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5期, 刊出日期:2018-11-14
  
综述
投票理论研究现状及其展望
张 楠,陈 荣,郭世凯
计算机科学. 2015, 42 (5): 1-9.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.001
摘要 ( 236 )   PDF(892KB) ( 718 )   
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社会选择理论是研究如何表达和聚合个体选择的一门学问。而社会选择理论与计算机科学的融合产生了称为计算社会选择的交叉学科,该学科成为社会计算的重要研究内容之一,在人工智能、经济和计算性理论领域引起了轰动。其一方面引入了复杂性分析和算法设计等计算机学科中常用的技术来对社会选择机制进行研究;另一方面也通过引入社会选择理论中的概念来推动计算机技术的发展,特别是在多智能体系统研究中有着成功的应用。投票理论是计算社会选择中最重要的研究主题之一。首先介绍常见的投票方法以及投票理论的形式化框架;再对投票理论中所关心的操纵问题做分析;然后介绍在组合域上的投票;最后对其他相关问题作简要介绍,并对该领域未来的发展与应用做出展望。
航空航天嵌入式计算机体系架构评估模型
韩 伟,白晓颖,谢建春
计算机科学. 2015, 42 (5): 10-13.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.002
摘要 ( 146 )   PDF(386KB) ( 426 )   
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典型的航空航天嵌入式计算机具有很多共同的特点,在体系架构的设计方面表现尤为突出。从飞机飞行控制计算机、导弹制导控制计算机和星载计算机3种典型嵌入式计算机入手,分析了航空航天行业嵌入式计算机的体系架构特点和共性技术,从模块化、网络、综合化、集约化、长寿命、COTS和开放性7个体系架构特征开展研究,归纳出通用架构、成本控制和适应发展3个评价维度,从而构建了针对这类嵌入式计算机的体系架构评估模型。对每个体系架构特征提出了基本的评判原则和具有可操作性的参考项,并给出了整机、评价维度和体系架构特征三者的分级之间的关系,以此便可对嵌入式计算机进行分级,以满足不同的评估需求。以两种先进的航空嵌入式计算机的评估为例,说明了评估的过程和方法。评估实例表明,该评估模型清晰、有效、实用。
基于进出口贸易的帝国主义竞争算法
王帅群,敖日格乐,高尚策,唐 政,马海英
计算机科学. 2015, 42 (5): 14-18.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.003
摘要 ( 243 )   PDF(905KB) ( 286 )   
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帝国主义竞争算法是受社会现象启发的一类新颖的群智能优化算法,但是 它与其他的进化算法一样,对于多峰函数也存在收敛速度慢和容易陷入局部最优的缺陷。国际贸易是指不同国家和地区之间的商品和劳务的交换活动,有利于经济的发展,但在经济贸易中又存在贸易顺差和贸易逆差,一国不易长期存在贸易顺差或者贸易逆差,必须及时调整才利于国民经济的健康发展。受这种现象的启发,提出了基于进出口贸易的帝国主义竞争算法,选择了1个基准函数作为测试函数来实时跟踪算法的性能。结果表明,解的质量和收敛速度都有了明显的改善。兰纳-琼斯势问题是分子势能最小化问题,其局部最小值随原子数目呈指数增加,因此将基于进出口贸易的帝国主义竞争算法应用在兰纳-琼斯问题上来展现其解决实际问题的能力,并与免疫算法进行比较,结果表明,解的质量和收敛速度都有了明显的改善。
形式化智能世界的建模过程
孙善武,王 楠,欧阳丹彤
计算机科学. 2015, 42 (5): 19-23.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.004
摘要 ( 201 )   PDF(387KB) ( 350 )   
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各种网络化实体或智能实体的嵌入将物理世界转变为智能世界,增加了基于物理世界统一抽象模型的推理复杂性。基于Saitta和Zucker定义的知识重构与抽象模型,提出一种新的表示智能世界的方法。通过感知重构过程,根据构成实体之间的通信关系自动构建3个可区分的、相互关联的子模型,即物理世界、网络化世界和虚拟世界,3个子模型之间的关系构成了智能世界的一个集成化模型。着重介绍了感知重构过程的形式化表示和推理机制。实际搭建的智能世界设计诊断推理实验表明, 与基于知识重构和抽象一般物理世界模型相比,基于提出的智能世界模型的推理过程可以将系统故障限制在一个子模型中,从而较大程度地缩小了诊断的搜索空间。
不同MapReduce运行系统的性能测试与分析
易修文,李天瑞,张钧波,滕 飞
计算机科学. 2015, 42 (5): 24-27.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.005
摘要 ( 120 )   PDF(402KB) ( 486 )   
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随着云计算技术的发展,许多MapReduce运行系统被开发出来,如Hadoop、Phoenix和Twister等。直观上,Hadoop具有很强的可扩展性、稳定性,适合处理大规模离线应用;Phoenix具有运行速度快等优点,适合处理数据密集型任务;Twister是轻量级的迭代系统,非常适合迭代式的应用。不同的应用在不同的MapReduce运行系统中有着不同的性能。通过测试不同应用在这些运行系统上的性能,给出了实验比较和性能分析,从而为大数据处理时选择合适的并行编程模型提供依据。
2014' 数据挖掘会议
深度学习研究进展
郭丽丽,丁世飞
计算机科学. 2015, 42 (5): 28-33.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.006
摘要 ( 799 )   PDF(780KB) ( 3266 )   
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深度学习(Deep Learning) 是一个近几年备受关注的研究领域,在机器学习中起着重要的作用。如果说浅层学习是机器学习的一次浪潮,那么深度学习作为机器学习的一个新领域,将掀起机器学习的又一次浪潮。深度学习通过建立、模拟人脑的分层结构来实现对外部输入的数据进行从低级到高级的特征提取,从而能够解释外部数据。首先介绍了深度学习的由来,分析了浅层学习存在的弊端;其次列举了深度学习的经典方法,主要以监督学习和无监督学习来展开介绍;然后对深度学习的最新研究进展及其应用进行了综述;最后总结了深度学习发展所面临的问题。
基于人工免疫算法的增量式用户兴趣挖掘
左万利,韩佳育,刘 露,王 英,彭 涛
计算机科学. 2015, 42 (5): 34-41.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.007
摘要 ( 135 )   PDF(922KB) ( 315 )   
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了解用户兴趣是为用户提供个性化服务的关键。用户兴趣有短期兴趣和长期兴趣之分,且具有不稳定性。受人工免疫系统的启发,巧妙地将免疫应答过程应用于用户兴趣挖掘。首先将概率与时间相结合,提出“概念时序动态”的概念,以更好地刻画用户在一段时间内对同一兴趣的关注程度;然后基于人工免疫原理,建立抽取兴趣标签的分类器来提取用户兴趣标签;最后针对增量式学习,建立兴趣标签的“概念时序动态”,刻画出用户兴趣自首次出现以来受关注的程度,以此为依据来判断兴趣是否存在迁移及遗忘现象,并为每个兴趣标签附上权重。其主要贡献是创造性地将人工免疫原理应用于用户短期兴趣和长期兴趣的挖掘,并具有增量特性,可以很好地体现用户兴趣迁移特征,是一种自然完整的用户兴趣模型。实验结果表明,该学习模型能够很好地发现用户关注的领域,其平均精度和召回率分别达到79.5%和74.4%,是目前最贴近用户的兴趣挖掘模型。
基于领域划分的微博用户影响力分析
刘金,吴 斌,陈 震,沈崇玮
计算机科学. 2015, 42 (5): 42-46.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.008
