计算机科学

刘建伟,崔立鹏,黎海恩,罗雄麟

计算机科学. 2015, 42 (4): 1-18. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.001

摘要 ( 305 )

PDF(1674KB) ( 1246 )

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近年来概率图模型已成为不确定性推理的研究热点,在人工智能、机器学习与计算机视觉等领域有广阔的应用前景。根据网络结构与查询问题类型的不同,系统地综述了概率图模型的推理算法。首先讨论了贝叶斯网络与马尔可夫网络中解决概率查询问题的精确推理算法与近似推理算法,其中主要介绍精确推理中的VE算法、递归约束算法和团树算法,以及近似推理中的变分近似推理和抽样近似推理算法,并给出了解决MAP查询问题的常用推理算法；然后分别针对混合网络的连续与混合情况阐述其推理算法,并分析了暂态网络的精确推理、近似推理以及混合情况下的推理；最后指出了概率图模型推理方法未来的研究方向。

萤火虫优化算法理论研究综述

程美英,倪志伟,朱旭辉

计算机科学. 2015, 42 (4): 19-24. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.002

摘要 ( 561 )

PDF(537KB) ( 2115 )

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萤火虫算法作为一种模仿自然界萤火虫捕食求偶行为的群体智能算法,在离散域优化问题及连续域优化问题中均得到较好的应用,但易“陷入局部最优”这种所有启发式算法均存在的固有缺陷在萤火虫算法中依然存在。从算法的改进、算法的融合、多种群思想以及离散化机理等方面讨论了近些年萤火虫算法的若干改进,最后评述了萤火虫算法未来的研究方向和主要研究内容。

初等函数可验证赋值及误差分析

刘剑,唐敏,曾霞,曾振柄

计算机科学. 2015, 42 (4): 25-30. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.003

摘要 ( 352 )

PDF(428KB) ( 806 )

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研究了GNU标准下初等函数的赋值原理及算法实现。基于IEEE 754-2008浮点标准,利用误差分析基本结论,对GNU下C语言标准数学函数库中的初等函数赋值程序进行理论误差分析。利用Boost库中提供的区间类,将以浮点数作为基本数据类型的程序重写成以区间作为基本类型的程序,使用区间算术对初等函数进行可验证赋值,从而得到一个包含真实值的区间包络,并由此给出GNU下初等函数的数值误差界。

连续傅里叶变换基础理论的高阶逻辑形式化

吕兴利,施智平,李晓娟,关永,叶世伟,张杰

计算机科学. 2015, 42 (4): 31-36. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.004

摘要 ( 283 )

PDF(477KB) ( 1053 )

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连续傅里叶变换(CFT)在数学和工程技术领域都有着广泛应用。利用高阶逻辑定理证明器HOL4,实现了对连续傅里叶变换定义及其常用运算性质的形式化,包括线性、频移、反转性、积分、时域一阶微分及高阶微分运算性质,为采用形式化方法分析相关系统奠定了基础。最后利用定理证明的方法对电阻电感电容(RLC)串联谐振电路的频率响应特性进行了验证,说明了CFT形式化的初步应用。

加速增长的HK网络演化模型

崔爱香,傅彦

计算机科学. 2015, 42 (4): 37-39. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.005

摘要 ( 199 )

PDF(259KB) ( 732 )

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近年来,随着复杂网络演化模型的深入研究,研究的焦点已从全局结构转移到了局部结构,其中,网络的集团度及其分布受到了广泛关注。实证研究表明,大量真实网络具有幂律的低阶集团度分布,而且分布指数随集团阶数的上升呈下降趋势。这一普适规律无法由Holme和Kim(HK)模型的熟人推荐机制再现。在HK模型中考虑网络演化的加速增长这一重要因素,提出一种改进的HK模型。数值模拟显示,改进的HK模型生成网络的簇系数较大,平均最短路径较小,不仅具有小世界效应和无标度特性,而且再现了真实网络的低阶幂律集团度分布特性。此研究有利于更好地认识真实网络中的各阶基元。

基于移动应用层组播终端主动反馈的自适应负载均衡机制研究

崔建群,江波,吴黎兵

计算机科学. 2015, 42 (4): 40-43. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.006

摘要 ( 194 )

PDF(427KB) ( 435 )

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在移动应用层组播通信中,热点地区可能会因用户过多而导致用户流服务满意度降低,非热点地区却可能会出现资源浪费现象,引起整个系统性能下降。提出了一种基于移动终端主动反馈的自适应负载均衡机制(Adaptive Load Balancing Mechanism based Mobile Terminal Active Feedback,ALBM-MTAF)。ALBM-MTAF利用网络相关性能指标模拟移动终端(用户)所获得的流媒体服务满意度(Streaming Media Service Satisfaction,SMSS),通过终端用户主动反馈SMSS不断进行自适应的调整,将SMSS较差地域的子节点切换到SMSS较好的父节点上,从而实现整个系统的负载均衡。模拟实验表明,该机制具有良好的负载均衡效果,并能保证通信的质量。

基于多目标优化的云存储副本分布策略的研究

张华伟,李志华

计算机科学. 2015, 42 (4): 44-50. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.007

摘要 ( 195 )

PDF(525KB) ( 472 )

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针对现有云存储副本分布策略优化目标比较单一的不足,提出了局部最佳分布策略(Local Optimum Distribution,LODS)。LODS策略通过给出一系列新定义并利用一致性哈希函数来缩小副本分布的节点选择范围,进一步结合层次分析法,将一定决策半径内的节点作为方案层中的候选对象,通过更深入地研究云存储多目标优化准则对其优化从而最终选择出当前候选方案中的最佳目标节点。实验结果表明,通过优化的最优决策半径取值相对稳定,不随云存储系统规模的扩展和数据的增多而剧烈变化,并且当取值最佳决策半径时,LODS策略的存储负载平衡、热度负载平衡、等待时间性能高于HDFS、Amazon S3等系统中所采用的副本分布策略。

基于Hadoop的可信Web服务多维QoS权重最优选择模型

何小霞,谭良

计算机科学. 2015, 42 (4): 51-55. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.008

摘要 ( 154 )

PDF(772KB) ( 451 )

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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非功能性需求的Web服务是一个急需解决的问题。针对此问题,设计了一种基于Hadoop的可信Web服务多维QoS权重最优选择模型——HL模型。在HL模型中,以Hadoop和HBase平台为基本框架,首先,使用主客观赋权模式为多维QoS属性赋权值,提高QoS属性权重的客观性和准确性；其次,加入信誉度参数来提高Web服务QoS属性的可信性,并采用QoS-Tree来存储QoS属性值和权重值。实验表明该模型不仅提高了QoS属性的可信性,使用一种客观的手法给出了合理的Web服务推荐顺序来满足用户的QoS需求偏好,而且还提高了Web服务在Hadoop中的查找准确性。

基于SC-FDMA的宽带认知无线电网络中最优功率分配的研究

王振朝,马明磊,李延

计算机科学. 2015, 42 (4): 56-59. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.009

摘要 ( 221 )

PDF(397KB) ( 453 )

