2015年, 第41卷, 第9期 刊出日期：2015-09-15
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计算机工程. 2015, 41(9): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.001现有消息推送系统存在安全漏洞、个性化智能推送不足等问题。为此,基于消息队列遥测传输(MQTT)技术,提出一种消息推送系统,采用轻量的MQTT协议实现消息推送,包括安全认证和多样化智能推送设计,既能保证系统安全,又能根据用户个性化需求和消息传递性能要求,智能选择合理的消息发送方式和消息通信模式。测试结果表明该系统推送成功率高,消息发送和接收时间短。
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计算机工程. 2015, 41(9): 7-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.002为提高射频识别系统中动态帧时隙ALOHA算法的识别效率,提出一种快速收敛的自适应Q值防碰撞算法。基于上一帧成功识别标签的时隙数对Q值进行不同步长的调整,使其以自适应方式快速收敛到最优Q值的情况下进行工作,加快系统的标签识别速度,并使实际系统吞吐率快速逼近于理想值,保证系统的高吞吐率。仿真结果表明,在待识别标签数为5 000的情况下,该算法的系统吞吐率比泊松估计算法提高了8.19%,且随着标签数的增加,其系统吞吐率可稳定在33%以上。
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计算机工程. 2015, 41(9): 13-18,24. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.003针对无线传感器网络与Internet网络的通信协议不兼容问题,利用低功耗蓝牙4.0与第三代移动通信技术,设计一种无线传感器网关。硬件设计方面,使用基于ARM Cortex-A8的S5PV210作为主处理器,使CC2540蓝牙模块与无线传感器节点相连接,控制3G模块进行远程通信。软件设计方面,基于Android操作系统实现无线传感器网络与Internet网络的数据接收、网络协议转换、交互控制等功能。测试结果表明,该网关具有较低的接收与转发数据丢包率、处理时延及功耗,可保证无线传感器网络与Internet网络的高效实时通信。
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计算机工程. 2015, 41(9): 19-24. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.004为对冶金工业环境监测提供良好的支持,设计一种面向冶金废气监测的无线传感器网络系统,该系统由多个可拓展传感器接口的监测节点组成,节点能够与后端数据中心进行无线通信,实现对冶金企业厂区内外大范围、灵活部署的实时监测。系统监测节点使用具有高可靠性和精度的电化学式传感器,通过可扩展传感器接口,对多种冶金废气和空气环境监测。实现结果表明,该系统具有可靠性高、监测时间长、范围广等优点,对冶金工业废气具有较好的监测效果。
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计算机工程. 2015, 41(9): 25-30,38. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.005针对超市购物系统运行效率过低的问题,提出基于射频识别技术的快速购物方法和防盗策略系统。对于需要进行快速、大量扫描的购物系统,给出一种改进的二进制搜索防碰撞算法,实现对期望货品的完全信息快速采集,并分析冗余识别和死角识别的产生条件,提高该系统的准确性和可靠性。在此基础上,增加防盗环节,在指定区域扫描未经过结账处理的货品,并及时通知相关人员。根据不同货品条件,设计2种灵活的进货方式,便于超市服务人员进行管理。实验结果表明,该智能购物系统能够快速准确地对消费者所购商品进行结账,同时可以较好地抑制系统运行过程中可能出现的数据误差。
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计算机工程. 2015, 41(9): 31-38. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.006针对智能家居空间中的设备互联、网络访问方式及业务类型多样性现状,基于IXP425网络处理器和开源Linux OpenWRT操作系统,设计支持IPv4和IPv6协议的多模智能融合网关(MMIIG),采用Netfilter/Iptables技术,保证MMIIG的安全性和控制网络流量,在此基础上构建以MMIIG为中心的简易智能家居系统。测试结果表明,该智能家居系统可通过MMIIG使家庭内外网络与电子电器设备相连接,实现远程管理、智能控制、影音共享等功能。
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计算机工程. 2015, 41(9): 39-44,50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.007随着智能手机的普及,已研究出多种基于WiFi和移动智能终端的室内定位技术。与前期定位技术相比,基于智能手机和WiFi进行室内定位具有明显优势。从室内定位规模化应用的关键因素着手,分析总结了基于智能手机和WiFi的室内定位的基本方法,并对基于WiFi和移动智能终端定位中有待研究的难点和未来可能的研究方向进行展望。