摘要 ( 120 )   PDF(772KB) ( 546 )   
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近年来微博作为一种新兴的社交网络逐渐被广大用户使用。微博信息简短、更新迅速、包含信息量大,给微博用户获取信息带来了诸多不便,因此,利用影响力分析的手段找到具有较大影响力的微博用户具有重大意义。微博内容较传统的媒体信息具有较强的时效性和权威性,同时微博用语也极其不规范,这给微博用户影响力的分析带来了极大的困难。首先对获取的微博用户信息进行领域的划分,采用基于微博内容和用户关注的方式将用户归类到其所属的领域。其中,采用新词发现以及特征扩展的方法来提高划分结果的准确性。然后,对各个领域的用户进行影响力分析,提出3种影响力传播模型,用户最终的影响力大小根据3种模型的结果进行加权计算。最后对实验结果进行分析、比较,证明了计算用户影响力的方法能取得较优的结果。
基于监督学习的日冕暗化检测与提取算法
田红梅,彭 博,李天瑞,谢宗霞
计算机科学. 2015, 42 (5): 47-50.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.009
摘要 ( 110 )   PDF(833KB) ( 253 )   
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日冕物质抛射(CME)是空间灾害天气的重要驱动源,而日冕暗化(dimming)被认为是CME初发的主要表征,对理解和预测CME具有重要作用。基于极紫外成像望远镜(EIT)和大气成像仪(AIA)的观测数据,实现了图像中日冕暗化现象的检测与提取。通过分析差分图中与暗化现象相关的图像统计特征,采用Adaboost分类算法检测暗化现象的发生,进而分割出日冕暗化区域。实验表明,提出的算法较现有算法能更准确有效地检测和提取日冕暗化区域,为分析日冕暗化特性提供了研究基础。
基于GEPSO模型的面向对象遥感图像分类
王卫红,严鲁琴,金丹丹,徐文涛,李 曲
计算机科学. 2015, 42 (5): 51-53.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.010
摘要 ( 115 )   PDF(587KB) ( 308 )   
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针对演化算法的寻优能力,提出了基于GEPSO(GEP Optimized by PSO)模型的面向对象遥感图像分类方法。先对遥感图像进行分割,选择特征集,然后利用GEPSO算法为每类图像对象构造一个类中心。构造类中心的过程先利用GEP搜索一个次优解,再根据这个次优解利用PSO搜索最优解。实验结果表明,基于GEPSO模型的面向对象遥感图像分类方法具有较高的分类精度。
一种基于开方检验的特征选择方法
黄 源,李 茂,吕建成
计算机科学. 2015, 42 (5): 54-56.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.011
摘要 ( 88 )   PDF(329KB) ( 423 )   
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开方检验是目前文本分类中一种常用的特征选择方法。该方法仅关注词语和类别间的关系,而没有考虑词与词之间的关联,因此选择出的特征集具有较大的冗余度。定义了词语的“剩余互信息”概念,提出了对开方检验的选择结果进行优化的方法。使用该方法可以得到既有很强表征性又有很高独立性的特征集。实验表明,该方法表现良好。
基于特征偏好的聚类研究
方 玲,陈松灿
计算机科学. 2015, 42 (5): 57-61.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.012
摘要 ( 98 )   PDF(370KB) ( 475 )   
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传统的聚类方法,如k均值和模糊c均值,通常并不区分数据特征对聚类的不同贡献或重要度,因此在面对高维数据聚类时,常会导致偏低的聚类性能,这归咎于聚类时未考虑高维数据特征间所存在的高度相关性或冗余。而通过在聚类时为每一特征引入权重并通过聚类目标的优化,不仅能自动获得对应的权重,而且也获得了聚类性能的提升。尽管如此,但无监督获取的特征权重未必吻合用户所期望的特征间的相对重要性(或偏好)。因此尝试利用用户给定的实际偏好设计出能反映特征偏好的聚类方法,其将现有独立于个体聚类的全局加权型偏好聚类方法拓展至聚类依赖的局部特征加权型方法,由此弥补了前者的不足,提升了偏好聚类算法的性能。
面向网页的主题概念挖掘
刘琼琼,左万利,王 英
计算机科学. 2015, 42 (5): 62-66.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.013
摘要 ( 123 )   PDF(409KB) ( 256 )   
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网页主题挖掘对自然语言处理如网页文本分类、文摘自动生成、信息融合等具有重要意义。挖掘网页主题可以帮助用户更好地理解网页内容。尽管已有一些从普通文本中挖掘概念的工作,但其很少考虑单词所属标签和位置对单词权重的影响,且没有工作给出上述两种影响因子的计算方法。借助WordNet,将网页主题从词语扩展到概念层次,提出了使用词性标注和词义消歧确定网页中单词词义并充分利用标签影响因子和位置影响因子对网页正文文本特征进行权重修正的主题概念挖掘方法,给出了两种影响因子的计算公式。在DMOZ数据集上的实验结果表明,修正权重可以明显提高主题挖掘精度,最高可达到0.95。
基于椭圆拟合的热带气旋中心定位研究
刘年庆,张文生,李 林
计算机科学. 2015, 42 (5): 67-71.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.014
摘要 ( 112 )   PDF(948KB) ( 267 )   
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对热带气旋的中心进行定位是预测其未来路径的基础。提出了一种基于椭圆拟合模型的全自动客观方法来代替传统的基于螺线拟合的方法,以实现热带气旋的中心定位。该方法包含梯度方向融合、椭圆线段选取、椭圆中心聚类以及气旋中心确定4个步骤。采用卫星红外图像进行实验,结果表明,提出的椭圆拟合定位方法与中国气象局发布的热带气旋最佳路径数据集在经度和纬度方向的偏差均值小于0.12度,为热带气旋中心定位提供了客观准确的参考。
一种多层自适应形态滤波算法
王家良,程春玲
计算机科学. 2015, 42 (5): 72-77.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.015
摘要 ( 151 )   PDF(1024KB) ( 334 )   
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针对现有形态滤波算法结构固定、预设结构元素和偏倚校正系数等不足,提出一种具有多层结构的自适应形态滤波算法,多层结构共分为3层:输入层、中间计算层、偏倚系数校正层。该算法在面对复杂变化的干扰信号时,可以灵活地选择利用不同结构元素计算得到的结果;同时针对形态开运算和形态闭运算所带来的偏倚现象,通过优化设置偏倚校正系数向量来减弱偏倚现象对滤波效果产生的负面影响。仿真结果表明,该算法改善了形态滤波的性能,具有设计简单、实用性强的特点。
一种灰色极限学习机预测方法
董红斌,逄锦伟,韩启龙
计算机科学. 2015, 42 (5): 78-81.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.016
摘要 ( 203 )   PDF(388KB) ( 365 )   
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预测是一种根据已知数据在过去一定时间段内呈现出的发展的规律性对未来发展趋势进行描述的行为。近年来,预测被应用到很多领域,如电价预测、股票价格预测和气象预测等。然而传统的预测方法由于其精度不高或速度不快等问题,无法满足当今预测领域的需求。针对传统预测方法存在的问题,基于组合预测的思想,结合强化学习的累积函数的概念,提出了结合灰色预测模型和极限学习机的组合预测方法。算法在微软股票信息、Mackey-Glass时间序列数据和台湾液晶屏制造业的制造数据等实验数据集上进行了相关实验,结果表明该算法是有效的。