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研究了基于单载波频分多址(SC-FDMA)的宽带认知无线电网络中非授权用户(NU)的最优功率分配(OPA)问题。首先给出了基于SC-FDMA的宽带认知无线电网络中非授权用户对授权用户的干扰功率模型。在此基础上,分别在下述两种约束条件下利用凸优化理论推导出了两种使非授权用户的和速率最大的最优功率分配(OPA)算法。约束条件一为:任一非授权用户的任一子载波对授权用户的干扰功率受限(IPCs)；约束条件二为:所有非授权用户的所有子载波对授权用户的干扰功率受限(IPC)。仿真结果表明,与等功率分配(EPA)和传统最优功率分配(C-OPA)算法相比,所提出的算法显著提高了非授权用户的可达和速率。

Web服务组合的行为推断诊断方法

贾志淳,邢星

计算机科学. 2015, 42 (4): 60-64. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.010

摘要 ( 164 )

PDF(439KB) ( 420 )

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随着Web服务以及Web服务组合应用软件在分布式网络中的广泛应用,Web服务的规模和复杂性也在不断地增加,这使得服务在运行过程中可能产生各种故障,因此对服务系统进行及时的故障诊断与排除越来越重要。为了解决在故障诊断中系统模型不完备和历史数据中存在噪音数据这一实际问题,提出一种基于服务行为模型的行为推断诊断方法。该方法通过加权方式结合多种诊断信息构建服务行为模型,应用隐马尔科夫模型中的解码思想推断出与异常执行序列最匹配的正常执行序列,并与观察序列进行比较,从而发现差异定位服务故障。实验表明,该方法应用包含不同噪音比例的诊断信息进行诊断,其诊断准确性均高于传统的服务故障诊断方法。

基于自适应睡眠机制的WSN能量高效协议

梁芳,沈济南

计算机科学. 2015, 42 (4): 65-67. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.011

摘要 ( 163 )

PDF(270KB) ( 420 )

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由于无线传感器网络结点能量受限,高效的能量节省策略成为无线传感器研究的热点技术之一。通过分析无线传感器网络各层的能量高效解决方案,给出一种基于自适应睡眠机制的无线传感器能量高效协议。该方案根据剩余能量存储、地理位置信息以及邻近结点负载程度,采用可变睡眠持续时间机制来选择转发分组方式。与基于地理位置随机传播方案相比,提出的方案可以大幅节省网络结点能量,有效均衡网络能量消耗。因此,该方案能够显著延长整体网络寿命。

基于定量递归联合熵特征重构的缓冲区流量预测算法

陆兴华,陈平华

计算机科学. 2015, 42 (4): 68-71. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.012

摘要 ( 177 )

PDF(849KB) ( 600 )

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对网络基站缓冲区的短时网络流量的准确预测是缓解和控制拥堵的关键。基站缓冲区的短时网络流量时间序列具有非线性混沌特征,其自相关特性较弱,而传统方法采用线性时间序列分析方法没能有效挖掘流量序列的非线性特征信息,流量序列预测性能不好。提出了一种基于非线性时间序列分析的定量递归联合熵特征重构网络基站缓冲区的短时网络流量预测算法,该算法提取流量序列的定量递归联合熵特征,并对特征序列进行相空间重构；把网络流量信号模型进行高维映射,在高维相空间对短时网络流量序列进行定量递归分析；采用自相关特征奇异分解对流量序列进行聚合后的线性叠加,采用平均互信息算法和虚假最近邻点算法计算最佳时延参数和最小嵌入维；进行插值拟合形成时频分析特征分流控制,实现对网络流量的预测。仿真结果表明,该算法预测精度较高,稳定性较好,预测偏差较传统方法低,具有较好的应用价值。

基于P2P网络的机顶盒VoD系统条件接收机制

周璇,宦国强,宋占杰

计算机科学. 2015, 42 (4): 72-75. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.013

摘要 ( 213 )

PDF(664KB) ( 445 )

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近年来,基于对等网络(Peer-to-Peer,P2P)的视频点播(Video-on-Demand,VoD)作为付费网络电视业务的一种新趋势受到了越来越多的关注,然而对等网络自身存在的不稳定性、异构性等缺陷,导致这种系统存在较大的信息安全隐患,从而严重阻碍了其推广使用。基于P2P网络的机顶盒VoD系统条件接收机制分析了现有系统的不安全因素及问题症结,提出了一种适用于P2P网络的VoD系统动态双向条件接收(Conditional Access,CA)机制,通过采用双向认证协议来保证通信双方身份的可靠性。同时在身份认证中可以结合密钥协商,生成用于传输控制字的业务密钥。另外,在简化设计的同时,也进一步提高了系统的安全性。

基于RCFile的无线传感器网络数据存储策略研究

闵林,樊卫北,郭拯危,凡高娟

计算机科学. 2015, 42 (4): 76-80. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.014

摘要 ( 377 )

PDF(438KB) ( 477 )

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随着无线传感器网络技术的发展,其应用价值遍布环境监测、工农业、抢险救灾、军事国防、生物医疗等许多领域。由于无线传感器网络特征与节点特点,其数据存储与查询策略研究成为热点。对已有的数据存储策略进行了详细介绍与研究,并分析它们的优缺点；其次结合大数据中一种高效的数据存储结构——RCFile,并将其应用到传感器网络的数据存储中,结合行列存储的优势,改变数据存储结构,提出了一种基于RCFile的无线传感器数据存储算法(Wireless sensor network Data Storage based on RCFile,WDSR),并给出了仿真结果分析。仿真结果表明,提出的算法在低能耗、高效率方面存在一定优势。最后指出了无线传感器网络数据存储算法的发展方向。

RSSI辅助的三维空间坐标四面体质心定位算法

葛斌,郑建宝,韩江洪

计算机科学. 2015, 42 (4): 81-84. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.015

摘要 ( 297 )

PDF(327KB) ( 606 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

三维定位是无线传感器网络的重要技术之一。提出了一种RSSI辅助的三维空间坐标四面体质心定位算法。由于现实环境往往很复杂,存在锚节点组成的四面体不包含未知节点的情况,因此筛选优质的RSSI值,并将其转换为未知节点与锚节点的距离,进而计算和比较四面体体积来进行排除；对包含未知节点的四面体进行质心迭代求解,并且对不满足条件的情况运用RSSI均值加权质心定位算法。仿真结果表明,该算法的定位误差比坐标四面体质心算法的小,并且增加RSSI均值加权算法提高了定位覆盖率。

复杂网络结构的稳定性与鲁棒性研究

毛凯

计算机科学. 2015, 42 (4): 85-88. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.016

摘要 ( 489 )

PDF(337KB) ( 721 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

在对复杂网络研究的过程中,根据网络结构中结点连接度的连接倾向而将其划分为3种类型,即异配网络、同配网络、中性网络,采用变量梯度分析法分别对其稳定性进行判定与分析。理论分析表明,异配网络在大范围内是稳定的,同配网络状态是不稳定的,中性网络的稳定性不能确定,需要根据结点总体连接度的倾向性才能确定其是否处于稳定状态。同时对复杂网络的鲁棒性研究的仿真结果表明,其稳定性与鲁棒性具有正相关性,即异配网络的鲁棒性最好,中性网络次之,同配网络的鲁棒性脆弱。

一种改进的WSN异常检测和定位算法研究

赖锴,王新兵

计算机科学. 2015, 42 (4): 89-93. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.017

