著性检测

樊强,齐春

计算机科学. 2014, 41 (10): 80-83. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.018

摘要 ( 259 )

PDF(1416KB) ( 852 )

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显著性检测是计算机视觉研究的一个重要问题。提出了一种由底向上的基于稀疏表示的显著性检测新算法。一般显著性检测主要包含两个部分,即图像特征提取和显著性度量。对于一幅给定的图像,首先利用独立成分分析(ICA)方法提取图像特征,然后用一个局部和全局模型对图像进行显著性度量。其中,利用一种低秩表示方法提取全局显著性,以及利用一种稀疏编码方法提取局部显著性。最后融合局部和全局显著图得到最终的显著图。在一个人眼关注数据库上与目前几种流行的方法进行了对比实验,实验结果显示所提出的方法能够得到更高的视觉关注预测准确率。

一种基于海陆边界跟踪的快速海陆分割方法

李超鹏,杨光

计算机科学. 2014, 41 (10): 84-86. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.019

摘要 ( 267 )

PDF(1334KB) ( 1075 )

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海陆分割是进行船舶检测、海岸线提取的基本前提之一。当前海陆分割方法需要对图像进行逐像素处理,因此计算量大。提出一种只需处理海陆边界区域图像的分割方法,用以快速准确地获取海陆边界。首先提取图像4个边缘的基于边缘信息的EBT纹理特征,获取海陆边界种子块。然后从该种子块出发,利用EBT纹理特征进行边界块跟踪,实现快速海陆分割。实验结果表明,所提方法具有较好的分割效果,与目前主流的分割方法比较,时间花费大幅减少。

面向图像超分辨率的上下文字典学习

于伟,姚鸿勋,孙晓帅,刘先明,许鹏飞

计算机科学. 2014, 41 (10): 87-90. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.020

摘要 ( 386 )

PDF(1608KB) ( 678 )

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基于稀疏表示理论,提出了一种面向单张图片超分辨率的字典学习方法。通过对训练数据进行分类,期望在每一类训练数据训练字典的过程中,增强类内的上下文信息。与之前的面向图像分类的字典学习方法所不同的是,训练数据集由高分辨率图像块和对应的低分辨率图像块共同组成,这使训练得到的字典更适用于图像重构。利用有限的训练数据集,基于上下文的字典学习方法能够提高字典表示的拓展能力,消除由多重训练数据子集带来的冗余。

基于低秩约束的稀疏主题模型

刘超,庄连生,俞能海

计算机科学. 2014, 41 (10): 91-94. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.021

摘要 ( 227 )

PDF(333KB) ( 743 )

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传统潜在语义分析模型所得到的主题空间映射矩阵往往比较稠密,不仅存储代价比较高,而且各个主题含义不明确。针对该问题,提出一种新的稀疏主题模型,该模型通过对映射矩阵施加稀疏性约束,使得每个主题只与少数词项关联,来增加主题的可解释性；同时,通过对编码系数矩阵施加低秩约束,使得数据在主题空间中呈现出更好的聚类特性。实验结果表明,基于该模型得到的主题空间更有利于分类,映射矩阵的存储代价更低。

基于特征点跟踪的视频序列平面提取算法

陶蕾,王萍,张磊

计算机科学. 2014, 41 (10): 95-100. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.022

摘要 ( 261 )

PDF(2791KB) ( 1011 )

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平面结构是一种最为常见和重要的几何特征,平面提取在很多领域有着重要的应用。提出了一种毋须恢复摄像机三维信息、直接从视频序列中提取出平面的算法。先通过在视频相邻帧之间建立极线约束下的射影变换模型,来计算出由平面诱导的单应,而每一个单应都对应着场景中的一个平面；然后根据计算出的单应对视频的每一帧进行分割,进一步提取出视频中的平面结构。一系列真实视频序列的实验验证了本算法的有效性和稳定性。

一种极值约束的边缘保持图像平滑算法

姜小磊,姚鸿勋,赵思成

计算机科学. 2014, 41 (10): 101-105. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.023

摘要 ( 237 )

PDF(1500KB) ( 826 )

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边缘保持的图像平滑在图像预处理以及许多图像编辑应用中都具有重要的意义。图像的边缘保持与细节平滑是一对矛盾。提出一种以极值为约束的边缘保持的图像平滑算法。该方法的基本思想是对处理后图像的极值进行约束,即要求其在给定位置处取得相应的极大(小)值来保持原图像的主边缘,同时平滑消除副边缘和信号小起伏。首先对原图像进行初步平滑,然后从中提取出极值点,再把这些极值点作为处理后图像的约束。在所有满足这些约束的函数中,取与原图像最接近的作为最终平滑结果。利用半二次技术和交替最小化得到了有效的数值求解方法。实验结果表明,提出的方法在一些基于边缘保持平滑的图像处理(如细节增强)中取得了更好的效果。

基于混合特征映射的密集场景运动模式分析

王冲鶄,赵旭,刘允才

计算机科学. 2014, 41 (10): 106-109. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.024

摘要 ( 315 )

PDF(3458KB) ( 683 )