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计算机工程. 2015, 41(9): 45-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.008筛选成熟检测器是决定人工免疫系统性能和效率的关键因素,在大数据环境下由于初始检测器的数量极其庞大,会造成现有检测器筛选算法时间开销过大。针对该问题,提出一种新的海量初始检测器快速筛选算法。设计海量初始检测器的分布存储模式,利用Map/Reduce模型,给出混合式初始检测器快速筛选架构、海量初始检测器分区检查策略和成熟检测器集优化策略,以提高筛选初始检测器的效率,优化成熟检测器。在Hadoop集群中实现面向大数据系统检测器快速筛选算法原型系统,使用CERT synthethic sendmail data数据集进行测试与分析,结果表明,与传统算法相比,该算法能减少58.87%的时间开销,并在初始检测器数量不断增加时保持时间开销的稳定。
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计算机工程. 2015, 41(9): 51-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.009为全面、客观分析云计算系统中心的性能,提出一种改进的云计算中心系统分析模型。利用泊松分布描述批量到达云计算中心的用户服务请求变化特点,建立基于排队论的批量到达系统模型,在概率空间上求解队长的稳态概率,采用仿真实验对阻塞概率、立即服务概率等性能指标进行分析。仿真结果表明,随着批量到达请求数增加,云计算中心的平均队长相应增加,降低了系统的阻塞概率。
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计算机工程. 2015, 41(9): 56-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.010XML文档由于其自身的可扩展性、半结构化和自描述性等特点,已成为数据表示和交换的数据格式标准。一个高效、快速的XML文档聚类机制能够大幅缩短信息检索时间,提高数据查询的效率,挖掘出潜在的信息价值。为此,提出一种改进的k-medoids算法对XML文档进行聚类。运用模糊聚类方法确定聚类个数,利用遗传算法的全局最优的搜索能力求解最佳聚类中心点或质心,从而提高大规模XML文档集的聚类质量。实验结果表明,与基于传统k-medoids算法的聚类方法相比,改进的聚类方法具有较高的聚类准确性和收敛度。
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计算机工程. 2015, 41(9): 63-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.011网络带宽的急剧增加对处于网络节点的路由器设备数据转发速度提出了更高的要求。为此,将哈希表和多比特树相结合,提出一种新的路由查找算法。根据路由前缀的长度将路由表项分层存储在固定的三层Tree中,采用哈希表存储路由下一跳的信息,根据目的IP地址在三层Tree结构中按最长前缀匹配的原则进行快速路由表项定位,并通过表项的信息在对应的哈希表中读取下一跳信息,进行数据转发。在多核平台上的测试结果表明,该算法在百万条路由环境下可达到双向10 GB/s的速度,平均查找次数介于1~2次之间,平均延时小于30 μs。
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计算机工程. 2015, 41(9): 68-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.012在网络大流识别中,突发的大量小流会影响大流识别准确度。为此,结合基于频率和大小的流提取(FEFS)算法与基于计数型布鲁姆过滤器(CBF)算法,提出一种新的大流识别算法,即FEFSCBF算法。该算法采用三级存储结构,运用CBF结构存储小流,将达到过滤阈值的流移至筛选区(LRU)中,当LRU满载时,使用FEFS机制选择一个符合条件的流淘汰,并及时隔离大流。仿真结果表明,该算法的误报率和漏报率均较低,存储开销较小,可以运用于高速网络链路的大流识别中。
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计算机工程. 2015, 41(9): 74-79. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.013传统医疗资源推荐算法中用户面临资源选择信息过载的问题,为此,从用户和医生2个角度出发,提出一种基于语义的医疗资源均衡推荐算法。采用语义本体技术对医疗资源与用户进行建模,给出一种机器能够理解的标准信息表示方法。融入稳定匹配算法处理推荐过程中的个性化匹配,同时加入推理规则进行匹配筛选,使个性化推荐中用户的个性特征与医生资源具体属性相匹配。理论分析和实验结果表明,该推荐算法能够降低用户选择医疗资源时的负担,提高用户的需求满意度和系统的推荐质量。
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计算机工程. 2015, 41(9): 80-84,91. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.014两层相关性聚类算法由于引入公共邻居,在解析的正确性及抗噪声能力方面性能较好。但该算法分两层执行,在时间效率上不具优势。为此,提出将该算法在MapReduce框架下实现,利用分布式计算提高其执行效率。通过设计辅助文件减少内存消耗以及中间数据的输出,给出分布式环境下的块更新规则,并改写第二层的调整块算法,将需要实时更新的数据统一计算后,根据更为显著的关联特征进行处理。实验结果表明,与TT算法和DTT算法相比,该方法不仅能保证解析的准确性,而且在时间效率上也有大幅提高。
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计算机工程. 2015, 41(9): 85-91. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.015针对密码算法用户对于多种对称密钥算法高效可配的使用需求,设计一种新的对称密钥算法硬件架构。根据各密钥算法的特点,分析其运算逻辑并进行拆分,使用基础运算单元可重构方法将各算法实现在同一运算核心模块上,在保证电路时序的情况下,节约电路的整体面积,提高电路的单位面积吞吐率。该架构具有较好的扩展性,便于新对称密钥算法的进一步重构实现。仿真结果表明,该架构在实现同类算法时,电路面积和单位面积吞吐率均优于状态阵列重构、Ｓ盒查找表优化等架构,在实现多种算法时,其面积增加也较少。
