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
2015年第9期, 刊出日期:2018-11-14
  
第十届和谐人机环境联合学术会议
用户驾驶行为建模的研究和应用
许洋,李石坚,焦文均,潘纲
计算机科学. 2015, 42 (9): 1-6.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.001
摘要 ( 126 )   PDF(1105KB) ( 561 )   
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随着汽车工业的快速发展,车载环境成为人们日常生活中最重要的私人空间之一。同时,随着车载设备的增多,车载服务也日益丰富,然而大多数车载服务都是针对大众而设计的,缺乏个性化支持。通过车载环境下的用户建模,可以使车载环境成为以用户为中心的个性化空间,从而为用户提供个性化车载服务。车载服务的一个关键目标是提高用户的行车安全,它与用户的驾驶行为息息相关。因此,对用户驾驶行为的建模是车载环境下用户建模的一个重要组成部分。对车载环境下的用户建模进行了研究,提出并实现了用户驾驶行为的建模方案,并在其基础上构建了个性化车载服务。
目标颜色对视线交互的影响研究
张新勇,肖源
计算机科学. 2015, 42 (9): 7-12.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.002
摘要 ( 130 )   PDF(1043KB) ( 465 )   
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随着眼动跟踪技术的日益成熟,面向终端用户的视线输入产品问世,视线交互(Gaze-based Interaction)的实用性越来越高。然而,由于眼睛并不是与生俱来的控制器官,用户界面中无论动态或静态的各种视觉反馈,在视线交互过程中都可能干扰用户的眼动,从而影响视线输入(视点坐标)。因此,通过两个视线点击(Eye Pointing)实验,从视点的空间分布特征和视线交互的人机工效两个方面,系统地评估了目标颜色因素对视线交互的影响。结果表明,目标颜色这类静态视觉反馈虽然不影响用户凝视目标时视点坐标的稳定性,但的确会对用户的眼动扫视过程造成显著影响,从而影响视线点击任务的人机工效。特别是在视线移动距离较长的情况下,这种影响更为明显。
图像检索系统中的缩放功能
章进洲
计算机科学. 2015, 42 (9): 13-17.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.003
摘要 ( 144 )   PDF(670KB) ( 275 )   
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图像检索系统是用户导向的。根据用户意图的不同,检索结果的离散度对用户的体验有着不同的影响。一些情况下,用户希望得到的是“类而不同”的结果。当前以关键字为基础的检索系统并不能很好地捕捉到用户的意图。因此,新的交互内容——缩放比例被引入检索系统,以消除用户的意图与检索结果离散度之间的隔阂,使用户根据自己的意图直接调整检索的结果。首先得到检索系统返回的图像,之后计算图像间的视觉与语义的相似度,再利用层次聚类得到聚类树,最后通过得到用户直接调节的缩放比例,来控制聚类树展开与否。对于每棵展开的子树,选择在原检索结果中拥有最小索引值的节点作为代表。
Scudware Mobile:支持可穿戴设备协同的移动中间件
丁扬,王淑刚,李石坚,潘纲
计算机科学. 2015, 42 (9): 18-23.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.004
摘要 ( 99 )   PDF(855KB) ( 296 )   
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最近几年可穿戴设备发展迅速,各种样式和用途的可穿戴设备大量出现。然而这些可穿戴设备大多都是独立工作的,设备与设备之间鲜有联系。为此提出了一个以智能手机为中心的、支持个人范围的和人与人之间的设备的协同模型。基于该模型设计并实现了Scudware Mobile移动中间件,该中间件运行于智能手机上,可以汇聚智能手机和可穿戴设备的数据和服务,且以开放授权机制开放给用户,实现了数据和服务的协同。在Scudware Mobile移动中间件的基础上实现了MobileTrace足迹记录器应用,验证了Scudware Mobile移动中间件的可用性。
基于声学特征的语言情感识别
金琴,陈师哲,李锡荣,杨 刚,许洁萍
计算机科学. 2015, 42 (9): 24-28.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.005
摘要 ( 290 )   PDF(409KB) ( 804 )   
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语音情感识别是语音处理领域中一个具有挑战性和广泛应用前景的研究课题。探索了语音情感识别中的关键问题之一:生成情感识别的有效的特征表示。从4个角度生成了语音信号中的情感特征表示:(1)低层次的声学特征,包括能量、基频、声音质量、频谱等相关的特征,以及基于这些低层次特征的统计特征;(2)倒谱声学特征根据情感相关的高斯混合模型进行距离转化而得出的特征;(3)声学特征依据声学词典进行转化而得出的特征;(4)声学特征转化为高斯超向量的特征。通过实验比较了各类特征在情感识别上的独立性能,并且尝试了将不同的特征进行融合,最后比较了不同的声学特征在几个不同语言的情感数据集上的效果(包括IEMOCAP英语情感语料库、CASIA汉语情感语料库和Berlin德语情感语料库)。在IEMOCAP数据集上,系统的正确识别率达到了71.9%,超越了之前在此数据集上报告的最好结果。
高分辨率遥感图像配准并行加速方法
郝昀超,王显珉
计算机科学. 2015, 42 (9): 29-32.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.006
摘要 ( 113 )   PDF(596KB) ( 404 )   
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基于SIFT算法的遥感图像配准精度高、稳定性强,但图像幅宽大、提取特征点数量多使得配准过程耗时长。提出了一种高分辨率遥感图像配准的并行加速方法。该方法在特征点提取时利用GPU实现了高斯金字塔建立过程中的并行加速,并对提取出的大量特征点使用共享内存来进行局部极值高速缓存,降低了特征点提取所需的运算时间;同时通过分块处理以及OpenMP多线程技术实现了特征点匹配及仿射模型计算过程的CPU并行处理。实验表明:本方法相对于传统的SIFT算法平均加速3倍,并且对于固定大小的图像,本方法的特征点提取时间和特征点个数具有线性关系,加速比随着提取出特征点数量的增加而增大。
基于LBSN的商业选址推荐系统的研究与实现
屈弘扬,於志文,田苗,郭斌
计算机科学. 2015, 42 (9): 33-36.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.007
摘要 ( 135 )   PDF(669KB) ( 403 )   
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随着智能移动设备的发展和普及,空间定位技术不断成熟,基于位置的社交网络(Location-based Social Network,LBSN)得到了广泛应用。大量用户在LBSN签到,以及针对签到进行的评论不仅记录了用户的时空行为轨迹,也为研究用户行为模式和特征偏好提供了巨大的机会。提出一种基于LBSN签到数据的商业店铺选址推荐系统,首先分析用户在LBSN上的签到时间、签到地点、签到商铺类型3个方面的特征;然后提出4个影响商铺选址的因素:多样性、竞争性、相关性和客流性;最后实现商业选址推荐系统,并根据选址因素生成最优候选。并以此为基础进行相关实验来验证推荐结果,结果符合相关预期。
一种基于GPS轨迹的道路拓扑生成方法
谭康,刘建勋,廖祝华
计算机科学. 2015, 42 (9): 37-40.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.008
摘要 ( 146 )   PDF(657KB) ( 690 )   