摘要 ( 356 )

PDF(444KB) ( 449 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

异常快速检测和定位对于保证无线传感器网络的有效运行具有重要作用。提出了一种改进的传感器网络异常检测和定位方法。该方法通过两个阶段的探查来收集端到端测量数据以实现异常检测和定位。第1阶段探查的目的是选择可以覆盖最大数量异常链路的探点,缩小可疑区域范围,供第2阶段探查,这一阶段的探点选择问题被建模为预算有限条件下的覆盖范围最大化问题,提出一种基于对偶线性规划的高效近似方法来求解此问题。第2阶段的目的是以最小的通信代价,定位出导致观察到的端到端异常现象的具体链路,并根据多环置信度传播算法(LBP)来预测诊断质量。在不同网络设置下展开实验,结果表明,相比于精确求解方法,提出的算法性能略有下降但运行速度更快。

能量捕获无线传感器网络中速率自适应路由算法

邱树伟,袁利永,李琰琰

计算机科学. 2015, 42 (4): 94-100. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.018

摘要 ( 398 )

PDF(828KB) ( 509 )

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能量捕获无线传感器网络是无源感知技术中非常重要的一类,它能够有效解决节点能量受限的问题,保持网络运行的持续性。现有的路由方法并未充分利用节点的能量捕获特性,也没有考虑到链路的成功收包率和节点的传输速率。为进一步提高网络的性能,提出了一种结合链路成功收包率的速率自适应路由算法。通过对节点的剩余能量和链路的成功收包率进行建模,给出了一个节点可作为路由中继节点所需要满足的两个条件；基于优化方程,为传输路径上的每一跳节点自适应配置时延最小化的传输速率；提出路由发现步骤来找出端到端传输时延最小的传输路径。实验结果表明,相比于固定传输速率的路由算法,所提算法所得到的传输路径具有较低的端到端传输时延和较高的吞吐率。

基于密文检索的位置服务用户隐私保护方案

刘树波,李艳敏,刘梦君

计算机科学. 2015, 42 (4): 101-105. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.019

摘要 ( 208 )

PDF(431KB) ( 531 )

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在基于位置服务系统中,为用户提供高质量服务的同时如何很好地保护用户的隐私(身份、行踪以及偏好等)仍然是一个挑战。针对这一挑战,提出了基于密文检索的位置服务用户隐私保护方案。在本方案中,位置服务提供商将其服务数据以及数据向量索引以密文的形式外包给云端,移动用户通过密文查询请求向云端查询所需服务,云端通过用户的查询以及服务数据索引计算出匹配度高的服务数据并返回给用户,整个交互过程都是以密文形式进行,云端以及外界得不到任何明文信息。本方案不依赖集中匿名器和用户协作,最后通过理论以及实验分析表明,本方案以低的计算开销有效地保护了用户的身份、位置以及查询偏好隐私。

基于可转换代理签密的SAML跨域单点登录认证协议

王冠众,张斌,费晓飞,熊厚仁

计算机科学. 2015, 42 (4): 106-110. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.020

摘要 ( 335 )

PDF(775KB) ( 422 )

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可转换代理签密算法具有保护用户隐私、抗重放攻击、抗抵赖性等优势,基于该算法提出一种SAML跨域单点登录协议(SSPCPS)。通过用户与异构域服务器直接交互认证,简化了跨域单点登录认证过程。用户身份票据由双方公钥结合用户随机选取的参数而生成,以密文形式传输,攻击者即使窃取该令牌也无法调用服务。用户利用代理签名密钥对摘要进行签密,在减少计算量的同时也可保证用户隐私安全。SSPCPS协议基于DH算法协商会话密钥,简化了会话密钥分发过程并降低了管理成本。使用CK安全模型证明了本协议的安全性并进行了性能分析,结果表明协议具有前向保密性、消息完整性等特点,同时在生成票据计算量和计算时间方面优于SSPPS协议、Juang方案、Kerberos机制等。

基于Petri网的Web服务组合验证方法

沈华,何炎祥,张明武

计算机科学. 2015, 42 (4): 111-115. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.021

摘要 ( 146 )

PDF(889KB) ( 391 )

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对服务组合进行结构验证分析的目的在于发现结构中固有的致命弱点,保证运行时的Web服务组合是良结构的。Web服务组合的有界性验证用来判断是否存在影响Web服务组合实施的Web服务或子Web服务组合；死锁验证用来发现是否存在可能的服务盲区；陷阱验证用来发现是否存在可能的服务异常区。给出了上述各项验证的实现算法,测试实验验证了该算法的正确性。

基于FWKN-SVM的Android异常入侵检测的研究

孙敏,徐彩霞,高阳

计算机科学. 2015, 42 (4): 116-118. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.022

摘要 ( 230 )

PDF(330KB) ( 552 )

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针对Android手机平台提出了基于特征加权K最近邻支持向量机(FWKN-SVM)的异常入侵检测方法。首先,分析了传统SVM在实际应用中的局限性,提出了一种基于特征类内类间距离的特征加权K最近邻的训练集约减策略。随后,根据手机恶意软件对系统造成的影响定义了系统行为,并通过在Android手机上编写的数据采集模块构建测试集和训练集。最后,利用特征加权K最近邻方法进行SVM训练集的精简和分类器的构建,并进行测试集预测。仿真结果表明,FWKN-SVM分类方法在Android异常入侵检测中应用效果良好。

基于移动医疗社交网络的多病症隐私保护匹配协议

杨召唤,刘树波,李永凯,蔡朝晖

计算机科学. 2015, 42 (4): 119-122. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.023

摘要 ( 284 )

PDF(323KB) ( 499 )

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随着无线体域网技术的快速发展,移动医疗社交网络作为一个前景广阔的移动健康监测系统应运而生。然而,当前移动医疗社交网络中还存在一些隐私安全问题,例如,当选择病症匹配的对象时如何确保患者的隐私不泄露,以及如何确保对象间通信时的私密性。首先提出了一个匹配度量函数计算协议,通过这个协议患者可以根据需要隐秘地选择病症匹配的对象。此外,在匹配度量函数计算协议的基础上,提出了一个基于多病症匹配的密钥协商协议,这个协议能够在对象病症匹配成功的情况下进行认证并生成共享会话密钥,以满足对象间通信时隐私保护的需要。

访问控制主体相似性与约束

阿不都艾尼·阿不都西库尔,开依沙尔·热合曼,努尔买买提·黑力力

计算机科学. 2015, 42 (4): 123-126. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.024

摘要 ( 188 )

PDF(321KB) ( 556 )

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约束是访问控制中的重要因素,它通过限制客体的敏感组合集中于相似主体来达到防止商业欺骗或错误的目的。但是传统访问控制约束缺乏灵活性。为了提高约束的灵活性,首先分析访问控制中的主体与客体各自内部之间潜在的关系以及它们相互之间的关系,并提出相似主体组的概念,在此基础上提出修正的访问控制约束。其次进行主体访问客体的实验,结果表明提出的约束是可行和灵活的。修正的约束除了具有传统访问控制约束的功能外,还能有效防止相似主体共谋攻击系统。

基于包络延拓和本征波匹配的时变DoS攻击频谱检测

唐赞玉,刘宏

计算机科学. 2015, 42 (4): 127-131. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.025