频繁和高效用项集挖掘
李 慧,刘贵全,瞿春燕
计算机科学. 2015, 42 (5): 82-87.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.017
摘要 ( 168 )   PDF(782KB) ( 354 )   
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对从事务数据库中挖掘有意义的项集的研究已超过10年。然而,大多数的研究要么使用频繁度或支持度(如频繁项集挖掘),要么使用效用值或利润(如高效用项集挖掘)作为主要的衡量标准。单独使用这两种衡量方式都有各自的局限性,比如频繁度很高的项集其效用值有可能很低,而效用值很高的项集其频繁度往往很低,将这些项集推荐给用户没有意义。将这两种衡量标准综合考虑,希望找出那些频繁度和效用值都很高的项集。该项工作最大的挑战是效用值既不满足单调性也不满足反单调性。因此,提出了高效算法FHIMA。FHIMA采用PrefixSpan的思想,挖掘时能避免产生非频繁的候选项集。此外,还根据效用和质量上界的一些性质,有效地缩小了搜索空间,极大地提高了FHIMA算法的效率。
专家干预下置信规则库参数训练的差分进化算法
王韩杰,杨隆浩,傅仰耿,吴英杰,巩晓婷
计算机科学. 2015, 42 (5): 88-93.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.018
摘要 ( 111 )   PDF(484KB) ( 395 )   
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传统关于置信规则库参数训练模型的求解主要采用FMINCON函数及群智能算法,但在算法设计中并未涉及所有的置信规则库参数,且缺少必要的专家干预。为解决这些问题,首先在现有参数模型的基础上进一步扩宽参与参数训练的置信规则库参数,然后设计出符合思维逻辑的专家干预的约束条件,最后结合差分进化算法提出具有更高收敛精度的置信规则库参数训练方法。在实验分析中,首先在多极值函数的实例中分析该方法的有效性,再在输油管道检漏的实例中检验专家干预的合理性及对比现有的其他参数训练方法。实验结果表明,该方法是有效可行的。
基于类别信息的邻域保持嵌入算法
包 兴,张 莉,赵梦梦,杨季文
计算机科学. 2015, 42 (5): 94-97.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.019
摘要 ( 121 )   PDF(578KB) ( 252 )   
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邻域保持嵌入通常被广泛用于发现高维数据的固有内在维数。为了充分利用样本的类别信息,构建了一个具有判别信息的邻接矩阵,其可以使同类样本点更加紧凑而异类样本点更加疏远。在此基础上,提出了基于类别信息的邻域保持嵌入算法。基于类别信息的邻域保持嵌入算法在不破坏原始高维数据局部几何结构的同时,可以使处于不同子流形上的样本点尽量分开。在UCI数据集和ORL人脸数据集上的实验结果表明,基于类别信息的邻域保持嵌入算法具有较高的识别率。
基于知识图的观点句识别算法研究
程显毅, 刘 颖
计算机科学. 2015, 42 (5): 98-105.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.020
摘要 ( 129 )     
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针对观点句的特点提出了适合观点句识别的特征抽取规则。在此基础上,融合图论中最小割原理和机器学习分类方法,引入知识图的概念,并提出了基于知识图的观点句识别算法。以公开评测语料、自建语料和开放语料进行了相关实验,结果表明:基于知识图的观点句识别算法的分类性能和稳定性有明显优势。
2014' 数据挖掘会议
基于kNN的多标签分类预处理方法
徐晓丹,姚明海,刘华文,郑忠龙
计算机科学. 2015, 42 (5): 106-108.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.021
摘要 ( 201 )   PDF(306KB) ( 588 )   
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多标签学习已成为当前机器学习的研究热点。为了提高分类性能,对训练集中的噪声数据进行预处理,提出一种基于k近邻(kNN)的多标签分类去噪方法:对现有的多标签数据集进行分析后获得近似正态分布的特征,通过将噪声标记改为其k近邻标记的方法,滤去部分噪声信息,从而得到相对高质量的数据集。在MULAN平台上使用多个数据集对6种多标签分类算法进行了噪声去除前后的对比测试,实验结果表明,多标签的预处理方法有效提高了分类器的性能。此方法对于分布特征明显的数据集具有较好的适用性。
一种改进的树路径模型在网页聚类中的研究
王亚普,王志坚,叶 枫
计算机科学. 2015, 42 (5): 109-113.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.022
摘要 ( 141 )   PDF(668KB) ( 236 )   
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相似度计算是文本挖掘的基础,也是信息提取过程的关键步骤。对于结构复杂的网页,当前基于传统树路径模型的相似度计算方法在准确性上尚不完善。传统树路径模型未考虑路径出现的先后顺序,并且比较路径相似度时用的是完全匹配,难以在不完全匹配时更精确地描述路径之间的相似度。因此,从网页结构相似度入手,提出了一种改进的树路径模型。该模型充分考虑了兄弟节点之间的关系、路径位置以及路径权重,弥补了传统树路径模型无法表达文档结构和层次信息的缺陷。实验结果表明,该模型提高了识别网页结构相似性的能力,既能对结构差别较大的网页进行良好的区分,又能较好地反映来自同一模板的网页之间的差异性,同时在网页聚类中具有更优的效果。
规范化相似度的符号序列层次聚类
张 豪,陈黎飞,郭躬德
计算机科学. 2015, 42 (5): 114-118.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.023
摘要 ( 79 )   PDF(534KB) ( 234 )   
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符号序列由有限个符号按一定顺序排列而成,广泛存在于数据挖掘的许多应用领域,如基因序列、蛋白质序列和语音序列等。作为序列挖掘的一种主要方法,序列聚类分析在识别序列数据内在结构等方面具有重要的应用价值;同时,由于符号序列间相似性度量较为困难,序列聚类也是当前的一项开放性难题。首先提出一种新的符号序列相似度度量,引入长度规范因子解决现有度量对序列长度敏感的问题,从而提高了符号序列相似度度量的有效性。在此基础上,提出一种新的聚类方法,根据样本相似度构建无回路连通图,通过图划分进行符号序列的层次聚类。在多个实际数据集上的实验结果表明,采用规范化度量的新方法可以有效提高符号序列的聚类精度。
基于半监督图聚类的项目主题模型构建方法
石林宾,余正涛,严 馨,宋海霞,洪旭东
计算机科学. 2015, 42 (5): 119-123.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.024
摘要 ( 80 )   PDF(411KB) ( 365 )   
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项目文档主题表征的好坏直接影响后续评审专家的推荐效果。为有效利用项目文档片段之间的关联关系进行项目主题分析,提出一种基于半监督图聚类的项目主题模型构建方法。该方法首先分析项目文档的结构特点,提取项目名称、项目关键字等能表征主题的结构信息,结合专家证据文档、专家主题关系网等能表征专家主题的外部资源,定义及提取项目文档片段之间的关联关系特征;然后,利用不同类型的关联关系计算项目文档片段之间的相关性,构建项目文档片段间的无向图模型;最后,利用已标记关联关系特征作为聚类的监督信息,采用半监督图聚类算法对项目文档片段进行聚类,从而实现项目主题的提取。项目主题提取对比实验结果验证了所提方法的有效性,项目文档结构化特征、专家证据文档以及专家主题关系网对项目主题模型的构建具有一定的指导作用。
