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8期, 刊出日期:2018-11-14
  
目次
人体外骨骼服技术综述
张向刚, 秦开宇, 石宇亮
计算机科学. 2015, 42 (8): 1-6. 
摘要 ( 135 )   PDF(1069KB) ( 793 )   
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人体外骨骼系统是一种穿戴在操作者身体外部的,融入了先进控制、信息、机械等技术的人机电系统,最终实现了力量的增强和感官的延伸。其研究将大大促进机器人技术、认知科学、医学等学科的发展,在抢险救灾、家庭护理等诸多方面具有广阔的应用前景,因此具有重要的科学理论意义和应用价值。首先介绍了人体外骨骼系统在国内外的发展和研究现状,然后简介了其基本功能结构和工作原理,接着阐述了实现外骨骼系统所涉及的主要关键技术,包括:仿生机械结构、人机接口、随动控制、驱动机构和能源系统技术等,并介绍了一些相关的新兴研究方向。
术语自动抽取方法研究综述
袁劲松,张小明,李舟军
计算机科学. 2015, 42 (8): 7-12. 
摘要 ( 243 )   PDF(522KB) ( 646 )   
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术语抽取是文本处理领域的一项基础性研究工作,好的术语自动抽取方法能够提高本体构建的质量和语义检索的精度。首先,对术语的定义、特性以及术语抽取效果的评价方法进行了概述。然后,在分析和总结近20年术语自动抽取相关文献的基础上,对术语自动抽取的各种方法进行了详细的综述。介绍了这些方法的研究进展,分析了其优缺点,并详细描述了部分经典算法。最后,对术语自动抽取未来研究的趋势进行了展望。
绿色计算与绿色嵌入式系统
郭荣佐,郭 进,黎 明
计算机科学. 2015, 42 (8): 13-21. 
摘要 ( 136 )   PDF(874KB) ( 260 )   
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绿色计算是一种先进的计算技术,其目的是利用先进的思想、技术和方法来降低 计算系统的能耗,从而减少对人和环境的影响。而今嵌入式系统占整个计算系统的绝大多数,因此,嵌入式系统也需要绿色计算技术,使其能耗降低而不影响其性能。先对绿色计算的研究现状进行综述。然后对绿色嵌入式系统进行定义,并对其内涵进行探讨。最后对绿色嵌入式系统的绿色评价进行了讨论,对绿色嵌入式系统待研究的内容进行了探究。主要创新点在于利用绿色计算思想,提出了绿色嵌入式系统的概念,并对其相关问题进行了研究,指出了绿色嵌入式系统待研究的内容和方向。
互联网社群图像标签排序研究进展
吴焰樟,刘宏哲,冯松鹤,袁家政,张静怡
计算机科学. 2015, 42 (8): 22-27. 
摘要 ( 109 )   PDF(1592KB) ( 279 )   
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互联网社群图像标签排序是目前计算机视觉、机器学习等领域最热门的课题之一。图像标签序列的合理性直接影响到图像检索等应用的效果。目前图像标签排序的方法多种多样,根据标签排序方法的不同将其划分为基于语义相关度与基于视觉显著性的标签排序,着重介绍了两类方法的典型标签排序方法,分析其各自的优缺点。最后就图像标签排序的评价方法以及发展趋势做了简单的论述。
关于多核系统并行程序效率的编程因素及其研究
王文义,冉晓龙
计算机科学. 2015, 42 (8): 28-31. 
摘要 ( 80 )   PDF(396KB) ( 524 )   
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着重分析了多核架构系统中内存对齐技术与cache利用率等因素对并行程序性能的影响。用共享存储环境OpenMP分析了并行计算量与处理器核心数目之间的关系,通过用MPI编程实现的矩阵相乘的行划分和CANNON算法等实例分析,指出了只有综合考虑了多核系统的结构特征、系统软件、多核编程语言环境以及正确运用算法等,才能设计出高效且能耗又小的并行应用程序。
2014’江苏省人工智能学术会议
改进的正态分布的分布估计算法
邱玲,高 尚,曹存根
计算机科学. 2015, 42 (8): 32-35. 
摘要 ( 130 )   PDF(316KB) ( 599 )   
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针对连续空间函数优化问题,提出了改进的正态分布的分布估计算法。该算法将优选出的个体看作正态分布,然后以正态分布概率模型随机采样产生新的种群,并挑选部分个体与保留的最好解进行交叉操作。将其与均匀分布的分布估计算法、正态分布的分布估计算法进行了比较,结果证明该方法的效果更好。最后分析了选择较好个体的比例对算法的影响。
量化粗糙集的单调性属性约简方法
鞠恒荣,杨习贝,戚 湧,杨静宇
计算机科学. 2015, 42 (8): 36-39. 
摘要 ( 113 )   PDF(301KB) ( 273 )   
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单调性在经典粗糙集属性约简过程中发挥着重要的作用。然而,在一些泛化模型(如量化粗糙集模型)中该性质并不存在。针对该问题,提出了量化粗糙集模型中下近似单调约简的定义,并给出了求得该约简的启发式方法。实验结果表明,相较于下近似保持约简算法,下近似单调约简算法不仅耗时短,而且增加了由正域和边界域表示的确定性,同时降低了由边界域带来的不确定性。
基于改进符号压力函数的变分水平集图像分割算法
曹俊峰,吴小俊,陈素根
计算机科学. 2015, 42 (8): 40-43. 
摘要 ( 158 )   PDF(839KB) ( 306 )   
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为了更好地解决含有弱边界、灰度不均匀的图像在分割时出现的轮廓线错误移动而导致分割结果错误的问题,结合图像的统计信息,构造出一种新的符号压力(SPF)函数,提出了一种基于改进的压力符号函数的变分水平集图像分割算法。首先,利用新的压力符号函数代替边缘函数,构造了新的活动轮廓模型;其次,该算法保持了测地线活动轮廓(GAC)模型和chan-vese(C-V) 模型的优点,使水平集函数演化到目标的边界上;最后,对一些弱边界、灰度不均匀的图像进行仿真实验,结果表明提出的算法能够精准地分割目标,并且具有一定的抗噪性。
基于MapReduce的特征选择并行化研究
陆江,李云
计算机科学. 2015, 42 (8): 44-47. 
摘要 ( 93 )   PDF(411KB) ( 247 )   
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特征选择已经成为一种对高维数据进行预处理的必不可少的手段。随着数据规模的爆炸性增长,传统的特征选择算法已经不能满足当前高维大规模数据的处理要求。采用Google的MapReduce编程模型,设计了一种分布式的基于局部学习的特征选择算法D-logsf。在多个现实和合成数据集上的实验表明,分布式特征选择算法D-logsf具有较好的可靠性,且与传统特征选择算法Logsf相比可以获得接近线性的加速比,同时可以有效处理大规模数据集。
改进的局部稀疏表示分类算法及其在人脸识别中的应用
尹贺峰,吴小俊,陈素根
计算机科学. 2015, 42 (8): 48-51. 