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密集场景分析是目前计算机视觉领域的热点和难点课题。提出了一种新的密集场景下集群目标运动模式的分析算法。该算法根据集群目标运动特有的规则获取集群目标的轨迹片段,对轨迹片段学习后验散度,得出产生式-判别式混合特征映射,该特征映射有效地将底层特征和运动模式的语义信息结合起来。通过对特征映射进行基于图模型算法的无监督分层聚类,挖掘出集群目标运动模式信息。实验结果准确地揭示了当前视频中运动模式的分布,证明了该算法的有效性。

内容相关的分块处理自适应图像对比度增强算法

窦智,韩玉兵,胡静,盛卫星,马晓峰

计算机科学. 2014, 41 (10): 110-112. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.025

摘要 ( 268 )

PDF(1253KB) ( 1065 )

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内容相关的分块处理自适应图像对比度增强算法能够自适应地处理多种降质图像。本算法通过分块分析和处理的手段,更好地利用了图像局部信息和细节信息来对图像进行更加细致的处理；通过建立参数化的增强函数,自动调节增强函数参数,实现针对不同特性的图像生成与之相适合的增强函数曲线的功能；通过对图像子块的内容分析,提取出与增强函数相关的特征,并根据这些特征自动生成与之相适应的增强参数。使用上述方法,无需人工干预就能自适应地处理多种不同降质特性图像。实验结果表明,在无任何人工干预的情况下,本算法对过亮、过暗、逆光、雾霾污染甚至是混合多种性质的复杂图像的增强效果均较为理想,充分体现了算法的广泛适应性。

基于稀疏表示和词袋模型的高光谱图像分类

任越美,张艳宁,魏巍,张秀伟

计算机科学. 2014, 41 (10): 113-116. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.026

摘要 ( 451 )

PDF(1230KB) ( 810 )

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为增强高光谱图像稀疏表示分类方法中稀疏字典的表征能力并充分利用高光谱图像的光谱信息和空间信息,提出了一种新的基于稀疏表示和词袋模型的高光谱遥感图像分类方法。首先利用词袋模型算法结合高光谱遥感图像数据集生成各类别专业码本,作为字典中对应的原子构造稀疏表示字典。在计算每个像元的对应稀疏表示字典中的稀疏表示特征时,利用空间连续性约束对像元的稀疏表示系数进行空间维的约束。最后根据最小重构误差实现高光谱图像分类。高光谱遥感数据实验结果表明:所提方法能有效提高分类效果,并且其分类精度和Kappa系数都优于其他稀疏表示方法以及单独使用光谱信息的方法。

时间连续马尔可夫链的复杂网络上SIRS模型分析

陈旭辉,李尘,柯铭,郝泽龙

计算机科学. 2014, 41 (10): 117-121. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.027

摘要 ( 457 )

PDF(398KB) ( 2236 )

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针对传播过程中普遍存在的随机波动特点,以均匀网络上的基本SIRS模型为研究对象,建立基于时间连续马尔可夫链的随机网络模型,以平稳分布为研究方法分析了模型的稳态阈值和临界条件,发现所得结果和采用平均场方法所得结果相同；而基于时间连续马尔可夫链建立的传播模型,在对传播过程中存在的随机波动现象的描述方面,给出了较充分的理论解释,这也是概率统计方法在解决此类问题上较平均场方法最明显的优势所在,同时也为分析复杂网络上的传播动力学行为提供了一种基于概率统计方法的思路。

基于子编码和全编码联合惩罚的稀疏表示字典学习方法

董俊健,毛启容,胡素黎,詹永照

计算机科学. 2014, 41 (10): 122-127. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.028

摘要 ( 415 )

PDF(524KB) ( 653 )

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针对目前稀疏表示字典学习的惩罚函数版本不一且各有优势的问题,提出基于子编码和全编码联合惩罚的稀疏表示字典学习方法,该方法在字典学习的目标函数中同时加入子编码惩罚函数和全编码惩罚函数。子编码惩罚函数使得学习后的字典在稀疏表示识别时可以用子字典的重构误差和子字典上编码系数的大小来识别,全编码惩罚函数则能直接利用整个字典上的编码系数来识别,通过联合这两个惩罚函数可以获得非常好的识别效果。为了验证所提方法的有效性,在语音情感库和人脸库上与最新的基于字典学习的稀疏表示识别方法DKSVD和FDDL进行对比,并与著名的识别方法SVM和SRC进行比较,实验结果显示所提方法具有更好的识别性能。

基于室内时空信息的老人安全监测方法

郑晓丽,王海鹏,倪红波,郭斌,林强,白亮,王天本

计算机科学. 2014, 41 (10): 128-130. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.029

摘要 ( 302 )

PDF(329KB) ( 829 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

近年来,独居老人越来越多,老人在独居生活中必须要面对安全问题,随时存在的安全隐患不仅会降低生活质量,而且会威胁到生命安全。提出了一种基于室内时空信息的实时安全监测方法。该方法通过对历史活动的空间和时间数据进行分析建模来判断当前活动是否异常。通过搭建的实验平台收集实验数据,对实验结果进行分析,并验证了所提出的安全监测方法的有效性。