网络与通信
基于梯度信息的无线传感器网络MAC协议研究
杨 兵,张珂珂,李国徽,何伟康
计算机科学. 2015, 42 (5): 124-131.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.025
摘要 ( 89 )   PDF(953KB) ( 234 )   
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在无线传感器网络中,MAC协议负责协调节点竞争,为节点分配共享的无线信道资源。使用节点采集信号强度信息来划分梯度,依据梯度将事件域内节点分配到不同时间空间中来竞争信道,可以减轻信道的负担。仿真实验表明,引入自适应的梯度划分算法能很好地适应网络拓扑结构的变化,采用的梯度跳跃机制可以有效减小由于梯度划分而带来的延迟,并且,所设计的空间相关性控制策略能够有效减小重建误差。
基于探测的多信道无线网状网机会路由算法
沙海进,白光伟,沈 航,张 芃
计算机科学. 2015, 42 (5): 132-135.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.026
摘要 ( 116 )   PDF(375KB) ( 210 )   
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多信道无线网状网的性能在很大程度上依赖于信道分配和路由选择。现有的多信道无线网状网路由大多没有考虑信道之间的干扰问题,从而导致通信性能下降。针对这一问题,提出一种基于探测的多信道无线网状网机会路由(POR)算法。首先,根据干扰能量,选出最佳通信信道集来降低信道间的传输干扰。在此基础上,采用探测方式计算路径期望传输时延,确定候选链路集并运用机会路由机制进行数据传输以最小化端到端的传输时延。实验结果表明,POR可以显著地降低平均端到端时延,提高数据包投递率,为数据传输提供实时性和可靠性保证。
基于数据流和网络编码的无线传感器网络数据聚合算法
封慧英,周 良,丁秋林
计算机科学. 2015, 42 (5): 136-141.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.027
摘要 ( 134 )   PDF(514KB) ( 222 )   
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为了减少分簇的无线传感器网络(WSN)中数据包传输的数量,并使传感器网络的能量效率最大化,提出了一种节能的自适应数据聚合算法。在该算法中,源节点凭借其存储和计算能力,利用数据流技术减少数据包的传输量;当数据从源节点传输到簇头时,簇头根据控制信息选择一组节点作为编码节点,当数据相关性低于某阈值时,该组节点对数据包进行网络编码,若数据相关性高于某阈值,该组节点则会成为聚合节点进行数据聚合,网络编码和数据聚合可以减少簇头冗余流量,提高能量效率。实验结果显示,使用该算法后,数据包交付率有所提高,能量消耗显著减少。
一种多路由器多接口的移动网络多宿方案
尹 星,张三峰
计算机科学. 2015, 42 (5): 142-148.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.028
摘要 ( 126 )   PDF(597KB) ( 220 )   
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为了解决移动网络中移动路由器易出现的单点失效和性能瓶颈的问题,针对现有多宿方案不能同时处理多路由器和多接口混合多宿,以及需要修改网络内部节点等不足,提出了一种可以适用于混合多宿场景的移动网络多宿方案MM-NEMO。该方案定义了移动路由器外部接口常用的重要属性以及这些属性的维护方法,并通过多播技术在移动路由器之间动态地交换接口属性,使移动网络中所有外部接口的信息都以分布式存储的形式保存在每个移动路由器中;然后移动路由器对内部节点发起的通信使用基于信息熵的多属性决策机制进行最佳接口的选择、分配或重定向。特性分析表明,该方案可以同时满足多路由器、多接口以及混合场景的需求,并且对网络内部节点保持透明。仿真结果表明,该方案具有较低的端到端时延和较高的总吞吐量。
基于Givens矩阵和联合非线性不相关的盲源分离新算法
赵礼翔,刘国庆
计算机科学. 2015, 42 (5): 149-152.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.029
摘要 ( 111 )   PDF(287KB) ( 213 )   
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针对源信号统计独立的盲源分离(Blind Source Separation,BSS)问题,提出了一种基于Givens矩阵和联合非线性不相关的盲源分离新算法。由于分离信号独立性的度量是影响算法有效性的重要因素,因此首先提出了一种改进的度量独立性的方法,该方法以独立源信号的联合非线性不相关来度量独立性;其次,结合Givens矩阵可以对分离矩阵施加正交性约束且能减少要估计参数个数的性质,将盲源分离问题转化成无约束优化问题,并利用拟牛顿法中的BFGS算法求解该无约束优化问题,得到分离矩阵;最后,通过模拟混合信号和真实语音混合信号的分离实验验证了该算法的有效性。
一种改进的ZigBee路由优化算法
杜力凯,张 灵,陈云华
计算机科学. 2015, 42 (5): 153-156.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.030
摘要 ( 112 )   PDF(423KB) ( 305 )   
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ZigBee网络在运行的过程中,各个节点工作任务不均匀,从而会使能耗不均匀,导致整个网络过早产生分割死亡,因此提出一种均衡负载的路由优化算法。该算法首先通过发送定向RREQ来减少网络风暴,然后基于单个节点剩余能量、整个网络平均能量、多条路由路径能量代价和多个邻居节点能量这几个因素,通过选择动态路径来构建网络的动态路由,从而避免单条链路的压力。NS2仿真实验表明,改进的路由算法在节点死亡数、能耗和生存时间上都得到优化。
X信道中一种改进的干扰消除方法
田心记,逯 静
计算机科学. 2015, 42 (5): 157-159.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.031
摘要 ( 109 )   PDF(282KB) ( 233 )   
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对于每个用户配置4根天线的X信道,提出了一种改进的干扰消除方法。每个用户采用速率为2的空时分组码,通过在每个用户的发送信号中引入零元素,消除了接收端的非期望接收码字;通过对空时码字进行预编码使得每个接收端的期望接收码字正交传输,从而消除了期望接收码字间的干扰。与相同场景中的已有方案相比,所提方案在保持相同传输效率的同时,极大地减少了反馈量。仿真结果验证了所提方案的有效性。
一种WSN分簇路由协议研究和实现
侯彦军,谭国真
计算机科学. 2015, 42 (5): 160-164.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.032
摘要 ( 147 )   PDF(516KB) ( 267 )   
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近年来,我国兴建了众多基础设施,基础设施的健康监测直接关系着人们的生命和财产安全,也关系着基础设施的正常运行,因此研究面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议至关重要。目前已经有多个成熟平面路由协议和分层路由协议,但它们都存在传感器节点能量有限、结构简单等缺陷。为了延长网络寿命、提高信息传输的可靠性,就需要对现有的路由协议做一些改进,以适应大规模的无线传感器网络。首先分析了设计无线传感器网络路由协议时面临的挑战,分类总结了典型的无线传感器网络路由协议及其优缺点;然后在详细分析LEACH协议的基础上,对LEACH协议在簇头节点选择和簇间路由方面进行改进,提出了面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议。将分簇优化算法和簇间多跳路由算法相结合,组成面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议。实验仿真表明,该路由协议有效地均衡了网络的能耗,推迟了多数节点的死亡,延长了网络的有效寿命。