摘要 ( 92 )   PDF(670KB) ( 280 )   
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近年来,稀疏表示分类(Sparse Representation Based Classification,SRC)方法在人脸识别中受到越来越多的关注。原始SRC方法使用所有的训练样本组成字典矩阵,当训练样本比较多时,稀疏系数的求解会变得非常耗时。为了解决这一问题,提出一种新的局部稀疏表示分类(Local SRC,LSRC)方法。该方法针对每个测试样本,根据测试样本和训练样本稀疏系数之间的相似性来选择部分训练样本,由这些训练样本组成字典,然后在这个字典上对测试样本进行稀疏分解。该方法性能相比于原始LSRC方法更稳定。在ORL、Yale和AR人脸库上的实验结果表明,该方法的效果优于SRC和LSRC。
基于视觉显著性的非监督图像分割
周静波,任永峰,严云洋
计算机科学. 2015, 42 (8): 52-55. 
摘要 ( 110 )   PDF(925KB) ( 253 )   
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交互式的图像分割算法需要用户输入先验信息,从而增加了算法的时间复杂度和用户的负担。提出了基于视觉显著性的非监督图像分割算法。该算法首先通过均值漂移算法先对图像进行预处理,将图像过分割成互不重叠的小区域。这些区域采用区域邻接图表示,当两个区域相邻时对应的节点之间存在边。其次,通过计算各个区域的颜色相异性和纹理一致性,得到相邻区域之间的合并概率。再次,根据区域的颜色和空间位置信息,定义每一个区域的显著性指标,选择最大显著性指标对应的区域作为目标种子区域,图像边缘区域中显著性指标最小的区域作为背景种子区域。最后,基于最大相似性合并策略,对与种子区域相邻的且合并概率最大的区域进行合并。实验表明,所提算法 不需要先验信息,且可以得到较好的分割效果;与非监督图像分割算法相比,所提算法可以避免过分割。
一种基于局部排序PCA的线性鉴别算法
庞成,郭志波,董健
计算机科学. 2015, 42 (8): 56-59. 
摘要 ( 107 )   PDF(318KB) ( 261 )   
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主分量分析(Principal Component Analysis,PCA)是模式识别领域中一种重要的特征抽取方法,该方法通过K-L展开式来抽取样本的主要特征。基于此,提出一种拓展的PCA人脸识别方法,即分块排序PCA人脸识别方法(MSPCA)。分块排序PCA方法先对图像矩阵进行分块,对所有分块得到的子图像矩阵利用PCA方法求出矩阵的所有特征值所对应的特征向量并加以标识;然后找出这些所有的特征值中k个最大的特征值所对应的特征向量,用这些特征向量分别去抽取所属的子图像的特征;最后,在MSPCA的基础上,将抽取子图像所得到的特征矩阵合并,把这个合并后的特征矩阵作为新的样本进行PCA+LDA。与PCA和PCA+LDA方法相比,分块排序PCA由于使用子图像矩阵,可以避免使用奇异值分解理论,从而更加简便。在ORL人脸库上的实验结果表明,所提出的方法在识别性能上明显优于经典的PCA和PCA+LDA方法。
基于概率相关性的多标签数据流变化检测
石中伟,文益民
计算机科学. 2015, 42 (8): 60-64. 
摘要 ( 106 )   PDF(380KB) ( 224 )   
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由于传统的概念漂移检测研究主要针对单标签数据流,对现实中常见的多标签数据流却缺乏足够的关注,多标签数据流概念漂移检测问题有待进一步的研究。因此,通过分析多标签数据流中存在的特殊依赖关系,提出了一种基于概率相关性的多标签数据流概念漂移检测算法。其基本思想是从概念漂移的产生原因出发,利用概率相关性近似描述数据分布来监测新旧数据分布变化,判断概念漂移是否发生。实验结果表明,提出的算法能够比较快速、准确地检测到概念漂移,并在多标签概念漂移数据流分类问题上取得了预期的学习效果。
一种基于节点位置和密度的非均匀分簇路由算法
颜然,杨云,史庭俊,孔秀平,徐文春,杨安驹
计算机科学. 2015, 42 (8): 65-69. 
摘要 ( 91 )   PDF(521KB) ( 306 )   
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分析了现有分簇路由算法,提出了基于节点位置和密度的非均匀分簇路由算法。簇头选举阶段,考虑了节点的剩余能量,并引入竞争机制进行簇头选择;成簇阶段,综合考虑节点与基站的距离、节点密度以进行非均匀分簇,达到节点能耗均衡的效果,同时解决路由热区问题;簇间路由阶段,通过设立通信簇头节点,使簇间数据转发任务从簇头中分离,簇头节点只负责簇内的数据收集和融合,而通信簇头节点负责簇间数据传输,减少了簇头的能量消耗。实验结果表明,改进后的路由算法能够有效地均衡网络负载,并显著地延长网络的生命周期。
融合主题与语言模型的个性化标签推荐方法研究
李慧,马小平,胡 云,施 珺
计算机科学. 2015, 42 (8): 70-74. 
摘要 ( 93 )   PDF(462KB) ( 263 )   
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随着Web的推广和普及,产生了越来越多的网络数据。 广泛应用了 标签系统 ,以便人们使用搜索技术来组织和使用这些信息。这些数据允许用户使用关键字(标签)注释资源,为传统的基于文本的信息检索提供了方案。为了支持用户选择正确的关键字,标签推荐算法应运而生。提出了一种个性化标签推荐方法,该方法综合了用户的资源标签与标签概率模型。该模型利用了简单语言模型和隐含狄利克雷分配模型,并针对现实世界的大型数据集进行了大量实验。实验表明,该个性化方法改进了标签推荐算法,推荐结果优于传统方法。
基于序列的G蛋白偶联受体-药物相互作用预测研究
丁林松,郑宇杰
计算机科学. 2015, 42 (8): 75-77. 
摘要 ( 80 )   PDF(306KB) ( 262 )   
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准确预测G蛋白质偶联受体(GPCR)是否与药物(Drug)相互作用是新药开发的关键步骤之一。从时间和费用方面来说,通过生物实验的方法来确定GPCR-Drug是否相互作用的代价是昂贵的。因此,直接从蛋白质序列出发预测GPCR-Drug的相互作用具有重要的意义。提出了一种基于序列的GPCR-Drug相互作用预测方法:从蛋白质序列抽取进化信息特征;对药物抽取指纹特征;基于上述两种特征,使用基于证据理论的K近邻算法进行分类预测。在标准数据集上的实验结果表明了所述方法的有效性。
分块MMC及其在人脸识别中的应用
刘辉,万鸣华,王巧丽
计算机科学. 2015, 42 (8): 78-81. 