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复杂路网拓扑的自动生成建立在道路提取和交叉路口识别的基础之上,是智能交通控制和自动导航服务等领域的研究热点之一,基于浮动车或出租车的GPS轨迹可以反映交通路网的拓扑结构。为此,提出了一种基于GPS轨迹的道路拓扑生成方法,即在无道路地图辅助的情况下,该方法基于大规模GPS轨迹,能够快速提取路口交叉点,自动构建具有地理位置信息的拓扑结构和计算相邻路口的网络距离。实验结果表明,该方法能够提取出各个道路交叉点并建立各点之间的拓扑关系。在提取主干道路拓扑实验中,在设置路宽为55米的情况下提取路口交叉点的正确率达到了87.08%,各路口之间的平均网络距离误差率为8.87%,并且能够正确地得到交叉点之间的连通关系。
一种基于动态散列和事务压缩的关联规则挖掘算法
崔亮,郭静,吴玲达
计算机科学. 2015, 42 (9): 41-44.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.009
摘要 ( 141 )   PDF(312KB) ( 407 )   
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关联规则挖掘搜索给定数据集中反复出现的数据模式,找到它们之间的相关性。分析了经典Apriori算法存在的时空效率低的缺点和数据形式对算法效率的影响。提出一种基于动态散列和事务压缩技术的改进,动态应用散列技术减小候选频繁项集的规模和数据库扫描次数,应用事务压缩技术缩小数据库中事务量的长度和总数,从而提高了算法的时间空间效率。与Apriori算法进行的比较验证了新算法的正确性与效率。
Hadoop平台下的动态调度算法
高燕飞,陈俊杰,强彦
计算机科学. 2015, 42 (9): 45-49.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.010
摘要 ( 117 )   PDF(498KB) ( 320 )   
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目前,云计算环境具有动态、异构和海量多类型任务并发等特征,随着集群规模不断增大、用户QoS不断增多,现有调度算法越来越难以适应动态变化的环境及满足用户的需求。针对Hadoop平台下现有调度器不能根据作业运行状态和资源使用情况进行动态调整的问题,提出了Hadoop下基于作业分类的动态调度算法。该算法在使用朴素贝叶斯分类算法对队列中作业进行分类的过程中,根据各个作业的类型,预先设定类别权值,将队列中的作业分类,并引入效用函数,根据用户提交时的预期完成时间QoS和作业完成情况估算其作业完成时间,实现动态设置作业优先级。实验表明,使用提出的算法不仅能有效减少 作业的分类时间,而且能明显提高 动态性和用户QoS。
直接和间接的笔倾斜输入性能对比
辛义忠,马莹,于霞
计算机科学. 2015, 42 (9): 50-55.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.011
摘要 ( 108 )   PDF(758KB) ( 260 )   
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越来越多的笔式设备通过增加笔倾斜输入来提高其输入能力。但在直接输入设备和间接输入设备上执行笔的倾斜操作时,由于操作环境和视觉反馈的不同,往往会导致操作性能产生差异。本研究以探索笔倾斜输入在直接设备和间接设备上的性能差异为目的,以实证手段考察在两种设备上获取不同角间距下的不同笔倾斜目标时的操作速度、稳定性和准确性,讨论导致直接设备和间接设备笔倾斜性能不同的原因,并提出适用的角间距和倾斜目标位置。实验结果表明,在直接设备和间接设备上操作笔倾斜角时,在操作速度上直接设备优于间接设备,但在稳定性和准确性上,间接设备优于直接设备。20°的角间距对两种设备来说都呈现较好的性能,若需要在更小角间距内完成目标选择操作,在间接设备上的效果更好。最后,对两种设备的用户使用习惯进行了总结,为基于笔倾斜角的用户界面设计提供了帮助和参考。
深度学习中的自编码器的表达能力研究
王雅思,姚鸿勋,孙晓帅,许鹏飞,赵思成
计算机科学. 2015, 42 (9): 56-60.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.012
摘要 ( 146 )   PDF(1042KB) ( 673 )   
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近年来,深度学习框架和非监督学习方法越来越流行,吸引了很多机器学习和人工智能领域研究者的兴趣。从深度学习中的“构造模块”入手,主要研究自编码器的表达能力,尤其是自编码器在数据降维方面的能力及其表达能力的稳定性。从深度学习的基础方法入手,旨在更好地理解深度学习。第一,自编码器和限制玻尔兹曼机是深度学习方法中的两种“构造模块”,它们都可用作表达转换的途径,也可看作相对较新的非线性降维方法。第二,重点探究了对于视觉特征的理解,自编码器是否是一个好的表达转换途径。主要评估了单层自编码器的表达能力,并与传统方法PCA进行比较。基于原始像素和局部描述子的实验验证了自编码器的降维作用、自编码器表达能力的稳定性以及提出的基于自编码器的转换策略的有效性。最后,讨论了下一步的研究方向。
基于深度网络的多形态人脸识别
王莹,樊鑫,李豪杰,林妙真
计算机科学. 2015, 42 (9): 61-65.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.013
摘要 ( 130 )   PDF(701KB) ( 341 )   
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在实际的自动人脸识别系统中,输入的识别图像往往在表情、分辨率大小以及姿态方面呈现出多种变化。现在很多方法尝试通过线性或局部线性的映射来寻找由这些变化共享的统一的特征空间。利用由受限玻尔兹曼机(RBM)堆叠成的深度神经网络来发掘这些变化内在的非线性表达。深度网络能够学习高维数据到低维数据的映射关系,并且有助于提高图像分类和识别的性能。同时,为了实现在一个统一的深度框架下同时进行特征提取和识别,在网络的顶层增加了一个监督的回归层。在预训练阶段,通过训练集中不同姿态、不同表情以及不同分辨率的图像对网络进行初始化。在微调阶段,通过网络的输出与标签之间的差 并利用标准反向传播的方法 对模型的参数空间进行调整。在测试阶段,从测试库中随机选择一幅图像,获得统一空间下的特征向量。通过与参考图像库中的所有特征向量进行对比,利用最近邻域的方法识别人脸身份。在具有丰富表情以及大姿态变化的CMU-PIE人脸数据库上进行了全面的实验,结果表明,提出的方法取得了比最新的局域线性映射(或局部线性)的人脸识别方法更高的识别率。
嘀咕网用户领域影响力研究
李敏,肖盛,刘正捷,张军
计算机科学. 2015, 42 (9): 66-69.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.014
摘要 ( 136 )   PDF(349KB) ( 277 )   
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社交媒体的快速发展使得人们越来越关注有影响力的用户的行为及其对他人的影响作用。有一些研究也致力于解决社交媒体用户社会影响力的度量问题。但是选取的度量标准一般都涉及微博数、粉丝数等全局性指标,而没有考虑到用户在不同的领域范围内所具有的影响力大小是不同的,所以对用户影响力的度量比较笼统、不具体。以嘀咕网在线用户数据为对象,对用户发布的信息内容进行领域分类,并提出领域影响力的概念及度量方法。经过验证,该方法可以很好地度量用户在不同领域的影响力。研究发现粉丝数等这类度量维度与用户领域影响力不成正相关的关系。
网络与通信
分布式网络测量中测量节点的智能选择算法
张荣,金跃辉,杨 谈,荣自瞻
计算机科学. 2015, 42 (9): 70-77.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.015
摘要 ( 133 )   PDF(1336KB) ( 340 )   