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计算机工程. 2015, 41(9): 92-96. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.016嵌入式服务器相对于传统服务器具有一定的特殊性和专用性,传统的文件系统难以满足特定嵌入式平台高效存储的需求。针对某特定嵌入式平台下大容量流式数据存储效率低下的问题,提出一种面向大容量流式数据的嵌入式文件系统SEFS,其中创建文件时借助三层树状统计结构为新文件快速预分配存储空间,采用基于磁盘饱和度的均衡存储策略。实验结果表明,SEFS创建单个文件用时59 ms,与Ext2和MSFS文件系统相比,读文件速率分别提升了8.63%和6.45%,写文件速率分别提升了6.48%和2.94%,并且具有较好的存储均衡性和稳定性。
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计算机工程. 2015, 41(9): 97-102. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.017
针对数字信号处理器设计中因相关引发的故障,提出一种基于指令的验证方法。结合处理器的体系结构特点给出处理器表示矩阵,并利用该矩阵,根据所使用的功能单元对指令进行划分。在同一个划分内,指令使用相同的功能单元,对这些指令进行两两组合,生成验证指令序列。考虑测试的可观测性给出观测方法,从理论上证明该方法可以完备覆盖到所有数据相关故障。设计验证指令生成系统自动生成验证指令序列,针对DSPC01处理器进行实验,并与流片后的测试结果比较分析,结果验证了该方法的有效性。
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计算机工程. 2015, 41(9): 103-107. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.018针对目前企业选择的Web服务无针对性且调用效率低下的问题,提出一种确定Web服务调用最短路径的方法。将Web服务的响应时间、安全性和价格这3个服务质量度量属性引入到Web服务选择算法中,获取满足用户需求的待选服务,使Web服务调用过程抽象为带权有向无环活动边(AOE)网图,结合最短路径算法,计算出从源点到其余顶点的最短路径,得到Web服务调用最短路径的AOE网图。SAP平台下的应用结果表明,该方法能有效缩短Web服务调用的响应时间,提高整体执行效率。
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计算机工程. 2015, 41(9): 108-114. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.019片上系统(SoC)的多任务并发性使得总线和主存等共享资源的竞争日趋频繁,如何在满足系统峰值功耗需求的同时减少资源冲突带来的功耗损失是系统级时钟管理的难点。为此,提出一种SoC系统级时钟调度管理方法,在不影响系统性能的前提下,根据各计算单元在共享资源上的竞争概率,计算各单元由于竞争冲突导致的等待时间,进而在已知任务截止时间的前提下,分析各个任务的实际有效工作时间,通过软件调配各计算单元时钟频率调度共享资源的访问,实现系统在满足峰值功率约束下的总功耗最优化。实验结果表明,该方法可降低3.3%~38.2%的SoC系统总功耗。
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计算机工程. 2015, 41(9): 115-119. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.020无线传感器网络中分簇协议算法按轮工作,但多数分簇算法每轮都要进行簇首选举,造成网络节点能量消耗过多,而且占用大量时间。针对该问题,提出基于模糊理论的无线传感器网络簇首选举算法。在网络部署阶段确定簇首竞争半径,保证簇首均匀分布。在簇首选举阶段,通过与簇首竞争半径内节点的通信,构造节点邻域表,采用模糊理论综合评判法生成簇首序列,节点依据序列次序轮流担任簇首。簇建立完成后,簇首采用多跳方式与Sink通信,均衡远近簇首的能耗。仿真结果表明,该算法可降低网络节点的能量消耗,延长网络生存时间。
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计算机工程. 2015, 41(9): 120-125. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.021通过研究现有远程通信技术的局限性,根据构建稳健远程数据传输系统的实际需求,集成3G通信技术和北斗短报文通信技术,提出一种可靠的远程数据传输方法。在3G网络覆盖的区域,采用3G技术进行远程数据传输。在3G网络无法覆盖的区域或3G通信基站被干扰破坏的区域,采用北斗短报文通信进行数据传输。由于在WCDMA和TD-SCDMA制式下,无法实现设备间的点对点通信,因此,通过建立数据中转服务器进行存储转发,为3G发送方和接收方提供实时与非实时2种通信方式,实现异构网络制式下的点对点通信。同时,针对北斗短报文通信的不可靠传输,提出一种基于反馈的丢包重发机制来提高北斗短报文传输的可靠性。采用SBC8600嵌入式开发板以及Linux操作系统构建通信平台进行通信实验,结果验证了该方法的合理性以及传输数据的可靠性。
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计算机工程. 2015, 41(9): 126-130. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.022在系统耦合矩阵无需对称可约的无限制条件下,将具有自适应时变特性的耦合强度作为系统模型,利用李雅普诺夫稳定性理论、舒尔补引理和自适应技术,提出一种实现复杂网络间牵制外同步的判别条件,能有效权衡耦合强度、控制器增益和控制器数量三者之间的关系,并通过调整系统参数求得影响驱动响应网络的控制器数量。数值仿真结果表明,以洛仑兹系统为代表的广义复杂网络间能实现外同步,从而验证该判别条件的正确性,且不同类型金融市场间收益行为的仿真同步控制结果接近于实际同步结果。
