2019年, 第45卷, 第1期 刊出日期：2019-01-15
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计算机工程. 2019, 45(1): 1-8. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0052826
嵌入式软件系统由于广泛采用分布式异构网络,使得软件系统复杂性呈现几何增长,因此需要在系统设计的论证阶段,对系统需求和设计方案进行正确性和充分性验证,进而发现系统性设计缺陷,避免可能引发或导致的严重系统性问题。为此,提出一种基于SysML的嵌入式软件系统结构与行为需求建模方法。通过对嵌入式软件系统的结构和逻辑行为进行层次化建模,并利用Modelica离散与连续融合的仿真特点,在系统需求论证阶段,基于建立的仿真模型对系统关键功能指标进行仿真,结果表明,该方法对系统需求论证具有可行性。
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计算机工程. 2019, 45(1): 9-16,22. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049485
基于关系数据库的资源描述框架(RDF)存储方案多数未考虑领域特性而造成查询性能不足。为此,提出一种改进的病历图谱存储方案。根据原始病历数据具有多元关系的特征,设计多元关系到RDF三元组的转化方案。基于原始病历数据具有空值多、谓词数量多且谓词不固定等特性,采用基于改进三元组表的存储方案,将病历RDF三元组的实体和属性进行ID化。在此基础上,设计实体类型表,面向病历图谱使用SPARQL-to-SQL查询转换算法。实验结果表明,与基于类型的存储方案相比,该方案具有较高的查询效率。
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计算机工程. 2019, 45(1): 17-22. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049905
针对深度神经网络在移动平台上存在准确度低、过拟合等问题,提出一种轻量级的卷积神经网络架构。将3×3的深度可分离卷积替换SqueezeNet网络模型基本模块Fire中的标准3×3卷积核,并构建SparkNet的网络结构,替换模型卷积得到网络变形结构。实验结果表明,与SqueezeNet网络结构相比,该架构可以提高网络模型的计算速度,有效降低网络模型规模并减少参数数量。
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计算机工程. 2019, 45(1): 23-28. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049362
为延长混合关键性系统的设备寿命,考虑瞬时性、永久性2种故障并采取容错方案满足安全需求,提出一种两阶段解决方案。利用动态电压频率调整技术为每个任务确定运行频率,确保热循环对设备寿命的损害最小。使用重执行技术,在可靠性约束和可调度性约束下对设备寿命进行分析,构建一个多目标非线性规划问题,从而得到最优解。仿真结果表明,与RAND、MFPR、MRPF、DPAS 4种算法相比,该算法在保证系统可调度与可靠性的前提下,可使系统寿命最多延长47%。
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计算机工程. 2019, 45(1): 29-34. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049296
交通滞留量预测是实现智能交通灯自动配时的前提,准确的交通滞留量预测可以为交通信号的动态调配提供支持,从而缓解城市交通拥堵问题。为此,提出一种交通滞留量预测系统。利用基于时间序列分割与极限学习机结合的交通流量预测算法,设计道路系统的模拟方案,将得到的预测流量进行仿真,构建扩展的二级马尔科夫随机模型,计算交通滞留量的预测值。实验结果表明,与BP神经网络相比,该系统能够准确预测交通滞留量,可为城市交通疏导和控制提供理论依据
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计算机工程. 2019, 45(1): 35-39. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048783
无线传感器网络获取消息节点的位置需进行实时定位,但由于传感器节点存在能量有限、可靠性差等不足,考虑到能耗和硬件的限制,提出一种基于接收信号强度指示(RSSI)的定位算法。利用未知节点从锚节点处接收到的RSSI值序列估计未知节点的位置,锚节点在监测区域中按照特定的轨迹运动,以覆盖区域内所有的点。仿真结果表明,该算法是可行的,且具有较高的定位精度。
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计算机工程. 2019, 45(1): 40-44. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049245
针对中继异构网中基站负载不均衡的问题,提出一种中继协作的多层异构网用户对级联方案,以实现最佳用户对级联(UPA)。在中继协作异构网中,利用等效的端到端偏置接收功率为每层中一个特定的移动用户对定义最佳中继,基于此给出最大和谐均值用户对级联(MHM-UPA)准则,并假设所有网络元素的位置建模为独立泊松点过程,通过随机几何分析方法推导相应的UPA概率以及统计描述。分析结果表明,该方案充分考虑了中继系统中两跳的联合影响,能够有效克服双跳中继系统的瓶颈效应,改善系统性能。
