计算机科学

软件错误定位研究综述

曹鹤玲,姜淑娟,鞠小林

计算机科学. 2014, 41 (2): 1-6.

摘要 ( 440 )

PDF(567KB) ( 2693 )

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错误定位是软件调试中的一个热点问题,旨在高效地检测出软件错误。首先根据研究方法的不同,将已有错误定位方法从轻量级和重量级两个角度进行分类并进行比较。轻量级错误定位技术不涉及程序依赖关系分析,在程序执行覆盖信息的基础上用统计学或数据挖掘等方法找出可疑错误代码的集合来定位错误；重量级错误定位技术涉及程序依赖关系分析,主要分析数据依赖、控制依赖关系或使用程序切片等来识别可疑代码。然后,总结了常用的评测数据集和评测标准。最后,对错误定位的未来研究趋势进行了展望。

自动化白盒模糊测试技术研究

张亚军,李舟军,廖湘科,蒋瑞成,李海峰

计算机科学. 2014, 41 (2): 7-10.

摘要 ( 297 )

PDF(415KB) ( 1472 )

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软件的安全性分析和漏洞检测是软件工程和信息安全领域的一个研究热点和难点问题。采用程序分析的方法对软件进行安全性测试,日益受到广泛的关注和重视。首先概述了有关软件安全性测试的基本概念；随后,详细介绍了3种基于程序分析的安全性测试方法:模糊测试、符号执行和自动化白盒模糊测试,并比较了这3种方法的优缺点；最后,给出了自动化白盒模糊测试的分布式模型。

思维的计算特征与计算的思维属性

史文崇

计算机科学. 2014, 41 (2): 11-14.

摘要 ( 232 )

PDF(363KB) ( 1131 )

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研究了计算思维的本质和培养计算思维应注意的问题。从分析国际学术界的一些观点出发,认为计算思维是一种学科思维,也是一种计算哲学。指出理解计算思维的关键是把握思维的计算学科特征和计算的思维属性。提出了计算思维的标志性概念的筛选原则,并由此给出了一些标志性概念,认为计算思维就蕴含在这些概念的共性之中,其典型思想有结构化思想、形式化思想、联动化思想、最优化思想。培养计算思维必须以此为基础。

实数二项式系数在HOL4中的形式化

师丽坤,赵春娜,关永,施智平,李晓娟,叶世伟

计算机科学. 2014, 41 (2): 15-18.

摘要 ( 199 )

PDF(333KB) ( 817 )

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定理证明是一种形式化方法,在高可靠性系统验证中起着越来越重要的作用。分数阶微积分是高可靠性系统分析的基础,实数二项式系数是分数阶微积分定义的重要组成部分。在高阶逻辑定理库中还没有实数二项式系数的形式化。提出实数二项式系数高阶逻辑形式化方法。首先研究阶乘幂在HOL4中的形式化,然后利用阶乘幂的高阶逻辑形式分析实数二项式系数,最后将实数二项式系数应用于分数阶微积分的形式化。分数阶微积分的形式化分析表明了实数二项式系数及其运算性质形式化的正确性和有效性。

基于CMP多核集群的混合并行编程技术研究

王文义,王春霞,王杰

计算机科学. 2014, 41 (2): 19-22.

摘要 ( 266 )

PDF(302KB) ( 627 )

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高性能科学计算 (High Performance Science Computing,简称HPC)是验证某些理论和测试计算机系统处理能力的一种有效的实验手段。鉴于目前CMP(Chip Multi-processor)多核集群已变得越来越普及,尝试对由MPI和OpenMP两种不同并行编程技术构成的混合编程模式做一些实验性的研究。通过对程序执行时间和加速比的实验数据分析,可以看出在多核和多节点集群上采用细粒度的混合并行编程方法较单一使用MPI并行编程方法更加合理和高效,也更能体现出系统硬软件的特性与优势。

词义归纳综述

孙玉霞,曲维光,狄颖,周俊生

计算机科学. 2014, 41 (2): 23-32.

摘要 ( 220 )

PDF(1268KB) ( 963 )

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对于很多自然语言处理任务,如机器翻译、信息检索等,使用词义来进行相关表征其效果要比单纯使用词语的好得多。由于词义消歧需要大量标注语料、存在词义缺失等问题,词义归纳受到越来越多的关注。介绍了近年来词义归纳的一些相关工作和发展,并从词义归纳概述、相关技术、评估方法这3个方面进行了详述,最后对词义归纳工作进行了总结和展望。

一种基于耦合对象相似度的项目推荐算法

余永红,陈兴国,高阳

计算机科学. 2014, 41 (2): 33-35.

摘要 ( 217 )

PDF(370KB) ( 810 )

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推荐系统根据用户的偏好为用户推荐个性化的信息、产品和服务等,能够帮助用户有效解决信息过载问题。基于内容的协同过滤算法缺少合适的度量指标用来计算项目之间的相似度。提出一种基于耦合对象相似度的项目推荐算法,即通过耦合对象相似度捕获项目特征频率分布相似性和特征依赖聚合相似度。首先从项目文本中抽取项目的关键特征,然后利用耦合对象相似度构建项目相似度模型,最后使用协同过滤的方法为活动用户推荐用户可能感兴趣的项目。在真实数据集上的实验结果表明,基于耦合对象相似度的推荐算法可以有效解决基于内容推荐系统的项目相似度度量问题,在缺失大量项目特征数据的情况下改进传统基于内容推荐系统的推荐质量。

基于BoF模型的图像表示方法研究

梁晔,于剑,刘宏哲

计算机科学. 2014, 41 (2): 36-44.

摘要 ( 192 )

PDF(838KB) ( 726 )

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设计合适的图像表示是计算机视觉中最重要的问题之一。BoF特征表示方法非常流行,已经广泛应用于图像分类、对象识别、图像检索、机器人定位和纹理识别。BoF特征是将图像表示为无序的特征集合。这种方法虽然缺乏结构信息和空间信息,但概念简洁、计算简单,在某些应用上取得的效果甚至可以与当前最好的方法媲美。仔细研究了BoF模型,着重对BoF模型中的3个阶段:局部特征提取、特征量化和编码、特征汇集所涉及到的典型技术进行了讨论。最后在分析各类研究方法的基础上,总结了目前研究存在的问题及可能的发展方向。

基于多粒度视角下的D-S证据理论融合策略

林国平,梁吉业,钱宇华

计算机科学. 2014, 41 (2): 45-48.

摘要 ( 217 )

PDF(314KB) ( 790 )

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D-S证据理论与多粒度粗糙集是两类不同的信息融合方法。对该理论展开详细的论述,找出两者之间的联系。根据这两者之间的互补性,提出了一种多粒度与证据理论相结合的新的融合策略,称之为基于多粒度视角的D-S证据理论的粒度融合方法。最后,通过实例说明了该融合算法的有效性。

线性判别分析中两种空间信息嵌入方法之比较

牛璐璐,陈松灿,俞璐

计算机科学. 2014, 41 (2): 49-54.