摘要 ( 95 )   PDF(568KB) ( 250 )   
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用最大间距准则(Maximum Margin Criterion,MMC)算法进行特征提取时,提取的是全局的特征,对局部的特征不能有效地抽取。因此,对MMC算法进行改进,提出一种基于分块MMC(Modular Maximum Margin Criterion,MMMC)的人脸识别方法。首先对图像矩阵进行分块,然后对分块后的矩阵进行MMC特征抽取,对每一子块抽取的特征进行整体融合,最后采用最近邻判决准则进行分类识别。在ORL、Yale人脸图像库进行的实验结果表明,新算法相比于MMC算法有更好的识别性能。
基于MapReduce的基因读段定位改进算法
涂金金,杨明,郭丽娜
计算机科学. 2015, 42 (8): 82-85. 
摘要 ( 76 )   PDF(331KB) ( 225 )   
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由于高通量测序技术产生了海量基因读段数据,并行的基因读段定位算法成为近年来的研究热点。对基因匹配算法进行研究,提出了一种基于MapReduce的基因读段定位改进算法,并且通过在读段定位过程中融入生物信息以及利用Hadoop分布式缓存机制,在一定程度上降低了算法的复杂度。在拟南芥菜基因数据集上进行的实验表明,该算法能够有效提高算法执行效率,减少算法执行时间。
热红外与可见光视频融合的运动目标检测
张笙,严云洋,李郁峰
计算机科学. 2015, 42 (8): 86-89. 
摘要 ( 115 )   PDF(1197KB) ( 288 )   
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在室外环境中,可见光相机可以获取场景中丰富的纹理细节和光谱信息,但受光照变化的影响很大;而热红外相机对光照变化不敏感,但热红外成像对比度低、颜色信息缺失。为了充分利用两者的互补信息,实现运动目标的精确检测,同时提高检测的鲁棒性,提出了一种应用RGBT混合高斯模型的目标检测方法。该方法将热红外图像作为第4个分量加入到传统的混合高斯模型中,提高了算法的正检率;还引入了阴影去除算法,增强了算法的鲁棒性。实验表明,该方法比传统的混合高斯模型检测精度更高,目标更完整,同时也能较好地满足实时性的要求。
网络与通信
能量高效的无线传感器网络路由协议
陈战胜,沈 鸿
计算机科学. 2015, 42 (8): 90-94. 
摘要 ( 88 )   PDF(507KB) ( 221 )   
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针对目前无线传感器网络分簇路由协议存在的节点能耗不均衡的问题,提出一种基于分簇思想的能量高效的多跳路由协议(EEMR)。该协议首先基于节点临近度将网络划分成簇,采用簇首自适应轮转模式优化簇内节点通信的能量消耗,以高剩余能量短路径向心角的适应度路由算法均衡簇间通信负载和能量消耗,有效避免多跳路由中出现的能量消耗不均衡问题。仿真结果表明,EEMR协议能有效均衡网络内节点的能量消耗,显著延长无线传感器网络的生命期并提高网络能量利用率。
QoS保障的LTE-A飞蜂窝资源块分配与MCS选择研究
李龙飞,陈 昕,向旭东
计算机科学. 2015, 42 (8): 95-100. 
摘要 ( 119 )   PDF(546KB) ( 237 )   
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针对LTE-A飞蜂窝网络下行链路的资源块(Resource Block,RB)分配与调制编码策略(Modulation-and-Co-ding Scheme,MCS)选择问题,构建了整数线性规划模型,以在保障每个飞蜂窝用户最小吞吐量的需求下,最大化飞蜂窝系统吞吐量。其中,吞吐量是衡量网络性能最重要的服务质量(Quality of Service,QoS)指标之一。鉴于此问题是一个NP难问题,提出了一种ACOGA智能优化算法。该算法结合遗传算法(Genetic Algorithm,GA)与蚁群优化(Ant Colony Optimization,ACO)算法,可实现RB的动态分配与MCS的动态选择,并收敛到一种近优的分配策略。其中,GA算法动态地优化ACO算法中的参数配置,ACO算法利用优化后的参数配置执行RB分配与MCS选择。仿真表明,与采用静态参数配置的ACO算法相比较,ACOGA算法可使飞蜂窝系统的吞吐量提高12%以上,并显著提高了收敛速率。
基于无线自组网络分时发送协议的路由汇聚容量
李跃新,朱明
计算机科学. 2015, 42 (8): 101-105. 
摘要 ( 88 )   PDF(406KB) ( 262 )   
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对于无线自组网而言,由于网络拓扑与路由选择的随机性,容量的分析显得尤为复杂。研究了能量约束对无线自组网容量性能的影响。该网络具有路由汇聚功能,且节点的发送过程基于分时竞争发送协议。在假设能量缓存中的能量值足够大时,节点就能发送数据的前提下,提出了一种基于闭合排队网络的容量分析模型。该模型同时考虑了数据细节、能量缓存以及随机接入协议。然后研究了能量约束对随机接入协议设计参数的影响,以优化网络性能。最后分析了能量约束对最大稳定容量、稳定域以及分组丢弃率的影响。仿真结果验证了所提分析模型的准确性。
基于动态角色属性的MP2P信任模型
曹晓梅,胡文捷
计算机科学. 2015, 42 (8): 106-111. 
摘要 ( 88 )   PDF(477KB) ( 273 )   
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针对移动对等网络中终端稳定性差、动态性高的特点,提出了一种基于动态角色属性的MP2P信任模型。该信任模型引入了交易稳定因子和时间经验值,根据不同时刻的节点时间经验值以及贡献值,动态地赋予网络节点不同的角色,并根据角色的重要性决定计算信任值时的权重和资源下载量。仿真证实,该模型能抑制不稳定节点的影响,提高稳定节点的作用,减少“搭便车”行为以及伪善节点的影响,提高交易成功率。
云计算环境下的节能任务调度策略的随机Petri网分析
赵彬,王淖,王高才
计算机科学. 2015, 42 (8): 112-117. 
摘要 ( 100 )   PDF(504KB) ( 218 )   
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针对当前云计算异构服务器集群环境下的高能耗问题,提出一种最小能耗优先的任务调度策略(first sche-duling with minimum energy)。该策略在调度任务时优先考虑处于运行状态的服务器,并以任务响应时间为约束,按照最小能耗原则将任务分配到相应的服务器上执行。当处于运行状态的服务器都不能满足任务对响应时间的要求时,则考虑处于休眠状态的服务器;同时,也基于最小能耗原则进行调度。采用随机Petri网工具对节能任务调度策略进行分析建模,考虑其能耗和相关性能指标。实验结果表明,该方法不仅能满足任务的QoS性能要求,而且具有较好的节能效果。
基于Map-Reduce模型的云资源调度方法研究
张恒巍,韩继红,卫波,王晋东
计算机科学. 2015, 42 (8): 118-123. 