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大规模网络结构复杂,需要有针对性的网络监测方法。测量节点的自动选择必须在测量代价和覆盖范围之间进行权衡。合理地测量节点选择,能在获取全网性能状况的同时,有效减少测量给待测网络带来的带宽占用和软硬件资源消耗的影响。以最小化测量节点数量为目标,选择蚁群算法作为测量节点自动选择的基本算法,并通过对基本算法进行改进和创新,可形成一种针对分布式网络测量的测量节点智能选择算法。
基于加权子空间投影的谱估计器分辨力研究
包建东,徐威利,胡伟伟,谢小敏
计算机科学. 2015, 42 (9): 78-82.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.016
摘要 ( 104 )   PDF(378KB) ( 378 )   
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针对常规子空间类算法在低信噪比、小快拍数情况下分辨力差的问题,分别对信号和噪声子空间提出加权投影算法来加以改善。对于信号子空间,采用主特征值与噪声功率之差的倒数对其特征向量加权;对于噪声子空间,将导向矢量在噪声子空间正交基各元素上的投影值作为权值,对正交基各元素加权。仿真实验表明,这两种算法能有效降低信源分辨的信噪比和快拍数门限,在低信噪比与小快拍条件下具有较好的分辨力和测量精度。
基于自适应倒谱距离的强噪声语音端点检测
赵新燕,王炼红,彭林哲
计算机科学. 2015, 42 (9): 83-85.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.017
摘要 ( 130 )   PDF(325KB) ( 420 )   
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在有噪声干扰的情况下,传统的语音端点检测方法的检测准确度明显下降。为了在强背景噪声环境下有效区分出语音信号和非语音信号,针对倒谱距离端点检测方法进行了研究,提出了一种基于自适应倒谱距离的强噪声语音端点检测方法。本方法引入倒谱距离乘数和门限增量系数,针对不同信噪比采用不同的倒谱距离乘数,并采用自适应判决门限的方法进行语音端点检测。MATLAB仿真实验结果显示,在不同背景噪声和不同信噪比下,本方法对于语音端点检测具有较高的检测正确率,其端点检测效果明显优于传统端点检测方法,适用于强背景噪声下的端点检测。
3G网络中移动视频质量评估模型的研究
陈希宏,金跃辉,杨 谈
计算机科学. 2015, 42 (9): 86-93.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.018
摘要 ( 123 )   PDF(941KB) ( 277 )   
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随着3G网络技术的不断发展和广泛应用,移动视频业务比以往更受用户的关注。与传统的有线网络视频业务相比,移动视频的传输条件不太稳定,更容易产生误码;移动终端的视频播放性能更容易受到设备硬件的限制,这就要求有更适合移动终端的视频编码方式。此外,不同类型的视频内容、用户的兴趣爱好等因素也会对用户观看视频的体验产生不同的影响。以上因素给移动视频服务提供商在业务质量的评估以及用户体验的提升方面提出了巨大的挑战。目前在移动视频质量评估的研究中,主要采用基于服务质量(Quality of Service,QoS)的评价方法,但是这些方法没有考虑用户主观体验参与在内的诸多因素,因此并不是一种非常有效的评价方法。针对影响移动视频用户体验质量的主客观因素,研究了无线参数、终端设备参数和视频编码参数对移动视频质量的影响,提出了基于用户体验质量(Quality of Experience,QoE)的视频质量评价方法。
基于动态线性相关的访问控制模型研究
吴春琼,黄榕宁
计算机科学. 2015, 42 (9): 94-96.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.019
摘要 ( 104 )   PDF(324KB) ( 235 )   
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访问控制是网络资源共享领域的重要研究内容。为了提高访问控制中对未知节点的预测能力,提出了一种基于动态线性相关的访问控制模型。首先,提出了一种包含服务请求者、服务推荐节点和服务提供者的访问控制结构。其次,提出了一种动态的信任值线性计算方法,该方法将节点的全局信任值表示为直接信任值和推荐信任值的线性组合,并根据节点间的历史记录动态地调整直接信任值和推荐信任值的权重。最后通过仿真实验表明, 提出的访问控制模型与其他相关的访问控制模型相比,不仅具有更高的预测成功率,而且能更好地抵御节点的恶意攻击。
无线多媒体传感网多时间片多重覆盖路由算法研究
李瑞瑶,白光伟,沈 航,狄海阳,赵耘华
计算机科学. 2015, 42 (9): 97-101.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.020
摘要 ( 92 )   PDF(467KB) ( 233 )   
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提出一种无线多媒体传感网多时间片多重覆盖路由协议MKCR。在事件监测过程中,系统采用视域固定的视频节点,对关键目标进行多角度覆盖以提高监测质量。在多节点协同工作时,协议计算多时间片k覆盖路径、合理分配节点参与工作的时间,从而延长网络生存周期。研究并设计了MKCR-K和MKCR-T算法,前者代表k覆盖重数不可变的情况,在目标均达到k覆盖要求后,进而计算参与的节点集合及其工作时长;后者表示覆盖重数k根据情况可变,在目标全覆盖的基础上尽最大可能对关键目标 进行 多角度监测并延长网络生存周期。仿真结果表明,MKCR协议能够协调参与节点的工作时长,实现关键目标多重覆盖监测,同时延长网络生存周期。
点对点信道感知两用户干扰信道时的自由度研究
王媛媛,刘锋,曾连荪,张友俊
计算机科学. 2015, 42 (9): 102-106.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.021
摘要 ( 99 )   PDF(391KB) ( 291 )   
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研究了两个感知网络的自由度:主网络是两用户干扰信道,次网络是点对点信道,其中次网络感知主网络的消息或者信号。考虑了3种感知情形:次网络发送端感知主网络发送端的消息;次网络接收端感知主网络接收端的信号;次网络接收端感知主网络发送端的消息。用干扰对齐和干扰中和的方法得出了相应的自由度内界,并且给出了自由度的外界,发现3种情形的自由度内外界均是紧的,发射端感知比接收端感知能获得更大的自由度。
信息安全
基于服务组合模型结构特征的性能瓶颈定位方案
沈华,何炎祥,张明武
计算机科学. 2015, 42 (9): 107-117.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.022
摘要 ( 99 )   PDF(890KB) ( 255 )   
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在满足功能需求的前提下,组合服务的性能是赢得用户的关键,如何发现和消除性能瓶颈则是服务组合面临的重大挑战。面对这个挑战,提出一种基于服务组合模型结构特征的性能瓶颈分析方案。为了确保方案的可行性和有效性,除了对方案技术路线的可行性进行论证,还指出了实现方案需要解决的关键基本问题,即找出服务组合模型的最小结构完备集。提出一种基于随机Petri网的Web服务组合性能分析模型,并给出此模型最小结构完备集的求解和证明过程。最后,通过 一个应用实例说明了方案的有效性。
一种理性安全协议的博弈逻辑描述模型
刘海,彭长根,张 弘,任祉静
计算机科学. 2015, 42 (9): 118-126.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.023
摘要 ( 145 )   PDF(853KB) ( 308 )   