嵌入式P2P VOD系统上面向内容的动态缓存策略

王攀,黄浩,谢长生

计算机科学. 2014, 41 (10): 131-133. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.030

摘要 ( 290 )

PDF(1740KB) ( 776 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

随着P2P技术的发展和IPTV的逐步推广,两者的结合应用越来越广泛。 P2P流媒体的实质是基于分享的精神,充分利用每个客户的上传带宽,以减少流媒体服务器端的负载。关于VOD点播中的P2P技术,现有的大部分研究都集中在节点的选择策略、P2P网络的拓扑结构以及各个客户端的上传带宽和上传质量等。这些研究显著地改善了P2P点播系统的性能。采用基于嵌入式系统的面向内容的P2P点播缓冲机制,可以最大限度地减少嵌入式系统弱点(存储容量非常有限)的影响,并基于内容热度做出智能的缓冲机制。使用这种新的机制,嵌入式P2P VOD系统可以得到一个较小的网络组建时间和更高的数据共享率。

基于小波子带系数预测的深度图像编码

李幸,赵耀,林春雨,姚超

计算机科学. 2014, 41 (10): 134-138. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.031

摘要 ( 310 )

PDF(1274KB) ( 864 )

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随着3D视频技术的再度兴起,基于深度图像的3D视频数据表示格式得到了广泛的应用,因此针对深度图像的编码算法已成为当前研究的热点课题。利用小波变换后子带系数的分布统计特征,提出了一种不同于以往的基于小波变换的深度图像编码方案。该方案对小波量化系数进行统计分析,利用子带间小波系数的相关性,对小波变换后各个子带的小波系数进行预测。在同一层小波子带间,利用对角子带系数分别对水平和垂直方向的子带系数进行预测；在相邻层间,被预测的系数利用上一层相应的4个低频子带系数进行预测。最终,将原子带系数与预测系数的残差进行算术编码。实验结果表明,本方案在保证图像质量的同时能够有效地减少深度图像编码所需的比特数,最大可节省18.4%的码率。

一种基于改进的动态能量管理的无线传感器节点节能技术研究

陈高杰,陈章位,姚雪庭

计算机科学. 2014, 41 (10): 139-143. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.032

摘要 ( 505 )

PDF(407KB) ( 812 )

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针对无线传感器节点的结构特点,以动态能量管理技术为出发点,结合实际应用场合,提出了一种改进的动态能量管理节能模式,建立了不同工作模式下的无线传感器节点能耗模型,并对不同工作模式下的能耗进行了量化分析。分析结果表明,改进后的动态能量管理技术能够有效地降低无线传感器的能量损耗。分析结果为下一步无线传感器节点的节能改进设计打下了良好的基础。

基于信任的云计算身份管理模型设计与实现

李丙戌,吴礼发,周振吉,李华波

计算机科学. 2014, 41 (10): 144-148. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.033

摘要 ( 243 )

PDF(408KB) ( 632 )

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随着云计算的发展,身份管理问题已经引起业界高度关注。基于群签名的身份认证机制保证了云服务提供者不能通过外包的数据回溯用户的身份信息,并广泛应用于云计算环境的身份管理中,但它无法阻止恶意用户对云服务的非法访问。针对此不足,改进了现有的身份管理模型,将信任管理与群签名机制相结合,设计了基于信任的身份管理模型。本模型首先计算用户信任度并将其作为群签名分组的依据,再利用群签名机制实现用户认证,在应用中既能保证用户隐私,又能帮助云计算提供者保护资源。实验结果表明,本模型能有效识别恶意用户,帮助云服务提供者阻止恶意用户对资源的访问。

基于业务区分的IEEE802.15.4 MAC协议分析及改进

乔冠华,毛剑琳,郭宁,胡宇杰,王乐

计算机科学. 2014, 41 (10): 149-153. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.034

摘要 ( 221 )

PDF(391KB) ( 661 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对多种业务并存的动态网络,提出网络负荷概率判断的自适应业务区分动态退避算法——PJNL_ASDB算法。其通过概率机制判断当前网络状况,引入权值参数对优先级不同的业务采用自适应的动态退避方案,以实现不同优先级业务更合理的退避。二维离散时间的马尔科夫链模型数值分析与NS2仿真结果表明,PJNL_ASDB算法在网络状况不断变化的情况下不仅能够保证高优先级业务的传输性能要求,而且提高了低优先级业务的网络性能。

云计算环境下面向最小成本的数据副本策略

吴修国

计算机科学. 2014, 41 (10): 154-159. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.035

摘要 ( 211 )

PDF(501KB) ( 698 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

数据副本管理是云存储系统的一个重要组成部分,对提高系统的可靠性和性能具有重要意义。一般而言,云计算环境中数据副本数目越少,其传输成本则愈大；而副本过多,存储成本又随之增加,可能导致总成本上升。从降低数据管理成本的角度,在权衡存储成本与传输成本的基础上研究面向最小成本的数据副本管理策略,主要包括:数据管理成本模型、创建副本必要性测试以及近似最小成本的副本布局策略等。以Amazon云平台数据管理成本模型为例进行实验,结果表明:面向最小成本的副本管理策略在满足用户响应时间等需求的同时,可以有效地降低数据中心的管理成本,推动企业(用户)积极运用云计算平台管理企业数据,促进云计算环境的和谐发展。

