2016年, 第42卷, 第9期 刊出日期：2016-09-15
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计算机工程. 2016, 42(9): 1-4. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.001单指令流多数据流(SIMD)是实现数据级并行的有效方法,但访问地址非对齐的数据严重影响程序的向量化,造成处理器性能下降。为降低非对齐访存延时,对高性能应用程序的访存结构进行建模,设计并实现SIMD分离缓冲行非对齐访存结构与双体cache非对齐访存结构。实验结果表明,在双体cache非对齐访存结构下,通过两数组相加与SIMD向量化实现的非对齐访存代码可达到对齐访存代码性能的99%,提高了SIMD向量化的访存效率。
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计算机工程. 2016, 42(9): 5-14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.002
虚拟机的动态整合是云数据中心资源管理的一种技术手段,通过将过载或欠载物理主机上的虚拟机(VM)进行在线迁移,并将空闲物理主机节点切换至休眠状态,实现将等量的VM汇聚至较少的物理机上,同时保证服务质量,由此提高云数据中心中资源利用率与能源效率,减少能源消耗,实现绿色计算。对近年来该领域的相关研究进行了梳理归纳,分别就过载检测、欠载检测、目的主机选取等子问题进行分析,并将一些涉及到的技术如负荷预测、优化技术等提炼出来进行阐释,描述实验验证环境与解决方案的评价问题,并对理论问题的相关研究和未来研究方向进行探讨。
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计算机工程. 2016, 42(9): 15-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.003Esper事件处理系统可用于复杂事件处理与数据分析,适用于处理大量历史的或实时的消息和事件流。分析多核计算平台下基于Esper引擎所构建的数据流处理系统,介绍基于Esper引擎实验平台的设计与实现,给出完整的查询语句和测试用例,并使用该实验平台对多核平台下Esper引擎的性能进行测试,通过实时监控和离线数据分析给出系统的各项性能指标。实验结果表明,Esper数据流系统对多核平台并不能够提供良好的支持。
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计算机工程. 2016, 42(9): 21-25,32. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.004针对上面级火箭强实时性、高可靠性和空间抗辐射的要求,提出一种基于多冗余可重构的计算机技术。描述上面级箭载计算机体系构架、工作模式、冗余重构、自主恢复、抗辐照设计等关键技术,运用多模冗余、可重构、自主恢复等进行上面级箭载计算机设计,从而提高上面级箭载计算机空间环境下的可靠性。实验结果表明,上面级箭载计算机可容忍双余度故障并对故障进行有效的检测,故障机自主恢复时间小于8 s。
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计算机工程. 2016, 42(9): 26-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.005在分析多种基于软件定义网络(SDN)分布式架构的基础上,提出一种新的基于SDN分布式控制架构。该架构将控制层分为负载均衡层和控制系统层,使用多个负载均衡器运行负载均衡算法,避免大型网络中负载均衡器成为网络约束因素。负载均衡因子除采用主机CPU和内存占用率外,增加了控制器的请求连接数,且基于动态实时反馈信息,准确反映各控制器的负载情况。在虚拟机和Mininet软件上的实验仿真结果验证了该架构的可行性。
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计算机工程. 2016, 42(9): 33-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.006针对存在信道相关及信道估计误差的V-BLAST OFDM系统,提出一种以误比特率为优化目标的自适应功率分配算法。采用基于波束成形的去相关方法降低系统相关性以提升系统性能。发送端在总功率约束条件下,以瞬时误比特率(BER)为优化目标,采用拉格朗日极值法得到自适应功率分配矩阵。仿真结果表明,该算法结合去相关方法可提升V-BLAST OFDM系统的BER性能,且随着信噪比的增大,性能提升明显。
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计算机工程. 2016, 42(9): 38-42. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.007无线网络的信道易受环境影响,接收节点的移动造成数据包存在较高的丢包率。为此,提出一种汉明重量与网络编码结合的广播重传算法。构建汉明重量矩阵,在丢包重传之前通过汉明重量计算出需要编码的数据包,并将数据包进行编码运算后重传。仿真结果表明,与基于网络编码的无线网络广播重传和基于二进制网络编码的高效无线广播重传算法相比,该算法能减少无线网络重传次数,降低计算开销,提高无线网络的效率。
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计算机工程. 2016, 42(9): 43-47. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.008