摘要 ( 166 )

PDF(508KB) ( 944 )

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由“没有免费午餐定理(NFL)”可知:只有充分利用了与问题相关的先验知识的学习器才会拥有好的学习性能,而常用的线性判别分析(LDA)在为图像提取判别特征时对图像向量化的处理导致了空间结构的破坏,以致结构信息未被利用,从而限制了学习性能的进一步提升。空间平滑的LDA(SLDA)通过对LDA目标的空间正则化弥补了此不足,同时图像欧氏距离(IMED)则通过空间平滑欧氏距离实现对空间结构的利用,而后将其用于LDA(IMEDA)。对这两种LDA间的内在联系进行了尝试探究:理论上证明了对于中心化样本,SLDA是IMEDA的特例；分析了算法的时间和空间复杂度；经验上通过Yale、AR和FERET人脸集比较了SLDA和IMEDA的识别性能和运行时间,同时分析了参数对模型性能的影响。

基于矩阵分解的二分网络社区挖掘算法

陈伯伦,陈崚,邹盛荣,徐秀莲

计算机科学. 2014, 41 (2): 55-58.

摘要 ( 447 )

PDF(682KB) ( 877 )

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二分网络社区挖掘对复杂网络有重要的理论意义和应用价值。提出了一个基于矩阵分解的二分网络社区挖掘算法。该算法首先将二分网络分为两个部分,每个部分尽可能保存完整的社区信息,然后分别对两个部分进行递归的拆分,直至不能拆分为止。在拆分的过程中,应用矩阵分解,使得到的分解能与网络的相关矩阵的行空间尽可能接近,即尽可能保持原图的社区信息。实验结果表明,该算法在不需任何额外参数的情况下,不但能较准确地识别实际网络的社区个数,而且可以获得很好的划分效果。

最大化约束密度单类分类器

赵加敏,冯爱民,陈松灿,潘志松

计算机科学. 2014, 41 (2): 59-63.

摘要 ( 181 )

PDF(381KB) ( 654 )

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针对单类分类器设计中的密度方法,采用以任务为导向的设计思想,通过人为指定核密度估计的密度函数上界,增强了边界低密度区域数据敏感性,同时也有效降低了密度估计的计算复杂度。进一步最大化全体样本的核密度估计函数并采用线性规划,可快速得到相应的稀疏解,因而称之为最大化约束密度单类分类器(Maximum constrained density based one-class classifier,MCDOCC)。为充分利用单类数据中可能出现的极少量异常数据,进一步提出了带负类的最大化约束密度分类器(MCDOCC with negative data,NMCDOCC),通过挖掘异常数据的先验信息来修正仅有正常类的数据描述边界,可提高分类器泛化能力。UCI数据集上的实验结果表明,MCDOCC的泛化能力与单类支持向量机相当,NMCDOCC较之则有所提高,从而能够更高效地估计目标类数据概率密度。

基于多核学习的投影非负矩阵分解算法

李谦,景丽萍,于剑

计算机科学. 2014, 41 (2): 64-67.

摘要 ( 219 )

PDF(324KB) ( 1046 )

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非负矩阵分解(NMF)把给定的数据矩阵分解成低维的非负基矩阵和对应的系数矩阵,两者之间存在必然联系。为此,研究者将基矩阵转换为系数矩阵的投影,进一步提高分解效率。但是该方法无法处理非线性数据,核函数的引入部分解决了此问题,却同时导致核函数参数选择的问题。基于多核学习理论,提出了一种多核学习的投影非负矩阵分解(MKPNMF)算法,该算法有效地避免了核函数参数选择的问题,同时提高了学习性能。在实际人脸数据上的实验结果表明,MKPNMF较已有的NMF类方法具备明显的性能优势。

基于混合模型推荐算法的优化

李鹏飞,吴为民

计算机科学. 2014, 41 (2): 68-71.

摘要 ( 351 )

PDF(411KB) ( 838 )

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现代电子商务系统用户和物品数目的日益增加使得User-Item矩阵变得越来越稀疏,再加上目前相似性度量方法均存在一定弊端,致使推荐系统的推荐质量降低了。针对传统混合模型推荐算法做了优化,其相似性度量方法由物品属性相似性和改进的修正余弦相似性线性组合而成,权重因子自动生成,考虑了用户评分尺度及用户活跃度对物品相似性的影响。为解决冷启动问题,使用用户基本信息获得用户间的相似度,各属性权重因子由SVDFeature计算得到。实验结果表明,该算法有效地提升了推荐系统的推荐质量,同时还有效解决了用户冷启动与物品冷启动问题。

一种基于核距离的核函数度量方法

王裴岩,蔡东风

计算机科学. 2014, 41 (2): 72-75.

摘要 ( 319 )

PDF(318KB) ( 1321 )

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核方法的效果依赖于所使用的核,因此核的选择和其参数的确定是至关重要的。从特定的数据中学习核需要核度量方法评价核的质量。核排列度量核与学习任务的一致性,因为它具有高效性和有效性,是目前应用最为广泛的核度量方法。然而,有研究表明,核排列仅是最优核函数的充分非必要条件。其主要原因是核排列在特征空间中不具有线性变换不变性。提出了一种新的核度量方法用于核选择,称其为核距离排列。该方法能够克服核排列的局限性,并且同样具有高效性和简单的形式。对比实验表明,该方法能够有效地对核进行度量。

基于AdaBoost.MH的Reyes渲染架构时间预估算法

孟庆利,吕琳,靳颖,孟祥旭,孟雷

计算机科学. 2014, 41 (2): 76-81.

摘要 ( 214 )

PDF(501KB) ( 762 )

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在大规模真实感渲染系统中,需要对渲染任务进行分解和调度,将其优化后分配给不同的可用计算资源,实现快速集群渲染。为了实现渲染任务的有效分解和调度,提高并行效率,高精度的时间预估算法是不可欠缺的。通过深入研究使用RenderMan规范的渲染器常用的Reyes渲染架构中对渲染时间产生影响的各种因素,分析提取出影响渲染时间的7大要素特征,提出了基于AdaBoost.MH的渲染时间预估算法。通过在基于Reyes渲染架构的渲染引擎中的实验与测试表明,训练集和测试集的准确率分别达到79%和78%,为渲染任务的并行调度奠定了基础,同时也为渲染费用预估提供了依据。

SVM与主动学习方法相结合的蛋白质相互作用预测

史文丽,郭茂祖,李晋,刘晓燕

计算机科学. 2014, 41 (2): 82-86.

摘要 ( 418 )

PDF(509KB) ( 748 )

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提出了基于SVM的主动学习算法,用来解决蛋白质相互作用的预测问题。细胞中的生物过程是通过蛋白质相互作用实现的。但是通过实验验证蛋白质之间是否具有相互作用的代价非常大,而且数据很难获取。为了在有限的阳性样本情况下更加快速准确地预测蛋白质之间是否具有相互作用,引入了主动学习方法。主动学习算法可以用来构造有效训练集,其目标是通过迭代抽样,每次寻找最富有信息量的数据点,找到最有利于提升分类效果的样本,进而减小分类训练集的大小。比较了5种不同的主动学习算法,以寻找在有限资源前提下提高分类算法效率的最佳途径。实验表明,主动学习方法与SVM算法相结合,能够在保证SVM分类性能的前提下,有效减少学习所需的样本数量。

双树复小波多频带类内类间不确定度融合的人脸识别

王仕民,叶继华,王明文,程柏良

计算机科学. 2014, 41 (2): 87-90.