编码端帧级立体视频传输失真模型

王晓东,王腾飞,胡彬彬,蒋刚毅,章联军

计算机科学. 2014, 41 (10): 160-163. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.036

摘要 ( 489 )

PDF(295KB) ( 686 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

通过分析网络传输与立体视频失真的关系,结合立体视频时空相关性、网络性能和终端错误隐藏技术,以及递归思想提出了一种编码端的帧级立体视频传输失真模型,本模型可在编码端估计特定网络条件下的终端立体视频质量。针对不同运动程度和视差大小的立体视频序列,在不同网络环境下进行实验。当用MSE表征失真时,平均预测误差为4.16%；当用PSNR表征时,平均预测误差为0.93%,表明本模型可在编码端精确估计终端的立体视频传输失真。

特征相关的结构化P2P结点编址和数据副本分发

兰明敬

计算机科学. 2014, 41 (10): 164-168. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.037

摘要 ( 205 )

PDF(457KB) ( 753 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

传统结构化P2P网络中,随机或顺序产生结点标识,结点分布与结点位置、安全性等特征间缺乏相关性,无法有效应对“错误相关”现象,存在数据丢失的风险。提出一种新的编址方法和相关联的副本分发算法,该算法将结点的位置、安全性等特征信息融入到结点标识中,使结点按特征分布,在副本分发过程中依据标识来识别结点特征,避开或靠近具有特定特征的结点,解决错误等问题,提高分发效率。仿真实验给出了改进后的结点分布和备份点选择结果,表明了方法的有效性。

基于负载均衡和最短路径的异构无线传感器网络成簇算法

刘唐,孙彦清

计算机科学. 2014, 41 (10): 169-172. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.038

摘要 ( 243 )

PDF(351KB) ( 715 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对节点负载不均衡和数据传输距离的问题,提出一种适用于异构网络的基于负载均衡和最短路径的分布式成簇算法DUBP(distributed and unequal clustering algorithm based on load balance and shortest path)。DUBP首先基于节点的能耗因子对网络动态分区,以均衡负载；然后结合网络拓扑结构和图论,利用Floyd算法求出节点间的最短距离作为路径因子；最后以节点的能量因子和路径因子作为辅助参数来竞争簇头,以避免低能量节点担任簇头,节省传输能耗。仿真表明,DUBP算法能显著延长网络寿命,有良好的适应性和能效性。

基于本体的网络攻击案例库模型研究

李文雄,武东英,刘胜利,肖达

计算机科学. 2014, 41 (10): 173-176. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.039

摘要 ( 491 )

PDF(385KB) ( 1152 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

在网络安全研究中,网络攻击案例对有效分析和防御网络非法入侵起着重要作用。然而,如何有效地构建网络攻击案例库是研究的难点之一。鉴于目前还没有一个完善的网络攻击案例库,基于本体研究了网络攻击案例库模型。首先定义了网络攻击行为的案例形式化表示,对网络攻击案例领域知识进行了分类,在此基础上,应用知识共享工具本体,构建了一个共享、重用、可扩展的网络攻击案例本体模型。最后,应用构建的基于本体的网络攻击案例库模型,对一次网络攻击事件进行知识获取,以验证模型的有效性。

基于网络分簇和多路径的无线自组织网络匿名通信协议

张中科,汪芸

计算机科学. 2014, 41 (10): 177-183. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.040

摘要 ( 258 )

PDF(1306KB) ( 679 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

提出了基于网络分簇和多路径的自组织网络匿名通信协议(CMAR),该协议中节点首先在不暴露身份信息的情况下,利用双线性配对技术生成和邻居节点共享的密钥,并以此为基础,秘密地建立用于成员节点和簇头节点之间通信的簇内路由表项,在簇内路由表项的辅助下,完成源节点和目标节点之间多路径的匿名建立,以及数据报文的匿名转发。通过性能分析可以发现,CMAR协议的密码学运算负荷较低,且网络通信性能良好。

社交网络用户隐私保护的博弈模型

黄启发,朱建明,宋彪,章宁

计算机科学. 2014, 41 (10): 184-190. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.041

摘要 ( 233 )

PDF(597KB) ( 710 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

基于不完全信息的动态博弈,分别通过攻防博弈、共同防御博弈、联合攻击博弈研究了社交网络用户隐私的攻防博弈过程,并重点探讨了用户关系层次对博弈结果的影响。结论表明,非完全自私的防御者可以优化整体的防御水平,优化的程度取决于用户隐私价值大小和关系层次的综合作用；攻击者之间共谋可以获得更高的攻击效用,关系层次对不同的攻击者具有不同的影响。研究结果对社交网络用户更好地保护隐私具有一定指导作用。

基于模糊身份密码学的机会网络身份认证方案

曹晓梅,殷瑛

计算机科学. 2014, 41 (10): 191-195. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.042

摘要 ( 286 )

PDF(360KB) ( 894 )