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计算机工程. 2015, 41(9): 131-134,139. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.023软件定义网络(SDN)通过可编程的数据平面和逻辑集中的网络控制器实现网络的灵活可控,然而现有的网络控制器不具备故障快速切换功能,难以实现SDN网络故障恢复。为此,基于表述性状态转移-应用程序编程接口(REST-API),提出一种控制器快速恢复机制,通过REST-API将多个控制器同时与控制器代理相连接,使得控制器代理可快速检测出控制器故障并进行切换。实验结果表明,与OpenFlow机制相比,该机制减少了500倍以上的切换时间,且切换时间不受网络规模的影响。
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计算机工程. 2015, 41(9): 135-139. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.024在无线传感器网络中,传统时分多址(TDMA)调度算法未考虑节点在不同状态间切换时所耗费的能量,缩短了网络生存时间。为此,提出一种基于接收端的时分多址时隙分配算法。时隙分配过程始于数据汇聚节点,以节点的数据量为偏移,父节点以自身的时隙为基础为其子节点分配时隙,以保证每个节点的传输活动满足连续接收-发送模式,并将节点的状态切换次数最小化为2次,降低节点能量消耗。采用优化的多信道分配机制,通过将节点时隙分派给不同信道,解决节点间时隙分配冲突问题,并实现时隙重用与信道数优化。仿真结果表明,在数据汇聚传感器网络中,与多跳TDMA和集中式TDMA调度算法相比,该算法节省了约10%的传感器网络能量,降低了数据汇聚时间。
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计算机工程. 2015, 41(9): 140-144. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.025利用分簇思想和负载分割理论,提出基于一种集群结构的无线传感器网络任务调度算法。将整个无线传感器网络划分为多个簇进行负载分割,采用簇间和簇内任务调度建立任务执行过程的时序图,通过最小化总任务时间,实现任务所需数据测量、融合和传输时间的合理分配,达到任务的最优调度。仿真实验结果表明,该算法能缩短任务执行时间,并减少节点在任务执行过程中的能量消耗。
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计算机工程. 2015, 41(9): 145-149. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.026针对分布式卫星群间网络传输时延长、链路连接不稳定的问题,提出一种基于链路权重的改进AODV路由算法。利用链路时延和连接时间定义链路权重,调整蚁群算法的信息素大小,使数据包在传输过程中能够选择权重较小的链路,避开拥塞路径并均衡网络负载。采用蚁群算法改进AODV协议的路由表,达到优化分布式星群网络路由选择的目的。仿真结果表明,该算法在路由选择过程中能够选择低负载的路径,且当数据包发送速率高于600 Kb/s时,与位置辅助路由算法、AODV算法相比,具有较低的平均端到端时延和丢包率,以及较高的网络吞吐量。
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计算机工程. 2015, 41(9): 150-154. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.027在Cat-Logistic模型的基础上提出一种安全网络编码方法。构造Cat-Logistic映射模型,根据该模型生成三级密钥信息,对密钥信息进行迭代处理,通过取余的方式将密文信息传送给随机数生成器,产生种子秘钥增强编码的安全性。加密数据经过混沌系统生成加密信息,运用信宿列表译码算法将接收到的数据信息整合成信源密文,利用混沌序列解密得到原始信息。理论分析与仿真实验结果表明,该方法对多种窃听和污染攻击具有较强的抵抗能力。
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计算机工程. 2015, 41(9): 155-158. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.028在前向安全签名方案中,即使当前的秘钥泄露,也能保证先前生成的签名具有不可伪造性。针对已有格上基于前向安全签名方案签名长度过长的不足,利用Lyubashevsky无陷门技术,提出一个高效的前向安全签名方案。在随机预言模型下,基于小整数解困难假设证明了其能抵抗适应性选择消息攻击,无需陷门函数和高斯抽样函数。性能分析结果表明,与现有方案相比,该方案具有前向安全的特性,计算效率更高。
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计算机工程. 2015, 41(9): 159-163. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.029为确保密钥安全,防止密钥丢失,基于离散对数难题和内P-集合理论,提出一种新的(n,t)门限秘密共享方案。该方案将共享密钥先分成小块,然后混入构造的集合中。在密钥重构过程中,选取某个参与者作为密钥恢复者,有至少t个参与者为密钥恢复者提供秘密份额,通过构造单项映射和内P-集合的计算进行密钥恢复。由参与者自己设定子秘密,秘密分发者与参与者之间不需要维护安全信道,从而减小通信负担。实例分析结果表明,该方案实现简单,具有较高的安全性。