对于LTE-A中继下行链路,现有调度算法只进行优先级排序,不能根据系统需求自适应调节。为此,基于缓存数据提出一种LTE-A中继系统自适应下行调度算法。在修正的最大加权时延优先算法基础上,对其瞬时速率分式进行调整。以原算法的瞬时速率分式为底,添加对系统缓存数据量进行量化后得到的指数因子,使瞬时速率分式的权重跟随缓存区数据量变化,从而实现算法根据系统吞吐量需求的自适应调节。仿真结果表明,该算法在业务时延、频谱效率和公平性方面表现良好,可提高系统吞吐量、降低丢包率。
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计算机工程. 2016, 42(9): 48-51,57. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.009为求解冲击噪声环境下鲁棒多用户检测的最优解,基于人工蜂群理论和量子计算,提出一种新的量子蜂群优化算法。该算法使用2种量子觅食行为完成整个量子蜂群的协同合作,快速找到最优的蜜源位置。在冲击噪声环境下,基于简单量子蜂群算法设计量子蜂群鲁棒多用户检测器,并与基于遗传算法、量子遗传算法和粒子群算法的多用户检测器进行比较。仿真结果表明,该算法能够较好地找到最优解,且误码率较低。
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计算机工程. 2016, 42(9): 52-57. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.010为改善3D-Mesh拓扑结构层间互联结构固定,难以应对网络流量变化的现状,提出一种基于贪心算法的自适应3D-Mesh层间互联结构。通过对网络参数进行实时测量,动态改变网络中硅通孔(TSV)的工作状态,使其自适应转变为最适合当前网络通信的路由器-TSV映射关系。实验结果表明,与全连接和部分连接3D-Mesh结构相比,该结构的网络资源分配更合理,且具有较高的网络吞吐量及较低的延时。
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计算机工程. 2016, 42(9): 58-62,70. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.011为提高无线传感网数据聚合调度算法基于最短路径思想进行聚合树构造时的时延性能,基于连通支撑集理论,提出一种改进的调度算法CGTA。该算法将网络中的节点划分为骨干节点和普通节点,在进行时隙分配时,结合节点在树中的层数,采用贪心策略依次针对不同角色的发送节点集合构造可行调度子集。实验结果表明,与SPTS,MWFS等算法相比,CGTA算法能够将聚合时延降低15%以上。
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计算机工程. 2016, 42(9): 63-70. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.012在容迟网络(DTN)中节点密度稀疏和节点移动导致网络拓扑结构频繁割裂,消息在传递时无法始终存在一条端到端的连通路径,因此DTN路由算法通常采用存储-携带-转发机制将消息从源节点投递至目的节点。针对上述情况,结合节点间相似性与消息生存时间内节点到达目的节点的概率值,提出一种基于节点相似性的概率路由算法(SBPR),包含消息复制与消息转发2种策略。当持有消息的节点与其他节点相遇时,将消息复制给消息节点相似性较小的节点以提高消息投递率。对于与其相似性较大的邻居节点,如果该邻居节点到达目的节点的概率更大,将消息转发至邻居节点以节省网络资源消耗。实验结果表明,在节点缓存不足的情况下,SBPR在消息投递率、网络负载率及消息丢包数等方面的表现均优于Epidemic,Prophet和First Contact路由算法。
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计算机工程. 2016, 42(9): 71-75,82. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.013内容中心网络(CCN)从网络体系结构角度解决内容获取与分发问题,但网络资源的有限性和流量的突发性导致网络拥塞不可避免。当前主流的CCN实现仍需依赖IP路由,这样拥塞控制方案只能叠加在IP拥塞控制之上,无法体现研究价值。考虑到协议无感知转发(POF)协议是对OpenFlow协议的扩展,支持任意格式的转发数据包,基于POF环境实现不依赖于IP路由的CCN原型——软件定义内容网络(SDCN),并以此为基础提出一种联合拥塞控制策略。实验结果证明该策略可以有效实现软件定义内容网络的拥塞控制。
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计算机工程. 2016, 42(9): 76-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.014针对传统虚拟网络嵌入算法造成底层网络链路压力过高的问题,提出一种新的虚拟网络嵌入算法。在节点嵌入阶段,通过节点的连通度和带宽属性确定节点的重要度,并筛选出第一个虚拟节点进行嵌入,以该虚拟节点的嵌入位置为中心确定其他虚拟节点的嵌入范围,在链路嵌入过程中采用预请求资源方法在k条最短路径中查找合适的嵌入路径。实验结果表明,与决定性节点嵌入k阶最短路径和决定性节点嵌入分割路径2种算法相比,该算法在嵌入成本、成本/收益、平均链路压力、虚拟网络请求接受率等方面表现更优。