摘要 ( 94 )   PDF(498KB) ( 223 )   
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为提高Map-Reduce模型资源调度问题的求解效能,分别考虑Map和Reduce阶段的调度过程,建立带服务质量(QoS)约束的多目标资源调度模型,并提出用于模型求解的混沌多目标粒子群算法。算法采用信息熵理论来维护非支配解集,以保持解的多样性和分布均匀性;在利用Sigma方法实现快速收敛的基础上,引入混沌扰动机制,以提高种群多样性和算法全局寻优能力,避免算法陷入局部最优。实验表明,算法求解所需的迭代次数少,得到的非支配解分布均匀。Map-Reduce资源调度问题的求解过程中,在收敛性和解集的多样性方面,所提算法均明显优于传统多目标粒子群算法。
基于多跳D2D转发的簇内数据共享方案
王俊义,巩志帅,符杰林,仇洪冰
计算机科学. 2015, 42 (8): 124-127. 
摘要 ( 89 )   PDF(860KB) ( 215 )   
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为提高簇内数据分发效率,可优先选择信道质量良好、可实现较高数据速率的D2D链路,于是提出了多跳D2D转发方案。该方案根据预先设定的数据速率阈值和D2D链路质量,自适应选择最优的中继、路由和转发跳数,提高了时频资源的利用率。逐步深入地给出了3个阈值的设定规则,并推导了对应算法的资源成本表达式。仿真结果表明,3个算法的资源效率依次得到改善,其中优化速率算法与现有单跳传输方案相比获得了良好的性能。
CPS拓扑结构节点重要性排序方法
杨志才,裘杭萍,权冀川,雷智朋
计算机科学. 2015, 42 (8): 128-131. 
摘要 ( 78 )   PDF(307KB) ( 252 )   
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信息物理融合系统(Cyber-physical Systems,CPS)拓扑结构中节点重要性排序是CPS拓扑分析的重要方面。针对CPS内在结构特征,构建一种CPS拓扑结构模型——交互网络模型。然后结合CPS信息交互特点定义节点交互介数作为衡量具体节点重要性度量,阐明该测度能够反映节点的相对重要度,并给出了时间复杂度为多项式阶的节点重要性排序有效算法。最后构建CPS拓扑实例进行分析,并与节点介数进行对比,说明节点重要性排序能够为CPS的运行和防护提供重要参考。
基于虚拟环的无线传感网节能数据存储与查询机制
邓晓军,欧阳旻,李玉龙
计算机科学. 2015, 42 (8): 132-135. 
摘要 ( 82 )   PDF(597KB) ( 217 )   
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为了提高无线传感器网络的数据存储以及查询效率,同时尽可能地减少网络的能量消耗,延长网络正常工作的生命周期,提出一种基于虚拟环的节能数据存储与查询机制。该机制将传感器网络域划分成许多虚拟的环形网络,再通过基于最小网络能量消耗量的价值成本函数来定义集合环,通过集合环来执行事件数据的存储及查询任务。仿真结果表明,相比SDS方案以及其他节能的数据存储方案,该方案在延长网络的生命周期、提高能量利用效率上均获得了更好的效果。
基于拟态计算的社会网络划分算法
成平广
计算机科学. 2015, 42 (8): 136-137. 
摘要 ( 92 )   PDF(514KB) ( 212 )   
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信息社会中,社会网络结构的形成与演变是一个动态过程,拟态计算(Mimic Computing,MC)是根据资源、任务、安全、服务和时效性等不同约束条件,动态适应用户不同的应用需求,改进计算模式的一种计算架构,是当前适应动态多变网络环境的一种有效方法。基于拟态计算,应用当前研究前沿的传染病SIR模型,提出了基于拟态计算的社会网络划分算法(Mimic Community Clustering,MCC)。应用该方法进行网络社区划分,并用真实数据来验证模型的可行性和有效性。
信息安全
基于条件随机场的改进型BLP访问控制模型
马萌,唐 卓,李仁发,熊燎特
计算机科学. 2015, 42 (8): 138-144. 
摘要 ( 98 )   PDF(672KB) ( 220 )   
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针对大多访问控制模型缺乏对系统安全状态和风险的动态感知能力这一问题,通过将基于条件随机场的机器学习方法引入BLP模型的规则优化中,提出一种动态BLP模型——CRFs-BLP。该模型首先通过对历史访问日志进行预处理与标注,来提取特征值。然后用CRF++工具包对其学习和训练,使模型规则能够根据当前系统的安全状态及安全事件进行动态调整,还可以动态地限制敏感客体的读写范围。最后,通过实验表明了模型在实际环境中的有效性和准确性。
LTE/LTE-A网络中基于盲签名的具有条件隐私保护的切换认证协议
秦宁元,付安民,陈守国
计算机科学. 2015, 42 (8): 145-151. 
摘要 ( 102 )   PDF(850KB) ( 294 )   
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LTE/LTE-A网络的设计为移动应用提供了较低的切换时延,但LTE标准中的切换过程仍存在一定的复杂性和安全缺陷。为了解决LTE标准和传统切换认证协议的缺陷,设计了一个基于盲签名的切换认证协议。在注册接入阶段通过盲签名建立用于切换过程的认证密钥,在切换过程中通过假名的可变换性和在特定条件下变为真名的可逆性来实现 匿名性、不可跟踪性和条件隐私保护。理论分析和仿真结果表明,相较于LTE标准和其他切换认证协议,提出的协议在满足更多安全属性的同时,有更好的性能。
基于云模型的灾难恢复能力评价方法研究
姚文斌,王真,赵 玲,姚 翔
计算机科学. 2015, 42 (8): 152-156. 
摘要 ( 98 )   PDF(435KB) ( 272 )   
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鉴于现有灾难恢复能力评价体系对动态指标的考虑不足,不能全面地反映现实系统,评价方法未对系统的整体稳定性做分析且权重计算偏于主观,易受人为因素影响等情况,构建了一套新的灾难恢复能力评估体系和评价方法。提炼归纳了体现灾难恢复能力的综合性动态指标,丰富了指标体系。引入云理论,提出了基于正态分布区间数的指标评价值规范化方法和改进的G1-熵权法的综合赋权模型,最终得出了系统灾难恢复能力的云模型表示方法,完成了定性到定量的转换。通过实例仿真验证了该方法的可行性。
基于信任距离的车联网恶意节点检测方法
邬海琴,王良民
计算机科学. 2015, 42 (8): 157-160. 
摘要 ( 89 )   PDF(679KB) ( 305 )   
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针对车联网网络拓扑结构变化快且相比传统移动自组网络更易受到恶意车辆发起的内部攻击等问题,在当前贝叶斯假设的信任理论研究的基础上,结合车联网高速移动中快速检测恶意节点的要求,加大否定事件的影响力度,提出了用于评估车辆节点行为的信任模型;在综合推荐信任值时,引入了“推荐信任距离”作为推荐信任的信任度量,预先排除恶意推荐意见,并有效防止车辆的串通攻击。与现有的基于信任的检测方法相比,该方法加快了检测速度,并简化了推荐传递。仿真实验表明,该方法有较快的检测速度,从网络丢包率和恶意节点检测率可以看出此信任模型对检测恶意节点具有较好的性能。
IPv6 AS级Internet抗毁性研究
秦李,黄曙光,陈 骁
计算机科学. 2015, 42 (8): 161-165. 