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计算机工程. 2015, 41(9): 164-167. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.030
为解决嵌入式系统设备的安全性问题,在操作系统内核一级建立信息安全体系,提出一种安全可信操作系统的实现方法。在Linux基础上实现非对称加密认证、地址隐藏、安全存储、进程可信认证等关键技术,从而构造出可信计算架构,使得操作系统内核可从行为安全方面对系统驱动、应用程序等进程提供可信认证,阻止认证失败的进程在系统上运行。实验结果证明了可信计算架构的正确性,并能实现对嵌入式系统设备的安全保护。
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计算机工程. 2015, 41(9): 168-173. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.031在包含巨大通信量和多种通信协议的网络环境下,隐蔽信道允许进程以危害系统安全的方式传输信息,对安全信息系统构成威胁。为此,提出一种基于聚类分析的隐蔽信道检测算法,根据正常通信数据和隐蔽通信数据聚类的差别判断通信流中是否存在网络存储隐蔽信道。实验结果表明,该算法可根据通信量大小和待检测字段特点灵活调整实现算法,具有较高的实时性和准确率。
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计算机工程. 2015, 41(9): 174-179. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.032为探究病毒营销中存在的消极影响泛滥问题,提出一种在符号网络中基于影响控制特性的传播模型,并使用NetLogo仿真平台模拟在符号网络中的传播过程。仿真结果表明,改进传播模型负边在影响传播过程中对网络形势具有重要的导向作用,且在负边较少的情况下,具有局部聚类的特性,同时基于影响控制特性的传播模型在负边较少时,具有更强的局部聚类特性。
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计算机工程. 2015, 41(9): 180-183. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.033
广播加密在现实中有广泛应用,但对于接收者隐私的保护方案仍然较少,且现存的能够保护隐私的方案多数不能抵御合法接收者的替换攻击。针对以上问题,结合密钥交换和秘密共享,提出一种新的基于身份的广播加密方案。接收者在解密时需要密文的哈希值作为解密密钥的一部分,使得密文不可修改,不仅能够保护接收者的隐私,而且能够成功抵御合法接收者集合内部的攻击,即任一合法接收者不能知道另外的接收者身份。分析结果表明,与同类方案相比,该方案在安全性上具有明显优势,且能保证效率性能。
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计算机工程. 2015, 41(9): 184-189. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.034为实现方言的统计参数语音合成,提出一种从文字到方言读音的文本分析方法。通过对比普通话和方言在声韵母方面的发音异同,设计方言的语音评估方法音标字母(SAMPA),用来标注方言声韵母的读音,得到从普通话读音到方言读音的转换规则。对输入的汉语文本进行分析,获得语法词、声母、韵母信息,使用基于转换的错误驱动学习算法获得语句的韵律词和韵律短语边界,利用普通话读音到方言读音的转换规则,获得方言发音的SAMPA音标,从而将输入的文本转换为统计参数语音合成所需的上下文相关标注。测试结果表明,该方法能较为准确地生成上下文相关标注。
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计算机工程. 2015, 41(9): 190-193,198. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.035犹豫模糊语言决策方法中的权重需要人为给出,具有较大主观性,导致决策结果不稳定。针对该问题,提出一种组合权重,用于解决犹豫模糊语言多属性决策中权重未知的问题,并克服因主观权重带来的不确定性。通过最大偏差方法分别获得犹豫模糊语言集中的犹豫模糊集与语言集的客观权重,对这2种客观权重进行组合并归一化,从而得到组合权重,并给出基于组合权重的逼近理想解排序法的决策方法与犹豫模糊语言组合加权几何算子决策方法。实例结果表明,2种方法的决策结果相同,验证了组合权重的可行性。
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计算机工程. 2015, 41(9): 194-198. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.036传统稀疏表示方法选择出的脑激活体素空间分布过于稀疏,不具有空间团块特性,在分析真实数据时的性能较低。针对该问题,提出一种基于先验信息的脑激活体素选择算法。该算法结合脑图像数据的高维性特点,以张量分析为基础,建立脑图像数据与任务函数之间的回归模型。用凸优化技术将脑激活体素的空间团块特性以凸约束的形式整合到体素选择过程中,使得该算法更加适合脑图像数据的信息提取,并采用脑激活区定位和解码实验对算法进行验证。实验结果表明,与传统稀疏表示算法相比,该算法选择出的脑激活体素空间分布更集中,在解码分析中能获得较高的解码准确率,在脑图像数据分析时表现出较高的求解质量和求解效率,能有效分析脑图像数据。