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计算机工程. 2016, 42(9): 83-88,93. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.015直升机应急起降中紫外光通信数据决定了助降过程的安全性,需要对数据码流中的重要数据提供更强保护。针对该问题,结合重复信息块方法对扩展窗函数(EWF)法,提出一种分步式非均等数据保护的LT码(SUEP-LT)。在二进制删除信道下对重复信息块方法、EWF方法和SUEP-LT进行仿真和对比,结果表明,SUEP-LT编码方式具有更强的非均等保护特性,在牺牲少量整体数据可靠性情况下可明显提高重要等级数据的可靠性,保障直升机起降中重要数据的优先可靠传输,增强直升机起降的安全性。
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计算机工程. 2016, 42(9): 89-93. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.016针对狼群算法(WPA)收敛速度慢且易陷入局部最优解的问题,提出一种差分进化狼群算法(DE-WPA)并将其应用于全球导航卫星系统欺骗干扰检测中。将非线性干扰机/卫星发射机和无线信道综合建模为Hammerstein模型,通过DE-WPA辨识该模型参数并以模型参数为特征向量进行欺骗干扰检测。仿真结果验证了DE-WPA在Hammerstein模型系统辨识上的有效性,而且相对于最小二乘估计法、经典迭代法和基本WPA算法,DE-WPA算法具有更高的模型参数辨识精度和欺骗干扰识别率。
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计算机工程. 2016, 42(9): 94-88,104. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.017基于消息传递机制的Paxos算法在执行过程中需要进行大量网络通信,应用于广域网环境时易受带宽的限制而影响算法效率。为此,对Paxos的通信模型进行优化,提出改进的W-Paxos算法。通过在每个数据中心内部增设代理节点来接收、处理和发送广域网消息,从而大幅减少广域网消息数量,解决因Paxos消息过多而引发的网络拥塞、延迟增加等问题。由于仅对经典Paxos的通信模型进行优化,因此改进算法适用于多数Paxos协议族中的协议。实验结果表明,在低带宽环境下,W-Paxos产生的消息数量较Mencius和EPaxos算法更少,能有效减缓领导者的负载压力,提高吞吐率并降低通信延迟。
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计算机工程. 2016, 42(9): 100-104. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.018在水声通信系统中,大多数多普勒频移因子估计方法未能很好地处理相对运动速度较高时计算复杂度与估计精度之间的关系。针对该情况,提出基于快速傅里叶变换(FFT)测频和模糊度函数的联合估计方法。通过FFT对单频脉冲信号进行测频以确定多普勒频移因子的初步估计范围,再使用模糊度函数法在该范围内进行搜索,得到精确的多普勒频移因子。仿真结果表明,当信噪比大于-20 dB时,该方法在相对运动速度为-60 m/s~60 m/s时能保持高于0.02％的估计精度,且与单独使用模糊度函数的估计方法相比,具有较低的计算复杂度。
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计算机工程. 2016, 42(9): 105-109,115. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.019定向天线是提高无线Mesh网络信道带宽利用率的有效途径,但节点定向传输数据可带来“聋”和定向隐终端等问题。为此,提出一种无线Mesh网络定向时分媒质接入控制(MAC)协议。该协议采用节点并发传输链路调度算法实现全网定向链路传输容量的最大化,有效保证业务流之间的公平性。将全网节点时间轴同步划分为连续的定长时帧,每个时帧分为调度子时帧和传输子时帧。节点在调度子时帧中通过信道侦听完成链路调度,在传输子时帧中实现定向并发传输。仿真结果表明,与现有典型的基本定向媒质接入控制协议Basic DMAC相比,该协议可以提高网络吞吐量,并具有更好的链路公平性。
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计算机工程. 2016, 42(9): 110-115. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.020针对物联网(IoT)的特殊结构以及传统基于X.509证书的认证方法和密钥建立机制不适用于IoT环境的现状,利用椭圆曲线密码(ECC)技术,提出一种基于ECC证书的联邦IoT认证方案和密钥建立机制。将认证过程分为注册和相互认证2个阶段进行实施,并且根据IoT实体所处管理域的不同,将认证分为同一管理域中设备的相互认证、不同管理域中设备的相互认证、端用户与设备之间的相互认证3种情况,分别构造认证协议和共享密钥建立方案,描述实现过程,并对该方案的安全性进行分析。分析结果表明,该方案能为IoT实体之间提供安全的端到端的连接,保护设备免遭网络攻击。
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计算机工程. 2016, 42(9): 116-120. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.021预测和排序方法可使含水印图像获得高保真度,但不能在全平滑分块中嵌入信息。为此,提出一种基于基像素定位的数字图像平滑区域可逆信息隐藏方法。将含有n个像素的全平滑子块中的第一个像素作为基像素,使用分块位置图进行定位来预测分块中其他像素的灰度值,使得其余n-1位可用于顺序嵌入信息比特。实验结果表明,该方法可保证较高的嵌入质量,能有效提升容量和峰值信噪比。