摘要 ( 85 )   PDF(1010KB) ( 255 )   
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随着互联网和物联网的飞速发展,通信协议从IPv4过渡到IPv6已是必然趋势。采集了CAIDA Ark项目的最新数据(时间为2014年6月),通过对IPv6 AS级Internet建模,验证了该网络所具有的小世界和无标度特性。在分析Internet结构及常用抗毁性测度的基础上,提出了IPv6 AS级Internet的抗毁性测度指标和抗毁性实验方法。实验结果表明,在不同的攻击策略下,网络具有鲁棒且脆弱的特性,在遭到基于度的蓄意攻击时,网络抗毁性最差,同时也表明构建的抗毁性测度可以很好地表征Internet的抗毁性水平。
基于语义相似度的静态安全策略一致性检测
唐成华,王丽娜,强保华,汤申生,张 鑫
计算机科学. 2015, 42 (8): 166-169. 
摘要 ( 93 )   PDF(414KB) ( 293 )   
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安全策略语义是人类控制安全行为意志的表达。针对策略语义在定义和转换过程中存在的冲突等问题,提出一种基于语义相似度的静态安全策略一致性检测模型与算法。首先建立策略领域本体并提取特征因子,给出基于本体中概念特征的语义相似度计算方法;继而以防火墙安全策略为例建立实例检测模型,运用静态安全策略一致性检测算法对冲突策略进行标记处理,并保证最终的策略规则库的一致性。实验结果表明,该算法具有较好的检测效果,为解决安全策略在定义、制定和映射等阶段的冲突提供了一种可行的途径。
计算机免疫危险理论中危险信号的提取方法研究
杨超,李 涛
计算机科学. 2015, 42 (8): 170-174. 
摘要 ( 106 )   PDF(418KB) ( 271 )   
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危险理论是人工免疫系统的一个重要研究分支,它从危险的角度出发对免疫系统的工作原理进行了新的阐述,目前已广泛应用于入侵检测、机器学习和数据挖掘等领域。建立危险理论模型的首要问题是如何自适应地提取危险信号。从变化导致危险这一思想出发,建立了一套基于变化特征的危险信号自适应提取模型;针对不同类型系统资源的特点,设计了基于值变化和特征变化的两种危险信号提取方法。同时,通过实验验证了该模型在不依赖先验知识的情况下,能够自适应地提取危险信号。
虚拟化环境中基于神经网络专家系统的Rootkit检测方法研究
赵志远,朱智强,孙磊,马可欣
计算机科学. 2015, 42 (8): 175-179. 
摘要 ( 86 )   PDF(425KB) ( 215 )   
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针对现有虚拟化环境客户操作系统中对Rootkit检测存在误判率高、无法检测未知Rootkit等问题,提出了一种基于神经网络专家系统的Rootkit检测方法(QPSO_BP_ES)。该方法将神经网络与专家系统相结合,利用其各自的优势构成检测系统。在实际检测时,首先捕获事先选取出来的Rootkit典型特征行为,然后通过训练好的神经网络专家系统来检测客户操作系统中是否存在Rootkit。最后通过实验表明,QPSO_BP_ES检测系统模型可以降低误判率,有效地检测已知和未知的Rootkit。
基于FOO投票协议的无收据电子投票方案
罗芬芬,林昌露,张胜元,刘忆宁
计算机科学. 2015, 42 (8): 180-184. 
摘要 ( 223 )   PDF(428KB) ( 420 )   
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安全且实用的电子投票协议是信息安全领域的热点问题之一。引入了盲签名、投票编号、申诉标识等工具,提出了一种新的无收据的电子投票方案,该方案进一步完善了FOO投票协议,可保证选票的匿名性、可验证性和无收据性,并且允许投票者中途弃权。该方案不仅保持了原方案的各种优点,而且增强了系统的安全性和灵活性。因此,与其他类似方案相比较,该方案具有更好的通用性和实用性。
基于用户行为记录的云服务隐私保护体系和算法
季正波,白光伟,沈 航,曹 磊,朱 荣
计算机科学. 2015, 42 (8): 185-189. 
摘要 ( 112 )   PDF(444KB) ( 209 )   
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针对移动云服务中用户的行为记录影响隐私安全的问题,提出一种基于第三方接入控制的环身份框架。在用户身份注册部分,身份接入控制端为用户提供环身份证书,来确保云服务不能跟踪用户的虚拟身份;在用户数据检测部分,数据接入控制端对数据进行调度和行为记录整合,来防止关键数据存储位置泄露,并且为用户群生成环数字签名,使用户的隐私身份对云服务工作人员保密。 对所提出的机制进行了安全性验证与评价,理论分析结果表明,提出的方案能够很好地解决用户行为记录对关键数据位置以及用户身份隐私的泄露问题。
独立群密钥更新模型研究
周健,孙丽艳
计算机科学. 2015, 42 (8): 190-193. 
摘要 ( 89 )   PDF(394KB) ( 299 )   
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针对群组密钥更新中非更新成员参与共享密钥计算增加交互延时的问题,提出了一种独立密钥更新模型,通过门限密钥共享秘密乘积机制和双线性对设计一种独立群组密钥管理方案,群组成员具有满足密钥独立性的解密密钥。公开加密密钥更新不会破坏非更新成员解密密钥的有效性,使得非更新成员不参与密钥加入/退出操作,减少密钥更新延时和计算开销,符合独立密钥更新模型,适用于计算和延时受限的无线网络场景。
一种新型的防范历史攻击的k-匿名算法
李响,孙华志
计算机科学. 2015, 42 (8): 194-197. 
摘要 ( 82 )   PDF(591KB) ( 259 )   
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针对位置信息服务(LBS)中出现的连续查询的隐私问题,提出了一种新型的防范历史攻击的k-匿名算法。该算法根据周围用户的位置、移动速度和移动方向,预测这些用户将来的位置,利用这些位置计算出未来不同时间点上将某用户加入匿名集使匿名区域增大的面积,利用贪心算法优先选择增大面积之和最小的用户加入匿名集。在OPNET 14.5平台下进行了仿真实验,实验结果证明了该算法所形成的匿名区域大小适当,在历史攻击的情况下,既能保护用户的隐私,又能保证一定的服务质量。
软件与数据库技术
故障树领域本体及SWRL规则的构建方法研究
周亮,黄志球,黄传林
计算机科学. 2015, 42 (8): 198-202. 
摘要 ( 191 )   PDF(942KB) ( 457 )   
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故障树(Fault Tree,FT)被广泛应用于系统故障的快速定位,但其因缺乏精确的语义信息而存在重复构建问题。将本体引入到故障树领域中,并对如何构建故障树本体及相应的SWRL规则进行了研究:首先采用本体描述语言 (Web Ontology Language,OWL)对故障树中的概念及概念之间的关系进行知识表示,构建了一个可共享、可重用、可扩展的故障树领域本体;然后将故障树中事件之间的逻辑关系转化成语义 Web 规则语言 (Semantic Web Rule Language,SWRL);最后将构建的故障树领域本体和SWRL规则放入JESS推理机中进行推理,产生新的知识,用于系统故障的快速定位。实验证明,使用所提出的方法能在解决故障树重复构建问题的同时,不对系统故障的快速定位产生影响。
嵌入式操作系统的形式化验证研究
陈丽蓉,李允,罗蕾
计算机科学. 2015, 42 (8): 203-214. 