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针对机会网络的自组织性、开放性、连通性差等特点以及现有的基于上下文的路由协议中可能存在的隐私泄露等安全问题,提出了一种基于模糊身份密码学的身份认证方案F-ONIAS(Identity Authentication Scheme in Opportunistic Network Based on Fuzzy-IBE)。该方案通过一个无需实时在线的PKG为用户颁发私钥来解决机会网络中因节点无法实时连通而导致的传统非对称密码学方案不适用的问题。同时,将节点的生物信息作为身份标识,避免了传统身份密码学中身份信息可能被伪造而带来的安全隐患。仿真实验表明,在存在恶意节点的网络环境下,本方案比现有的经典路由协议方案拥有更高的报文投递率和更低的路由开销率,并且未对报文平均时延造成明显影响。

远程用户体验评估综述:工具、方法和挑战

韩立,刘正捷,张军,陈媛嫄

计算机科学. 2014, 41 (10): 196-203. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.043

摘要 ( 478 )

PDF(648KB) ( 776 )

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远程用户体验评估允许评估人员和用户在时间和(或)空间上分离,它具有经济、便捷、对用户打扰少,能在真实环境中对大量多样的用户进行研究等特点,被认为是解决传统用户体验评估问题的一个理想方案,并逐渐成为人机交互领域中一个热门的研究课题。首先介绍了远程用户体验评估的概念和分类；然后描述了远程评估的研究概况；接着提出了远程评估工具的系统架构,并依据系统架构,详细描述了数据采集、分析和呈现的各种方法；最后,总结了远程评估所面对的挑战以及未来的研究方向。

基于MDA的需求捕获工具的设计与实现

曾一,黄兴砚,李函逾,王翠钦

计算机科学. 2014, 41 (10): 204-209. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.044

摘要 ( 256 )

PDF(2213KB) ( 745 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目前MDA开发过程中仍采用人工捕获、文字描述的传统需求获取形式,这影响了需求模型与PIM模型的精度和一致性,降低了MDA开发的自动化程度。重点研究开发了一个可视化需求捕获工具。该工具采用MDA框架以及GEF等技术进行开发,基于目标-情景的捕获方式进行需求获取,同时支持以需求文档与XML的形式将需求模型导出,为需求模型到PIM模型的转换提供了足够信息。最后通过实例验证了该捕获工具的有效性。该工具弥补了MDA中没有独立需求捕获阶段的不足,在一定程度上完善了MDA的开发流程,提高了MDA软件开发的自动化程度。

移动环境中任务分析及任务建模方法

李娟妮,华庆一,姬翔

计算机科学. 2014, 41 (10): 210-215. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.045

摘要 ( 248 )

PDF(1512KB) ( 771 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

随着移动时代的到来,准确地分析用户在动态环境中的任务,开发出具有好的用户体验的交互系统已成为人机交互领域的研究热点之一。针对这个问题,首先介绍了任务的相关概念,分析了移动环境中任务的特点,并对传统任务模型和动态环境中任务模型的差异进行了比较；然后阐述了动态任务建模过程中采用的关键技术；最后讨论了目前研究中存在的不足以及未来的研究方向。

基于多层空间模糊减法聚类算法的Web数据库安全索引

林楠,史苇杭

计算机科学. 2014, 41 (10): 216-219. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.046

摘要 ( 224 )

PDF(345KB) ( 724 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目前对Web数据库进行索引查询时采用单层文本特征聚类方法,当聚类特征不一致时,存在着非法聚类和非法结果输出的安全问题。提出一种基于多层空间模糊减法聚类的Web数据库安全索引算法,该算法将数据库信息矢量构建成多层矢量自回归空间,把数据流信息聚焦在空间的多层空间模糊聚类中心,采用减法聚类的模糊推理方法构建数据库索引函数,变尺度调整聚类中心向量,搜索索引结果,阻止了邻近数据点非法侵入和非法聚类,实现了Web数据库安全索引。仿真实验表明,该算法能使数据库信息流在多层矢量自回归空间中充分展开,特征匹配度比传统算法显著提高,能有效排除非法数据输出,保证数据库安全索引。

基于目标的业务流程概念建模

王楠,孙善武,欧阳丹彤

计算机科学. 2014, 41 (10): 220-224. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.047

摘要 ( 241 )

PDF(460KB) ( 637 )

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人类的行为主要由目标驱动,企业的业务流程应该尽量多地包含那些为用户创造价值的行为,而行为则应该为业务流程目标服务。提出基于目标的业务流程概念模型框架,并以目标-行为的细化分层关系为基础,自底向上反向生成与各个子目标相匹配的流程片段,给出行为和业务流程片段对目标的支持度的评估分析,以为用户构建业务流程概念模型提供决策指导。

基于语义文法的网络舆情精准分析方法研究

侯圣峦,刘磊,曹存根

计算机科学. 2014, 41 (10): 225-231. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.048

摘要 ( 539 )

PDF(681KB) ( 852 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

传统的基于关键词统计分析的网络舆情分析方法由于缺少对舆情文本必要的语义处理,往往导致分析结果不准确。提出一种基于语义文法的网络舆情精准分析新方法。该方法包括两部分:首先是可执行的网络舆情精准分析语言Eipoaal,它可根据实际舆情分析需求设计Eipoaal程序,具有一定的通用性；二是网络舆情精准分析系统Ipoaas,它为Eipoaal提供运行平台。目前,已经实现了该系统,并应用到贪腐主题的网络舆情分析中,实验结果证明了方法的有效性。