摘要 ( 176 )

PDF(868KB) ( 641 )

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为了更好地获取人脸的纹理特征和解决人脸多频带的权值问题,提出了双树复小波多频带类内类间不确定度特征融合的人脸识别算法。首先使用了人脸双树复小波多频带特征构建人脸的纹理特征,引入了双树复小波多频带类内类间的不确定度计算多频带特征权值,同时采用了二维主成份分析方法对人脸多频带特征进行重构线性子空间,人脸子空间加权融合得到的最终特征能够保证投影后样本在新的空间中有最小的类内距离和最大的类间距离。使用ORL人脸图像库进行了实验与分析,结果表明所提出的方法比经典的二维主成份分析、传统小波、Gabor小波和双树复小波方法取得了更好的识别效果。

基于PCA与最大后验概率分类的人脸识别方法

袁少锋,王士同

计算机科学. 2014, 41 (2): 91-94.

摘要 ( 241 )

PDF(536KB) ( 656 )

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在运用主成分分析进行人脸识别的过程中,由于实际图像可能符合某种概率密度分布,并且实际用到的图像可能受到不同程度的噪声污染,简单的距离分类已不再适用。基于核函数的最大后验概率分类是将概率密度函数估计中的参数估计、核函数以及贝叶斯理论结合起来,能很好地考虑到概率分布情况,用多元高斯分布下的基于核函数的最大后验概率分类取代距离分类,对于含有不同参数值的高斯噪声图像有较好的识别率。用ORL标准人脸库进行验证,实验结果表明了可行性。

黎曼流形上非线性凸规划最优性条件的研究

邹丽,温欣,林彬

计算机科学. 2014, 41 (2): 95-98.

摘要 ( 262 )

PDF(308KB) ( 935 )

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利用黎曼流形上Lipschitz函数的Penot广义方向导数和Clarke广义梯度,得到了黎曼流形上凸函数的判别,并得到了黎曼流形上凸规划极小点的充分条件,给出了黎曼流形上的等式约束优化问题、不等式约束优化问题及带有等式和不等式约束的优化问题的Lagrange定理、Lagrange充分条件、Kuhn-Tucker定理及极小点充分条件。

依存句法语言模型对短语统计机器翻译性能的影响

董人菘,王华,张晓钟,余正涛,张涛

计算机科学. 2014, 41 (2): 99-101.

摘要 ( 199 )

PDF(252KB) ( 675 )

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为提高汉-英统计机器翻译的翻译效果,提出一个基于依存句法关系的语言模型,在较成熟的基于短语翻译的统计特征下,对解码产生的NBEST候选翻译结果进行进一步约束,重新计算得分,调整NBEST候选翻译序列,以得到最佳翻译。实验以“Pharaoh”为比较基准,以500句汉英句对为测试集,最终的实验结果表明,提出的基于依存句法关系的语言模型可以在一定程度上提高汉-英统计机器翻译最佳翻译的正确率。

混合排名映射概率和混沌搜索的ABC算法

张新明,魏峰,牛丽平,王鲜芳

计算机科学. 2014, 41 (2): 102-106.

摘要 ( 222 )

PDF(520KB) ( 622 )

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针对由于人工蜂群算法(Artificial Bee Colony algorithm,ABC)采用直接映射概率选择食物源而引起收敛速度慢、陷入局部最优等问题,提出一种混合排名映射概率和混沌搜索的人工蜂群算法((Artificial Bee Colony algorithm based on Hybrid rank mapping probability and Chaotic search,ABC-HC))。首先,利用目标函数值的排名来获取选择食物源的排名映射概率,并提出计算排名映射概率的两种方法；然后,在观察蜂阶段,融合这两种计算概率的方法,即不同的搜索阶段采用不同的排名映射方法计算食物源选择概率,构造基于混合排名映射概率的人工蜂群算法,以便能够维持种群的多样性避免陷于局部最优；最后,在侦查蜂阶段,使用混沌搜索替代随机搜索以便进一步提高收敛速度,最终获得较好的全局最优解。对10个标准测试函数进行仿真,结果表明,ABC-HC算法不仅提高了收敛速度,而且更能跳出局部最优,有效地找到全局最优解,优于标准的ABC算法和进化算法。

样本自适应多特征加权的高分辨率遥感图像分类

常纯,李士进,万定生,冯钧

计算机科学. 2014, 41 (2): 107-110.

摘要 ( 343 )

PDF(372KB) ( 689 )

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高分辨率遥感影像能够提供丰富的地物细节,但各种地物空间分布复杂,同类目标呈现出较大的光谱异质性,给传统模式识别分类器带来极大的挑战。提出了一种样本自适应多特征加权的遥感图像分类方法。常见的多特征组合分类器未能充分利用各种特征之间的局部相关性,提出通过分析测试样本局部特征相关性,探究各个特征在不同样本的分类中所占权重的不同,据此对不同分类器进行自适应加权。在一个大型遥感图像数据库上的实验结果表明,不同特征在遥感图像中对不同样本的分类作用是不同的,样本自适应特征加权法将平均分类精度从78.3%提高到90%。

基于相关规则的不平衡数据的关联分类

黄再祥,周忠眉,何田中

计算机科学. 2014, 41 (2): 111-113.

摘要 ( 180 )

PDF(320KB) ( 729 )

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许多研究表明关联分类具有较高的分类准确率,然而,大多数关联分类基于“支持度-置信度”框架,在不平衡数据集中,置信度和支持度都偏向产生多数类的规则,因此,少数类的实例容易被错误分类。针对上述问题,提出了一种基于相关规则的不平衡数据的关联分类算法。该算法挖掘频繁且互关联的项集,在以该项集为前件的分类规则中选取提升度最大的规则。规则按结合了提升度、置信度和补类支持度(CCS)的规则强度进行排序。实验表明,该算法取得了较高的平均分类准确率且在分类少数类的实例时具有更高的准确率。

一种改进的基于分解的多目标进化算法

侯薇,董红斌,印桂生

计算机科学. 2014, 41 (2): 114-118.

摘要 ( 160 )

PDF(473KB) ( 1108 )

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利用基于分解的多目标进化算法框架(MOEA/D),将混合策略的进化算法用于求解分解后的若干单目标优化子问题,提出了一种带局部搜索的基于分解的多目标混合策略进化算法(LMS-MOEA/D)。算法利用均匀设计产生子问题的聚合权重向量,混合交叉策略能够充分利用不同交叉算子的优势；同时算法针对演化过程收敛的特点,结合局部搜索策略,获得逼近Pareto前沿的最优解集。最后通过实验验证算法在多样性和收敛性方面的有效性。

基于自适应分块和SSIM的运动目标检测

田洪金,战荫伟

计算机科学. 2014, 41 (2): 119-122.