摘要 ( 276 )   PDF(1368KB) ( 511 )   
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描述了一个汽车电子嵌入式实时操作系统的分层形式模型:在低层,该操作系统的顺序内核承担基础设施的角色,实施任务、ISR和系统服务等并发执行体之间的切换;而在高层,该操作系统向用户提供可并发执行的系统服务。两个层次的模型具有不同的配置状态视图和操作粒度。作为最重要的安全相关特性,应用与OS之间的存储隔离保护机制在顺序内核的模型中得以体现。建立了操作系统的实现正确性定理,包括相应的仿真关系和实现不变量。根据该操作系统两个部分模型的特点及相应代码的实现语言情况,选择组合应用定理证明器Isabelle/HOL和程序验证工具VCC的方式,有效完成了该操作系统的形式化验证。
面向方面业务流程建模中的方面追踪
倪珊珊,张 璇,李 彤,张瑞云
计算机科学. 2015, 42 (8): 215-219. 
摘要 ( 86 )   PDF(395KB) ( 243 )   
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降低模型的复杂度在业务流程管理(BPM)领域是一个关键的问题。面向方面的业务流程建模主张从主流程中分离出不同的关注点,并单独建模,然后通过一定的编织机制组合方面与主流程。但如何验证方面织入对主流程的影响,是一个亟待解决的问题。基于Petri网提出并实现了面向方面业务流程建模中的方面追踪方法,并用一个银行业务流程的案例来验证了所提出的方法。
基于Hadoop的Web服务语义可信QoS发现模型
何小霞,谭 良
计算机科学. 2015, 42 (8): 220-224. 
摘要 ( 93 )   PDF(990KB) ( 216 )   
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随着Web服务应用的快速增长,用户如何在众多功能相似的Web服务中更加准确地选择出满足自己QoS需求的Web服务是一个亟需解决的问题。目前已有的研究工作存在两个问题,其一是对QoS的量化存在客观性和准确性问题,其二是对服务质量缺乏语义描述,QoS匹配时也仅限于数值上的匹配。针对这两个问题,利用Hadoop的分布式注册、查找服务模式,提出了基于Hadoop的Web服务语义可信QoS发现模型。本模型从数值匹配和QoS语义匹配两方面考虑,首先,用主客观赋权模式为多维QoS属性赋权值,提高QoS属性的客观性和准确性,并加入信誉度参数来提高Web服务QoS属性的可信性;其次,对OWL-S进行了QoS本体扩展,以满足客户对服务质量的语义匹配需求。通过验证表明,本模型能有效解决查询瓶颈和单点失效问题,且能根据用户QoS需求偏好更加准确地找到满足用户需要的Web服务。
REPS:一种高效的容错并行概率流Skyline查询方法
张卫华,李小勇,马俊,余杰
计算机科学. 2015, 42 (8): 225-230. 
摘要 ( 96 )   PDF(669KB) ( 232 )   
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概率数据流的并行Skyline查询作为当前大数据分析的一个重要方面,在诸多实际应用中发挥着重要作用。针对并行概率流Skyline查询过程中因发生故障而导致查询结果不准确和查询中断等问题,提出了一种基于复制的容错并行Skyline查询方法REPS。该方法选择参与并行处理的计算节点作为副本节点,并采用层次-循环式数据副本放置策略,选择优先级高的副本恢复数据来保证数据恢复的高效性;同时将故障检测、丢失数据恢复和查询过程恢复贯穿于整个查询更新过程中,以减少容错处理的额外通信和计算开销,并实现快速的容错并行查询。实验结果表明,REPS方法不仅在无故障发生和单个节点失效时具有较高的查询处理效率,而且对于多节点失效情形,仍然能够保持较高的查询处理速率且满足查询需求。
路网中基于Voronoi图的反向最近邻查询方法
张丽平,经海东,李松,崔环宇
计算机科学. 2015, 42 (8): 231-235. 
摘要 ( 91 )   PDF(495KB) ( 237 )   
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针对已有的在路网中的反向最近邻(Reverse Nearest Neighbor,RNN)查询方法存在的不足,提出了利用网络Voronoi图(Network Voronoi Diagram,NVD)的NVD-RNN算法,该算法具有较好的效果,它把路网划分成小的Voronoi区域,并且采用了两个过程:过滤过程和精炼过程。过滤过程主要是提前存储可能的查询结果。精炼过程主要是从可能的结果集合中找到查询结果。并且进一步给出了处理新增加点的ADDNVD-RNN算法和处理删除点的DENVD-RNN算法。实验表明,该算法在处理路网中的反向最近邻问题时有明显的优势。
Vague数据库Skyline查询技术研究
赵法信,金义富
计算机科学. 2015, 42 (8): 236-239. 
摘要 ( 84 )   PDF(385KB) ( 244 )   
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Skyline查询处理是近年来数据库领域的一个热门研究方向。由于现实世界中普遍存在着大量不精确、不确定的信息,Skyline查询也随之成为模糊数据处理中的一个重要内容。在已有研究的基础上,讨论了基于Vague关系数据模型的Skyline查询,其用于查询给定Vague关系中的任意元组确定不被该关系中的任意其它元组所支配的程度,并给出了相关的计算公式和查询算法,该算法可直接作用于Vague关系数据库,而无需对Vague关系数据库对应的所有可能性状态逐一进行扫描,具有较高的执行效率。在此基础上,还进一步讨论了带有预选择条件的Skyline查询的计算方法。
人工智能
基于程度不可区分关系的粗糙集模型
秦克云,罗珺方
计算机科学. 2015, 42 (8): 240-243. 
摘要 ( 101 )   PDF(287KB) ( 224 )   
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不可区分关系是粗糙集理论的基础。针对信息系统,提出了程度不可区分关系的概念来刻画信息系统中对象的可区分性程度的差异。提出了基于程度不可区分关系的粗糙集模型,并讨论了模型的基本性质,最后研究了基于程度不可区分关系的粗糙近似算子与Pawlak近似算子的关系。
一种新的基于MSC和ISOMAP的快速流形学习算法
雷迎科
计算机科学. 2015, 42 (8): 244-248. 
摘要 ( 103 )   PDF(1200KB) ( 259 )   
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针对等距特征映射(ISOMAP)算法计算复杂度高的问题,提出了一种新的基于最小子集覆盖(MSC)策略的快速等距特征映射算法(Fast-ISOMAP)。与原始的ISOMAP算法相比,Fast-ISOMAP算法在不显著改变原始ISOMAP算法嵌入性能的条件下,大大提高了算法的计算效率,也适用于大规模流形学习问题。在标准数据集上的实验结果验证了该算法的有效性。
基于人类社交行为的动态多目标优化
伍大清,郑建国,朱佳俊,孙 莉
计算机科学. 2015, 42 (8): 249-252. 