开放式两级车辆路径问题建模与多起始点变邻域下降法求解

曾正洋,许维胜,徐志宇

计算机科学. 2014, 41 (10): 232-237. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.049

摘要 ( 251 )

PDF(500KB) ( 1269 )

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针对城市物流中普遍存在的物资开放式两级配送情形,构建了开放式两级车辆路径问题的数学模型,它要求物资必须先由远程的中心仓库配送至转运中心(第一级),再由转运中心配送至客户点(第二级),两级车辆在完成各自的配送任务后,均不必返回出发点,若要返回,则必须按照原路返回。为有效求解该NP难问题,设计了一种多起始点变邻域下降算法。扩展算例的测试结果表明,所设计的算法注重求解质量与求解效率的平衡,可有效求解提出的开放式两级车辆路径问题。

基于GPU的并行化Apriori算法的设计与实现

唐家维,王晓峰

计算机科学. 2014, 41 (10): 238-243. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.050

摘要 ( 388 )

PDF(451KB) ( 822 )

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大数据和高度并行的计算架构的时代已经来临,如何让传统的串行数据挖掘方法在当下获得更高的效率是一个值得探讨的问题。根据现代GPU大规模并行运算架构的特点(单结构多数据),对传统的串行Apriori算法进行并行化处理。使用最新的CUDA技术完成对传统串行Apriori算法中的支持度统计、候选集生成这两个计算的并行化实现,讨论了多种实现方法的差异,并提出改进方案。实验表明:改进后的并行算法使支持度统计在10000条事务的条件下效率提高16%,候选集生成在10000条事务的条件下效率提高25%。

基于概念格的非数值型数据聚类稳定性分析

智慧来

计算机科学. 2014, 41 (10): 244-248. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.051

摘要 ( 307 )

PDF(396KB) ( 737 )

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概念稳定性的计算是一个NP-完全问题,且概念稳定性在聚类分析中具有十分重要的意义。概念格自身特点决定了其适合作为概念稳定性分析的工具。为了获得一个形式化的计算概念稳定性的方法,定义了概念的核心对象集,并给出了计算核心对象集的方法,进而得到了计算概念稳定性的方法。另外,根据概念格的对偶原理,得到了一个计算类标签的方法。最后用例子说明概念稳定性在聚类分析中的应用。

基于闭算子的属性约简

刘静,米据生

计算机科学. 2014, 41 (10): 249-251. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.052

摘要 ( 221 )

PDF(272KB) ( 650 )

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对于协调的信息系统,定义了其条件属性集的幂集上的两个闭算子C(R)与C(r),讨论了相应闭集族的性质,并证明了它们与不可辨识属性集族之间的关系。提出属性约简的一种新方法,给出C_r=CR的充要条件,并证明所定义的属性约简与文献[4,7]中约简的等价性。

领域QoS感知的物流Web服务优化组合研究

安吉宇,王珍珍,刘志中,薛霄

计算机科学. 2014, 41 (10): 252-256. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.053

摘要 ( 228 )

PDF(389KB) ( 710 )

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优化组合在现代物流服务中占据着重要的地位。现阶段的物流Web服务组合研究多侧重于Web服务通用的QoS指标评价,难以满足特定领域的服务选择需求,并且多集中于经济学、管理学方面,缺乏服务计算技术的支撑。针对上述问题,从服务组合的角度通过领域QoS感知的方法构建了领域QoS评价模型来研究物流服务商的选择、进化以及最终的优化组合,然后运用Dijkstra算法计算出组合方案的最短路径,即组合服务的QoS值,从而获得领域QoS感知的物流Web服务较优化的组合方案,并预测领域QoS感知的服务组合,这对现代物流业的发展具有一定的理论和现实意义。

普适计算环境中异构资源互操作的代数方法研究

姜丽芬,赵子平

计算机科学. 2014, 41 (10): 257-260. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.054

摘要 ( 289 )

PDF(388KB) ( 625 )

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分析了普适计算对异构资源互操作和集成的需求,以及目前异构资源互操作、集成技术中存在的问题。针对异构信息源互操作技术存在的语义层的问题,提出了一种本体代数方法,建立了一套较完整的本体代数理论体系。本研究完善和发展了已有的本体代数理论,为普适计算环境异构数据的集成和互操作、异构本体资源的管理、查询等提供了理论基础。

基于网格的量子博弈聚类算法

黄德才,汤胜龙

计算机科学. 2014, 41 (10): 261-265. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.055

摘要 ( 427 )

PDF(417KB) ( 706 )