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计算机工程. 2015, 41(9): 199-204. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.037传统文本蕴涵识别方法仅停留在词汇级的识别,无法涉及句法、语义等方面,造成识别结果的F值较低。针对该问题,提出一种将句法结构的变换和传统词汇语义特征结合的中文文本蕴涵识别方法。对文本进行基于句法分析树变换的预处理,将句法分析中适用于文本蕴涵识别的特征加入到相关的统计和词汇语义特征中,使用统计机器学习的方法对由文本片段T和假设的文本片段H组成的文本对进行蕴涵关系分类,并经过语义规则的修正处理得到最终的识别结果。在NTCIR RITE3上的评测结果表明,与III&CYUT,Yamraj等相比,该方法能获得较高的F值。
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计算机工程. 2015, 41(9): 205-208,214. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.038针对人脸识别方法在复杂环境下识别性能下降、单一特征表述能力有限的问题,基于梯度方向直方图(HOG)和局部二值模式(LBP)特征,提出一种人脸识别方法。通过提取人脸的HOG特征和LBP特征,利用主成分分析和线性判别分析方法进行线性降维,给出基于加权的特征融合策略。在环境复杂的人脸数据库上进行实验,结果表明,相比于单一的局部特征,该特征融合方法能提高人脸识别的精度与速度。
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计算机工程. 2015, 41(9): 209-214. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.039概率主题模型由于其高效的数据降维和文档主题特征挖掘能力被广泛应用于各种文档分析任务中,然而概率主题模型主要基于有向图模型构建,使得模型的表示能力受到极大限制。为此,研究分布式主题特征表示和基于无向图模型玻尔兹曼机的重复软最大化模型(RSM),提出一种半监督的RSM(SSRSM)。将SSRSM、RSM模型提取的主题特征应用于多标记判别任务中,实验结果表明,相比LDA和RSM模型,SSRSM模型具有更好的多标记判别能力。
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计算机工程. 2015, 41(9): 215-219. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.040词语相似度的计算是自然语言处理领域的重要问题,在机器翻译、信息检索、文本分类等领域有广泛的应用。分析和利用新版语义词典2008版《知网》,从概念的主类义原和概念的特征描述2个方面综合计算词语相似度。运用义原树的树形层次结构,得到义原的深度信息量,再考虑义原的路径计算得到义原相似度。通过层次特征类型匹配计算概念特征描述的相似度。综合主类义原相似度、概念特征描述相似度以及义原之间的对义、反义关系计算得到词语相似度。实验结果表明,该方法得到的词语相似度计算结果与人的主观认识趋于一致。
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计算机工程. 2015, 41(9): 220-224,232. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.041在基于加速度传感器的人体行为识别中,分类器复杂度较高,易产生过拟合现象。为此,通过递阶遗传算法(HGA)训练BP神经网络作为分类器,采用三级染色体递阶结构表示神经网络的结构和参数。设计新的适应度函数,采用选择、交叉和变异操作联合优化BP网络的精确度和复杂度。测试结果表明,在基于加速度信号的行为识别系统中,相比基本HGA和其他常用算法,利用改进的HGA训练BP网络分类器可以有效控制网络结构,在保证隐层神经元数目较少的情况下,尽可能降低输出误差,实现两者的动态平衡,且对测试样本的识别正确率可达94.63%。
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计算机工程. 2015, 41(9): 225-232. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.042多层感知机(MLP)对权值扰动的敏感性反映当网络权值发生变化时网络输出的变化规律,是研究MLP学习机制的一种重要衡量工具。系统讨论MLP对权值扰动的敏感性计算方法,提出一种层层递进的敏感性近似算法。利用数值积分从第一层神经元开始计算,后一层神经元的计算利用前一层的结果,最终给出所有层神经元以及整个网络的敏感性计算表达式。该敏感性计算算法只要求网络的各维输入相互独立,而对其具体的分布无任何限制,同时还具有计算复杂度低、通用性强等优点,模拟实验验证了该算法的准确性和有效性。
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计算机工程. 2015, 41(9): 233-237,244. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.043商品评论文本对消费者和商家的决策都有重要参考价值。用户在评论中使用的语言较为随意,语法结构不规则,给文本分析带来很大难度。正确的句子切分是文本信息抽取和挖掘工作的基础。为解决商品评论中用户省略标点情况下的句子切分问题,基于上下文特征,提出使用机器学习的方法对评论长句进行切分。根据大规模评论语料的统计特征选取候选句子切分点,对每一个候选句子切分点提取其上下文特征,并根据语料的统计特征,使用逻辑回归对候选切分点进行分类。实验结果表明,该方法能够有效解决商品评论中用户省略标点情况下的句子切分问题。
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计算机工程. 2015, 41(9): 238-244. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.044传统的微博情感分析一般忽略结构化的语义信息,使得分类准确率不高,同时还忽略情感表达的具体对象,以与主题无关的形式进行情感分析,容易造成错误的分析结果。为此,采用对语法树进行剪枝的方法实现基于主题的情感分析,使用支持向量机中的卷积树核函数获取语法树结构化特征,通过建立本体和句法路径库对语法树进行基于主题的剪枝,去除无关评价的干扰。实验结果表明,该方法在2个不同主题的数据集上准确率分别达到86.6%和86.0%。