摘要 ( 227 )

PDF(454KB) ( 884 )

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DoS攻击信号具有非平稳时变特性,湮没在色噪声背景的复杂网络环境中,对之难以有效检测。传统方法中采用基于非平稳时变信号处理的Hough变换单谱脉冲响应检测算法,由于二次型时频分布的边缘效应会引起较大包络衰减,检测性能不好。因此提出一种基于包络延拓和本征波匹配的时变DoS攻击信号频谱检测算法来对DoS攻击检测信号进行双曲调频分解, 构建信号数学演化模型,得到信号包络和本征波特征提取结果。采用双线性Hough变换法分析频谱特征畸变,进行瞬时频率估计,得到信号的单谱脉冲响幅频响应,在包络时频特征空间优化搜索路径实现包络延拓,基于最小均方误差准则设计本征波匹配滤波器,控制DoS频谱偏移,实现信号频谱检测。仿真结果表明,本算法能在强色噪声背景干扰下提高检测性能,检测概率高于传统算法,且能准确估计参量信息,提高对DoS攻击信号的主动防御能力。

面向多媒体数字版权保护的委托授权远程证明协议

丰伟宁,张志勇,赵长伟

计算机科学. 2015, 42 (4): 132-135. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.026

摘要 ( 198 )

PDF(431KB) ( 452 )

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现有的委托授权模型主要侧重于受托方是否具有执行委托任务(权利)的能力,没有考虑到受托方平台的可信性；基于此,提出了多媒体环境下基于远程证明(Remote Attestation,RA)的委托授权安全协议,实现了对多媒体数字内容的可信委托授权。协议既保证了委托方对受托方身份与平台完整性的信任、多媒体资源服务器对受托方身份与平台完整性的信任,也实现了多媒体内容的安全访问。阐述了委托验证过程、实体间消息的交互过程以及委托授权可用性验证过程。列举与分析了协议可能遭遇的攻击,同现有的协议相比,应用于数字版权保护(Digital Rights Mana-gement,DRM)的委托授权远程证明协议的委托授权过程安全性更高,功能更完善。

基于有理Bézier曲面生成组合混沌序列的图像加密算法

张永红

计算机科学. 2015, 42 (4): 136-140. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.027

摘要 ( 146 )

PDF(1808KB) ( 420 )

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提出一种基于有理Bézier曲面生成组合混沌映射的图像加密算法。首先通过秘钥序列生成多个Logistic混沌系统的初值,进而生成多个混沌序列；利用有理Bézier曲面将这些混沌序列生成组合混沌矩阵；其次,对原图像和组合混沌矩阵进行按位异或运算；最后,利用组合混沌矩阵生成混沌地址集合,利用混沌地址集合做置乱运算。该算法的优点是不论扩散运算还是置乱运算均采用组合混沌序列进行操作。数字实验表明,该算法加密与恢复效果良好,具有较好的安全性。

基于压力反馈的MapReduce负载均衡策略

李航晨,秦小麟,沈尧

计算机科学. 2015, 42 (4): 141-146. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.028

摘要 ( 154 )

PDF(1554KB) ( 418 )

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数据倾斜是严重影响MapReduce性能的因素之一。数据倾斜问题的现有解决方法需要用户对应用类型提供针对的分区函数,或是为MapReduce编写额外的采样过程,增加了用户的负担。为解决上述问题,提出了一种基于压力统计的负载均衡策略。该策略充分利用MapReduce中的混洗阶段,在reducer准备数据的同时进行统计,以获取全局数据分布。系统根据数据分布情况对负载较重节点进行调度,平衡整个集群负载,而无需用户提供额外的输入。此外,考虑到上层不同的应用类型,引入了压力反馈机制来进一步提高调度策略的性能。实验结果表明,提出的负载均衡调度策略的性能优于默认策略性能。

异构信息空间中支持多模态融合实体搜索的多层时态数据模型

杨丹,陈默,孙良旭,王刚

计算机科学. 2015, 42 (4): 147-150. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.029

摘要 ( 194 )

PDF(591KB) ( 401 )

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面对异构信息空间中具有时间信息的大量相互关联的异构实体数据如作者、论文、产品、电影等,提出一个以实体及关联关系为中心的多层的时态数据模型,即多层的时态实体关联网络MTE-Network,它能有效捕捉异构实体和关联关系的时间信息。基于此时态数据模型,提出了实体搜索的多模态融合的查询模型,其支持用户搜索异构信息空间中的任何类型的实体及相关实体,支持在实体级、实体聚类级和时间轴上的实体搜索,并且满足用户多模态融合实体搜索的信息需求。在真实数据集上的实验结果证明了该时态数据模型和查询模型的可行性和有效性。

UML模型和Java代码之间的一致性检测方法

曾一,李函逾,刘慧君,余双双,周波

计算机科学. 2015, 42 (4): 151-155. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.030

摘要 ( 225 )

PDF(932KB) ( 1136 )

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针对代码与模型之间的不一致性问题,提出了一种基于UML模型和Java代码之间的一致性检测方法。首先,对UML类图和时序图进行形式化描述,并提出时序调用图(SD-CG)这一概念,在此基础上完成类的关联关系到关联属性的转换以及UML时序图到时序调用图SD-CG的转换；其次,通过方法调用图CG来表达类方法之间的调用关系,从而反映代码动态行为,由此通过对Java源代码的词法分析与语法分析,可获得类的信息及方法调用图CG；然后设计了UML模型与Java源代码间一致性检测算法,包括对类间静态信息以及时序调用图SD-CG与方法调用图CG间的一致性检测；最后,通过开发UML模型与Java源代码一致性检测工具,验证了所提出的方法是可行有效的。

基于PH-Tree多属性索引树的朋友推荐算法

梁俊杰,孙阳征

计算机科学. 2015, 42 (4): 156-159. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.031

摘要 ( 221 )

PDF(405KB) ( 593 )

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现阶段越来越多的人通过社交网络结识新朋友,如何为用户快速准确推荐朋友是考量平台服务能力的重要指标。提出了一种基于索引树的在线网络朋友推荐方法,即基于网络结构局部特性的思想将用户间的多属性相交值转换为二进制位码向量表示,利用改进后的PH-Tree将所有的向量构造成排序索引树,通过遍历索引树容易确定用户的最佳推荐朋友集。实验证明本方法具有较高的效率和准确率。

动态知识智能发现与属性逻辑动态关系

徐凤生,于秀清,史开泉

计算机科学. 2015, 42 (4): 160-165. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.032

摘要 ( 172 )

PDF(448KB) ( 460 )

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单向S-粗集(one direction singular rough sets)与单向S-粗集对偶(dual of one direction singular rough sets) 是S-粗集(singular rough sets)的两种动态结构；在一定条件下,单向S-粗集与单向S-粗集对偶被还原成Z.Pawlak粗集。单向S-粗集与单向S-粗集对偶分别是S-粗集的基本形式之一。利用单向S-粗集与单向S-粗集对偶,给出动态知识的属性合取范式与属性合取范式萎缩-扩张特征,给出知识推理结构与推理模型。利用单向S-粗集,单向S-粗集对偶,属性合取范式与知识推理交叉、融合、渗透,给出具有属性合取范式萎缩-扩张特征的动态知识生成与生成定理；给出在知识推理条件下的动态知识智能发现与它的属性逻辑关系；给出动态知识的智能筛选、筛选准则、筛选定理与应用。