摘要 ( 217 )

PDF(603KB) ( 615 )

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研究了目标检测方法。针对传统背景更新方法易受噪声干扰、算法执行速度慢等弊端,对背景差分法予以改进,提出一种基于自适应图像分块和结构相似性(SSIM)的运动目标检测方法。根据视频最初几帧得到初始背景模型,再对视频后续的每帧进行自适应分块处理,利用相邻帧对应分块的结构相似性计算局部更新率,建立背景模型,将背景与当前帧差分即得到运动目标。实验结果表明,与传统的背景差分法相比,改进后的方法具有更好的检测效果。

基于局部近邻相关性的多标记算法

郑希源,张化祥

计算机科学. 2014, 41 (2): 123-126.

摘要 ( 186 )

PDF(331KB) ( 845 )

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通过近邻样例类标记确定测试样例类标记的思想在多标记分类算法中取得了良好的效果。该类算法通过对训练集进行学习,建立训练样例类标记与其k个近邻样例中不同类标记样例个数的映射关系,然后用该映射关系预测测试样例的类标记。该类算法的不足是只考虑近邻样例中不同类别样例的个数与测试样例类标记的映射关系,忽略了近邻样例与测试样例的局部相关性。考虑训练样例类与近邻样例的局部相关性,建立起它们类别间的映射关系,预测测试样例类标记,提出ML-WKNN算法。实验表明,ML-WKNN能更好地处理多标记分类问题和自动图像标注问题。

一种并行结构化支持向量机次梯度投影算法

郭丽娜,杨明,涂金金

计算机科学. 2014, 41 (2): 127-130.

摘要 ( 167 )

PDF(399KB) ( 614 )

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支持向量机的次梯度投影算法是解决支持向量机优化求解问题的一种简单有效的迭代算法。该算法通过梯度下降和投影两个步骤的多轮迭代,找到两类最大间隔的分类面。针对该算法忽略了对寻找分类面同样有指导意义的样本分布信息这一问题,在分类器设计中融入结构信息,并且采用MapReduce并行计算框架,提出了一种并行结构化支持向量机的次梯度投影算法,该算法能够充分利用集群的计算和存储能力,适用于海量数据的优化问题。在NASA的两个软件模块缺陷度量数据集CM1和PC1上的实验结果表明,该算法能够加快收敛速度,提高分类性能,有效地解决海量数据的优化求解问题。

游戏场景中基于势场的交互寻路方法

余帅,李艳,王熙照,赵鹤玲

计算机科学. 2014, 41 (2): 131-135.

摘要 ( 504 )

PDF(465KB) ( 988 )

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在即时战略游戏中,路径规划是一种重要且常见的任务。游戏的实时性要求玩家能够快速寻找一条进攻的路径,而且游戏单元之间普遍存在的交互作用对寻路质量有着重要的影响。传统的寻路算法如Dijkstra算法虽然能够找到最优路径,但是耗时较多,而且未体现真实游戏中的交互。为此选取RTS游戏中一种典型的攻防场景,提出基于人工势场的快速高效动态寻路方法,同时为了体现RTS中游戏单元之间的交互性,将模糊测度引入到势场寻路中。实验结果表明,采用人工势场法寻路较Dijkstra算法耗时少、路径平滑；而引入模糊测度体现了真实游戏中单元之间的交互影响作用,与真实的游戏场景更为接近。

带隐变量的回归模型EM算法

韩忠明,吕涛,张慧,姜同强

计算机科学. 2014, 41 (2): 136-140.

摘要 ( 258 )

PDF(453KB) ( 1398 )

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带有隐变量的回归模型具有非常广泛的应用场合,隐回归模型的参数求解问题依赖于自变量的分布假设。基于自变量的beta分布的假设条件,给出了隐回归模型的EM算法,详细地推导了模型中的参数求解过程,给出了使用牛顿法求解beta分布参数的算法,并提出一个合适的初值选择算法。在模拟数据和真实数据的基础上进行了详细的比较性试验,结果表明,对具有不同分布特征的因变量观察值,EM算法能够有效地求解隐回归模型的参数。

嵌入式系统同步进程的竞态条件分析与推理学习方法

张晶,潘有顺

计算机科学. 2014, 41 (2): 141-144.

摘要 ( 192 )

PDF(322KB) ( 668 )

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针对嵌入式系统同步进程的竞态条件问题,提出了一个竞态条件分析与推理模型,包括竞态依赖集、竞态协作图和竞态条件数组三要素。其中,模型分析并推理嵌入式系统中具有竞态关系的进程,生成竞态依赖集,定义竞态协作图来描述同步进程竞态条件关系,设计竞态条件数组来存储进程竞态逻辑推理关系以便进一步学习分析。该分析与推理学习方法提高了分析效率,具有一定的实用价值。

基于稀疏重构的超图谱聚类方法

王灿田,孙玉宝,刘青山

计算机科学. 2014, 41 (2): 145-148.

摘要 ( 160 )

PDF(689KB) ( 906 )

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超图谱聚类方法由于能很好地描述数据点间的高阶信息,近年来受到了广泛的关注。不同于传统图结构,超图结构中的超边不是两两数据点间的连接,而是一组具有某种相同特性的数据子集。在实际应用中,常用K-近邻来构建超图中的超边,因此,并没有考虑到数据内在的关联性。提出一种新的基于稀疏重构的超图构建方法。对每一样本,用稀疏表示来找到与其最有关联的近邻样本,以此形成基于稀疏重构的超图模型,使得每个超边内的样本都具有很强的关联性。最后通过对超图拉普拉斯矩阵进行谱分解得到聚类结果。在人脸数据库、手写体数据库上的实验结果验证了算法的有效性。

一种新的基于ViBe的运动目标检测方法

胡小冉,孙涵

计算机科学. 2014, 41 (2): 149-152.

摘要 ( 199 )

PDF(603KB) ( 721 )

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针对ViBe运动目标检测算法在实际环境中存在无法消除鬼影、阴影等干扰的问题,结合三帧差分、边缘检测等技术,提出了一种ViBe改进算法。预处理阶段通过三帧差分获得真实背景并消除鬼影,运动目标检测阶段结合先验知识和边缘检测方法获得真实的运动目标以消除阴影,目标描述与跟踪阶段运用像素标记分割方法得到目标描述并实现目标跟踪。实验结果表明,新方法在消除鬼影、阴影等干扰方面表现出了优越的性能,在交通监控实时视频流中具有理想的车辆检测和跟踪效果。

基于结点敏感度的单隐含层前馈神经网络结构选择

翟俊海,哈明光,邵庆言,王熙照

计算机科学. 2014, 41 (2): 153-156.

摘要 ( 173 )

PDF(353KB) ( 643 )

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提出了一种基于结点敏感度的单隐含层前馈神经网络结构选择方法。该方法从一个隐含层结点个数较多的网络开始,首先利用结点敏感度度量隐含层结点的重要性,然后按重要性对隐含层结点由大到小排序,最后逐个剪去不重要的隐含层结点,直到满足预定义的停止条件。该算法的特点是不需要重复训练神经网络,得到的网络结构紧凑,具有较高的泛化能力。在实际数据集和UCI数据集上的实验结果显示,提出的算法是行之有效的。

一种散乱点云空间直接剖分算法

邱春丽,许宏丽

计算机科学. 2014, 41 (2): 157-160.