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计算机工程. 2016, 42(9): 121-125. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.022
为提高图像的篡改定位和恢复能力,提出一种空域与频域结合的分层自嵌入水印算法。第1层水印嵌入把2×2图像块内元素的奇偶校验码、异或校验码以及图像块的灰度均值信息作为水印进行加密后都嵌入到偏移块中,将处理过的偏移块元素的奇偶认证码嵌入其自身。第2层水印嵌入将嵌入第1层水印的图像分成8×8大小,提取每块频域特征加密后的信息嵌入到偏移块。分3层对图像进行检测定位与恢复,给出基于混沌序列与Torus同构映射结合的偏移值选取方法,以增强密钥安全性。实验结果表明,该算法可以同时抵抗字典搜索攻击、拼贴攻击、盲攻击以及大面积的剪切攻击,能准确地定位图像的篡改位置并且图像的恢复质量较高。
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计算机工程. 2016, 42(9): 126-131. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.023硬件木马给集成电路芯片可靠性带来巨大威胁。为此,基于隐马尔可夫模型,提出一种新的木马检测方法。提取母本电路数据的特征参数,并对该参数进行训练得到正常模型,提取待测数据的特征参数,并计算该参数与上述模型的匹配程度,以进行分析识别。实验结果表明,该方法能对木马进行有效识别,且能检测出面积比为0.53%的硬件木马。
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计算机工程. 2016, 42(9): 132-137,143. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.024传统基于贝叶斯网络攻击图的攻击路径预测方法容易产生冗余路径,节点置信度计算不够精确。为此,提出一种新的九元组攻击图模型。定义资源脆弱性指数和攻击行为风险的概念,结合攻击威胁性指数分析(ATI)方法,给出基于威胁性指数分析的攻击路径生成方法,通过将操作成本的概念引入到似然加权抽样法中,使节点置信度的计算更加精确,并尽可能避免冗余路径的产生。分析结果表明,该方法能有效减免冗余路径的产生,提高节点置信度计算结果的精度。
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计算机工程. 2016, 42(9): 138-143. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.025在奇异值分解的数字水印技术中,为改善水印系统的鲁棒性并解决水印虚警问题,提出一种奇异值分解强鲁棒数字水印算法。将原始载体图像进行Contourlet变换,对变换后的低频系数运用块奇异值分解,选择水印图像左奇异矩阵和奇异值矩阵的乘积作为水印主成分,通过修改每个子块的最大奇异值,嵌入水印图像的主成分。实验结果表明,该算法不但可以有效解决水印虚警问题,而且在保证透明性的同时具有较强的鲁棒性。
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计算机工程. 2016, 42(9): 144-150. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.026针对三维人脸识别中人脸数据部分缺失、遮挡以及损坏等情况,以及由训练样本缺乏引起的单训练样本问题,定义基于局部关键点的多三角形统计特征,该特征不仅能够在人脸数据部分可见的情况下保证鲁棒性,在人脸表情和姿态变化时也能准确描述人脸。针对单训练样本问题,提出一种两阶段加权协同表示方法。将提取的人脸局部特征作为先验知识,计算基于类的概率估计,并将该概率估计作为第二阶段分类中的局部约束,进而提高识别性能。实验结果表明,该方法可有效提高单样本部分人脸的识别率。
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计算机工程. 2016, 42(9): 151-157. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.027基于斜率提取边缘点的时间序列分段算法在斜率波动频率剧烈时易陷入局部最优,不能保持原始时间序列的整体特征。针对该问题,提出基于一阶滤波的时间序列分段线性表示方法PLR_SFWF。将信号处理中的滤波引入一维时间序列,通过平滑序列细微波动显现序列基本轨迹,从而捕获到能够保持序列整体特性的序列点。在此基础上通过优先队列将不同重要程度点分类存储,得到最终分段线性表示。实验结果表明,在斜率波动频率平缓时,SFWF与传统分段线性算法相比拟合误差更小;在斜率波动频率剧烈时,其分段结果比SEEP算法具有更好的全局特性。
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计算机工程. 2016, 42(9): 158-162. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.028目前多数真值发现算法建立在真值唯一的基础上,无法处理多真值的情况。为此,针对冲突Deep Web数据的多真值发现问题,借鉴HITS算法思想,定义视图权威度与视图描述可信度,两者相互影响。在此基础上,定义视图链接关系图,提出多真值迭代发现算法MTF。当算法收敛时,权威度最大的视图就是真值。在Book-Authors数据集上进行实验,结果表明,与基准算法VOTE相比,MTF算法的精确度大幅提高。