基于Web大数据挖掘的证券价格波动实时影响研究

杨莎,余伟,李石君,曹晶晶,刘晶

计算机科学. 2015, 42 (4): 166-171. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.033

摘要 ( 296 )

PDF(502KB) ( 755 )

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随着Web大数据的发展,互联网中海量、快捷的信息为证券市场变化预测提供了丰富的数据支撑,如何利用大数据分析技术进行实时可靠的证券市场价格变化预测成为重要的科学问题。从证券市场价格变化的核心价值问题研究出发,分析了股票价值所反映的基本面要求,建立了影响股票价值内涵和价格表现的10项准确可度量的特征因素:经济周期、财政政策、利率变动、汇率变动、物价变动、通货膨胀、政治政策、行业变化、经营状况、上下游影响等。在此基础上,构造互联网中信息内容与各个特征因素的提取方法、变化关系和影响模型,提出了针对大盘、行业、个股的互联网信息指标来反映Web数据对其的支撑程度,最终实现了基于Web大数据的综合特征因素度量来预测证券市场的方法。实验表明,该方法具有良好的可行性,将带来明显的学术和商业价值。

一种基于密度的不确定数据离群点检测算法

姜元凯,郑洪源,丁秋林

计算机科学. 2015, 42 (4): 172-176. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.034

摘要 ( 195 )

PDF(410KB) ( 422 )

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不确定数据普遍存在于如移动计算、RFID技术和传感器网络等大量应用之中。由于不确定数据的离群点检测算法可以提高服务质量,提出一种基于密度的不确定数据离群检测算法RLOF。该算法引入一种R2-tree结构,有效降低了计算局部离群因子时的时间复杂度,同时降低了不确定数据集中的数据更新成本以及海量数据维护成本。理论分析和实验结果充分证明了该算法是有效可行的。

基于集成学习的离子通道药物靶点预测

谢倩倩,李订芳,章文

计算机科学. 2015, 42 (4): 177-180. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.035

摘要 ( 395 )

PDF(331KB) ( 736 )

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新药研制成功的关键在于药物靶点的发现和准确定位。在已知的药物靶点中,离子通道蛋白是一类广受欢迎的靶点,它与免疫系统、心血管等疾病密切相关。对于靶点的发现,传统生物方法成本高、耗时久。因此,探讨了基于机器学习的离子通道蛋白药物靶点的挖掘,以加快药物靶点发现过程,节约经费。由于药物靶点相关序列的长度不一致,考虑了蛋白质序列编码的13种特征,它们能将不等长的蛋白质序列转化成等长序列。通过数值实验筛选能够较好地区分靶点和非靶点的特征子集,并采用集成学习的方法整合特征得到预测模型。通过与已有工作的比较表明,提出的集成模型能得到较高的准确率,具有很好的应用前景。

基于网格聚类和修正逻辑的航迹起始算法

余沙,陈明燕,曹建蜀

计算机科学. 2015, 42 (4): 181-184. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.036

摘要 ( 290 )

PDF(369KB) ( 630 )

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针对高密度杂波环境中多目标航迹起始时虚假航迹多和起始处理速度慢的问题,提出了一种将扫描点迹先聚类后进行航迹起始的新算法TI-GCL(Track Initiation Algorithm Based on Grid Clustering and Modified Logic Algorithm)。新算法通过网格核技术和边界提取技术分别对高、低密度网格中的回波点迹进行处理,得到更为准确的簇,进一步利用簇中数据对象的相似度进行聚类,最后对每个聚类中的点迹运用修正逻辑法起始目标航迹。仿真结果表明,该算法在高密度杂波环境下能够准确、快速地起始多目标航迹,适于工程运用。

基于信息内容和拓扑关系的社会媒体用户兴趣分类

吴海涛,应时

计算机科学. 2015, 42 (4): 185-189. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.037

摘要 ( 210 )

PDF(768KB) ( 417 )

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随着社会的发展,信息已经成为社会发展越来越重要的部分,人类的信息传播活动越来越明显地展示出分众特征,对用户的分类成为人类信息活动的一个重要研究课题。从这一目标出发,分别基于信息内容、拓扑关系和两者综合的方法, 按兴趣主题对社会媒体用户进行分类。对于基于信息内容的用户分类,采用LDA主题模型从用户所发布的内容中提取其主题分布,基于这一分布,采用支持向量机、决策树、贝叶斯等多种模型按兴趣主题对用户进行分类。对于基于拓扑关系的分类,依据相同兴趣主题的用户倾向于拥有共同的粉丝这一发现,构建分类模型来按兴趣主题对用户进行分类。然后提出综合信息内容和拓扑关系的分类方法来对用户进行分类。最后基于大规模Twitter数据的实验发现,采用综合方法对用户进行的兴趣分类性能明显高于采用单一信息内容或粉丝拓扑方法的性能。

Keepaway抢球任务中基于策略重用的迁移学习算法

李学俊,陈士洋,张以文,李龙澍

计算机科学. 2015, 42 (4): 190-193. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.038

摘要 ( 329 )

PDF(439KB) ( 571 )

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在RoboCup Keepaway中,球员使用强化学习能获得很好的高层策略。然而由于Keepaway任务的状态空间巨大,强化学习需要探索很多步才能收敛,学习过程十分耗时。针对这一问题,对于5v4规模的Keepaway任务,将策略重用技术应用于抢球球员高层决策的强化学习中,以实现迁移学习。首先合理设计了球员在4v3和5v4任务间的迁移学习方案及状态与动作空间的映射,然后提出了基于策略重用的迁移学习算法。实验表明,对于5v4任务,在训练时间约束下,迁移学习比强化学习获得了更短的任务完成时间和更高的抢断成功率,从而学习到了较优的高层策略。因此,为达到相同策略水平,迁移学习所需的训练时间明显比强化学习少。

高效隐私保护频繁模式挖掘算法研究

程舒通,徐从富,但红卫

计算机科学. 2015, 42 (4): 194-198. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.039

摘要 ( 201 )

PDF(415KB) ( 478 )

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阐述了隐私保护数据挖掘的目标,即在获取有效的数据挖掘结果的同时,满足用户对隐私保护的要求。针对个体用户及组织用户的隐私保护,论述了不同的方法,并归纳出隐私保护数据挖掘中所采用的两种主流算法。改进了高效隐私保护关联规则挖掘算法(EMASK)中需要完全的数据库扫描并且进行多次比较操作的弊端,提出了基于粒度计算的高效隐私保护频繁模式挖掘算法(BEMASK)。该算法将关系数据表转换成面向机器的关系模型,数据处理被转换成粒度计算的方式,计算频繁项集变成了计算基本颗粒的交集。特别是数据的垂直Bitmap表示,在保证准确性不降低的情况下,一方面减少了I/O操作的次数,另一方面较大地提高了效率。

基于统计检验的核函数度量方法研究

王裴岩,蔡东风

计算机科学. 2015, 42 (4): 199-205. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.040

摘要 ( 174 )

PDF(782KB) ( 645 )