摘要 ( 178 )

PDF(695KB) ( 670 )

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散乱点云的三角剖分在曲面重建中发挥着重要作用。在对三角剖分基本方法深入分析的基础上对此类点云提出了一种高效的重构算法。本算法将基于动态球策略的搜索算法引入到曲面重建中,源于增量式计算的思想,结合约束准则和设计的顶点度量函数,从基础三角面片开始扩展到覆盖整个物体表面。分析及实验结果表明,该算法能有效地对点云数据进行三角网格化,同时剖分后的三角网格曲面最大限度地保持了原有曲面的特性,证明了提出的基于动态球的曲面重构算法应用于散乱点云曲面重构问题的可行性。

基于改进模糊综合评价的电影情感分类

林新棋

计算机科学. 2014, 41 (2): 161-165.

摘要 ( 176 )

PDF(523KB) ( 694 )

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为了提高电影情感分类精确度,以模糊数学理论为基础,建立电影底层特征和高层认知情感之间的关系,提出一种基于改进模糊综合评价的电影情感分类新算法。首先,选择了反映情感变化的场景亮度、镜头切换率和颜色能量作为视频场景底层特征,介绍了相应的特征提取方法。其次,引入和改进模糊综合评价模型,并给出特征对情感的模糊隶属函数,建立了单因素评价矩阵。最后,对于不同情感,采用层次分析法确定底层特征之间的相对权重,根据改进的模糊综合评价模型计算出电影场景的情感模糊特征向量,用最大判决值和阈值原则确定待识别场景的情感类型。实验结果表明,所提出的算法能有效地提高电影场景的情感分类精确度。

SMwKnn:基于类别子空间距离加权的互k近邻算法

卢伟胜,郭躬德,严宣辉,陈黎飞

计算机科学. 2014, 41 (2): 166-169.

摘要 ( 249 )

PDF(367KB) ( 1051 )

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互k最近邻算法(mKnnc)是k最近邻分类算法(Knn)的一种改进算法,该算法用互k最近邻原则对训练样本以及k最近邻进行噪声消除,从而提高算法的分类效果。然而在利用互k最近邻原则进行噪声消除时,并没有将类别属性考虑进去,因此有可能把真实有效的数据当成噪声消除掉,从而影响分类效果。基于类别子空间距离加权的互k最近邻算法考虑到近邻的距离权重,既能消除冗余或无用属性对最近邻分类算法依赖的相似性度量的影响,又能较好地消除邻居中的噪声点。最后在UCI公共数据集上的实验结果验证了该算法的有效性。

基于叶缘与叶脉分数维特征的植物叶识别方法研究

翟传敏,汪青萍,杜吉祥

计算机科学. 2014, 41 (2): 170-173.

摘要 ( 168 )

PDF(620KB) ( 861 )

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讨论了一种基于叶缘和叶脉分数维描述的叶图形特征提取方法。该方法先将植物叶的叶缘跟叶脉进行分离,并根据多个阈值进行边缘检测得到多个叶脉图像,再分别计算叶缘及多个叶脉的二维分数维,将此作为植物叶分类识别的依据。

基于TLDA和SVSM的音乐信息检索模型

周利娟,林鸿飞,闫俊

计算机科学. 2014, 41 (2): 174-178.

摘要 ( 236 )

PDF(473KB) ( 802 )

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随着协同标注功能的普及,用户可以通过标注自己感兴趣的音乐实现个性化的分类管理,因此音乐共享系统中的社会化标签已成为互联网的重要资源。为了提高音乐检索系统的效率,综合考虑了社会化标签的特性及其对音乐检索模型的影响,利用了TLDA方法来进行标签聚类以获取更多的语义相关的标签,综合考虑了用户检索行为、歌词、音乐标签和音乐流行度来提高音乐信息检索系统的性能。实验表明,基于TLDA和SVSM的音乐检索模型相比于基于属性数据的音乐检索模型以及k-means标签聚类的模型,尤其是在音乐标签稀疏和非正规的情况下,能够在一定程度上提高音乐检索的性能。

基于多核处理器的VTD-XML节点查询执行性能优化

郭宪勇,陈性元,邓亚丹

计算机科学. 2014, 41 (2): 179-181.

摘要 ( 240 )

PDF(333KB) ( 771 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对目前主流的多核处理器,研究了基于VTD-XML的节点查询执行性能优化,即基于预读策略从多线程并发执行和提高线程内存访问性能两个方面优化XML节点查询的性能。实验结果表明,提出的多线程XML文档解析框架可以充分利用多核处理器的计算资源,并有效地提高线程的内存访问性能,大大提高了XML节点查询的性能。

无线传感网中基于成对节点探测不确定性的目标容错跟踪方法

谢羿,黄奇珊,张汇川

计算机科学. 2014, 41 (2): 182-190.

摘要 ( 186 )

PDF(894KB) ( 680 )

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针对无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)中的节点在真实环境中的不可靠感知现象及其对目标跟踪精度的影响,首先分析计算了成对传感器节点感知存在的不确定区域及其边界,在此基础上,提出了一种基于成对节点探测不确定性的目标容错跟踪方法(Tracking with Pairwise Uncertainty of RSSI,TPU-RSSI),即通过匹配分组感知采样得到的感知向量(sampling vector)和跟踪区域划分面(face)的特征向量(signature vector)来进行移动目标容错跟踪。该方法在保持跟踪方法灵活性的基础上,能够减小由环境因素带来的跟踪误差。为了降低计算复杂度,提出了一种基于邻居面连接的启发式匹配算法。大量的仿真实验结果均表明,所提方法相比同类的其他方法具有更强的灵活性和更高的定位精度。

混洗交换网络中最小无冲突路由分组的生成方法

张以皓,沈越泓,潘林

计算机科学. 2014, 41 (2): 191-196.

摘要 ( 177 )

PDF(493KB) ( 841 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为了解决混洗交换网络中冲突路由的分组问题,定义了路由的无冲突极大组、最小无冲突分组、特征函数及覆盖函数等概念,并基于这些概念提出了应用布尔代数计算最小无冲突分组的理论和方法。同时,为提高冲突路由分组的效率,提出了计算最小无冲突分组的近似算法。理论分析和实验表明,近似算法不仅具有良好的时间性能,而且具有较高的准确度,它为在大规模信息交换中实施分批路由策略提供了强有力的支撑。

基于SVM的网络入侵检测集成学习算法

谭爱平,陈浩,吴伯桥

计算机科学. 2014, 41 (2): 197-200.

摘要 ( 200 )

PDF(325KB) ( 1142 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

互联网络中,计算机和设备随时受到恶意入侵的威胁,严重影响了网络的安全性。入侵行为升级快、隐蔽性强、随机性高,传统方法难以有效防范。针对这一问题,提出一种基于SVM的网络入侵检测集成学习算法,该算法利用SVM建立入侵检测基学习器,采用AdaBoost集成学习方法对基学习器迭代训练,生成最终的入侵检测模型,仿真实验表明了该算法的有效性。

基于链路预测的微博用户关系分析

傅颖斌,陈羽中

计算机科学. 2014, 41 (2): 201-205.