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计算机工程. 2016, 42(9): 163-167. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.029针对传统差分进化算法在优化多维复杂函数时早熟收敛和收敛速度慢的问题,提出一种基于模式搜索的差分进化算法。在优化过程中加入判断个体早熟收敛的机制,若检测到有早熟现象,以当前种群搜索到的最优解作为有效初始点进行模式搜索,使算法跳出局部最优,增强全局寻优能力。采用典型的测试函数进行仿真,结果表明,与基本差分进化算法和基于混沌搜索的差分进化算法相比,该算法最易跳出局部最优解,收敛精度较高,优化性能较强。
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计算机工程. 2016, 42(9): 168-173. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.030使用传统的机器学习方法构建汉语指代消解基准平台,当引入表述识别二次分类器后,基准平台的性能并没有获得提升。针对该问题,提出一种改进的表述识别方法。改进的表述识别方法只针对代词、专有名词进行分类过滤,而对所有的普通名词短语予以保留。实验结果表明,与传统基于规则的表述识别方法相比,改进方法可以有效提升全自动的汉语指代消解性能。
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计算机工程. 2016, 42(9): 174-179. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.031受限玻尔兹曼机是深度学习中的重要模型,以其为基础的卷积受限玻尔兹曼机模型被广泛应用于图像处理与语音识别等领域,但其存在训练时间过长的问题。为此,使用快速持续对比散度(FPCD)算法对卷积受限玻尔兹曼机进行学习,从而提高模型的学习速度和分类精度。实验结果表明,与PCD,CD_1等算法相比,FPCD算法可有效提高卷积受限玻尔兹曼机的分类性能。
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计算机工程. 2016, 42(9): 180-185,191. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.032
针对现有百科数据知识零散,而人工构建相关实体代价过高,难以大规模构造的问题,提出一种基于相关实体类别模板的实体归类与相关度排序算法,用于对零散的百科实体进行自动的归类整理。利用类别相似的实体对应的页面中所引用的实体,挖掘出与查询实体相关的实体类别模板,并把相关实体直接通过其类别映射进模板中,再对模板中的实体进行相关度排序。实验结果表明,与基于聚类的算法相比,该算法能够取得更准确的实体归类整理效果,与先进行相关度排序再归类的方法相比有更低的时间复杂度,可降低人工构建百科相关实体的代价。
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计算机工程. 2016, 42(9): 186-191. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.033双语话题分析与发现是当前国内外的研究热点,但针对特定文本研究较少。为此,在汉越双语新闻文本中,基于双语主题分布词的汉越文本相似度计算方法,提出融合标题、关键词以及实体等并针对新闻文本的新闻要素特征。将这些新闻特征信息融合到文本相似度计算中构建双语文本相似度矩阵,对汉越双语新闻文本采用自适应K均值算法进行聚类,分析汉越双语新闻话题。实验结果表明,与仅考虑新闻文本相似度的计算方法和K均值聚类方法相比,该方法的准确率、召回率和F值更高。
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计算机工程. 2016, 42(9): 192-196,201. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.034知识信息的否定关系在处理信息领域中越来越处于不可或缺的地位。在区分3种否定的FLCOM基础上,提出一种新的模糊综合判断方法。给出λ-中介否定命题的概念和λ-区间函数,依据模糊集最大隶属度原则提出基于FLCOM的模糊综合评判方法,并将此方法应用于松潘地震灾害等级评判实例,与运用未确知测度方法和灰色系统方法的等级评判结果进行比较。结果表明,基于模糊命题逻辑形式系统FLCOM的模糊综合评判方法是合理有效的,并考虑到不同评判等级间的内在相互否定关系。
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计算机工程. 2016, 42(9): 197-201. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.035针对复杂网络社区检测过程复杂、时间复杂度高的问题,根据节点间三角环数量关系,设计一种基于三角环吸引子的社区检测算法。从任意一个节点开始,将一个节点的三角环吸引子中的最大节点划分到同一个社区中,直到所有节点均被访问,将整个网络划分为多个社区。通过确定一个社区数量的门限阈值,将划分社区进行优化直至社区个数为确定的门限阈值个数。实验结果表明,该算法的时间复杂度低,能较好地划分出真实网络和benchmark网络的社区结构。