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计算机工程. 2019, 45(1): 45-49,54. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048411
针对LEACH协议中因簇头数目和分布位置不合理导致网络能耗不均衡的问题,利用多属性决策逼近理想解排序法(TOPSIS) 进行簇头选择。综合考虑节点的剩余能量、邻居节点数量、到基站的距离和传输范围,使用Pareto最优解选择一组簇头, 进而通过TOPSIS算法进行排序选出最佳簇头。仿真结果表明,TOPSIS在剩余节点数和网络能耗上优于LEACH和AHP算法,能 够有效延长网络生命周期,使网络能耗更均衡。
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计算机工程. 2019, 45(1): 50-54. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049150
根据信道环境选择最优的微基站与波束时存在非自适应问题。为此,基于随机向量量化码本的限制反馈波束赋形技术,推 导出最大化平均有效信噪比的表达式,提出以用户为中心的分布式毫米波蜂窝小区基站与波束的自适应选择算法。根据 用户在蜂窝内的位置，以平均有效信噪比为代价函数，自适应地选择最优的微基站。仿真结果表明,在反馈比特数为6 bit以及信噪比大于12 dB的情况下,该算法的误码率和遍历容量性能都优于固定数目的微基站,能够获得2 dB~4 dB的信 道增益。
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计算机工程. 2019, 45(1): 55-60. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049618
超密集网(UDN)的组建可增加热点地区的系统容量,但由于网络中存在严重区间干扰,限制了UDN的部署。为此,提出一种基于小区分簇的功率优化控制方案。通过预先设定的系统平均干扰阈值进行分簇,将系统中干扰较大的小区分到一个簇中,当簇中的小区对其他小区用户的干扰低于设定的阈值时,将此小区从这个簇中去除。该方案的功率控制由控制器根据簇内基站所占的权重值为各个基站分配相应的功率值,从而达到控制目的。仿真结果表明,该方案能够有效抑制网络中的干扰,提高系统吞吐量。
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计算机工程. 2019, 45(1): 61-66. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048779
针对多速率长码直扩码分多址(LC-DS-CDMA)信号的扩频码估计问题,提出一种利用三阶相关特征信息的匹配估计法。利用m序列三阶相关函数峰值点具有唯一性的特点,构建周期与非周期多速率LC-DS-CDMA信号的三阶相关特征信息矩阵。根据接收信号的长度判断信号的周期性,估计相应接收信号的延迟三阶相关列向量。与相应的特征信息矩阵作匹配运算并对匹配结果进行归一化,完成接收信号中各用户的扩频码估计。仿真结果表明,该方法能够有效估计多速率LC-DS-CDMA信号的扩频码,相比盲源分离法具有更高的正确估计率。
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计算机工程. 2019, 45(1): 67-72,77. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049281
低功耗有损网络路由协议(RPL)由于负载不均衡导致节点能耗失衡。为此,提出一种RPL多路径数据传输机制。在网络拓扑构建过程中依据数据传输代价选出每个节点的最优多父节点集。结合无线链路质量、节点剩余能量、节点缓存占用率以及中继节点的子节点数量等度量,设计一种数据流量分配度量标准,基于该度量标准提出能够最大化均衡网络负载的流量分配策略,以获得最优数据传输方案。仿真结果表明,相对RPL、ELT-RPL机制,该机制能够最大化地实现负载与节点能耗均衡,延长网络生存时间并提高路由可靠性。
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计算机工程. 2019, 45(1): 73-77. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049579
鉴于大型软件定义网络中控制器部署的复杂性特点,以最小化控制时延为优化目标,提出一种改进的K-均值网络分区算法。通过聚类划分建模控制器部署问题,考虑在真实网络环境中节点的连通性,采用节点间的最短路径代替传统的欧氏距离计算传输时延。实验结果表明,与基于K-means算法相比,该算法可以有效减小网络的最大时延和平均时延,准确部署控制器。
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计算机工程. 2019, 45(1): 78-83,90. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048166