摘要 ( 215 )

PDF(506KB) ( 1323 )

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随着以微博为代表的在线社交网站的发展,微博用户之间形成了复杂的社会网络。针对微博社会网络,研究了影响微博用户之间关系形成的各种因素,提出了基于链路预测的微博用户关系分析模型。首先分析了网络结构特征在微博社会网络中的作用,同时针对微博社会网络的特点,引入微博属性特征,构造基于随机森林的链路预测模型,并将模型应用于新浪微博用户数据集,进行微博用户关系的训练预测,通过比较引入微博属性特征前后的预测性能以及特征的重要性分布,分析了各类特征对微博用户关系形成的影响,揭示了除传统的网络结构特征外,微博属性特征对微博用户关系的形成具有重要的影响力。

分布式企业服务总线平台数据集成研究及应用

范菁,熊丽荣,徐聪

计算机科学. 2014, 41 (2): 206-214.

摘要 ( 145 )

PDF(1063KB) ( 845 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为实现大规模的异构数据集成,解决数据源异地分布的问题,满足不同系统和应用之间的信息交互和共享,设计了一种企业服务总线(ESB)平台下的数据集成模型。该模型采用WSDL和XML描述,能够结合ESB系统的集成场景进行数据集成。提出了一种基于消息流程的负载均衡算法,该算法根据服务执行组件的负载情况和分布式节点的资源状况进行流程节点分配,并将其应用于分布式ESB系统的应用集成模型中,能够高效地处理ESB系统数据传输过程中的大量消息,有效解决应用流程执行时存在的消息处理能力低下的问题。最后,以医疗信息系统集成的仿真应用为例,在采用上述模型和算法的分布式ESB平台上,验证了其在解决大规模异构数据服务集成以及消息处理的负载均衡问题时的可行性和有效性。

基于负载执行紧迫度的实时补偿任务调度策略TSCTTL

夏家莉,曹重华,王文乐,陈辉

计算机科学. 2014, 41 (2): 215-218.

摘要 ( 153 )

PDF(407KB) ( 626 )

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针对支持补偿性的实时任务模型,分析实时任务的系统负载执行紧迫度,进而提出基于负载执行紧迫度的实时补偿任务调度策略TSCTTL；通过实验仿真表明,依据实时任务的负载执行紧迫度来调度补偿任务,降低了系统任务的截止期错失率,并提高了系统收益。

Web交互模型的形式化验证研究

李敏,罗惠琼,唐春玲,王强

计算机科学. 2014, 41 (2): 219-221.

摘要 ( 150 )

PDF(258KB) ( 590 )

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Web交互模型的形式化验证是对Web事件属性进行校验的十分可信的方法。通过一系列的系统模型建立、系统行为分析以及对于模型中关心属性的相关验证,能够让交互模型在设计阶段就能使形式化模型暴露出其所存在的缺陷,而不至于让缺陷保留到编码阶段或者更后面才能被真正地暴露出来,这样使系统模型的生存能力更加强大,同时避免了因后期缺陷暴露而出现的大代价修复。通过对Web系统的交互应用服务的过程模型化的体系进行研究,通过模型本身具有的属性进行相关正确性的校验,主要通过使用数学推理实现系统逻辑上的服务交互进程,从而进行过程的推演,并对系统服务的正确性进行过程的形式化验证,从而使系统服务模块的属性正确性可以通过逻辑上的演进来发现服务问题的存在,而不再是系统通过编码实现后才发现。对Web交互模型的形式化验证是基于IMWSC模型语义形成的IMWSC模型的验证机制。

基于UML的计算机联锁软件的分析与建模

武晓春,高雪娟

计算机科学. 2014, 41 (2): 222-225.

摘要 ( 165 )

PDF(316KB) ( 815 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

有效地测试、分析和验证计算机联锁软件是保证列车运行安全和旅客生命财产安全的重要手段,而形式化模型是系统测试、分析和验证的基础。以联锁软件的UML非形式化模型为基础,以有限状态机模型为系统形式化模型描述的数学工具,研究UML顺序图(场景)自动转化为有限状态机模型的方法。首先将场景的UML顺序图转化为FSP进程代数模型,然后通过合并不同对象的进程代数模型,得到系统的有限状态机模型。最后以接车进路用例为例生成系统的有限状态机模型,以验证该方法的可行性和有效性。

用于计算辩论的论据本体研究

刘斌,姚莉,郝智勇,龚勇

计算机科学. 2014, 41 (2): 226-231.

摘要 ( 173 )

PDF(1351KB) ( 743 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

近年来辩论技术在人工智能领域获得广泛关注。然而,在辩论过程中,如何高质高效地构建攻击论据仍然是难以解决的问题。通过分析论据的本质属性,形式定义论据的相关概念及相互关系,结构化论据的知识表示,实现了论据本体的建模。该论据本体的一致性和可用性通过一个辩论实例得以验证。在此基础上构建了一个原型系统,该系统能够在辩论过程中基于论据本体查找和构建论据,重用已构建的论据,从而有效提高了自动辩论的计算效率。

一种基于改进粒子滤波的运动目标跟踪

李志,谢强

计算机科学. 2014, 41 (2): 232-235.

摘要 ( 174 )

PDF(676KB) ( 684 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

基于传统粒子滤波的运动目标跟踪方法中存在重要密度函数选择困难、缺乏通用性、重采样设计难度大、粒子退化现象难以有效解决等问题。因此提出了一种改进的粒子滤波运动目标跟踪方法,该方法采用人工鱼群算法改进重要密度函数,通过粒子间的不断交互及协调行为,使其状态接近后验分布,从而提高重要密度函数的通用性。在此基础上,结合人工免疫算法的免疫算子改进重采样,平衡粒子群的收敛性和多样性,抑制早熟现象。实验结果表明,与传统粒子滤波算法相比,该方法通过参数调节,提高了运动目标跟踪的准确性和抗干扰能力,并能有效地抑制粒子退化现象。

两类概念格的依赖空间理论

包永伟,王霞,吴伟志

计算机科学. 2014, 41 (2): 236-239.

摘要 ( 136 )

PDF(293KB) ( 665 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

对象定向概念格和属性定向概念格是经典概念格的两种推广模型。首先,利用对象幂集上的一对对偶近似算子分别定义了对象定向概念格和属性定向概念格上的同余关系。其次,分别基于两类同余关系构造了一个内部算子和一个闭包算子,并研究了内部算子与对象定向概念格的关系以及闭包算子与属性定向概念格的关系。最后将对象(属性)定向概念格之间的关系转化为相应的同余关系之间的关系。

基于多扰动的局部自适应软子空间聚类融合算法

王丽娟,郝志峰,蔡瑞初,温雯

计算机科学. 2014, 41 (2): 240-244.