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将统计检验方法应用于核函数度量。以核函数、规范化核函数、中心化核函数和核距离作为样本在特征空间中的几何关系度量,使用t检验和F检验等7种统计检验方法检验特征空间中同类样本间几何关系度量值与异类样本间几何关系度量值的分布差异,以此反映特征空间中同类样本间内聚性与异类样本间分离性间的差异。在11个UCI数据集上进行的核函数选择实验表明,基于统计检验的核度量方法达到或超过了核校准与特征空间核度量标准等方法的效果,适用于核函数度量；并且发现两类数据分布差异主要体现在了方差差异上。此外,对核函数的处理(规范化或中心化)会改变特征空间,使得度量结果失真。

基于社会力群智能优化算法的云计算资源调度

袁浩,李昌兵

计算机科学. 2015, 42 (4): 206-208. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.041

摘要 ( 174 )

PDF(299KB) ( 555 )

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为了提高云计算资源的调度效率,提出了一种基于社会力群智能优化算法的云计算资源调度方法。首先将云计算资源调度任务完成时间最短作为社会力群智能优化算法的目标函数,然后通过模拟人群疏散过程中的自组织、拥挤退避行为对最优调度方案进行搜索,最后采用仿真实验对算法性能进行测试。结果表明,相对于其它云计算资源调度方法,该方法可以更快地找到最优云计算资源调度方案,使云计算资源负载更加均衡,提高了云计算资源的利用率。

融合多种情感资源的微博情感分类研究

顾益军,刘小明

计算机科学. 2015, 42 (4): 209-212. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.042

摘要 ( 191 )

PDF(412KB) ( 490 )

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为了通过融合多种情感资源库中的词汇情感特征来提高微博情感分类精度,提出了一种词汇情感确定性度量的计算方法,并以此为基础将在多种情感词汇上获取的情感特征融合为词汇的综合情感特征,然后采用机器学习的分类方法实现微博观点句识别和观点句情感倾向性判定。实验表明,本方法利用词汇的情感确定性度量,统一了词汇情感倾向性的强度度量,在观点句识别和观点句情感倾向性判定两个情感分类任务中都取得了较好的性能。

一种基于信息粒度的动态属性约简求解算法

王永生,郑雪峰,锁延锋

计算机科学. 2015, 42 (4): 213-216. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.043

摘要 ( 341 )

PDF(351KB) ( 548 )

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动态属性约简是粗糙集理论的重要研究内容之一。针对动态决策表构造了一种基于信息粒度的动态属性约简模型,详细分析了决策表中出现新属性动态增加时信息粒度的增量式计算方法；在此基础上,以信息粒度作为启发信息,设计了一种动态属性约简求解算法,该算法能有效利用原决策表的属性约简结果和信息粒度来降低算法的计算复杂度,并使得约简结果具有较好传承性；最后通过算例分析和实验比较进一步验证了本算法的可行性和有效性。

求最小期望权值强循环规划解

李洋,文中华,伍小辉,劳佳琪

计算机科学. 2015, 42 (4): 217-220. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.044

摘要 ( 190 )

PDF(655KB) ( 419 )

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现实世界中,动作的执行通常都要耗费一定的代价,且由于外界环境的干扰,动作执行后的结果具有不确定性。针对这一问题,对不确定状态转移系统的动作赋予权值,使用概率分布表示状态转换的随机性,提出了强循环规划解的期望权值,并且设计了求最小期望权值强循环规划解的方法。该方法的主要思想是使用深度优先搜索求出规划问题的所有强循环规划解,再将强循环规划解分别转换成以状态到目标状态的期望权值为变元的线性方程组,最后使用高斯消元法解方程组,从而找出最小期望权值强循环规划解。

时空相关的混载校车路径问题邻域搜索

党兰学,侯彦娥,孔云峰

计算机科学. 2015, 42 (4): 221-225. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.045

摘要 ( 219 )

PDF(412KB) ( 414 )

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为节约混载校车路径问题求解过程中邻域解搜索的时间,引入时空距离和时空相关度概念,将邻域搜索空间限定在合理的范围内。该算法首先计算站点间的时空距离,再附加上简单约束的预判断,从而得到时空相关度矩阵。然后对于任意学生乘车站点,将其他可能与之直接相连的站点按照时空相关度排序,形成一个邻接列表。在邻域搜索过程中,通过限定邻接列表长度,仅尝试最终接受概率较大的一部分移动操作,以此缩小邻域搜索空间,从而提高算法效率。在国际标准案例上的测试结果表明,基于时空相关度的搜索策略能在基本不降低求解质量的情况下,平均节省50%以上的求解时间。

基于综合的句子特征的文本自动摘要

程园,吾守尔·斯拉木,买买提依明·哈斯木

计算机科学. 2015, 42 (4): 226-229. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.046

摘要 ( 170 )

PDF(336KB) ( 854 )

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采用了一种综合的文本自动摘要方法来抽取出涵盖范围广、冗余信息少、最能反映文本中心思想的文本摘要。该方法充分考虑文本中的词频、标题、句子位置、线索词、提示性短语、句子相似度等特征因素,构建了一个综合的特征加权函数,运用数学回归模型对语料进行训练,去除冗余句子信息,提取关键句生成摘要。实验评估表明了该方法的可行性、有效性以及在摘要质量方面的优越性。

混合禁忌搜索算法求解关联运输调度问题

蔡延光,汤雅连,朱君

计算机科学. 2015, 42 (4): 230-234. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.047

摘要 ( 236 )

PDF(485KB) ( 520 )

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考虑到实际生活中车辆受发车时间限制以及道路路况影响运输成本等因素,建立了带客户软时间窗、车场硬时间窗、多车型、道路路况等约束的关联运输调度问题模型。结合禁忌搜索与遗传算法的优势,构造了混合禁忌搜索算法,以通过构造多个初始解来增大搜索空间；设计了两种禁忌表,分别为局部禁忌表和全局禁忌表,这不仅能加快寻优速度,还可以摆脱对单个解的依赖；将禁忌搜索生成的优化解作为遗传算法的初始解,可以加快寻优速度；自适应调整禁忌表长度可以避免早熟收敛；提取核心路径便于进行后期优化,relocate算子能减少路径网络回路数目。对实例进行的仿真表明,提出的IVRP优于一般的VRP,可节约大量成本,且提出的算法在收敛速度和寻优结果两方面都优于遗传算法和禁忌搜索算法。由3种算法求解得到的总成本、总里程及收敛时间的标准差体现出该算法的稳定性比另外两种算法的好。

模式匹配中的依赖冲突

杜小坤,李艳红,涂韬

计算机科学. 2015, 42 (4): 235-239. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.048

摘要 ( 163 )

PDF(461KB) ( 411 )

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通过分析已有匹配方法的缺陷,提出了一种利用依赖冲突选取匹配关系的新方法。首先为目标模式中每个元素选取候选匹配,然后计算每个全局匹配方案的冲突值,最后选取冲突值最小的匹配方案作为最终结果。实验表明,该方法能够显著提高匹配结果的准确率,并使得后续数据映射结果的优化操作更省时。

基于混沌万有引力搜索算法的SVM参数优化及应用

龚安,吕倩,胡长军,康忠健,李华昱

计算机科学. 2015, 42 (4): 240-243. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.049