摘要 ( 110 )   PDF(405KB) ( 209 )   
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为了提高多目标微粒群优化算法处理多目标优化问题的性能,降低计算复杂度,改善算法的收敛性,提出了一种基于人类社交行为的多目标动态微粒群优化算法。考虑到粒子寻优过程受到环境中精英粒子与平庸粒子的影响,分别对自身产生推力与阻力作用,并引入局部跳出策略,使算法具有很强的全局搜索能力和较好的鲁棒性能。通过典型的多目标优化函数对算法进行了测试验证,结果表明提出的多目标算法具有较快的收敛速度和较强的跳出局部最优能力,性能优越,可供许多领域优化问题求解借鉴。
基于平均熵的自适应人工蜂群算法
徐双双,黄文明,雷茜茜
计算机科学. 2015, 42 (8): 253-258. 
摘要 ( 143 )   PDF(486KB) ( 479 )   
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针对基本人工蜂群算法容易陷入局部最优和早熟等问题,提出一种改进的人工蜂群算法(ASABC)。利用平均熵机制初始化种群,增加种群的多样性,避免算法陷入早熟;同时,采用自适应调节邻域搜索步长的策略来提高算法的局部搜索能力,提升算法的计算精度;为了平衡算法的全局搜索能力和局部搜索能力,引入自适应比例选择策略来代替人工蜂群算法的适应度比例选择方法。对8个标准测试函数的仿真实验结果表明,与3种常见的智能优化方法相比,改进的算法具有显著的局部搜索能力和较快的收敛速度。
基于全局正区域不一致性的快速求核算法
赵洁,梁俊杰,董振宁,陈 旭,唐德育
计算机科学. 2015, 42 (8): 259-264. 
摘要 ( 95 )   PDF(462KB) ( 245 )   
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首先基于改进的Hash和位运算设计了快速等价类与正区域算法,将其作为求核基础;然后设计基于全局正区域不一致性的快速求核算法。区别于现有算法在求核过程中需要反复多次求正区域,深入分析了核属性ai的特征,捕捉两类C-{ai}所形成的正区域与全局正区域的不一致,不需要反复求完整的C-{ai}正区域,通过3个定理证明了基于全局正区域不一致性识别核属性的正确性和有效性。使用UCI中21个数据集、超高维和海量数据集进行全面检验,结果表明无论是多/少实体、多/少属性和有/无核的决策表,本算法在大部分情况下都优于现有同类算法,尤其适用于大型决策表。
基于三支决策理论的条件属性权重构造方法
薛占熬,朱泰隆,薛天宇,刘杰
计算机科学. 2015, 42 (8): 265-268. 
摘要 ( 95 )   PDF(436KB) ( 266 )   
参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
针对传统决策过程中权重规则确定的主观性和参数数值计算的不确定性问题,在粗糙集和三支决策理论的基础上,对条件属性权重构造方法进行了研究。重新定义了属性确定度和属性约简度,提出了一种属性权重构造方法,通过实例将该方法与其它条件属性权重构造方法进行了分析比较,证明了其有效性。该方法基于数据本身,不需要先验信息,从客观的角度对属性进行判断,决策者通过该方法可以得到更加合理的权重分配,做出符合实际的决策。该论文对研究属性权重分配问题,具有一定的理论价值。
复杂细微差异化网络数据特征的语义优化提取算法
杨伟杰
计算机科学. 2015, 42 (8): 269-272. 
摘要 ( 55 )   PDF(619KB) ( 205 )   
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对网络数据的复杂、细微、差异化特征进行语义提取,是实现Web网络数据准确识别和检索的关键技术。复杂、细微、差异化的网络数据语义特征具有非线性和随机散布性的特点,其主题分布广、更新频率大,从而造成语义特征提取困难。传统方法采用小波基函数投影算法进行语义特征的提取,性能不好。提出了一种基于Dopplerlet变换匹配投影的网络数据特征语义优化提取算法。首先构建语义高斯边缘化矩形窗函数进行融合滤波处理,通过文本切分把大量的信息熵数据进行小波基函数投影,有效剔除簇内异常数据;然后利用Dopplerlet变换匹配投影的自相似特性,自适应匹配语义的非线性谱特征,在Hilbert张成子空间中,实现对语义特征的提取和优化表达,再完成提取。仿真实验表明,该算法提高了对网络数据特征语义的表达能力,能有效区分差异网络数据中的冗余数据和残差数据,提高对杂细微差异化网络数据的检测识别和检索能力。
LTE-A飞蜂窝系统干扰协调智能优化算法
高潮欣,陈 昕,向旭东
计算机科学. 2015, 42 (8): 273-278. 
摘要 ( 75 )   PDF(485KB) ( 213 )   
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在同频组网的LTE-A飞蜂窝系统中,飞蜂窝基站的密集部署会造成较为严重的同频干扰,导致网络吞吐量和用户的服务质量(Quality of Service,QoS)降低。部分频率复用(Fractional Frequency Reuse,FFR)作为常用的干扰协调方案,可以有效地提高边缘用户的服务质量。在FFR方案的基础上,通过结合遗传算法和基于模拟退火的图着色算法,提出了一种智能优化部分频率复用(Intelligence-FFR,I-FFR)算法。该算法能够动态地调整中心区域所占比例和边缘区域的频率复用因子,以增加宏小区吞吐量,降低小区边缘区域用户的中断概率。仿真结果表明,与FFR-3干扰协调算法相比,提出的I-FFR算法可使宏小区吞吐量提升15%,同时边缘区域平均用户的中断概率从85%降低到40%。
LDA语义理解研究
高阳,杨璐,刘晓升,严建峰
计算机科学. 2015, 42 (8): 279-282. 
摘要 ( 94 )   PDF(405KB) ( 280 )   
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潜在狄利克雷分配(LDA)被广泛应用于文本的聚类。有效理解信息检索的查询和文本,被证明能提高信息检索的性能。其中吉布斯采样和置信传播是求解LDA模型的两种热门的近似推理算法。比较了两种近似推理算法在不同主题规模下对信息检索性能的影响,并比较了LDA对文本解释的两种不同方式,即用文档的主题分布来替换原查询和文本,以及用文档的单词重构来替换原查询和文本。实验结果表明,文档的主题解释以及吉布斯采样算法能够有效提高信息检索的性能。
基于聚类、空间分集和轨迹连续的实时定位算法
陈业纲,徐则同
计算机科学. 2015, 42 (8): 283-287. 