摘要 ( 135 )

PDF(450KB) ( 578 )

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提出基于随机初始化、参数扰动和特征子集映射的多扰动的局部自适应软子空间聚类(LAC)融合算法(MLACE)。MLACE具有以下特点:(i)多扰动融合:从初始化、参数和特征子集等不同侧面,探测数据内部结构,使之相互融合,从而达到改善聚类正确性的目的；(ii)融合信息提升:根据LAC算法输出的子空间权重矩阵,定义数据属于每一类的概率,形成提升的融合信息；(iii)融合一致性函数改进:融合信息的形式由0/1二值信息转换成[0,1]实值信息,因此,一致性函数采用了性能较优的实数值融合算法Fast global K-means来进一步改善融合正确性。实验选取2个仿真数据库和5个UCI数据库测试MLACE的聚类正确性,实验结果表明,MLACE聚类正确性优于K-means、LAC、基于参数扰动LAC融合算法(P-MLACE)。

基于相对决策熵与加权相似性的粗糙集数据补齐方法

王莎莎,江峰,王文鹏

计算机科学. 2014, 41 (2): 245-248.

摘要 ( 132 )

PDF(350KB) ( 617 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

现有的基于粗糙集的数据补齐方法在计算任意两个对象之间的相似性时并没有考虑不同条件属性之间的差异性。针对这一问题,引入一种新的加权相似性的概念,并提出一种基于相对决策熵与加权相似性的粗糙集数据补齐算法RDNAWS。RDNAWS算法采用相对决策熵的概念来度量每个条件属性的重要性,并通过计算每个条件属性的重要性以及决策属性集对其的依赖性来为每个条件属性提供一个权值,从而将不同的条件属性有效地区分开来。在真实数据集上的实验表明,与现有的算法相比,所提算法能够获得更好的分类性能。

带状线性方程组的含参交替方向并行算法

马欣荣,刘三阳,段治健

计算机科学. 2014, 41 (2): 249-252.

摘要 ( 153 )

PDF(230KB) ( 638 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

在MIMD分布式存储环境下针对系数矩阵为带状或块三对角矩阵的线性方程组提出了含三参数交替方向迭代并行算法。通过引入三参数调整,并适当分裂系数矩阵得到新算法,给出了系数矩阵为若干特殊矩阵时算法的收敛条件。在HP rx2600集群系统上实现了算法,针对不同的算例将其与多分裂方法、BSOR方法和PEk内迭代方法进行了比较。并行计算结果表明,所提算法具有较高的加速比和并行效率,明显优于多分裂方法和PEk方法,能合理分配内存,从而有效节省计算时间。针对算例1,加速比和计算效率略优于BSOR方法；而算例2的结果明显优于PEk内迭代方法。

基于改进的优势关系下的不完备区间值信息系统评估模型

王斌,邵明文,王金鹤,张俊虎

计算机科学. 2014, 41 (2): 253-256.

摘要 ( 134 )

PDF(364KB) ( 591 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

优势粗糙集方法是研究不完备区间值信息系统的一种重要方法。针对当前不完备区间值信息系统研究中存在的问题,提出了两种新的优势关系,即上限优势关系和近似优势关系。在此基础上,研究了对象评估和不确定性度量问题,给出了不同优势关系间的区别与联系,最后利用具体算例加以说明。

基于多站大气电场的雷暴云等效电荷混合反演算法

行鸿彦,黄钰

计算机科学. 2014, 41 (2): 257-260.

摘要 ( 147 )

PDF(323KB) ( 641 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为了能够利用地面电场资料对雷暴云等效电荷进行反演,提出了一种雷暴云等效电荷混合反演算法。该算法通过镶嵌混合结构形式将粒子群法和牛顿法相结合,并构造混合概率函数来控制混合时机。给定雷暴云电荷结构参数,在正演结果基础上对雷暴云等效电荷进行反演,结果表明:该混合反演算法的全局搜索性强,能有效地解决对初值的选取问题,并能得到更精确的反演结果；单纯的串行混合结构计算时间短但是反演的效果不佳,镶嵌混合结构能较好地体现两算法的优势；构建混合概率密度函数能够较好地提高整体计算效率。

二代测序技术454测序仪模拟测序算法

陈伟,程咏梅,张绍武,潘泉

计算机科学. 2014, 41 (2): 261-263.

摘要 ( 115 )

PDF(351KB) ( 904 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

随着环境基因组学及深度测序技术的发展,基于16S rRNA基因序列研究微生物种群结构取得了长足进展。然而,由于环境样本的复杂性,尤其缺少真实背景信息,定量研究环境微生物种群结构仍是当前的研究难点。测序算法仿真平台研究,不仅有助于定量、定性分析微生物种群组成及结构,而且有助于建立基准数据库来评价当前微生物数据分析算法。分别基于易错PCR误差模型和正态分布过程,模拟454测序仪乳液PCR过程及边合成边测序过程,提出454测序仪模拟测序算法 (Tsim) 。仿真结果表明:该模拟算法能较好地模拟454测序过程。

链图的概念格表示

李立峰

计算机科学. 2014, 41 (2): 264-266.

摘要 ( 140 )

PDF(217KB) ( 593 )

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概念格是基于对象集和属性集之间的二元关系建立的一种层次结构。它与极大二部团存在着一定的联系。将概念格属性约简理论应用于链图,首先给出了链图的概念格表示,其次证明了二部图G=(V₁,V₂,E)是链图,当且仅当G′=(V₁,V₂)是链图,这里(V₁,V₂)是(V₁,V₂,E)的约简形式背景。

人工萤火虫的混合算法实现医药配送中的最佳规划

金玉琴,周金海,张兴德,司峻峰

计算机科学. 2014, 41 (2): 267-269.

摘要 ( 122 )

PDF(354KB) ( 601 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

医药配送规划已成为一项急需解决的重要研究问题。首先分析医药配送问题的特征,针对该问题提出带约束条件的数学模型,确定达到医药配送路径最佳方案的适应值函数,然后提出基于人工萤火虫的混合算法对模型进行寻优。仿真实验显示,该算法可以有效地找到医药配送问题的最佳方案,不仅节约了成本,而且提高了药物配送的运作效率,为解决医药配送问题提供了有价值的参考。

面向微博内容的信息抽取模型研究

郑影,李大辉

计算机科学. 2014, 41 (2): 270-275.

摘要 ( 143 )

PDF(492KB) ( 591 )

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社会媒体是人们用来分享意见、见解、观念和经验的平台或工具,目前已经发展成具有重大影响力的新媒体。而微博作为社会媒体的一个重要部分,对信息的传播起到了很大的作用。面向微博内容的信息抽取就是要从充满噪音的、零碎的、非结构化的微博内容的自由文本中提取有价值的结构化的信息,以利于从微博内容中有效地获取信息。提出了一种基于因子图的微博事件抽取方法来准确地抽取微博中所反映的事件。最后通过实验验证了该方法在性能和准确性上都比其他的方法要高。

城市轨道交通客流预测算法设计与仿真

李少伟,陈永生

计算机科学. 2014, 41 (2): 276-279.