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计算机工程. 2016, 42(9): 202-207,213. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.036领域问题分类在问答系统中占有重要地位,但目前面向特定领域的研究较少。针对领域问题文本篇幅较短、数据稀疏的特点,提出基于主题扩展的领域问题分类方法。该方法主要包括特征选择和特征扩展2个部分。利用卡方统计量特征选择方法,将问题文本选择的特征词作为特征扩展的依据。通过潜在狄利克雷分配主题模型对外部知识库进行分析,得到对应的主题分布。为避免引入噪声主题,采用主题熵的方法得到优质主题。将优质主题下所覆盖的词扩充到问题文本中,最后利用支持向量机分类器对问题文本进行分类。实验结果表明,与传统TFIDF文本分类方法相比,该方法分类效果较好,可提高问答系统的性能。
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计算机工程. 2016, 42(9): 208-213. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.037针对图像集人脸识别中的子空间模型限制,结合Gabor小波变换与K-L高斯黎曼流形判别,提出一种新的图像集人脸识别方法。通过Gabor小波变换表征图像集中人脸图像的特征向量,利用混合高斯模型中带有先验概率的高斯分量表示每个图像数据集,采用可信的K-L概率核函数表示高斯分量间的不同距离,通过加权核判别分析最大化高斯分布间的间距,获取底层数据分布。实验结果表明,与基于线性仿射子空间、基于非线性流形和基于统计模型的方法相比,该方法在YTC和COX数据库上的识别率较高,在YTF数据库上的ROC曲线面积达到85.91,表现最优。测试和训练时间比较结果也表明该方法更适合应用于离线图像集人脸识别系统。
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计算机工程. 2016, 42(9): 214-219. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.038为提高帧率转换的有效性,提出一种基于Codebook的视频运动补偿内插方法。该方法应用传统块匹配方法得到运动矢量,利用Codebook模型实现背景区域和前景区域的分割并对前景区域的运动矢量进行可变块处理,同时使用块合并算法保证前景区域物体边缘结构信息的完整性,通过矢量中值滤波器和矢量平滑对前景区域进行处理以消除重影现象和方块效应。实验结果表明,与线性插帧、矢量中值滤波、轻决策运动估计方法相比,该方法能得到更加精确和鲁棒的前景区域,满足人们对视觉效果的高质量需求。
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计算机工程. 2016, 42(9): 220-225. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.039针对多数传统目标特征无法实现复杂场景下的鲁棒视觉跟踪问题,提出一种新的视觉跟踪算法。采用卷积神经网络(CNN)提取目标更加鲁棒的深度特征,同时融合具有旋转不变性的局部二值模式纹理特征,弥补CNN深度特征在旋转适应性上的不足。根据CNN网络训练速度慢的问题,引入离线预训练方法,提高在线特征提取效率。实验结果表明,与DLT算法相比,该算法在跟踪测试集上的跟踪精度提高14.08%,运算效率提高10.47%,能够较好地适应目标表观变化,具有较强的鲁棒性和跟踪时效性。
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计算机工程. 2016, 42(9): 226-234. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.040为提高视觉跟踪中目标模型的鲁棒性,提出一种基于稀疏加权的局部判别跟踪方法,在贝叶斯推论框架下进行目标跟踪。利用多个局部判别稀疏模型表示目标,根据每个局部模型在表达目标表观时的重要程度分配权重,将目标建模为多个局部模型的加权组合以减弱表观变化对模型的影响。在跟踪中选择与目标模型最相似的候选区域作为跟踪结果,通过遮挡检测减轻遮挡对跟踪的影响,并对目标模型进行在线更新以避免漂移。实验结果表明,该方法能在目标表观发生变化的情况下保证跟踪鲁棒性。
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计算机工程. 2016, 42(9): 235-239. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.041针对极化合成孔径雷达(SAR)图像为多通道数据的特点,提出一种改进的极化SAR图像去相关目标检测算法。分析经典极化匹配滤波检测量在求取最优权值及后续统计分布推导中存在的问题,利用实测数据验证不同地物极化SAR数据通道之间的相关性。根据二维高斯分布的去相关理论,对极化匹配滤波检测量数据通道之间进行去相关,得到新的去相关极化匹配滤波检测量,该检测量在最优权值的求取上更具一般性。经过去相关处理后的极化匹配滤波检测量的各通道数据不存在相关性,且满足独立分布的复高斯随机变量,使后续的统计分布推导更为严格。实验结果表明,该算法能够有效区分目标与杂波,具有较高的检测率,且虚警目标点少。
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计算机工程. 2016, 42(9): 240-245. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.042针对现有去噪算法不能有效去除高斯-椒盐混合噪声的问题,提出一种基于自适应中值滤波与改进稀疏表示的混合去噪算法。采用自适应中值滤波对带噪图像进行初始化,检测并初步抑制脉冲椒盐噪声,利用改进的K奇异值分解字典学习方法与基于回溯自适应的正交匹配追踪稀疏编码方法对处理后的图像进行高斯去噪。实验结果表明,与稀疏非局部正则化加权编码混合去噪算法相比,该算法在混合噪声较大的情况下,具有更高的峰值信噪比和更快的去噪速度。