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计算机工程. 2015, 41(9): 245-250. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.045针对常见白平衡算法存在色温修正性不足或算法复杂度过高的问题,提出一种基于改进的灰度世界算法、改进的完美反射算法和单色算法相结合的三模互补自动白平衡算法。为完美反射算法增加色温估计约束条件以增强色温估计的精度,对灰度世界算法增加有效性判断。结合完美反射算法和灰度世界算法各自的特点,以弥补单个算法的不足。单色算法利用色温曲线排除单色场景,避免大片单色区域造成的白平衡失效。在一个CMOS图像传感器的信号处理过程中实现该算法。在不同色温环境以及多种场景下进行测试,结果表明该算法对图像偏色有较好的校正效果和适应性。
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计算机工程. 2015, 41(9): 251-254,260. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.046为提高视频中烟雾检测的准确率,提出一种基于图像分离的检测方法。通过高斯混和模型和统计非参数方法建模背景、消除阴影和提取前景区域,在得到前景的基础上结合暗通道得到候选烟雾区域,对候选区域进行分块处理,利用大气散射模型提取该区域内每块图像帧中的烟雾成份,并逐一提取局部二值模式特征,使用支持向量机进行分类和判别,同时采用亮通道进一步加快烟雾成份分离速度。实验结果表明,该方法能够提高烟雾检测准确率和检测速度。
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计算机工程. 2015, 41(9): 255-260. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.047针对传统摄像机覆盖面不足、镜头成像畸变等问题,结合PTZ摄像机可灵活控制的特性,采用镜头畸变处理算法,提出一种重叠畸变区域下PTZ主从摄像机系统的定标方法。利用PTZ摄像机的预置位点对场景进行分区域采集,提取区域视图中的特征点进行重构处理,使用镜头的径向校正算法完成区域视图的校正,将主摄像机视图与重构视图依据映射关系函数进行定标,通过预置位点调整来提高精度,并引入混淆矩阵的概念验证定标的有效性。实验结果表明,该方法不用考虑摄像机中心偏差等问题,与传统定标方法相比速度快、精度高,适合应用于居民小区等监控环境。
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计算机工程. 2015, 41(9): 261-265. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.048针对传统无参考模糊图像质量评价算法实时性和有效性较差的问题,在改进无参考结构清晰度(NRSS)算法的基础上,结合相邻像素差,提出一种应用于自动对焦的无参考图像清晰度评价算法。利用最邻近重采样法对原始图像进行预处理,分别计算原始图像的NRSS和相邻像素差清晰度(APDS),并将2个清晰度加权求和得到图像最终的清晰度。仿真实验结果表明,与APDS和NRSS算法相比,该算法运算速度更快,且评价结果与主观评价结果具有更高的一致性。
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计算机工程. 2015, 41(9): 266-270,275. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.049在使用光线投影法对体数据进行三维重建时,采样点不一定刚好落在数据点的位置,需要通过插值来计算采样点的数值。插值方法的选择直接影响最终的可视化绘制效果。反距离加权插值算法是一种计算相对快速、简单的插值方法。通过分析三维水声数据特点,引入反距离加权插值算法,确定插值算法的重要参数搜索半径和权值下降指数,在搜索半径确定的球体内对采样点进行插值,进而得到采样点的灰度值。使用人工干预实现水声数据的分层,通过调整插值参数改进绘制质量。实验结果表明,经过反距离加权插值后的图像具有较好的绘制效果。
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计算机工程. 2015, 41(9): 271-275. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.050对各种不同的排序器进行评估可以选出较优的排序器,从而为用户的个性化检索提供更好的排序结果。因此,为提高排序器评估结果的性能,根据现有研究结果将排序器评估形式化描述为K武装决斗土匪问题,提出一种基于采样的高效K武装决斗土匪算法,并分析2种模式下的求解目标。通过采样的方式模拟赛事并选出获胜者,根据置信上界在剩余排序器中选出挑战者,并将获胜者与挑战者进行交错比较,得出评分矩阵。实验结果表明,与SAVAGE算法及RUCB算法相比,该算法不仅准确性高,累计失望值小,而且具有较好的稳定性。
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计算机工程. 2015, 41(9): 276-280. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.051穴位点在中医邻域具有相对于非穴位点的特殊治疗效果。为此,提出一种基于小波去噪和关联维数的经穴电位信号分析方法。采集大陵、曲泽和尺泽3个穴位点及其附近的非穴位点电位信号,小波去噪后进行混沌特征分析,求取关联维数和最大李雅普诺夫指数,观察穴位点和非穴位点特征差异。实验结果表明,穴位点电位的关联维数高于其附近非穴位点电位的关联维数。