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博弈逻辑ATL和ATEL可以对传统安全协议的公平性、安全性等性质进行分析与验证。但在理性环境中,由于参与者对知识的自利性,ATL和ATEL都不能形式化分析与验证理性安全协议。因此在CEGS中引入效用函数和偏好关系知识,得到新的rCEGS,并在合作模态算子《Γ》中加入行为ACT参数,提出新的可形式化分析理性安全协议的交替时序认知逻辑rATEL-A。然后运用rATEL-A构建两方理性安全协议的形式化模型,并基于rCEGS的等价扩展式博弈,对具体的两方理性交换协议进行形式化分析,结果表明构建的形式化模型可以有效地形式化分析理性安全协议的正确性、理性安全性和理性公平性。
基于马尔可夫过程的云服务组合QoS量化评估方法研究
焦扬,陈 喆,梁员宁,李东星
计算机科学. 2015, 42 (9): 127-133.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.024
摘要 ( 114 )   PDF(616KB) ( 239 )   
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针对云服务组合的QoS量化评估方法进行了研究。基于组合云服务环境中虚拟动态性和服务随机性的特点,提出了基于BPEL流程的云服务组合实现框架;在随机Petri网理论的基础上建立了组合云服务流程网模型(CCSPNet),进而应用马尔可夫过程对其进行性能评估,提出了云服务组合的六维QoS评价体系,并结合CCSPNet模型提出了云服务组合的QoS定量评估方法。通过应用实例分析表明,提出的方法具有较好的动态适应性和灵活性,能有效满足云服务应用环境的QoS评估需求。
一种基于GA-FAHP的软件漏洞风险评估方法
唐成华,田吉龙,汤申生,张 鑫,王 璐
计算机科学. 2015, 42 (9): 134-138.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.025
摘要 ( 119 )   PDF(495KB) ( 321 )   
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针对软件系统中漏洞的风险等级确定等问题,提出了一种利用遗传模糊层次分析法(GA-FAHP)评估软件漏洞风险的方法。该方法首先利用改进的模糊层次分析法求出各风险因素权重,并建立模糊判断矩阵;其次将模糊判断矩阵的一致性检验与修正计算过程转化为带约束的非线性系统优化问题,并利用遗传算法求解;最后,通过GA-FAHP算法求出软件漏洞的风险值。实验结果表明,该方法具有较好的准确性和有效性,为软件漏洞风险评估提供了一种可行的途径。
云计算环境下基于主动预测的节点部署模型研究
马自堂,陈鹏,李兆兴
计算机科学. 2015, 42 (9): 139-143.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.026
摘要 ( 89 )   PDF(442KB) ( 264 )   
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随着云计算的不断普及,越来越多的用户选择将自身的业务迁移至云计算系统。 用户的使用习惯与社会日常的运行规律 也伴随着大量用户涌入云计算系统,如每早8点集中地向云计算系统申请资源节点,这给系统带来了一种可预期的资源冲击。针对上述问题,提出了一种基于主动预测模式的资源部署模型。该模型首先根据预测模块中Holt-Winters季节指数平滑模型的算法周期长度来预测下一个时间周期的任务请求量,通过设计的主动预测算法判断是否应对当前的任务请求量做出响应并得出其具体数量、位置等参数指标,以实现对用户使用规律的主动应对。使用CloudSim进行仿真实验,系统地评判模型的性能。实验结果表明,AF-HW模型在应对可预测的海量并发任务请求时可有效地提升单点及整体的响应速率,使用户得到更好的体验。
一类五值互相关函数分布
徐立平,胡斌
计算机科学. 2015, 42 (9): 144-146.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.027
摘要 ( 95 )   PDF(247KB) ( 217 )   
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m序列少值互相关函数一直都是研究者感兴趣的方向之一,但这方面取得的成果并不完善。有限域上多元高次方程的求解成为解决该问题的关键。对于采样因子形式为d=(pl+1)/(pk+1)的m序列互相关函数,目前已有研究大多是针对二元域(p=2)的,文中对p为奇素数且l=2k时的情况进行了研究。利用有限域上二次型理论,证明了其互相关函数值为五值的。通过引入矩阵结合方案,把对互相关值分布问题的研究转化为对二次型秩之间关系的研究,最终得出了该类 p元m序列之间五值互相关函数的完整分布。
对简化轮数的SNAKE(2)算法的碰撞攻击
邱丰品,卫宏儒,潘锦航
计算机科学. 2015, 42 (9): 147-150.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.028
摘要 ( 91 )   PDF(297KB) ( 242 )   
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为了研究简化轮数的SNAKE(2)算法抵抗碰撞攻击的能力,根据算法的一个等价结构,给出了SNAKE(2)算法的一个6轮区分器。通过在此区分器前后加适当的轮数,对7/8/9轮的SNAKE(2)算法实施了攻击。其攻击的数据复杂度依次为O(26)、O(26.52)、O(215),时间复杂度依次为O(29.05)、O(218.32)、O(226.42),攻击结果优于对SNAKE(2)算法的Square攻击。
基于分形加权维数的PUE攻击用户检测方法
田红园,姚引娣,郑文秀,王宏伟
计算机科学. 2015, 42 (9): 151-153.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.029
摘要 ( 131 )   PDF(308KB) ( 236 )   
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针对主用户仿冒(PUE)攻击用户非法占用主用户信道而导致认知用户的可用频谱资源降低的问题,以辐射源的指纹特征为基础,定义分形加权维数,刻画通信信号码元包络的脉内起伏特征,提出了一种新的基于辐射源特征提取的PUE攻击检测方法。理论分析和实验结果表明,提出的检测方法能够有效地区分主用户和PUE攻击用户,并在信息安全领域发挥重要作用。
软件与数据库技术
基于历史信息的自适应测试用例优先级技术
常龙辉,缪淮扣,肖 蕾
计算机科学. 2015, 42 (9): 154-158.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.030
摘要 ( 115 )   PDF(440KB) ( 359 )   
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在软件迭代开发的过程中,测试用例优先级技术因能有效地提高回归测试的效率,降低时间开销和人力成本,受到研究者的广泛关注,许多优化方法相继被提出。但是目前的研究多倾向于以需求和覆盖率作为排序准则,并且是一种静态排序。为此,提出一种基于历史信息的测试用例优先级技术,并在测试用例的执行过程中动态自适应地调整测试用例的优先级,以尽可能早地发现缺陷,达到预期的检错目标。在课题组开发的项目中运用该方法,验证了该方法的有效性。
面向软件仓库挖掘的数据驱动特征提取方法
李晓晨,江贺,任志磊
计算机科学. 2015, 42 (9): 159-164.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.031
摘要 ( 133 )   PDF(782KB) ( 298 )   
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在软件仓库挖掘领域, 通常 将软件工程任务转换成数据挖掘问题进行解决。领域特征的使用严重影响了软件任务的解决效果。然而,如何根据特定任务从软件仓库数据中提取有价值的特征,在软件仓库挖掘领域尚缺乏系统的研究。数据驱动特征提取方法是一种新的特征提取方法。对于给定的软件工程任务,该方法从任务的数据集中选取部分数据(如源代码、缺陷报告等),招募若干志愿者人工完成该任务,并要求志愿者说明在人工完成特定软件工程任务时所考虑的因素。通过分析这些因素,可以提取所需的领域特征。以缺陷报告摘要任务为例进行实验,结果表明新方法能够发现高效的领域特征,并取得比现有方法更好的预测效果。