针对基于接收信号强度的无线传感器网络节点定位算法精度低的问题,提出一种基于Voronoi图划分的节点模糊信息定位算法。根据锚节点个数对定位区域进行Voronoi图划分,将整个定位区域划分为不同的Voronoi区域,同时获得各个Voronoi区域的顶点坐标。使用高斯滤波方法筛选出可以作为参考节点的顶点坐标,通过顶点坐标和锚节点联合定位未知节点。利用模糊信息定位方法计算出未知节点的最终位置。实验结果表明,相比MANLFI算法和FINL-DT算法,该算法能够有效提高节点定位精度,降低网络能耗。
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计算机工程. 2019, 45(1): 84-90. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048977
在无线传感器网络中引入移动数据收集器(MDC)可以缓解传统静态网络能耗不均衡与能量空洞等问题。为使MDC对网络的节能效果达到最佳,通过算法设计使节点在远离或靠近sink的不同方向上拥有移动概率,在网络节点密度不同的地方建立大小各异的数据收集树平衡网络能耗,数据收集前调整收集器的位置,以减少数据传输能耗。给出MDC运动策略,并与DSDV路由协议相结合,提出带有移动数据收集器的路由协议MDSDV。实验结果表明,MDSDV能够提高网络的数据传输成功率,延长网络的生存期。
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计算机工程. 2019, 45(1): 91-95. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049519
QARMA算法是一种代替置换网络结构的轻量级可调分组密码算法。研究QARMA算法抵抗相关密钥不可能差分攻击的能力,根据QARMA-64密钥编排的特点搜索到一个7轮相关密钥不可能差分区分器,在该差分区分器的前、后各添加3轮构成13轮相关密钥不可能差分攻击。分析结果表明,在猜测52 bit密钥时,与现有中间相遇攻击相比,该相关密钥不可能差分攻击具有攻击轮数较多、时间复杂度和空间复杂度较低的优点。
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计算机工程. 2019, 45(1): 96-102. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049731
基于位置的社交网络利用用户的签到数据进行兴趣点(POI)推荐,但是出于对数据隐私的考虑,各种社交平台之间不愿意直接共享数据。为综合各个社交平台的数据从而提供更好的POI推荐服务,提出一种基于局部敏感哈希(LSH)的隐私保护POI推荐算法。通过LSH选取相似用户集合,极大地减少计算量,满足用户的快速响应需求。利用LSH和Paillier同态加密技术,在计算过程中保护数据隐私不被泄露。真实数据集上的实验结果表明,在响应时间和预测准确度上,该算法优于传统基于用户的协同过滤推荐算法。
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计算机工程. 2019, 45(1): 103-108. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049298
中文关键词模糊密文搜索方案依赖预定义的关键词模糊集,存在搜索复杂度高和存储空间大等不足。为此,提出一种应用于云存储的基于拼音相似度的多关键词密文模糊搜索方案。运用拼音相似度和欧氏距离衡量汉字的相似度,以布隆过滤器为基础,利用p-稳定分布的局部哈希函数构造索引,实现多个中文关键词的密文模糊搜索。实验结果表明,与基于关键词的加密云数据模糊搜索方案相比,该方案搜索效率较高,存储代价较小,且能够保证信息安全。
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计算机工程. 2019, 45(1): 109-114. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049277
以SWIFFT算法为重要组成部分的SWIFFTX杂凑算法因实现效率问题未能进入SHA-3第二轮竞选。为此,研究提高SWIFFTX杂凑算法效率的方法,分析SWIFFT算法的实现过程。通过绘制快速傅里叶变换(FFT)流向图,估算实现SWIFFT算法的加/减、乘法运算量。此外,还提出一种计算中间参数ω的方法。分析结果表明:当存储空间较少时,选用16点FFT实现SWIFFT算法效率更高;当存储空间充足时,选用8点FFT实现SWIFFT算法效率更高。
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计算机工程. 2019, 45(1): 115-120,128. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049576
针对现有密文策略属性加密方案存在用户密钥易泄露的问题,提出一种基于安全三方计算协议的密文策略方案。通过属性授权中心、云数据存储中心及用户之间进行安全三方计算构建无代理密钥发布协议,使用户端拥有生成完整密钥所必需的子密钥。安全分析表明,该方案能够有效消除单密钥生成中心及用户密钥在传输给用户过程中易泄露所带来的威胁,增强用户密钥的安全性。