信息安全
基于身份的跨信任域签密方案
张 雪,冀会芳,李光松,韩文报
计算机科学. 2015, 42 (5): 165-168.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.033
摘要 ( 113 )   PDF(303KB) ( 288 )   
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实际网络环境尤其是未来异构网络融合环境中,各个信任域大多都是独立的自治域,使用不同的系统参数。为此提出了一种新的基于身份的跨信任域签密方案,该方案对PKG系统参数不作限制,各PKG可以使用完全不同的系统公开参数、不同的主密钥和公钥。并且在该签密协议的基础上给出了会话密钥的生成方法。在随机预言模型中给出了安全性证明,在BDH问题是困难的的假设下该协议是安全的,其满足机密性、不可伪造性、不可否认性和公开验证性。在与其他跨信任域签密方案计算开销相当的情况下,该方案不仅实现了跨信任域签密,而且对各PKG参数不作限制。
一类时滞混沌系统的修正函数投影拟同步
柴秀丽,甘志华,王 俊
计算机科学. 2015, 42 (5): 169-172.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.034
摘要 ( 93 )   PDF(331KB) ( 243 )   
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参数失配是基于同步技术的混沌保密通信研究中不可回避的问题。以典型的Lur’e时滞混沌系统为研究对象,利用脉冲控制技术,在驱动-响应系统参数发生失配的情况下,实现了驱动-响应系统的修正函数投影拟同步,同时给出了拟同步的充分条件,估计了拟同步误差限,最后通过数值仿真验证了理论分析的正确有效性。
基于本体的网络安全态势要素知识库模型研究
司 成,张红旗,汪永伟,杨英杰
计算机科学. 2015, 42 (5): 173-177.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.035
摘要 ( 179 )   PDF(450KB) ( 457 )   
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针对现有方法无法统一表达、共享和复用网络安全态势信息的问题,提出了一种基于本体的网络安全态势要素知识库模型的解决方案。首先,结合网络安全态势要素知识的多源异构特点,对其进行分类和提取;其次,按照本体构建原则,构建由领域本体、应用本体和原子本体组成的网络安全态势要素知识库本体模型;最后,通过态势场景分析,验证了模型能够有效获取网络安全态势知识。
一种基于混沌不透明谓词的压扁控制流算法
吴伟民,林水明,林志毅
计算机科学. 2015, 42 (5): 178-182.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.036
摘要 ( 115 )   PDF(400KB) ( 272 )   
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提出了一种基于混沌不透明谓词的压扁控制流算法。该算法将一种新的基于Arnold cat二维混沌映射的N态不透明谓词的构造方法用于改进压扁控制流混淆算法的全局索引变量,并开发了一个基于该算法的JavaScript脚本混淆系统。通过对混淆前后JavaScript程序的静动态分析证明了该混淆算法具有正确性和有效性,同时还能提高混淆后程序的安全性。
一种基于软集和多属性综合的软件漏洞发现方法
唐成华,田吉龙,王 璐,王丽娜,强保华
计算机科学. 2015, 42 (5): 183-187.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.037
摘要 ( 120 )   PDF(378KB) ( 263 )   
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针对软件漏洞检测中的漏洞覆盖率和人工缺陷审查等问题,提出了一种基于软集和多属性综合的软件漏洞发现方法。首先基于多检测工具的可信集成,建立了软件漏洞影响的评估模型;其次引入软集实现漏洞影响因素的度量,接着通过多属性综合的集成工具确定漏洞对软件安全的严重性影响,并最终完成软件漏洞的发现过程。实验结果表明,该方法对不同级别的漏洞均有较好的检测能力,为改善软件漏洞检测的误报率和漏报率等问题提供了一种可行的途径。
基于场景和PN机的入侵检测研究
张 巍,罗辉云,滕少华,刘冬宁,梁 路
计算机科学. 2015, 42 (5): 188-193.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.038
摘要 ( 104 )   PDF(476KB) ( 246 )   
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攻击者通过从一个攻击序列衍生出大量变种攻击序列来逃避基于规则及其它误用检测技术的检测。基于此,针对可序列化的入侵,从攻击机理入手,提取攻击的关键操作序列,构造入侵行为表达式,再对攻击序列进行拓扑排序和同构变换,以扩展形成一个入侵场景或一类入侵。进而提出了面向场景和检测一类入侵行为的方法,通过构建基于场景和检测一类入侵行为的PN(Petri Net)机来实现检测已知攻击及其未知变种攻击的目标。未知变种攻击也是一些新的攻击形态,因而从这种意义上说,该方法能检测到新的攻击行为。
软件与数据库技术
一种支持跨幅访存的向量化代码生成方法
李朋远,赵荣彩,高 伟,张庆花
计算机科学. 2015, 42 (5): 194-199.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.039
摘要 ( 111 )   PDF(1315KB) ( 242 )   
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随着SIMD扩展部件的迅速发展,自动向量化工具已逐渐成熟。现阶段的工具 能 对连续访存程序进行较好的处理,然而,大部分非连续访存的多媒体程序并不能被转换为高效的向量化代码。提出并实现了一种支持跨幅访存的向量化代码生成方法,其利用目标系统已有的基本数据处理指令实现多个向量间的任意重组来解决含有非连续访存语句的向量化代码生成问题。经过实验分析和验证,提出的代码生成方法能够将含有跨幅访存的语句转化为面向目标系统的高效向量化代码,以提高程序执行效率。
基于本体的多约束服务发现
蒲国林,邱玉辉
计算机科学. 2015, 42 (5): 200-203.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.040
摘要 ( 88 )   PDF(290KB) ( 222 )   
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随着Web服务的广泛应用,服务发现成为服务请求者和服务提供者之间的重要环节,服务发现机制的优劣直接关系到整个服务应用的质量。为了向服务请求者提供高质量的Web服务,提出一种基于本体的多约束服务发现机制,该服务发现机制在语义层面从多个角度选择满足服务请求者需求的最佳服务,从而提供更准确的服务,提高服务的性能;最后实验数据表明基于本体的多约束服务发现机制能在很大程度上提高查准率,进而可以明显地提高服务系统质量。
基于数据流的k-近邻连接算法
王 飞,秦小麟,刘 亮,沈 尧
计算机科学. 2015, 42 (5): 204-210.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.041
摘要 ( 112 )   PDF(553KB) ( 494 )   
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k-近邻连接查询是空间数据库中一种常用的操作,该查询处理过程涉及连接和最近邻查询两个复杂操作。传统的集中式k-近邻连接查询算法已不能适应当前呈爆炸式增长的数据规模,设计分布式k-近邻连接查询算法成为了目前亟需解决的问题。现有的分布式k-近邻连接查询算法都包括了多轮串行的MapReduce任务,而每个MapReduce任务均需要读写分布式文件系统,导致MapReduce不能有效表达多个任务之间的依赖关系,因此算法效率低下。首先提出了一种基于数据流的计算框架,该框架建立在MapReduce之上,将数据处理过程按照数据流图建模。在该框架基础上,提出了一种高效的k-近邻连接算法,它利用空间填充曲线将多维数据映射为一维数据,从而将k-近邻连接查询转化为一维范围查询。实验结果表明,该算法的可扩展性较高,且效率比现有算法更优。