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计算机工程. 2016, 42(9): 246-251. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.043针对基于点匹配的色彩传递方法中主体对象色彩可能被误传的问题,提出一种主体对象可控的色彩传递算法。运用图像分割技术构建主体对象的掩膜,将主体与背景分离,同时对源图和目标图的直方图进行形状分析,由前向差分计算直方图的零点,结合二阶导数确定直方图波峰和波谷的结构,通过逐渐匹配对象直方图的波峰,达到控制主体色彩渐进传递的目的。实验结果表明,该算法对主体对象色彩的控制效果较好,且不需要过多人工干预。
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计算机工程. 2016, 42(9): 252-256. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.044鱼眼镜头视角大,但由鱼眼镜头组成的鱼眼摄像机拍摄的图片具有严重的畸变,不利于人眼观察和机器识别。为此,基于已有的九点非迭代优化算法,提出一种改进算法以完成鱼眼自标定和自动校正,包括将最稳定极限区域与尺度不变特征变换算法结合以自动获取一对鱼眼图像的特征匹配点。利用核密度估计方法代替随机抽样一致性算法,实现鱼眼自标定,选择最优参数代入畸变模型中进行鱼眼图像畸变校正。在事先不知道场景信息和摄像机镜头参数的前提下,通过输入两幅有重合区域的图片自动匹配其特征点,从而获取鱼眼图像的校正。标定及校正结果表明,与原算法需要人为选择匹配点不同,提出的算法可自动获取特征匹配点,校正结果精确,为自动匹配并获取鱼眼图像的校正提供了可能。
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计算机工程. 2016, 42(9): 257-261,267. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.045为提高目标跟踪算法在复杂条件下的鲁棒性和准确性,在粒子滤波框架下,提出一种基于稀疏表示的2范数最小化时间连续目标跟踪算法。使用模板字典线性重构候选目标,利用2范数对重构系数进行稀疏约束,构建2范数约束的目标方程。考虑到目标状态帧间残差的连续性,将残差连续约束项嵌入目标方程,通过求偏导数的方法求解目标方程。采用稀疏表示与增量学习结合的方法对模板字典进行更新,实现目标的精确跟踪。实验结果表明,与现有目标跟踪算法相比,该算法具有较强的跟踪鲁棒性及抗干扰能力。
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计算机工程. 2016, 42(9): 262-267. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.046为对绝缘子运行状态进行检测,提出一种将单一像素点属性判断和局部均值法相结合的二值化算法。利用各像素点灰度值的局部均值作为参考阈值对原灰度图进行第1次分割,初步划分目标点和背景点,得到绝缘子大致的边缘轮廓。通过各像素点的局部特征,即区域像素值的波动幅度、区域的整体亮度判断其属性,以此为标准对第1次分割后的图像进行二次处理,得到更精确的二值图像。实验结果表明,与OTSU,Wellner等算法相比,该算法能对灰度非均匀的绝缘子图像进行准确分割,具有较快的运算速度和较好的鲁棒性。
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计算机工程. 2016, 42(9): 268-272,278. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.047跟踪窗宽固定的目标跟踪算法,由于目标尺度变化造成窗口内背景信息量增加或目标信息量减少,可能导致跟踪失败。针对该问题,提出一种基于碎片表征的尺度自适应目标跟踪算法。利用结构化输出支持向量机模型确定目标的空间位置,将目标图像区域分割成多尺度矩形碎片,通过地表移动距离度量相似度,在尺度空间搜索与模板碎片最相似的目标碎片,确定目标特征尺度。实验结果表明,该算法不仅可适应目标尺度变化,而且在目标姿态变化、亮度改变和局部遮挡的情况下,具有准确稳定的跟踪性能。与LOT,OAB和CXT算法相比,平均跟踪误差较低,跟踪性能较好。
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计算机工程. 2016, 42(9): 273-278. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.048针对多数头眼系统易受环境因素或复杂坐标变换影响的问题,基于人类眼球生理学和解剖学原理,根据眼球运动的神经回路,通过对重要神经核功能以及视觉信息传递处理机制的研究,建立一个具有眼球自适应前庭动眼反射与平滑追踪运动控制模型。结合人类行为特征,提出一种头眼协调控制方法,并运用Matlab进行控制系统仿真模拟。仿真结果表明,该头眼协调运动控制方法不仅可以应用于机器人仿生视觉系统中,而且具有良好的鲁棒性。
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计算机工程. 2016, 42(9): 279-285. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.049传统的地震信号压缩方法没有根据地震信号本身的特点对其进行处理,而将其作为普通信号,压缩效果较差。为此,利用地震信号的自相似性,提出一种聚类和字典学习算法相结合的方法。采用模糊C均值聚类算法对样本进行聚类,构建字典学习模型,通过对目标函数的变换,使得模型变换为普通的字典学习模型,并使用K-奇异值分解算法(K-SVD)对字典学习模型进行求解。实验结果表明,当该方法压缩比范围在8.5~18.8之间时,信噪比高于离散余弦变换方法1 dB~4.5 dB,高于gabor方法1 dB~4 dB,比单纯使用K-SVD算法高0.5 dB~1 dB。