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量子博弈是对经典博弈的量子模拟,利用量子的纠缠态,可以使博弈参与人在博弈策略的选择过程中相互影响,从而得到与经典博弈不同的结果。将量子博弈运用于聚类问题,并提出一种基于网格的量子博弈聚类算法。算法将数据点看作是博弈的参与人,通过在收益矩阵中内嵌距离函数,使相似的数据点能够获得更大的收益,从而形成聚类。此外,通过设定网格合并规则,使博弈过程得到了简化。仿真实验表明,算法在聚类质量上优于传统的K-means等算法。最后,就算法中的几个参数对算法性能的影响进行了讨论,并给出了参数选择的建议。

信息传递法求不确定系统中的状态可达关系

劳佳琪,文中华,伍小辉,李洋

计算机科学. 2014, 41 (10): 266-269. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.056

摘要 ( 368 )

PDF(282KB) ( 656 )

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在不确定规划领域中,在求规划问题的解时,由于缺少引导信息,会导致许多无用状态和动作被搜索,造成冗余计算。所以在求规划解之前,找到不确定状态转移系统中状态之间的可达关系是很有意义的。以往的算法是通过矩阵相乘来模拟状态转移,但该类算法对于规模较大的系统开销较大。因此,提出了用信息传递法来求解可达关系,用矩阵来模拟不确定状态转移系统。其中每个状态记录了其他状态到达该状态的可达信息,通过状态之间的可达信息的传递,求得不确定系统的状态可达关系,以避免大量的矩阵运算。通过实验对比表明,当不确定系统规模较大时,所设计的算法优于矩阵相乘的算法。

基于中文陈述句灵活语序的Lambek演算

刘冬宁,邓春国,滕少华,梁路

计算机科学. 2014, 41 (10): 270-275. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.057

摘要 ( 255 )

PDF(1181KB) ( 984 )

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目前,自然语言处理已从句法、词法层面走向轻量级语义层面。针对中文陈述句的自然语言处理,传统Lambek演算无法解决中文陈述句灵活语序的问题,而现有的方法加入模态词、新连接词等后,又进一步增加了已经是NP-hard的Lambek演算的复杂性,因此并不适合计算机的相关处理。基于此,采用加标动词匹配的Lambek演算对中文陈述句灵活语序进行处理。加标动词匹配算法的时间复杂度低,使得计算机及其程序能有效地对中文陈述句灵活语序进行处理,并能通过Curry-Howard对应理论与λ-演算引入轻量级语义处理。

基于大规模语料库的高频汉字串互信息分布规律分析

余一骄, 尹燕飞, 刘芹

计算机科学. 2014, 41 (10): 276-282. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.058

摘要 ( 341 )

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基于互信息的词典构建和自动分词是典型的基于统计的中文信息处理技术。通过计算大规模中文文本语料库的高频二字串、三字串、四字串的互信息发现:第一,高频词的互信息并不是很高,词和短语之间的互信息分布不存在明显界限；第二,高频无效汉字串的互信息与词和短语的互信息也没有明确界限,词、短语、无效汉字串互信息的夹杂分布,使得仅凭汉字串的互信息或频率很难高效地自动标注词、短语以及无效串。以上规律说明:单纯依赖对大规模真实文本语料库进行统计来实现高效的中文词典构建、自动分词处理等会面临极大挑战。

基于特征加权的多关系朴素贝叶斯分类模型

徐光美,刘宏哲,张敬尊

计算机科学. 2014, 41 (10): 283-285. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.059

摘要 ( 210 )

PDF(260KB) ( 1052 )

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为进一步提高多关系朴素贝叶斯方法的分类准确率,分析了已有的特征加权方法,并在将特征加权方法扩展到多关系的情况下结合元组ID传播方法和面向元组的统计计数方法,建立了基于特征加权的多关系朴素贝叶斯分类模型(MRNBC-W)。标准数据集上的实验结果显示,新方法可以在不增加算法时间复杂度的前提下,有效提高金融数据集的分类准确率。文中也给出了结合扩展互信息标准对属性进行过滤后,加权方法和不加权方法的分类比较。

一种新的Dempster组合规则适用条件

崔家玮,李弼程

计算机科学. 2014, 41 (10): 286-290. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.060

摘要 ( 199 )

PDF(388KB) ( 844 )

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针对传统方法中利用冲突衡量系数来判别Dempster组合规则适用性存在的指标意义不明确、阈值设定过于主观等问题,提出了一种新的Dempster组合规则适用条件。首先,提出了证据冲突不能用于判断Dempster组合规则的适用性；其次,分析了Dempster组合规则合成证据出现不合理结果的原因；最后,提出了适用条件。通过与同类Dempster适用性判断方法对比的结果表明,文中提出的Dempster组合规则适用条件意义明确、简单易行,并有较好的适用性与合理性。

基于优化的邻域粗糙集的混合基因选择算法

陈涛,洪增林,邓方安

计算机科学. 2014, 41 (10): 291-294. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.061

摘要 ( 258 )

PDF(411KB) ( 596 )

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DNA微阵列技术可以同时检测细胞内成千上万的基因的活性,被广泛应用于重大基因疾病的临床诊断。然而微阵列数据通常具有高维小样本特点,且存在大量噪声和冗余基因。为了进一步提高微阵列数据分类性能,提出一种特征基因混合选择算法。首先采用ReliefF算法剔除大量无关基因,获得特征基因候选子集；然后采用基于差分进化算法优化的邻域粗糙集模型实现特征基因选择；最后利用支持向量机进行分类,以验证算法的有效性。仿真实验结果表明,该算法能用尽可能少的特征基因来获得更高的分类精度,既增强了算法的泛化性能,又提高了时间效率,而且对致病基因的临床诊断有着重要的参考意义。