一种基于受限网络的移动对象索引结构
易显天,徐 展,张 可,郭承军
计算机科学. 2015, 42 (5): 211-214.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.042
摘要 ( 98 )   PDF(423KB) ( 236 )   
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为了提高受限网络中移动对象索引效率和满足近邻查询需求,基于FNR-Tree索引结构和Geohash编码算法,提出一种能够满足近邻查询的移动对象索引结构RNR(restricted network R-Tree)。通过添加哈希表、链表等辅助索引结构来提升索引结构操作效率,融合Geohash编码和相关算法来使得索引结构能高效满足近邻查询的需求。通过将指定区域按一定规则划分,可使得索引结构 具备在不规则范围查询的能力。使用旧金山市地理数据和移动对象数据对索引结构性能进行了测试,结果表明RNR具有较高索引结构操作效率,并且能够高效地提供窗口查询和近邻查询的功能。
人工智能
具有属性析取萎缩-扩张特征的动态数据智能挖掘
徐凤生,闫立梅,史开泉
计算机科学. 2015, 42 (5): 215-220.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.043
摘要 ( 98 )   PDF(467KB) ( 224 )   
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S-粗集(singular rough sets)是把动态特征引入到Z.Pawlak粗集中对其加以改进而提出的,S-粗集具有动态特征。S-粗集具有3种形式:单向S-粗集(one direction singular rough sets)、单向S-粗集对偶(dual of one direction singular rough sets)与双向S-粗集(two direction singular rough sets);在一定条件下,单向S-粗集、单向S-粗集对偶与双向S-粗集被还原成Z.Pawlak粗集。利用单向S-粗集和单向S-粗集对偶给出具有属性析取特征的动态数据智能挖掘与应用;属性析取是数据具有的逻辑特征之一。主要结果是:利用单向S-粗集、单向S-粗集对偶结构,给出属性析取萎缩-扩张特征的动态数据生成与它的属性析取萎缩-扩张关系;给出数据推理与推理模型;利用数据推理给出动态数据智能挖掘定理;利用这些理论结果,给出动态数据智能挖掘-智能认知的应用。
基于事件密集度的交通监控视频存储方法
臧继昆,喻 剑
计算机科学. 2015, 42 (5): 221-224.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.044
摘要 ( 101 )   PDF(435KB) ( 255 )   
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利用HDFS进行大规模交通监控视频的存储和处理是一种可靠、高效、可扩展的数据存储方案。针对HDFS默认的机架感知策略可能造成存储热点这一问题,提出了一种基于事件密集度的交通监控视频放置策略。该策略利用交通视频可按事件类型进行分类这一特征,在数据放置时将数据节点中已存储的各类型的事件视频可能对其造成的负载作为节点的主要评价因素之一,同时结合节点的实时负载、磁盘容量等因素进行综合评价,选择最佳的数据放置节点,从而平衡数据节点的负载。实验表明,基于事件密集度的交通监控视频放置策略可以改善数据节点的吞吐量,提高存储系统性能。
基于张量分解的药品个性化推荐
王 龙,王嘉伦,程转丽,李 然,张 引
计算机科学. 2015, 42 (5): 225-229.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.045
摘要 ( 167 )   PDF(683KB) ( 320 )   
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在当前网购越来越流行的趋势下,网上买药也给很多病人带来了极大的便利。但是普通人在网上购买药品时普遍存在盲目购药、无法获得买药指导的问题,针对这一问题,提出首先根据药品的功能描述信息进行聚类,设计了基于用户相似度的协同过滤药品推荐算法;然后针对该算法的冷启动以及数据稀疏性等问题提出了基于张量分解的个性化药品推荐算法来对获取到的药品功能描述信息进行特征分析,构建标签特征向量,利用特征向量与用户对药品的评分值构建三阶张量,再利用张量分解方法对该三阶张量进行分解;最后得到推荐评估值,再利用该推荐评估值进行Top-N药品推荐。通过对真实的药品销售网站数据进行抓取并分析,构建了张量模型,并进行数据建模,与协同过滤的推荐结果相比,其得到了较好的推荐效果。
基于密度的不确定数据离群点检测研究
洪 沙,林佳丽,张月良
计算机科学. 2015, 42 (5): 230-233.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.046
摘要 ( 120 )   PDF(396KB) ( 244 )   
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针对不确定数据集进行离群点检测,设计了基于密度的不确定数据的局部离群因子(Uncertain Local Outlier Factor,ULOF)算法。通过建立不确定数据的可能世界模型来确定不确定对象在可能世界中的概率。结合传统的LOF算法推导出ULOF算法,根据ULOF值判断不确定对象的局部离群程度;然后对ULOF算法的效率性和准确性进行了详细分析,提出了基于网格的剪枝策略、k最近邻查询优化来减少数据的候选集;最后通过实验证明了ULOF算法对不确定数据检测的可行性和效率性,优化后的方法有效地提高了异常检测准确率,降低了时间复杂度,改善了不确定数据的异常检测性能。
基于小波变换和FRVM的电能质量扰动分类
马苹苹,黄文清
计算机科学. 2015, 42 (5): 234-236.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.047
摘要 ( 83 )   PDF(298KB) ( 280 )   
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针对相关向量机(RVM)计算复杂度大、训练时间长的问题,提出一种基于快速相关向量机(FRVM)的优化算法,其大大减少了相关向量机的训练时间,提高了分类的精度。将它应用于电能质量扰动分类中,首先对电能质量扰动信号进行基于小波变换的时频分析,提取小波变换各层信号的能量与标准信号的能量之差组成特征向量;然后用FRVM对特征量进行分类,进而实现基于小波变换和FRVM的电能质量扰动分类新方法。实验仿真验证了该方法能够对各类电能质量扰动信号进行分类,并且其分类效率和准确率均优于传统的相关向量机分类方法。
基于向量场的移动机器人动态路径规划
徐腾飞,罗 琦,王 海
计算机科学. 2015, 42 (5): 237-244.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.048
摘要 ( 120 )   PDF(886KB) ( 391 )   
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由于简洁、高效等优点,人工势场法已应用于自主移动机器人的在线实时路径规划,并受到广泛关注。目前,人工势场法在处理静态环境、动态匀速环境下的路径规划方面已有许多成果,但是,机器人在全变速环境下进行在线实时路径规划时,会出现路径冗余、避碰不及等现象。为此,将目标关于机器人的相对加速度因素引入引力势场函数中;在斥力势场函数的基础上融合避碰预测、减速避障策略;最终,机器人能够避免大量无谓避障,当与障碍物相对速度较大时能提前避障,且快速跟踪到目标。仿真结果验证了所提方法的有效性。
配送选址-多车型运输路径优化问题及求解算法
石 兆,符 卓