摘要 ( 189 )

PDF(273KB) ( 406 )

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针对万有引力搜索算法存在局部优化能力差的问题,引入混沌序列和遗传算法的交叉思想对其改善,并将其应用于SVM的参数优化,通过仿真实验验证了该SVM模型具有更高的精度。最后将该模型应用于火电厂一次风机的状态监测,实验结果表明该模型是有效的。

一种带有通配符和长度约束模式匹配问题的动态剪枝算法

王海平,戴玮,郭丹

计算机科学. 2015, 42 (4): 244-248. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.050

摘要 ( 223 )

PDF(384KB) ( 522 )

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近年来,随着生物信息学、信息检索等领域的发展,串模式匹配问题被不断扩展。其中,具有代表性的是在模式中引入可变长度的通配符而形成带有通配符的模式匹配(PMWL)。该问题定义的灵活性给用户提供了方便,却也造成了求解上的困难。因此,如何在多项式时间内得到更好的匹配解成为研究的焦点。提出了一种启发式的小兵算法。小兵算法通过将PMWL问题转化为路径搜索问题,并借鉴动态剪枝思想,在算法搜索的过程中动态地将不可能的匹配位置剪枝,从而提高解的质量。实验在真实DNA序列上进行,并人工生成了196个模式。结果表明,相比于目前最有效的SAIL算法,小兵算法在绝大多数的尾部有重复字符的模式中可以获得更好的匹配解。

基于格值命题逻辑系统LP(X)的多元α-归结原理的注记

刘熠,徐扬,贾海瑞

计算机科学. 2015, 42 (4): 249-252. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.051

摘要 ( 200 )

PDF(665KB) ( 457 )

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进一步深入研究了基于格蕴涵代数的格值命题逻辑系统LP(X)的多元α-归结原理的基本理论,给出了基于LP(X)的多元α-归结演绎中参与多元α-归结的广义文字个数随着归结演绎的推进而动态变化的基本原则；对基于LP(X)的多元α-归结原理的有效性进行了一定分析,这为建立基于LP(X)的多元α-归结方法以及构造多元α-归结算法奠定了理论基础。

小数据集条件下的多态系统贝叶斯网络参数学习

肖蒙,张友鹏

计算机科学. 2015, 42 (4): 253-257. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.052

摘要 ( 342 )

PDF(407KB) ( 827 )

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针对贝叶斯网络中多父节点条件概率分布参数学习问题,提出了一种适用于多态节点、模型不精确、样本信息不充分情形的参数学习方法。该方法利用因果机制独立假设,分解条件概率分布,使条件概率表的规模表现为父节点个数和状态数的线性形式；利用Leaky Noisy-MAX模型量化了多态系统模型未含因素对参数学习的影响；从小样本数据集中获取模型参数并合成条件概率表。结果表明,该方法能提高参数学习效率与精度。

一种基于拓扑信息的物流频繁路径挖掘算法

杨俊瑶,蒙祖强,蒋亮

计算机科学. 2015, 42 (4): 258-262. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.053

摘要 ( 188 )

PDF(443KB) ( 516 )

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为了高效地从海量物流数据中获取频繁路径,根据物流网络及物流的特征设计了一种物流数据模型以及一种充分考虑了物流网络拓扑信息的频繁路径序列挖掘算法PMWTI(Path Mining With Topology Information)。在PMWTI中设计了一种用于候选路径序列深度剪枝的代价容忍度剪枝方法,该方法在利用Apriori性质剪枝的基础上进一步去除了部分不可能是频繁路径序列的候选路径序列,这在一定程度上缩减了候选路径序列规模,从而减少了对数据集的扫描。实验表明,相比没有采用该剪枝方法的同等算法,PMWTI具有更高的频繁路径挖掘效率。

基于加权向量提升的多尺度聚类挖掘算法

苏东海,赵书良,柳萌萌,苏嘉庚,李妍

计算机科学. 2015, 42 (4): 263-267. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.054

摘要 ( 169 )

PDF(416KB) ( 396 )

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多尺度聚类挖掘在指导人们进行多尺度决策方面有着不可取代的作用,然而传统的多尺度聚类挖掘算法有一个致命的弱点,即需要在每个用户感兴趣的尺度上应用聚类挖掘算法。为克服此缺陷,定义了一种将数据的多尺度特性进行向量化的方法；结合地学领域的尺度转换机制,提出了一种新的知识的多尺度转换机制——基于加权向量提升的多尺度聚类挖掘算法WVB-MSCA(Weight Vector Based Multi-scale Clustering Algorithm)。算法首先在选定的基准尺度上进行聚类挖掘,获取聚类结果,并借助尺度转换机制将基准尺度的聚类结果反演到其它感兴趣的尺度上。实验表明,算法WVB-MSCA是可行且有效的。

基于深度学习的车标识别方法研究

彭博,臧笛

计算机科学. 2015, 42 (4): 268-273. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.055

摘要 ( 607 )

PDF(1257KB) ( 798 )

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对交通监控录像中车牌污损、遮挡的肇事车辆信息进行确认是现阶段智能交通系统中的一个重要问题,车标作为一个关键特征,可以起到辅助判别的作用。提出了一种基于深度学习的车标识别方法,相对于以人工提取特征为主的传统车标识别方法,该方法具有可自主学习特征、可直接输入图像等优点。实验表明,这种方法正确率较高,在光照变化和噪声污染下的准确性和稳定性较好,能够有效降低车标识别的错误率。

基于类别可分性的高光谱图像波段选择

许明明,张良培,杜博,张乐飞

计算机科学. 2015, 42 (4): 274-275. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.056

摘要 ( 200 )

PDF(518KB) ( 449 )

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高光谱遥感数据具有丰富的光谱信息,应用十分广泛,但其冗余的光谱信息有时会限制高光谱图像的分类等的精度以及计算复杂度。为了提高解译效率,高光谱图像降维不可或缺,这也是高光谱图像处理的研究热点之一。提出了一种基于类别可分性的高光谱图像波段选择方法(Endmember Separability Based band Selection,ESBB),该方法通过Mahalanobis 距离最大化图像中各类地物的可分性来确定最优的波段组合。相较于其他监督波段选择算法,该方法不需要大量训练样本,不用对每个组合做分类处理。对波段选择后的结果进行分类的实验结果证明,该方法是一个快速有效的波段选择方法,可以得到一个较好的分类精度。

一种基于三角形递归切分的三维军标绘制方法

罗理机,龙韬,李峻林,赵恒

计算机科学. 2015, 42 (4): 276-280. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.057

摘要 ( 222 )

PDF(921KB) ( 436 )

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针对三维战场仿真环境中三维军标的实时绘制问题,利用Bezier曲线的任意可分性,提出了一种新的基于三角形递归切分的三维动态军标通用绘制方法。首先,通过设置军标控制点自动生成二维军标图形；然后,对二维军标模型进行三角形递归切分并动态控制递归算法调用次数；最后,对每个特征点赋予高程值,从而生成并显示三维动态军标图形。实验结果表明,该算法在不同地形条件下应用于多种基本的三维军标中都能保持良好的匹配速度和匹配效果。该方法在保证通用性前提下可以满足军标标绘系统的实时性需求。