摘要 ( 94 )   PDF(1015KB) ( 230 )   
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针对多样本消除接收信号强度其时域浮动易造成定位的更新率下降和实时性降低的问题,首先在定位阶段利用空间分集技术,建立相邻位置信号强度的矢量队列来计算当前位置的强度;然后利用轨迹的连续性质,消除时域浮动产生的定位误差,同时通过对指纹数据库进行聚类,在对目标定位时只需在较小的聚类集合中进行少量计算,无需遍历整个数据库,且计算量不随指纹数据库的增大而增加,极大地降低了计算量;最后进行了实验仿真,结果表明该算法能有效减小运算量和定位误差。
基于约束的模糊概念格构造算法
崔芳婷,王黎明,张卓
计算机科学. 2015, 42 (8): 288-293. 
摘要 ( 86 )   PDF(540KB) ( 250 )   
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一般的模糊概念格在构造过程中没有考虑用户的需求,用户对模糊概念格节点中一些属性集形成的内涵并不感兴趣。为了增强模糊概念格的针对性,降低模糊概念格构造的时空复杂性,构造满足用户需求的模糊概念格,首先将用户感兴趣的背景知识定义为约束条件,根据用户关心的属性间关系,将约束条件分为3类:单约束、与约束及或约束,并采用谓词公式表示,进而提出了基于约束的模糊概念格(Constrained Fuzzy Concept Lattice,CFCL)构造算法。该算法自底向上构造模糊概念格,利用模糊概念格父子节点内涵的单调关系,采用剪枝技术来减少构造过程中判断模糊概念是否满足约束的次数,提高了模糊概念格的构造效率。实验结果表明,该算法能够有效地减少模糊概念格的存储空间和构格时间。
图形图像与模式识别
基于GPU的散斑三维重建系统
韩磊,徐 波,黄向生,张彦峰
计算机科学. 2015, 42 (8): 294-299. 
摘要 ( 118 )   PDF(495KB) ( 726 )   
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散斑相关算法可以用来估计场景的深度信息,但因易受到噪声干扰且计算量大而难以应用在基于普通计算机的三维重建系统中。采取零均值归一化互相关函数(ZNCC)作为相关算法的匹配代价函数,对传统的ZNCC快速计算方法进行修改并将其应用于计算机的通用图形处理器(GPU),实现了实时的场景三维重建效果。对比实验表明,在精度一致的前提下,提出的GPU计算方法的速度是CPU算法的39倍。
一种基于像素梯度信息的背景减除法
张小骏,刘志镜,陈昆
计算机科学. 2015, 42 (8): 300-304. 
摘要 ( 85 )   PDF(680KB) ( 229 )   
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讨论了背景模型的更新参数与模型精度的关系。通过精确的梯度背景模型值间接估计当前帧中背景像素理论上的期望梯度值。以高斯模型为基础,将当前帧背景像素的实际梯度值与其理论上的期望值进行比较,计算偏差概率,以此为基础,形成不依赖于局部纹理的梯度特征的相似性度量方法。再用梯度特征的相似度量化地调整差分图像在各像素点处的二值化阈值,实现像素值信息与梯度信息的融合使用。实验表明,本方法对前景分割有一定的改善效果。
BSFCoS:基于分块与稀疏主特征提取的快速协同显著性检测
周培云,李静,沈宁敏,庄毅
计算机科学. 2015, 42 (8): 305-309. 
摘要 ( 89 )   PDF(1017KB) ( 229 )   
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随着图像采集技术的迅速发展,原始数字图像越来越清晰,已有的协同显著性检测方法在处理这些图像时所需的计算机内存也越来越大,并且伴随着很高的计算复杂性,严重影响了人机交互的实时性。因此,迫切需要一种快速的协同显著性检测方法。提出了一种基于图像分块与稀疏主特征提取的快速协同显著性检测方法(BSFCoS)。该方法在将图像均匀分割成若干个图像块的基础上,从Lab和RGB两种颜色空间上抽取底层特征,再使用截断幂(Truncated Power)的稀疏主成分分析方法进行稀疏主特征提取,以达到在最大程度保留原图像特征的同时减少特征点的数量与属性个数的效果。然后使用K-Means对提取的稀疏主特征进行聚类,并在聚类结果的基础上进行3种基于聚类的显著特征权值的计算。最后,将通过特征融合生成的单幅图像显著图和多幅图像显著图进行组合,以生成协同显著图。在Co-saliency Pairs与CMU Cornell iCoseg两个标准数据集上进行了实验仿真,实验结果表明,与其他协同显著性检测方法相比,BSFCoS在保证检测效果的同时大幅提高了针对多幅图像的协同显著性检测的速度。
彩色图像分形维数的计算方法
李玉蓉,段江
计算机科学. 2015, 42 (8): 310-313. 
摘要 ( 78 )   PDF(593KB) ( 204 )   
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分形维数是描述图像复杂性的一种重要测度,广泛应用于图像特征提取及图像分类、分割和检索等方面。多种黑白图像和灰度图像的分形维数计算方法已被提出,但其中很少有适用于彩色图像的分形维数计算方法。把计算灰度图像分形维数的差分盒维法扩展到欧氏五维空间,提出了一种简单且易实现的计算彩色图像分形维数的方法。实验结果表明,提出的方法能够捕捉到彩色图像纹理的复杂性,在识别彩色图像粗糙度变化和计算精度方面优于其它算法。
基于自适应阈值Kirsch-LBP纹理特征的均值漂移目标跟踪算法
唐继勇,仲元昌,张校臣,赵国龙
计算机科学. 2015, 42 (8): 314-318. 
摘要 ( 110 )   PDF(1197KB) ( 228 )   
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针对以颜色特征建立概率模型的Mean Shift目标跟踪算法在光线变化时存在的缺陷,提出了一种融合 改进型纹理特征与HSV颜色特征的Mean Shift目标跟踪算法。首先,设计一种具有抗光性能的自适应阈值Kirsch-LBP纹理特征算子,该算子利用Kirsch算子的8个方向模板所求的差值,并采用LBP模板均值作为自适应阈值,再按照旋转不变LBP原理提取局部纹理特征;其次,利用不同特征相似性系数间的关系作为加权准则来构建新的权重;最后,将其嵌入到Mean Shift算法中以实现目标跟踪。对比实验结果表明,本算法在光线变化场景中也具有良好的目标跟踪特性,广泛适用于光照变化和姿态变化等复杂场景下的目标跟踪领域。
基于图像配准的食品包装印刷缺陷检测与实现
杨祖彬,代小红
计算机科学. 2015, 42 (8): 319-322. 
摘要 ( 103 )   PDF(617KB) ( 290 )   
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传统食品包装印刷缺陷检测系统采集的实时图像和标准图像在空间上存在着较大的差异,在缺陷检测前首先要将实时图像与标准图像配准,再进行图像缺陷检测与识别。针对传统检测方法检测时间长、分拣效率低、漏检率高和对人视觉要求高等缺点,在图像增强处理的基础上,提出了一种适用于食品包装印刷缺陷检测的图像配准算法。该算法利用小波变换改进算法对图像边缘进行检测,有效地解决了噪声所产生的误检问题。实验仿真结果表明,该算法具有较高的稳定性和可靠性,能够精确检测出小于0.1 mm的刀丝和拉条等细微缺陷,实现了食品包装印刷品的无损检测。