一种基于测量构件变迁模型的可重构测量构件一致性检测方法
王晶,汪斌强,申涓
计算机科学. 2015, 42 (9): 165-170.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.032
摘要 ( 100 )   PDF(487KB) ( 227 )   
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可重构网络测量系统中,工作流测量构件间迁移的过程是否与规约描述一致,是检验测量构件一致性测试的重要内容。建立了一种基于工作流的构件变迁模型MCTM(Measurement Component Transfer Model),详细阐述了MCTM模型的形式化定义,并基于MCTM模型给出了一种能自动生成遍历所有构件的测试用例生成算法CTBMCTM。实验结果表明,CTBMCTM算法可以准确定位存在问题的构件,与T&GS算法相比,该算法在生成较短测试序列的同时显著缩短了算法的运行时间。
基于存储访问模型的细粒度存储变量识别算法
井靖,蒋烈辉,何红旗,张媛媛
计算机科学. 2015, 42 (9): 171-176.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.033
摘要 ( 121 )   PDF(848KB) ( 277 )   
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现阶段对变量的识别通常采用基于特定编译习惯及内存访问地址模式匹配的方法,或基于内存模型和抽象解释的分析方法。前者针对性太强,不具备普适性;后者通常采用损失算法精度的方法来得到结果,这往往会造成识别变量粒度过大、漏识别和误识别率较高。首先定义一种存储访问模型,对存储操作进行细粒度的模拟;然后给出基于存储访问模型的抽象状态生成算法,实现了基于高级中间语言HBRIL的细粒度数据信息(抽象状态)的跟踪和记录;基于这些抽象状态设计了存储区域内的细粒度变量实体识别算法;最后通过测试给出变量识别的细化比例和识别率。由测试结果可以看出,该算法在动态分配变量的识别率方面具有明显优势。
Lustre文件系统元数据服务恢复机制的改进
钱迎进,李永刚,汪毅,周琳琦
计算机科学. 2015, 42 (9): 177-182.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.034
摘要 ( 170 )   PDF(579KB) ( 385 )   
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Lustre的重启恢复算法需要集群中所有客户端在指定的恢复时间窗口内与服务器重新建立连接,客户端重传未提交的事务请求,服务器严格按照事务序列号重放所有未提交的事务,要求过于严格。针对Lustre可恢复性不强的缺点,提出了基于版本的恢复和共享时提交算法,它们分别对Lustre现有的元数据更新和恢复机制进行了改进和扩展,根据事务之间的依赖关系,允许客户端在更为宽松的条件下进行恢复并加入到集群而不被驱逐,提高了Lustre文件系统的可用性和可恢复性。最后通过一系列实验对改进后的算法的性能进行了评估。
面向批量处理的大数据检索过滤模型研究
李兆兴,马自堂
计算机科学. 2015, 42 (9): 183-190.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.035
摘要 ( 87 )   PDF(682KB) ( 288 )   
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大数据作为新的战略资源,在信息领域发挥着重要作用。大数据的检索规模往往达到十亿甚至百亿级,导致传统的查询机制效率低下成为常态。因此,提高大数据的查询效率、降低查询负担成为大数据研究的重要方面。为 此提出了一种面向批量处理的大数据检索过滤模型IMFM,介绍了其核心思想及工作原理,论证了IMFM对于多维查询的支持,并给出了IMFM的部署策略。在大数据索引结构中的适当位置部署该模型,在检索请求通过节点时对检索请求进行快速过滤,避免无关请求对节点下方索引结构的操作,从而降低检索对性能的消耗。实验证明,在大数据批量处理环境下,该模型可以有效缩短大数据一维和多维查询的路径长度,提高检索效率,大幅减轻大数据存储和处理平台的负担。
人工智能
基于博弈的社会网络个性化好友推荐算法研究
杨阿祧,汤 庸,王江斌,李建国
计算机科学. 2015, 42 (9): 191-194.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.036
摘要 ( 108 )   PDF(421KB) ( 358 )   
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随着在线社会网络规模的不断扩大,在线社会网络中的用户信息过载问题成为业界关注的焦点。社会网络中实体的复杂性和社交网络结构的复杂性给社交网站中的个性化推荐带来新的研究问题和挑战。提出一种基于博弈的预测模型,利用非合作博弈进行链接预测,设计了一个通过链接预测来实现个性化推荐的算法。最后,在来自学者网SCHOLAT的真实数据集上进行了实验,结果证明该方法能够有效地提高推荐的准确性。
一种大规模支持向量机的高效求解算法
冯昌,李子达,廖士中
计算机科学. 2015, 42 (9): 195-198.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.037
摘要 ( 170 )   PDF(301KB) ( 462 )   
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现有大规模支持向量机求解算法需要大量的内存资源和训练时间,通常在大集群并行环境下才能实现。提出了一种大规模支持向量机(SVM)的高效求解算法,以在个人PC机求解大规模SVM。它包括3个步骤:首先对大规模样本进行子采样来降低数据规模;然后应用随机傅里叶映射显式地构造随机特征空间,使得可在该随机特征空间中应用线性SVM来一致逼近高斯核SVM;最后给出线性SVM在多核环境下的并行实现方法以进一步提高求解效率。标准数据集的对比实验验证了该求解算法的可行性与高效性。
基于Web数据的实证研究:城市轨道交通对住宅价格的时空效应分析
刘康,李舟军,张小明
计算机科学. 2015, 42 (9): 199-203.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.038
摘要 ( 178 )   PDF(1269KB) ( 418 )   
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基于网络爬虫获取的真实Web数据,研究了长沙地铁2号线开通试运行前后轨道交通对其沿线住宅价格的影响程度。首先,通过分析住宅价格特性和影响因素,建立了影响长沙市住宅价格形成和波动的特征价格模型,包括区位特征、邻里特征和结构特征等13个特征因素;并通过显著性检验,确定地铁特征对住宅价格具有显著影响;同时进一步分析了地铁站点对周边住宅的显著影响范围。然后,基于长沙地铁2号线开通前后住宅价格分布的可视化分析,提出城市中心区域的地铁站点周边房价下降、城市外围区域的地铁站点周边房价上升的假设;并利用假设检验方法验证了该假设的正确性。
一种基于本体语义相似度的协同过滤推荐方法
吴正洋,汤庸,方家轩,董浩业
计算机科学. 2015, 42 (9): 204-207.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.039
摘要 ( 128 )   PDF(455KB) ( 285 )   
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协同过滤推荐是一种基于用户偏好的个性化推荐方法,一般包含两个步骤:首先根据用户或项目的标注信息计算出用户或项目的相似度,确定邻居集合;然后根据相似度进行排序推荐,其核心问题在于相似度的计算。为了更好地达到这一目的,近年来关于将用户社交网络信息融入相似度计算的方法受到广泛关注。用户的注册信息、项目评分和社交信息都可以作为用户比较的依据。基于此提出了通过构建用户本体,计算本体之间的语义相似度,从而找到相似用户集合,最终实现目标用户的推荐方法。该方法为本体技术与推荐系统的结合提供了一种思路,实验表明 它能够在一定程度上提高推荐的准确度。
基于深层结构模型的新词发现与情感倾向判定