基于TLS估计的遗传小波红外图像去噪方法

吴迎昌,罗滇生,何洪英

计算机科学. 2015, 42 (4): 281-284. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.058

摘要 ( 162 )

PDF(840KB) ( 408 )

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为了更有效地去除红外图像中的噪声,提出一种基于总体最小二乘法(TLS)估计的遗传小波红外图像去噪方法。该方法以TLS小波去噪后图像作为父本并以维纳滤波处理后的图像作为母本来进行选择、交叉和变异,通过提取TLS小波去噪和维纳滤波在图像去噪中的优势基因,获得最优子代并解码还原成图像。实验结果表明,与当前已有的图像去噪方法相比,该方法能更加有效地去除红外图像中的噪声,且去噪后的图像具有更高的信噪比(SNR)和更小的最小均方误差(MSE)。

基于多层级联视觉显著性模型的肇事车辆锁定方法

柴桢亮,臧笛

计算机科学. 2015, 42 (4): 285-291. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.059

摘要 ( 223 )

PDF(1864KB) ( 400 )

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肇事车辆的锁定是智能交通系统中一个十分重要的问题,因此针对肇事车辆的锁定,提出了一种基于多层级联视觉注意模型的肇事车辆匹配方法。在模型的每一层中,基于传统视觉注意模型的思想,通过生成显著图的方式提取车辆的一个显著性特征,如颜色、车标,并将其与肇事车辆进行匹配,过滤掉特征不相似的车辆,经过多次显著性特征提取和匹配,最终获得唯一的肇事车辆。实验结果表明,该模型可以准确地从车辆数据库中锁定肇事车辆,且对光照变化和噪声有较强的鲁棒性。

一种基于背景自学习的高光谱图像生物信息提取方法

张玉香,高旭杨,王挺,张乐飞,杜博

计算机科学. 2015, 42 (4): 292-296. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.060

摘要 ( 269 )

PDF(936KB) ( 453 )

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为了提取指纹、癌变区域等重要的生物信息,传统方法一般是使用物理、化学手段直接作用在信息载体上,这不仅需要较长时间,容易对原有信息及载体造成破坏,而且提取过程不可重现、精度较低。高光谱成像技术避免了获取信息时物理接触造成的破坏,能多次稳定获取图像,成为了一种优秀的生物信息采集途径。在此介绍一种基于背景自学习的高光谱图像信息提取方法,它解决了传统非结构化背景模型适应性不强的问题,利用空间光谱信息进一步提升了信息提取精度。实验证明,该方法能有效对背景信息进行估计,提取完整的生物目标信息,精度优于传统目标信息提取方法。

基于BoC-BoF特征的图像检索方法研究

冯进丽,杨红菊

计算机科学. 2015, 42 (4): 297-301. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.061

摘要 ( 172 )

PDF(1438KB) ( 462 )

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为了优化基于内容的图像检索方法,提出了一种融合特征来表征图像内容。首先,提取基于RootSift描述子的特征词袋(Bag-of-Features,BoF)表示向量,获得图像的边缘和形状信息；其次,采用基于HSV的颜色词袋(Bag-of-Colors,BoC)表示向量来代替传统颜色直方图方法,获取图像的颜色信息；最后,将BoF表示向量和BoC表示向量相融合,形成BoC-BoF特征向量。BoC-BoF特征有效地实现了全局特征和局部特征的融合。两个数据集检索的实验结果表明,该方法比其它方法更加有效。

基于混合域的改进SPIHT图像编码算法

王学春,刘申晓,常朝稳

计算机科学. 2015, 42 (4): 302-305. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.062

摘要 ( 227 )

PDF(613KB) ( 608 )

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为使图像压缩编码算法同时具有较高的压缩比和较好的图像复原质量,提出了一种基于Contourlet与小波变换的混合域图像编码方案,并在分析 SPIHT算法的基础上进一步改进,取消了SPIHT算法中对LIS表的分类,统一按照先子代后孙代的小波空间树顺序进行编码。仿真实验结果表明,提出的混合域图像压缩编码方案是一种高效的数字图像压缩算法,与SPIHT算法相比,该算法的重建图像具有更好的视觉效果,而且提高了编码速度。

基于全散度的变分CV模型及其分割算法

王继策,吴成茂

计算机科学. 2015, 42 (4): 306-310. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.063

摘要 ( 377 )

PDF(1006KB) ( 595 )

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CV模型在图像灰度不均匀或有噪声干扰时,易出现错分现象,因此将全散度引入变分CV模型,提出了基于全散度的变分CV模型及其迭代分割算法。分析基于欧氏距离所对应的变分CV模型分割算法存在的问题和不足,通过图示说明全散度相对于欧氏距离在距离计算与坐标系选择无关的优势,将其引入变分CV模型拟合偏差项,来提高图像灰度值与分割区域平均灰度偏差计算的鲁棒性。然后,采用欧拉-拉格朗日变分法获得全散度变分CV模型的偏微分方程,并采用数值计算方法获得该偏微分方程的迭代求解算法。同时在全散度变分CV模型中,增大拟合偏差项的权重系数,加大拟合偏差项在变分模型中的重要性。实验结果表明,全散度变分CV模型具有初始化敏感低、抗噪性强、鲁棒性高等优点。

一种基于分块匹配的SIFT算法

邹承明,徐泽前,薛栋

计算机科学. 2015, 42 (4): 311-315. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.064

摘要 ( 224 )

PDF(1442KB) ( 432 )

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SIFT算法在图像处理领域具有独特的优势,但是经过不断发展,SIFT算法在特征匹配过程中仍然具有数据处理量大、计算速度慢的问题。基于这些问题,提出了一种基于分块匹配的新型 SIFT匹配算法,它通过剔除非重叠区域来降低特征提取和匹配的时间损耗。对于图像的刚性变换,算法的核心在于图像块的切分和重叠区域的计算,首先选取少量的种子点来估算两幅图像的相关变换矩阵；然后将原始图像切分为几块,通过变换矩阵找出在匹配图中的相关块；再检测所有的匹配块上的特征点；最后结合 RANSAC算法去除伪匹配点对,来提高匹配的准确率。实验结果表明:与标准SIFT算法相比,基于分块匹配的SIFT算法在实时性和鲁棒性方面得到了进一步的提升,在实际图像匹配中具有一定的应用价值。

改进型RBF神经网络的多标签算法研究

李书玲,刘蓉,刘红

计算机科学. 2015, 42 (4): 316-320. doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2015.04.065

摘要 ( 403 )

PDF(432KB) ( 653 )

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针对已有的RBF神经网络多标签算法未充分考虑多个样本标签之间的关联性,从而导致泛化性能受到一定影响的问题,研究分析了一种改进型RBF神经网络的多标签算法。该算法首先优化隐含层RBF神经网络基函数中心求取算法——k-均值聚类。采用AP聚类自动寻找k值以获得隐含层节点数目,并构造Huffman树来选取初始聚类中心以防k-均值聚类结果陷入局部最优。然后构造体现标签类之间信息的标签计数向量C,并将其与由优化k-均值聚类得到的聚类中心进行线性叠乘,进而改进RBF神经网络基函数中心,建立RBF神经网络。在公共多标签数据集emotion上的实验表明了该算法能够有效地进行多标签分类。