计算机科学. 2015, 42 (5): 245-250.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.049
摘要 ( 113 )   PDF(477KB) ( 869 )   
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考虑到 不同车型、车辆容量、时间窗等约束,研究了配送选址-多车型运输路径优化问题,采用分解法进行问题分析 ,建立数学模型。首先应用改进聚类分析模型确定配送中心的最佳位置与服务客户群,然后设计遗传算法进行求解。算法比较及算例测试表明它是求解选址-多车型运输路径优化问题的一种有效方法。
云计算环境中服务动态选择算法研究
张恒巍,韩继红,寇 广,卫 波
计算机科学. 2015, 42 (5): 251-254.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.050
摘要 ( 120 )   PDF(414KB) ( 241 )   
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为解决云计算环境下的服务动态选择问题,设计了综合考虑反应时间和成本的适应度函数,提出了求解服务动态选择问题的分布估计蛙跳算法。在蛙跳算法的基础上,借鉴交叉操作改写蛙跳算法的进化算子,并引入分布估计进化策略改进蛙跳算法的青蛙更新模式,使改进后的新算法具有更全面的学习能力,能够有效避免算法陷入局部最优。仿真实验验证了算法的可行性和有效性,与蛙跳算法和分布估计算法相比,该算法的收敛性能和寻优能力均得到改善,能够更好地解决云计算环境下的服务动态优化选择问题。
基于免疫优势克隆文化算法的故障诊断方法及其在TE过程中的应用
王雪洁,黄海燕
计算机科学. 2015, 42 (5): 255-259.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.051
摘要 ( 137 )   PDF(398KB) ( 225 )   
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免疫优势克隆选择算法是一种新型的免疫算法,具有较强的局部和全局搜索能力。将其与文化算法结合,提出一种新型的免疫优势克隆文化算法,它可以更好地利用先验知识指导种群进化;并设计了新的动态接受函数来促进文化算法内部知识更新,提高算法的搜索能力。将该算法用于支持向量分类器的核参数优化中,构造性能良好的分类器,并将其用于Wine dataset的数据分类和化工TE过程的故障诊断中,实验结果表明,该算法能够准确地对SVM的核函数参数进行寻优,提高了故障诊断的准确性,具有应用推广价值。
一种基于逻辑的频繁序列模式挖掘算法
刘端阳,冯 建,李晓粉
计算机科学. 2015, 42 (5): 260-264.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.052
摘要 ( 125 )   PDF(400KB) ( 305 )   
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传统的类Apriori频繁序列模式挖掘算法都是基于支持度框架理论,需要预先设定支持度阈值,而这通常需要较深的领域知识或大量的实践,因此目前仍没有一种很好的设定方法。同时,序列模式的挖掘结果往往数量很大且不易理解,可用性较低。针对上述问题,提出了一种基于逻辑的频繁序列模式挖掘算法即LFSPM算法,并首次在频繁序列模式挖掘算法中引入了逻辑的思想,通过逻辑规则过滤,大大优化了结果集。实验证明,该算法较好地解决了支持度设置问题及挖掘结果可理解性不高的问题。
基于差异关系的变精度粗糙集知识约简算法研究
焦 娜
计算机科学. 2015, 42 (5): 265-269.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.053
摘要 ( 130 )   PDF(374KB) ( 206 )   
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有效的知识约简算法是粗糙集理论的重要研究内容。粗糙集是一个去掉冗余特征的有效工具。经典的粗糙集方法要求数值用离散数据表达,对于连续值则在处理前必须进行离散化处理。真实数据往往存在连续值,为了避免运用粗糙集方法所必需的离散化过程带来的信息丢失,将差异关系应用于粗糙集的知识约简。为进一步增强差异关系粗糙集对噪声数据的适应能力,提出基于差异关系的变精度粗糙集知识约简算法,并分析差异关系下变精度粗糙集模型参数的特性,给出依赖度和参数范围关系描述,将参数取值从点扩展到区间范围。在UCI数据库的数据集上进行实验,结果证明了所提方法及相关理论的有效性。
CP-nets的可满足性序列求解算法研究
孙雪姣,刘惊雷
计算机科学. 2015, 42 (5): 270-273.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.054
摘要 ( 127 )   PDF(394KB) ( 244 )   
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CP-nets是一种简单、直观的图形化偏好表示工具,成为近几年人工智能的一个研究热点。然而对于 CP-nets的基础性质——可满足性序列的研究却较少。通过构造CP-nets导出图,利用改进的图的深度优先遍历算法实现二值网的强占优测试,对强占优测试得到的可达矩阵进行分析,得出任意结构CP-nets的可满足性序列个数关系;给出了生成全部可满足性序列的算法;强化和扩充了CP-nets的基本概念,深化了CP-nets的基础理论研究。
基于社团强度系数的社团结构发现算法
赵京胜,孙宇航,韩凌霄
计算机科学. 2015, 42 (5): 274-276.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.055
摘要 ( 94 )   PDF(609KB) ( 237 )   
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社团结构是复杂网络普遍存在的拓扑特性之一。为了将复杂网络中的社团结构有效地划分出来,在对强社团定义的基础上,引入社团强度系数的概念,提出了一种基于社团强度系数的社团结构发现算法。该算法具有较低的时间复杂度,通过不断寻找网络最大度数的节点及其邻居节点,计算其社团强度系数来衡量社团如何划分。主要针对Zachary网络和Dolphin网络等进行了仿真实验,结果表明该算法具有较高的社团划分准确度、较好的敏感性和良好的可扩展性,充分验证了其可行性和有效性。
图形图像与模式识别
一种新的去除混合噪声的变分模型及其应用
罗志宏,冯国灿
计算机科学. 2015, 42 (5): 277-280.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.056
摘要 ( 100 )   PDF(920KB) ( 228 )   
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由于现有的某些去噪模型仅对某种噪声特别有效,而对其它类型噪声的效果却不够显著,因此提出一种能有效地去除多种噪声的变分模型,它融合了几种经典去噪模型的优点,并在数值求解时采用了高效且无条件稳定的AOS算法。数值实验表明,与现有的一些去噪方法相比,提出的去噪方法耗时少且效果更好。最后给出了解的存在性证明。
基于二维正交滤波的虹膜识别算法
方 强,姚 鹏
计算机科学. 2015, 42 (5): 281-285.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.057
摘要 ( 111 )   PDF(655KB) ( 349 )   
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提出一种针对灰度虹膜图像进行虹膜特征提取及匹配的方法,其利用四元数二维正交Log Gabor小波提取虹膜图像的纹理特征,以滤波后图像的解析信号作为虹膜的特征编码。该方法可以同时表征虹膜纹理多方向上的特征,更加全面地描述了虹膜纹理的特征空间。特征匹配采用类似汉明距的方式,同时以虹膜图像中眼睑、睫毛以及光斑的分布为匹配模版来减少它们的干扰。大量实验的结果表明该方法具有非常优越的识别性能。
基于改进的高斯混合模型的运动目标检测
范文超,李晓宇,魏 凯,陈兴林
计算机科学. 2015, 42 (5): 286-288.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.058