孙晓,孙重远,任福继
计算机科学. 2015, 42 (9): 208-213.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.040
摘要 ( 109 )   PDF(535KB) ( 298 )   
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随着社交网络的发展,新的词汇不断出现。新词的出现往往表征了一定的社会热点,同时也代表了一定的公众情绪,新词的识别与情感倾向判定为公众情绪预测提供了一种新的思路。通过构建深层条件随机场模型进行序列标记,引入词性、单字位置和构词能力等特征,结合众包网络词典等第三方词典。传统的基于情感词典的方法难以对新词情感进行判定,基于神经网络的语言模型将单词表示为一个K维的词义向量,通过寻找新词词义向量空间中距离该新词最近的词,根据这些词的情感倾向以及与新词的词义距离,判断新词的情感倾向。通过在北京大学语料上的新词发现和情感倾向判定实验,验证了所提模型及方法的有效性,其中新词判断的F值为0.991,情感识别准确率为70%。
行为建模及其在多Agent系统中的应用
冯翔,张进文
计算机科学. 2015, 42 (9): 214-219.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.041
摘要 ( 113 )   PDF(448KB) ( 299 )   
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五行学说蕴含信息动力学,然而在网络中却一直未被很好地利用,为此提出一种基于五行原理的五行粒子模型方法来求解多Agent系统的分布式问题。五行粒子模型可以很好地描述和处理多Agent系统中Agent之间存在的随机、并发、多类型的交互行为。基于五行粒子模型内部存在的生克关系,以及五行自身蕴含的稳定性和平衡性,对五行粒子模型和多Agent系统分布式问题求解进行探讨,并对多Agent系统中的各个Agent进行行为建模,进而提出多Agent系统分布式问题求解的五行粒子模型算法。最后,通过实验验证了该算法的有效性。
混合多目标算法用于柔性作业车间调度问题
左益,公茂果,曾久琳,焦李成
计算机科学. 2015, 42 (9): 220-225.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.042
摘要 ( 153 )   PDF(728KB) ( 345 )   
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在生产调度领域,柔性作业车间调度问题是一个非常重要的优化问题。大多数研究通常优化的目标只是最大完工时间,而在实际中,往往要考虑多个目标。因此,提出了一种新的混合多目标算法用于解决柔性作业车间调度问题,其中考虑了3个目标,分别是:最大完工时间、机器总负载和瓶颈机器负荷。算法设计了有效的编码方式和遗传算子,并采用非支配近邻免疫算法求解非支配最优解。为了提高算法性能,提出了3种不同的局部搜索策略,并将其结合在多目标算法中。在多个数据集上的实验对比结果表明,所提算法优于其它代表性的算法。此外,实验结果还验证了局部搜索技术的有效性。
数据拟合中光滑参数的优化
王丽,王文剑,姜高霞
计算机科学. 2015, 42 (9): 226-229.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.043
摘要 ( 130 )   PDF(342KB) ( 382 )   
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数据的函数化是函数数据分析(Functional Data Analysis,FDA)的基础,也是区别于其它分析方法的关键步骤。数据拟合作为数据函数化的主要方法,通常可转化为损失函数和正则项的优化问题,其中的光滑参数就起着权衡损失和过拟合风险的作用。在光滑参数的选择方法中,广义交叉验证(Generalized Cross-Validation,GCV)是一种通用而且较好的参数选择方法,然而GCV是对离散值进行计算,欲得到较准确的光滑参数仍需做大量的计算。针对此问题,提出拟合优化和差分两种求解策略以提高最优光滑参数的求解效率,并在算法精度及效率方面进行了比较分析。在模拟数据和真实数据上的实验结果表明:两种策略与常用的网格法相比,求解效率有较大提高,且算法精度方面几乎相同,此外差分求解策略在精度方面略优于拟合优化求解策略,而拟合优化求解策略的效率更高。
基于用户间动态信任关系的推荐算法研究
郑炅,石 刚
计算机科学. 2015, 42 (9): 230-234.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.044
摘要 ( 113 )   PDF(400KB) ( 299 )   
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在电子商务中,用户对商品的决策很大程度上取决于用户间的社会信任关系。传统的推荐算法往往考虑用户间的静态关系,即决策依赖的社会关系图是不变的。实际上,用户对好友的信任度往往随着时间的变化而变化。为了描述动态的信任关系在推荐系统中的作用,提出了一种基于动态信任关系的推荐算法。首先,提出了一种考虑用户的静态兴趣和静态信任关系的产生式模型;然后,分别将时序因素加入到用户兴趣和信任关系的描述,并提出了相应的动态产生式模型。实验表明,提出的算法能很好地描述用户之间信任关系随时间的变化,并且与其它相关算法相比,评价值的预测准确性得到了明显的提高。
CGDNA:基于簇图的基因组序列集成拼接算法
徐魁,陈 科,徐 君,田佳林,刘 浩,王宇凡
计算机科学. 2015, 42 (9): 235-239.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.045
摘要 ( 144 )   PDF(755KB) ( 338 )   
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基因组测序的目的是获取一个生物体完整的DNA序列信息,而DNA信息是进行遗传学研究和疾病诊断的基础。通常而言,完整的基因组测序分为两个步骤:第一步通过实验手段测定DNA序列片段,第二步通过计算方法把DNA片段拼接为完整的基因组。尽管桑格测序技术成功解析了包括人类在内的多个基因组,但其由于成本过高,目前逐渐被新一代测序技术所取代。新一代测序技术的特点为高通量、高覆盖率、低成本,随之而来的缺点体现为短读长、更多类型的错误。这些特点也给基因拼接算法带来了更大的挑战。鉴于目前的数十种基因拼接算法中并没有一种算法显著优于其它算法,且一些分析表明不同算法的拼接结果具有互补性,提出了CGDNA算法框架,它把不同算法的拼接结果整合到一起,使得整合的结果超越任何单个算法的结果。提出了一种基于簇图的基因组序列集成拼接算法,它通过构建索引、读长映射、重叠群聚簇、构建簇图等步骤将重叠群拼接成更长的序列。实验结果表明,相对于目前最优的算法Velvet、ABySS、SOAPdenovo,CGDNA在N50与最长拼接序列这两项指标上的增长比例高达50%以上,并且达到了较高的覆盖度。当更多的基本算法集成到本算法时,性能可进一步提高。提出的方法大幅提高了基因拼接的长度,为下一步的遗传分析降低了难度,并加快了生物基因组研究的步伐。
基于斥力的引力搜索算法
王奇琪,孙根云,王振杰,张爱竹,陈晓琳,黄丙湖
计算机科学. 2015, 42 (9): 240-245.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.046
摘要 ( 148 )   PDF(415KB) ( 405 )   
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针对引力搜索算法(Gravitational Search Algorithm,GSA)收敛速度较快、易陷入局部最优的缺点,提出一种加入斥力的引力搜索算法RFGSA(Repulsion Force based Gravitational Search Algorithm)。该算法在引力搜索算法中引入斥力,即将一部分引力变为斥力,从而增加种群的多样性,有利于寻找全局最优。对10个基准测试函数进行优化的结果表明:该算法的收敛结果明显优于遗传算法、粒子群算法及原始的引力搜索算法。
人工蜂群算法的几乎必然强收敛性:鞅方法
孔翔宇,刘三阳,王 贞