摘要 ( 165 )

PDF(323KB) ( 860 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为了更好地解决城市轨道交通的客流预测问题,提出了基于混合神经网络与卡尔曼滤波器的客流预测多层次模型。首先采用ELAN神经网络实现客流量的初步预测；然后采用卡尔曼滤波器对神经网络预测结果进行修正,以进一步提高预测结果精度；最后为了验证模型的正确性,以上海地铁交通作为研究对象,进行了客流观测和预测模拟。实验结果表明,所提出的多层次模型比单纯其中一种算法能减少约0.8%的误差,并且具有更好的实际效果。

基于Mexican hat函数的图像特征提取和配准算法

靳峰,冯大政

计算机科学. 2014, 41 (2): 280-284.

摘要 ( 225 )

PDF(1174KB) ( 809 )

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使用Mexican hat函数作为特征检测算子,对图像进行局部区域提取和特征点提取,在此基础上,提出了一种结合局部区域和特征点的图像配准算法。使用Mexican hat检测算子和零交汇点检测的方法获得局部区域特征并进行初步匹配,然后使用基于不同尺度空间的Mexican hat检测算子进行特征点提取。将特征点按照局部区域进行分组,再对每一组内的特征点进行匹配操作。最后使用基于分组的随机采样一致性检验进行变换矩阵求解。算法使用Mexican hat特征检测算子进行两种图像特征的提取,对两种特征分别进行匹配,完成图像配准操作。实验结果表明,给出的Mexican hat特征检测算子在配准精度上不亚于当前主流检测方法,配准算法具有复现率高和运算速度快的优点。

一种基于改进path opening的道路提取新方法

王双,曹国

计算机科学. 2014, 41 (2): 285-289.

摘要 ( 149 )

PDF(920KB) ( 743 )

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提出了一种基于改进path opening的高分辨率遥感影像道路提取新方法。为检测曲率较大的道路,构造了新的邻接图；为有效提取有损或有部分遮挡的道路,将path opening算法中的最大路径长度与区域的几何特征相结合,建立了道路区域的判定准则,减少了人工干预。通过多组实验结果证明,该方法对于不完整道路的提取有更好的效果。

基于GPU加速的快速图像相似区域查找

汤颖,肖廷哲,范菁

计算机科学. 2014, 41 (2): 290-296.

摘要 ( 165 )

PDF(1108KB) ( 905 )

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图像相似区域查找是很多图形图像应用中的关键问题,也是计算瓶颈。传统加速方法如ANN(Approximate Nearest Neighbor)处理较大图像区域时速度较慢,而且在非度量空间下不支持精确查找。提出基于GPU加速的图像相似区域并行查找的通用计算框架,该框架可以扩展,以支持任意距离函数。特别针对在图像处理中应用广泛的欧氏距离(度量空间)和Chamfer距离(非度量空间)分别提出了基于CUDA的高效相似区域查找算法,比较完备地给出了相似性计算在不同度量空间下的实现。进一步,在设计具体的CUDA加速算法中,结合不同距离计算的特点对并行计算过程进行优化。该方法采用穷举的查找策略,在欧氏距离和Chamfer距离下都能实现精确查找,且大大提高了计算效率。实验结果表明,加速算法在准确查找的基础上执行速度比传统加速方法提升了一至二个数量级,且应用于纹理合成的实例表明,算法可以快速合成高质量的纹理。

基于简化脉冲耦合神经网络的人脸识别

聂仁灿,姚绍文,周冬明

计算机科学. 2014, 41 (2): 297-301.

摘要 ( 302 )

PDF(712KB) ( 662 )

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基于简化脉冲耦合神经网络(S-PCNN),提出了一种新颖的人脸识别方法。首先通过对神经元振荡特性的分析,将神经元振荡时间序列(OTS)分解为捕获性振荡时间序列(C-OTS)和自激性振荡时间序列(S-OTS)。然后通过图像几何变换和振荡频图,分析了X-OTS(OTS、C-OTS和S-OTS)的鉴别特性。最后利用C-OTS+S-OTS和余弦距离测度给出了人脸识别的系统结构。人脸库中的实验结果验证了所提方法的有效性,显示了它比其它传统算法具有更好的识别性能。

采用SIFT-BoW和深度图像信息的中国手语识别研究

杨全,彭进业

计算机科学. 2014, 41 (2): 302-307.

摘要 ( 183 )

PDF(1756KB) ( 512 )

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将深度图像信息引入手语识别的研究,提出了一种基于DI_CamShift(Depth Image CamShift)和SIFT-BoW(Scale Invariant Feature Transform-Bag of Words)的中国手语识别方法。该方法将Kinect作为视频采集设备,在获取手语彩色视频的同时得到其深度信息；首先计算深度图像中手语手势的主轴方向角和质心位置,通过调整搜索窗口对手势进行准确跟踪；然后使用基于深度积分图像的Ostu算法分割手势并提取其SIFT特征,进而构建SIFT-BoW作为手语特征并用SVM进行识别。实验结果表明,该方法单个手语字母最好识别率为99.87%,平均识别率96.21%。

基于Gabor小波变换多特征向量的人脸识别鲁棒性研究

彭辉

计算机科学. 2014, 41 (2): 308-311.

摘要 ( 147 )

PDF(1180KB) ( 789 )

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传统的Gabor小波变换人脸识别技术在曲线奇异性的表达上存在着不足,难以识别包含表情的人脸信息,针对该问题,提出了结合Gabor小波变换和多特征向量的人脸识别算法。算法首先利用Gabor小波变换的频率及方向选择性来提取出人脸的多尺度、多方向上的Gabor特征,并组成联合稀疏模型,通过计算可以得到各个方向和尺度上Gabor特征的共同特征和表情特征,利用这两个特征向量可以精确重构测试图像的特征向量。仿真实验结果表明,所提出的方法能够有效提高带表情人脸图像的正确匹配率,改善识别效果。

基于头饰特征的唐卡标注和检索

毕学慧,刘华明,王维兰

计算机科学. 2014, 41 (2): 312-316.

摘要 ( 149 )

PDF(1414KB) ( 614 )

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通过提取唐卡头饰特征实现自动分类的主要步骤有:通过人机交互选择头饰区域,采用迭代与基于RGB的算法分割,预处理分割结果,获取头饰的初始分割图；提取初始分割图的欧拉数特征以分出头冠；提取初始分割图外轮廓的傅里叶描述子特征,根据特征值到各自聚类中心的距离来分类发髻和僧帽。唐卡头饰自动分类的实现,提高了分类效率,满足了头饰自动语义标注和语义检索的需要。根据应用需求,设计的唐卡检索系统不仅可以实现基于文本、内容和语义的检索,还提高了检索的精确度。

基于小波变换的国画特征提取及分类

盛家川

计算机科学. 2014, 41 (2): 317-319.

摘要 ( 173 )

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像素域内利用图像处理技术对图像进行特征提取得到广泛研究。为了在新的信号域内找到更好的图像特征表示方法,提出在小波域内利用不同分辨率及频带的图像结构所展现的艺术风格的不同表现形式来获得国画艺术深度信息的方法。该方法利用三层小波变换提取图像的纹理特征,并采用3种不同的分类器决策树、BP神经网络和支持向量机,对不同画家的风格进行学习,以完成自动分类。实验结果表明,该算法能有效提取图像纹理特征,实现国画的自动分类。