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计算机工程. 2015, 41(9): 281-285,291. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.052
在可视化跟踪过程中目标窗经常会由于遮挡、光照、姿势等变化而发生跟踪漂移,影响目标跟踪的准确性和稳定性。为解决该问题,提出一种基于图层的离散域均值漂移算法,在离散域提取基于核的直方图作为目标模型,并对离散分区中的目标函数进行平滑以避免寻优搜索陷入局部极小值,从而提高目标跟踪性能。实验结果表明,与多示例学习算法相比,该算法的跟踪精度提高了16%,具有更好的实时性和鲁棒性。
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计算机工程. 2015, 41(9): 286-291. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.053传统Rubinstein利润分配模型中的参数设定多由经验判定,造成协商结果的不确定性。针对该问题,建立一种自学习的利润分配模型。该模型将协同物流商分为主动协同和被动协同2类,不同类型的协同物流商在探索对方物流商底价的基础上给出自己的报价或者反报价,依据当前报价结果决定是否转变协商角色类型,并引入自学习的报价参数实现报价过程中报价策略的改变,得到使协同各方满意的结果。仿真结果表明,与传统Rubinstein利润分配模型相比,该模型能降低达成协商所需的次数,有效避免因经验判定造成的不确定性。
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计算机工程. 2015, 41(9): 292-297,302. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.054YAFFS2文件系统是针对NAND Flash按块擦写特点设计的一种专用Flash文件系统,其存在加载时间长和NAND Flash专用的局限性。为此,从Flash存储器管理和文件管理2个方面分析该系统的设计原理及特性,提出一种新的文件系统信息存储方式,并从文件系统初始化、垃圾回收、断电保护等方面对YAFFS2文件系统进行改进,减少加载时间,使之能应用于多种Flash存储器。测试结果表明,与原系统相比,改进系统的安装时间减少25%,并可实现Flash各存储扇区的均衡使用。
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计算机工程. 2015, 41(9): 298-302. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.055为提高供应链需求预测模型的精确度,利用联邦多Agent系统实现对Petri网供应链需求模型的预测。将企业需求供应链中的每个供应流程用一个Agent表示,以此模拟供应链的行为规则,根据Petri网寻找和复现供应链企业需求的实时变化规律,进而构建供应链的企业需求协同预测模型。与灰度值预测模型和支持向量机预测模型的仿真结果表明,该模型能提高企业供应链预测模型的计算效率。
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计算机工程. 2015, 41(9): 303-310. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.056针对塔式起重机司机培训和考核效率低、成本高、安全性差等问题,提出一种基于虚拟现实技术的培训考核仿真系统。在Virtools软件平台上构建交互式三维视景仿真系统,模拟司机在真实塔式起重机上的培训和考核操作,研究起升钢丝绳的悬链线方程,结合Virtools软件的物理系统,实现对钢丝绳的柔性仿真,包括钢丝绳的悬链线表达和摆动仿真,依据考核标准,建立考核评价体系,加入碰撞检测功能,实现考核评价机制,自动完成考核评价。仿真结果表明,该系统能较好地体现物体运动与碰撞的真实性,具有较强的可操作性。
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计算机工程. 2015, 41(9): 311-316. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.057网页作弊检测可以被看作二元分类问题。当前基于内容的作弊网页检测方法主要使用统计特征,不能准确识别隐藏的作弊手段。为此,提出一种改进的作弊网页检测方法,使用语义与统计两类特征,将作弊检测深入至主题层次。该方法对网页内容进行主题建模,将网页内容映射至主题空间,根据其主题分布进行语义分析计算,从中提取语义特征,结合统计特征对网页进行分类检测。实验结果表明,该方法在精确率、召回率与F1测度上均获得了较好的效果。
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计算机工程. 2015, 41(9): 317-321. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.058平方根容积卡尔曼滤波算法在移动机器人同步定位与地图创建问题中，存在随着地图特征点增多、容积点偏离理想轨迹、状态估计产生较大误差的缺陷。为此,提出一种改进的平方根容积卡尔曼滤波算法。该算法引入迭代测量更新的方法,在更新阶段利用估计值和平方根因子重新确定采样的容积点,使得采样点在高度非线性环境下保持较小失真,进一步提高精度。仿真结果表明,与平方根容积卡尔曼滤波算法相比,该算法能提高机器人位姿精度。
2024
第50卷 第4期
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主编：江波
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（稿件问题请直接联系栏目编辑） E-mail: ecice06@ecict.com.cn
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