计算机科学. 2015, 42 (9): 246-248.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.047
摘要 ( 116 )   PDF(315KB) ( 361 )   
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已有的人工蜂群算法的收敛性分析是基于算法的遍历性分析,在概率收敛意义下考虑的,这种收敛性分析不能确保算法在有限步内收敛到问题的全局最优解。首次尝试运用鞅论研究人工蜂群算法的几乎必然强收敛性,证明了人工蜂群算法确保能以概率1在有限步内达到全局最优解。这一结论为拓宽人工蜂群算法的应用范围奠定了理论基础,并为人工蜂群算法的改进及收敛性研究提供了新的理论工具。
基于RSBoost算法的不平衡数据分类方法
李克文,杨磊,刘文英,刘璐,刘洪太
计算机科学. 2015, 42 (9): 249-252.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.048
摘要 ( 175 )   PDF(663KB) ( 599 )   
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不平衡数据的分类问题在多个应用领域中普遍存在,已成为数据挖掘和机器学习领域的研究热点。提出了一种新的不平衡数据分类方法RSBoost,以解决传统分类方法对于少数类识别率不高和分类效率低的问题。该方法采用SMOTE方法对少数类进行过采样处理,然后对整个数据集进行随机欠采样处理,以改善整个数据集的不平衡性,再将其与Boosting算法相结合来对数据进行分类。通过实验对比了5种方法在多个公共数据集上的分类效果和分类效率,结果表明该方法具有较高的分类识别率和分类效率。
求解车辆路径问题的改进伊藤算法
王浩光,余世明
计算机科学. 2015, 42 (9): 253-256.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.049
摘要 ( 136 )   PDF(336KB) ( 346 )   
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针对车辆路径问题中选取客户节点易陷入局部最优的缺点,引入节约法并结合路径权重和距离启发因子来改进选取 客户节点的决策规则。根据粒子实际运动过程的特点和伊藤算法在迭代过程中逐步收敛的特性,结合算法的波动算子和漂移算子设计了对路径权重的更新规则,提升了算法的收敛速度。通过增大波动系数和提高环境温度来应对伊藤算法迭代过程中出现的搜索停滞、局部最优现象。引入2-opt局部优化算法来优化当前迭代取得的最优解。实验结果表明,改进后的伊藤算法有效地加快了收敛速度,提高了搜索全局最优解的能力。
一种多目标人工蜂群算法
葛宇,梁 静
计算机科学. 2015, 42 (9): 257-262.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.050
摘要 ( 114 )   PDF(817KB) ( 287 )   
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为将标准人工蜂群算法有效应用到多目标优化问题中,设计了一种多目标人工蜂群算法。其进化策略在利用精英解引导搜索的同时结合正弦函数搜索操作来平衡算法对解空间的开发与开采行为。另外,算法借助了外部集合来记录与维护种群进化过程中产生的Pareto最优解。理论分析表明:针对多目标优化问题,本算法能收敛到理论最优解集合。对典型多目标测试问题的仿真实验结果表明:本算法能有效逼近理论最优,具有较好的收敛性和均匀性,并且与同类型算法相比,本算法具有良好的求解性能。
多模式公交组合调度优化模型
明洁,张贵军,刘玉栋
计算机科学. 2015, 42 (9): 263-267.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.051
摘要 ( 69 )   PDF(394KB) ( 427 )   
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针对站点不同时刻的客流需求,系统地探讨了乘客出行时间和公交公司运营管理的有机联系,研究了全程车、区间车和大站快车3种发车模式组合及发车间隔。以系统总时间成本最优为目标,在相同决策间隔下选择不同决策模式,建立了发车频率不定的公交组合调度模型。同时,针对调度模型组合优化的NP难特点,利用差分进化优化算法对模型求解。结果表明,在决策间隔为4min的情况下,首站发车间隔有4min、8min、12min 3种可能;考虑到区间车和大站快车超车的情况,各站点乘客的等车时间为0.8min~12min不等。 与原先分时段的单一调度相比,多模式公交组合调度能减少公交车发车次数,有效降低系统时间成本。
广义洛伦兹内核函数在模糊C均值聚类中的应用研究
王建华,李晓峰,高巍巍
计算机科学. 2015, 42 (9): 268-271.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.052
摘要 ( 103 )   PDF(299KB) ( 304 )   
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模糊C均值(FCM)算法是数据聚类分析的主要算法。但在嘈杂环境下,对于抽样大小不一的聚类,数目越多准确性越低,上述弊端可通过替代性FCM(AFCM)的高斯内核映射来解决。鉴于AFCM的不足,提出了针对模糊C均值聚类的广义洛伦兹内核函数。利用该算法对鸢尾数据库进行聚类,将其划分成山鸢尾、变色鸢尾和维吉尼亚鸢尾3类。实验结果表明,广义洛伦兹模糊C均值(GLFCM)可实现对离群聚类和大小不等的聚类数据的分类,其结果优于K均值、FCM、替代性C均值(AFCM)、Gustafson-Kessel(GK)和 Gath-Geva(GG)方法,收敛迭代次数比AFCM的更少,其分区索引(SC)效果也好于其他方法。
图形图像与模式识别
应用多尺度三维图搜索的SD-OCT图像层分割方法
牛四杰,陈强,陆圣陶,沈宏烈
计算机科学. 2015, 42 (9): 272-277.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.053
摘要 ( 95 )   PDF(1525KB) ( 282 )   
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频谱域光学相干层析技术(SD-OCT)是一种广泛应用于眼科领域的成像技术,视网膜组织层分割对视网膜疾病诊断起着至关重要的作用。传统的三维图搜索方法能够同时分割k(k≥1)个三维面,但其存在时间复杂度高、分割病变图像鲁棒性弱等问题。在传统三维图搜索模型的基础上引入多尺度思想,提出应用多尺度三维图搜索的SD-OCT视网膜图像分割方法。首先根据每个组织层的特点,为每层构造一个合理的顶点权重;然后利用相邻列的最大与最小高度差构造列约束限制,改进表面的平滑约束条件;最后利用低尺度的图像,应用三维图搜索方法进行粗分割,逐步向高一尺度应用三维图搜索方法进行单表面细分割。使用改进算法对3组正常眼睛及1组老年黄斑变性视网膜图像进行分割,并将结果与手动分割及传统三维图搜索方法进行比较,实验结果表明,改进算法能够准确有效地分割出3个层边界(边界位置绝对误差是3.86±2.50μm),并且接近于手动分割结果(3.78±2.76μm),优于传统三维图搜索方法(7.92±3.31μm)。
基于区域协方差矩阵和2DPCA学习的视频跟踪方法研究
张焕龙,郑卫东,舒云星,蒋 斌
计算机科学. 2015, 42 (9): 278-281.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.054
摘要 ( 100 )   PDF(606KB) ( 233 )   
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针对PCA在视频跟踪应用中需要将图像转换成向量而造成信息丢失和小样本等问题,提出一种基于2DPCA学习的自适应性视频跟踪方法。该方法将图像矩阵直接进行处理,保持了跟踪目标的空间结构信息。在粒子滤波框架下采用仿射变换运动模型,并通过协方差特征融合方式评估目标运动状态,提高了目标外观模型的学习能力,实现了鲁棒的自适应性跟踪效果。进行了标准的视频序列测试,结果证明提出的算法能够较好地适应目标姿态、光线和部分遮挡等跟踪问题。