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计算机工程. 2016, 42(9): 286-291. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.050针对云南省基层党建综合服务平台推送服务扁平化、效率低等问题,基于潜在狄利克雷分配(LDA)主题模型设计党建信息推送策略。利用LDA模型对用户历史数据进行无监督聚类,根据党员反馈矩阵推测党员偏好,通过待推送信息与党员偏好的相关度实现过滤式党建信息推送。以云岭先锋网手机报真实文本作为实验数据对该策略进行验证,结果表明,相比传统协同过滤和无差别推送方法,该策略更符合实际需求,能取得更稳定的推送效果。
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计算机工程. 2016, 42(9): 292-296,304. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.051为提高生活场景下录制音乐的质量,提出一种改进的音乐信号降噪方法。根据独奏音乐信号的低秩特征对含噪音乐信号进行噪声位置检测的预处理,将鲁棒主成分分析(RPCA)应用于音乐降噪。选择增广拉格朗日乘子法解决RPCA优化问题,引入信噪比(SNR)和音频质量感知评价(PEAQ)标准作为评价指标,并与小波降噪和独立主成分分析降噪方法进行对比实验,结果表明RPCA降噪方法可以使音乐信号的SNR提高约2 dB~5 dB,PEAQ也得到一定程度的提升,具有较好的独奏音乐降噪效果。
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计算机工程. 2016, 42(9): 297-304. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.052为提升维修效能,提出飞机维修作业调度模型与调度优化算法。在沿用柔性作业车间调度问题形式化与图形化描述的基础上,设定耦合约束构建维修作业调度模型,选取遗传算法对执行步骤进行设计,引入耦合算子重新调整工序排序,以避免染色体违背耦合约束无法解码的情况。分析结果表明,该算法能适应飞机维修作业调度的需求,并且在Brandimarte测试中展现出较好的优化性能。
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计算机工程. 2016, 42(9): 305-309,314. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.053在基于北斗卫星导航的物流管理与运输调度系统中,低成本高效率地实现运输车辆的动态调度是一个重要问题。围绕多车型多约束的动态车辆调度问题优化的主题,在对该类问题进行分析与描述的基础上,通过建立相应的车辆调度问题的数学模型,提出硬性约束条件分类-综合目标函数最优的分阶段算法。仿真结果表明,该算法能够满足多车型的载重和体积硬性约束以及时间窗等约束条件,不仅可以取得较好的调度结果,而且具有寻优速度较快、收敛一致性好的特点。
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计算机工程. 2016, 42(9): 310-314. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.054针对网络故障管理中的规则手工定义方法未考虑冗余和不准确数据对规则有效性和性能的影响问题,为提高规则匹配效率,提出一种规则自动生成方法。通过邻域粗糙集约简网络故障诊断属性并对约简结果限定阈值进而实现规则自动生成。针对监控数据的规则多匹配问题,设计基于值权重的规则匹配算法,可在发生多匹配时从规则中找出一条与当前监控数据匹配度最高的规则。实验结果表明,与规则手动定义方法相比,该方法能在不降低故障诊断率的情况下,使规则匹配效率平均提升2.5倍。
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计算机工程. 2016, 42(9): 315-321. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.09.055现有智能手机的数据通信方案如蓝牙、WiFi、USB等,在硬件成本、功耗等方面存在不足,不适合即兴小数据通信的应用场景。为此,提出一种基于智能手机的数据通信方案。利用音频接口,并搭建物理层、数据链路层和应用层,使得数据通信系统与具体应用逻辑相互分离,保证数据通信系统的独立性和重用性。设计相关通信机制和通信协议保证数据通信的准确性和稳定性。针对智能手机音频接口差异造成的兼容性问题,给出信号复原算法并在软件上解决信号失真问题。实验结果表明,该方案简单便捷地实现了智能手机与检测终端稳定的双向数据通信,并且具有较好的兼容性和通用性。
2024
第50卷 第4期
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(1975年创刊 月刊)
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主办：华东计算技术研究所
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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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