基于评论图的虚假产品评论人的检测

王琢,李准,徐野,宋凯

计算机科学. 2014, 41 (10): 295-299. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.062

摘要 ( 342 )

PDF(471KB) ( 733 )

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由于网络产品评论信息可以极大地影响产品的销售,因此很多产品评论人故意捧抬或诋毁特定产品来达到其目的。Wang G等人利用评论图中店铺、评论、评论人之间的相互关系,通过迭代计算得出评论、评论人和店铺的信誉度,从而发现虚假评论人。针对网络中无店铺的购物环境,提出了用产品替代店铺的新评论图结构,设计了一种逐步淘汰评论人及其评论的ICE算法,它极大地提高了迭代收敛速度。同时通过改进评论、评论人和产品的评分函数,进一步提高了基于评论图方法检测虚假评论人的准确度。实验表明,ICE算法不但收敛速度更快,而且具有更高的准确度。

基于线性动态系统稀疏编码的异常事件检测

刘洋,李一波

计算机科学. 2014, 41 (10): 300-305. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.063

摘要 ( 381 )

PDF(1859KB) ( 753 )

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线性动态系统模型结合稀疏编码实现异常事件检测。线性动态系统可有效地捕捉动态纹理在时间和空间的转移信息,描述视频的时空小块。然而,线性动态系统属于非欧氏空间,无法直接用传统的稀疏编码进行异常检测。基于约束凸优化公式,将相似性变换与稀疏编码结合,可实现线性动态系统稀疏编码的优化求解。实验表明,所提出的方法具有更好的性能。

基于双矩形框标定的改进TLD算法

张伟伟,汤光明,孙怡峰

计算机科学. 2014, 41 (10): 306-309. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.064

摘要 ( 210 )

PDF(1635KB) ( 653 )

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鉴于基于单个矩形框标定的Tracking-Learning-Detection (TLD) 算法无法兼顾跟踪目标的“重点性”和“完整性”,提出了一种基于双矩形框标定的改进算法。在标定整个目标区域的矩形框的基础上,算法在目标变化相对稳定的区域标定另一个矩形框,以指示跟踪的重点区域。在提取跟踪点时,采用分配权重的方法使重点区域产生更多的跟踪点,从而提高算法对局部变化的适应能力。实验表明,改进后的算法在跟踪局部保持稳定而其余部分有所变化的目标上有较高的性能提升；而对于不存在稳定局部区域的目标,跟踪效果没有明显改善。

稀疏二值图像特征提取的数据场方法

吴涛,陈一祥,杨俊杰

计算机科学. 2014, 41 (10): 310-316. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.065

摘要 ( 371 )

PDF(571KB) ( 611 )

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针对图像特征自动提取问题,以稀疏二值图像为例提出了一种模拟物理学场论机制的数据场方法。该方法首先建立二值图像数据场实现图像特征空间到数据场势值空间的映射关系,搜索每个非零像素的八连通区域；然后计算势值及其主方向角,生成势值矩阵和方向角矩阵；最后通过势值归一化和主方向归一化输出以势值和主方向为基础的特征向量及其对应的可视化曲线。新方法利用数据场解决图像特征提取问题,能兼顾图像灰度空间的局部性和数据场势值空间的全局性。手写数字图像的定性和定量实验表明,该方法特征提取效果较好、性能稳定,具有合理性和有效性。

基于二维凸壳的平面点集Delaunay三角网算法

毕硕本,陈东祺,颜坚,郭忆

计算机科学. 2014, 41 (10): 317-320. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.066

摘要 ( 297 )

PDF(299KB) ( 918 )

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提出了一种基于并行二维凸壳算法的平面点集的Delaunay三角网生成算法。该算法基于颜坚等在文献[20]中提出的并行二维凸壳算法,在构建凸壳时记录被替换的边和被删除的点,形成一个初始三角网；再在初始三角网的各个三角形内部,采用逐点插入法构建局部的Delaunay三角网；最后,对各个局部Delaunay三角网的边界边进行局部优化,得到原点集的Delaunay三角网。文中给出了算法的正确性说明,实验结果也表明该算法稳定高效。

基于细胞自动机的动态云实时模拟

范晓磊,张立民,张兵强,张媛

计算机科学. 2014, 41 (10): 321-325. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2014.10.067

摘要 ( 224 )

PDF(1744KB) ( 744 )

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具有真实感云的实时模拟应用非常广泛。基于细胞自动机技术建立云模型,明确了边界网格点的处理方法。通过改进变换规则,引入了上升气流的作用,加快了运行速度并反映了云的真实特性。在光照计算过程中,将多重前向散射光照运用于细胞自动机方法中,并将近似米氏散射的Henyey-Greenstein相位函数嵌入到前向散射光照模型。仿真实验表明,该方法提高了云的外观的真实性,可以实现云的实时绘制。