基于小波变换的无参考立体图像质量评价
熊润生,李朝锋,张伟
计算机科学. 2015, 42 (9): 282-284.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.055
摘要 ( 160 )   PDF(847KB) ( 289 )   
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立体图像质量评价是图像处理领域中一项重要技术,现有的2D图像质量评价方法并不能很好地应用于立体图像。为了更好地评价立体图像质量,提出了一种基于小波变换提取左右图像及其合成图像特征的无参考立体图像质量评价方法。该方法首先通过对失真的立体左右图像计算合成图像;再通过小波分解提取左右图像及其合成图像的小波系数,获取小波子带能量作为立体图像质量感知特征;最后通过支持向量回归建立立体图像特征与主观得分的关系模型,来预测和得到立体图像质量的客观评价得分。实验结果表明,与现有无参考立体图像质量评价方法相比较,该客观评价模型可以获得更好的主观感知一致性,更加符合人眼视觉系统。
基于GPU实时视频处理的多投影融合系统研究
李晓光,刘宏哲,袁家政
计算机科学. 2015, 42 (9): 285-288.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.056
摘要 ( 101 )   PDF(413KB) ( 445 )   
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介绍了GPU高速并行运算及其对数字图像、视频处理的重要作用。针对多通道环幕投影系统,采用CPU与GPU组合的异构计算结构,提出了一种视频实时处理方案。该方案通过DirectShow的链路模型保证了视频处理的灵活性,设计并采用可用于并行运算的几何校正、边缘融合算法,提升了视频处理的高效性。这一构架可以用于单通道4k格式视频的高质量效果展示,同时能有效降低构建成本,提高系统的经济实用性。
基于缝裁剪和变形的图像缩放方法
林晓,张晓煜,马利庄
计算机科学. 2015, 42 (9): 289-292.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.057
摘要 ( 117 )   PDF(1233KB) ( 327 )   
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提出一种既能保持图像重要内容又能较好地保持重要物体形状的图像缩放算法。该方法结合传统的缝裁剪技术和变形技术来对图像进行缩放。首先利用当前公认效果良好的基于图模型的流形排序显著性检测算法得到图像的显著度图,结合图像梯度能量等信息来构造结构更为清晰的图像重要度图;其次利用之前构造的图像重要度图并按缩放尺度的大小来确定适当的缩放方法;最后根据度量比较结果来选择经典缝裁剪方法或基于能量优化的变形方法进行图像缩放。对比实验结果表明,该方法在图像缩放时能保持重要内容和显著物体形状结构。
描述蝴蝶兰图像外轮廓信息的对称8链码编码算法
徐焕良,王一珺,熊迎军,任守纲,王浩云
计算机科学. 2015, 42 (9): 293-298.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.058
摘要 ( 101 )   PDF(1795KB) ( 295 )   
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外轮廓信息是评价蝴蝶兰生长态势的重要特征参数,主要通过轮廓提取和链码编码两个步骤获得。蝴蝶兰图像的边缘轮廓最适合利用数学形态学算法提取,但所得轮廓并非单像素宽度,而利用传统8链码算法编码会错误地表达其外轮廓信息,因此结合轮廓特点重新定义了起始链码方向,提出了对称8链码编码算法。在编码过程中,该算法能够通过变换点判断出当前轮廓走向,从而自适应地选择起始链码方向。验证性实验证明,该算法能够准确描述蝴蝶兰图像的外轮廓信息,保证外轮廓信息较低的误判率;通用性实验证明,该算法同样适用于其他已较好提取出目标的封闭图像。
基于深度图像的多学习者姿态识别
张鸿宇,刘威,许 炜,王 辉
计算机科学. 2015, 42 (9): 299-302.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.059
摘要 ( 163 )   PDF(1107KB) ( 295 )   
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在数字化学习场景中,人体姿态的识别有助于分析学习者的学习状态。提出了一种基于深度图像的多学习者姿态识别方法。首先通过Kinect的红外传感器获取包含深度信息的图像,利用深度图像进行人像-背景分离;然后提取人体的轮廓特征Hu矩;最后采用SVM分类器对轮廓特征进行分类和识别。实验结果表明,本方法能有效地识别多个学习者的举手、正坐和低头等姿态。
基于几何信息先验分布的似物性推荐方法
刘质彬,赵启阳
计算机科学. 2015, 42 (9): 303-308.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.060
摘要 ( 112 )   PDF(1019KB) ( 281 )   
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似物性推荐是计算机视觉研究中的热门问题,其目的是用尽可能少的推荐窗口涵盖可能的兴趣目标,以显著地提升目标检测任务的计算效率。从组合几何学角度对该问题进行了分析,一种“完全窗口覆盖”的方法被提出,用少量窗口即可覆盖所有可能目标区域。对于尺寸不大于512×512的图像,约19000个窗口即可覆盖所有尺寸不小于16×16的目标区域。基于目标矩形的位置、尺寸的先验分布,可以使用贪心策略进一步地缩减窗口数量。为了适应不同图像集在小概率样本上的差异,提出了一种融合了贪心和随机方法的混合机制,其所需的计算量非常小,而且具有很好的泛化能力。在VOC2007测试集上,该混合机制可以在1000个推荐窗口上取得94.52%的召回率,其中在前10个热点推荐窗口上的召回率比其他方法平均高出13.99%~40.29%。
基于聚类方法的对象阴影识别方法研究
张晓丹,李春来,金兆岩
计算机科学. 2015, 42 (9): 309-312.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.061
摘要 ( 91 )   PDF(866KB) ( 258 )   
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图像处理中的对象阴影计算影响着图像的渲染速度,是图像处理领域的重要研究内容。为了进一步提高对象阴影的渲染速度,提出了一种基于聚类方法的对象阴影识别方法。按照光线的衰减半径将光线表示为一个个球体,当球体之间的距离大于预定义的最小距离时,将其划分到两个不同的类中,采用自上而下的层次方法对光线进行聚类。在聚类过程中,光线的衰减半径随着与光源的距离呈线性增长。对光线进行聚类分析后,对同一聚类内的光线采用相同的渲染方式,因而提高了阴影的渲染效率。最后通过实验验证了提出的方法的有效性。
面向视频语义分析的局部敏感的可鉴别稀疏表示
王敏超,詹永照,苟建平,毛启容
计算机科学. 2015, 42 (9): 313-319.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.09.062
摘要 ( 87 )   PDF(831KB) ( 243 )   
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视频语义分析已经成为人们研究的热点。在传统稀疏表示方法中,相似视频特征未必能产生相近稀疏表示结果。在基于稀疏表示的视频语义分析中,假定相似的视频数据样本的稀疏表示也相似,即两个相似视频特征的稀疏系数之间的距离较小。为了提高视频语义分析的准确性,基于该假设提出一种面向视频语义分析的局部敏感的可鉴别稀疏表示方法。该方法在局部敏感稀疏表示中引入基于稀疏系数的鉴别损失函数,优化构建稀疏表示的字典,使稀疏表示特征满足类内离散度小、类间离散度大的Fisher准则,并建立可鉴别稀疏模型。为验证所提方法的有效性,在相关视频数据库中将其与多种算法进行对比,实验结果表明,该方法显著地提高了视频特征稀疏表示的鉴别性,有效地提高了视频语义分析的准确性。