摘要 ( 273 )   PDF(595KB) ( 270 )   
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运动目标检测是实现目标跟踪、视频监控的基础。针对基于高斯混合模型的运动目标检测算法的不足,提出了一种基于分块思想和高斯模型个数自适应的改进高斯混合算法。利用对视频图像分块的思想,在提高目标检测效率的同时,实现对视频的滤波处理;并利用高斯混合模型中高斯分布个数自适应操作来降低算法复杂度,提高运动目标检测的速度。实验结果表明:该算法比传统高斯混合模型运动目标检测算法具有更快的检测速度和更好的检测效果,并降低了检测噪声,能有效地检测运动目标,适用于运动目标的实时检测。
整合原始人脸图像和其虚拟样本的人脸分类算法
刘 梓,宋晓宁,唐振民
计算机科学. 2015, 42 (5): 289-294.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.059
摘要 ( 130 )   PDF(1126KB) ( 256 )   
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人脸识别作为最具吸引力的生物识别技术之一,由于会受到不同的照明条件、面部表情、姿态和环境的影响,仍然是一个具有挑战性的任务。众所周知,一幅人脸图像是对人脸的一次采样,它不应该被看作是脸部的绝对精确表示。然而在实际应用中很难获得足够多的人脸样本。随着稀疏表示方法在图像重建问题中的成功应用,研究人员提出了一种特殊的分类方法,即基于稀疏表示的分类方法。受此启发,提出了在稀疏表示框架下的整合原始人脸图像和虚拟样本的人脸分类算法。首先,通过合成虚拟训练样本来减少面部表示的不确定性。然后,在原始训练样本和虚拟样本组成的混合样本中通过计算来消除对分类影响较小的类别和单个样本,在系数分解的过程中采用最小误差正交匹配追踪(Error-Constrained Orthogonal Matching Pursuit,OMP)方法,进而选出贡献程度大的类别样本并进行分类。实验结果表明,提出的方法不仅能获得较高的人脸识别的精度,而且还具有更低的计算复杂性。
基于网格Laplace的三维几何模型分割
杨 军,田振华,李龙杰,王小鹏
计算机科学. 2015, 42 (5): 295-299.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.060
摘要 ( 156 )   PDF(1196KB) ( 721 )   
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模型分割是模型分析的重要方法和手段。针对已有网格分割算法对姿态敏感和计算速度慢的问题,提出了一种基于网格Laplace和k-means聚类的三维几何模型分割算法。通过网格Laplace将三维模型从空域嵌入到谱空间中进行分析,得到了模型的归一化形式,克服了姿态变化对分割结果的影响,并极大地减少了计算时间,获得了视觉上有意义的分割结果。实验结果表明,本算法能快速有效地实现网格模型的正确分割,并对模型姿态的变化有较好的鲁棒性。
精神疲劳识别的可拓模型与策略生成
陈云华,陈平华
计算机科学. 2015, 42 (5): 300-304.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.061
摘要 ( 127 )   PDF(415KB) ( 313 )   
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精神疲劳识别中普遍存在着方法的侵扰性、实时性与识别准确率之间相矛盾的问题。为此,引入可拓理论和方法来建立问题的可拓模型,针对矛盾主体建立关联函数和策略优度函数。结合领域知识,通过拓展分析、可拓变换对矛盾进行转化,生成多种同时满足非侵扰性、实时性和识别准确率的特征和识别策略,并对策略优度进行计算和分析。实验研究验证了本方法的有效性。本研究为计算机模拟人类思维进行算法研究和创新奠定了基础。
基于边缘先验模型的运动去模糊
赵志刚,陈莹莹,赵 毅,张维忠,吕慧显,潘振宽
计算机科学. 2015, 42 (5): 305-308.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.062
摘要 ( 106 )   PDF(1107KB) ( 232 )   
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从单幅运动模糊图像复原出清晰的图像,一直是数字图像处理领域中富有挑战的问题。基于边缘先验模型和小波分析提出了一种运动模糊退化图像的复原算法。在去模糊之前,对图像进行预处理,将噪声去除,用冲击滤波器增强边缘,并采用canny边缘检测获取清晰边缘作为先验模型,以此估计模糊核;然后在紧小波框架系统下,将清晰图像的稀疏性最大化,采用改进的分裂Bregman方法求解最优化问题,最终得到清晰的图像。实验结果表明,相对于传统的盲复原算法,提出的方法可以有效地去除运动模糊。
基于监督协同近邻保持投影的人脸识别算法
张其文,庄新磊
计算机科学. 2015, 42 (5): 309-314.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.063
摘要 ( 87 )   PDF(1001KB) ( 251 )   
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基于流形学习理论的近邻保持嵌入算法(Neighborhood Preserving Embedding,NPE)能够发现数据集中隐含的内蕴结构,但当训练样本不足时,无法准确发现数据的内在流形结构,从而影响算法的识别效果。针对这一问题,对NPE算法进行改进,提出了监督协同近邻保持投影算法(Supervised Collaborative Neighborhood Preserving Projection,SCNPP)。该算法在类别信息的指导下构建近邻图,使同类样本间的几何关系得到保持,利用协同表示弥补NPE因样本不足造成的表示误差,以一个有效保持样本近邻关系、准确发现数据内在流形结构的权值矩阵计算投影矩阵,提高分类效果。在FERET、AR和Extended Yale B人脸数据集上的实验验证了该算法的有效性。
基于判别式受限玻尔兹曼机的医学图像分类法
陈 娜,蒋 芸,邹 丽,沈 建,胡学伟,李志磊
计算机科学. 2015, 42 (5): 315-319.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.064
摘要 ( 114 )   PDF(418KB) ( 396 )   
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随着计算机技术的发展,越来越多的医学图像分析技术应运而生。利用数据挖掘方法对医学图像做分析是目前研究的热点之一,该方法首先从医学图像中提取统计特征,在此基础上进一步挖掘,这种方法对所提取的特征有很强的依赖性而且受到经验等主观因素的影响。针对乳腺X光图像,采用一种可以从图像中自动学习特征并利用学习到的特征对图像进行分类的医学图像分析新方法——判别式受限玻尔兹曼机(Discriminative Restricted Boltzmann Machine,DRBM)。DRBM是一种无向判别模型,它可以自动地从图像中学习特征。在乳腺X光图像标准数据集上的实验结果表明,DRBM对医学图像的分类准确率明显高于其它基于统计特征提取的医学图像分类方法。
基于改进Tetrolet变换的图像融合算法研究
高继森,董亚楠,沈 瑜,张春兰
计算机科学. 2015, 42 (5): 320-323.  doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.05.065
摘要 ( 85 )   PDF(837KB) ( 214 )   
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针对红外图像目标物体能量高以及可见光图像细节信息丰富的特点,提出一种基于改进的Tetrolet变换的红外与可见光图像融合算法。对红外和可见光图像进行多尺度、多方向分解,在低频融合规则上,对区域能量进行适当缩放,突出红外目标,保留可见光背景信息。实验结果表明,对Tetrolet变换模板的选择的改进,有助于获取更多高频信息;融合算法相对于传统的算法不仅增强了图像对比度,改善了主观视觉效果,而且在客观标准上有了一定提高。