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计算机工程. 2019, 45(1): 121-128. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049571
为提高光学图像加密算法的安全性与解密质量,方便密钥的存储、管理与传输,提出一种基于快速响应(QR)码约束与混沌Gyrator变换的图像加密算法。引入二维耦合混沌系统,利用明文像素对其进行迭代后输出2个随机相位掩码。通过2个混沌序列来计算2个Gyrator变换的旋转角度,然后利用明文生成相应的QR码,并将其置于2个随机相位掩码结构的输入平面,通过两级Gyrator变换输出一个实值密文。同时,借助QR码的支撑约束条件对传统的相位检索技术进行改进,最终从密文中检索到初始的QR码后解密图像。实验结果表明,与借助圆谐分量展开与Gyrator变换实现光学图像加密的算法相比,该算法具有较高的安全性与解密质量,在噪声攻击下,其复原图像的失真度较低。
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计算机工程. 2019, 45(1): 129-135,140. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049299
现有的基于身份可搜索加密算法多数无法实现搜索权限的共享。为此,提出一种在云环境下支持代理重加密的基于身份的可搜索加密(IBPKS)方案。将基于身份的加密算法应用到可搜索加密中,并以代理的形式实现搜索权限的高效共享。同时,给出IBPKS方案的形式化定义和安全游戏。实验结果表明,该方案安全高效,在随机预言模型下满足一致性,并能抵抗适应性选择身份和选择明文攻击
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计算机工程. 2019, 45(1): 136-140. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049721
可搜索加密技术节省用户的本地存储资源,简便用户对所要查询加密文件的搜索操作,但是多数可搜索加密方案都只是静态搜索。为此,提出一种基于双线性对的可以删除指定身份文件的动态可搜索加密方案。引进认证技术,在服务器删除文件之前对删除用户的合法性进行认证,以防止非法用户的恶意删除。分析结果表明,该方案在实现删除功能基础上,具有选择明文攻击下的不可区分安全性。
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计算机工程. 2019, 45(1): 141-144,152. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049316
针对计算资源受限设备易遭受擦除攻击的问题,在HB协议的基础上提出2种改进方案,使基于带噪声的校验学习的加密认证协议能够抵抗擦除攻击。第1个方案为共享密钥增添一位校验位,从而检测并避免擦除攻击。第2个方案将密钥编码成汉明码,即使在擦除攻击发生的情况下也能恢复密钥。实验结果表明,2个方案都能在保证原协议安全性的基础上,增加抗擦除攻击的属性。
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计算机工程. 2019, 45(1): 145-152. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048743
旁路检测方法通过采集电路功耗、延迟、电磁场等物理参数特性筛查硬件木马电路,但其检测性能会受到工艺波动的严重影响,且工艺的不确定性会随着芯片工艺尺寸缩小和亚阈值泄漏电流增大而增加。为此,研究硬件木马旁路检测的影响因素。通过构建旁路检测模型,在中芯国际130 nm和65 nm标准CMOS工艺下对ISCAS’85 c880基准和木马电路进行实验,结果表明,优化测试向量和适当降低电源电压能够降低工艺波动的影响,平均综合灵敏度分别提升5.60%(130 nm)和0.40%(65 nm)。同时,利用静/动态测试向量组的绝对差异比作为辅助判别依据,可降低测试向量筛选迭代次数。
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计算机工程. 2019, 45(1): 153-158. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049801
传统事件触发词抽取方法在特征提取过程中过分依赖自然语言处理工具,容易造成误差累积。为解决该问题,在卷积双向长短期记忆网络的基础上,提出一种事件触发词抽取方法。通过卷积操作提取单词上下文语境信息,同时利用长短期记忆网络保留句子级别特征,从而提高事件触发词的抽取性能。在ACE2005英文语料上的实验结果表明,该方法在事件触发词识别与分类阶段的F值达到69.5%,具有较好的抽取性能
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计算机工程. 2019, 45(1): 159-164. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049128
传统遗传算法应用于社区挖掘时初始种群划分精确度不高,且容易降低算法整体搜索性能。为此,提出一种改进的遗传算法,并将其引入到社区挖掘研究中。结合结构相似度与轮盘赌选择法,使染色体的每个基因趋向于选择结构相似度较大的邻居节点,提高初始种群的社区划分质量并加速算法收敛速度。实验结果表明,在人工基准网络中,该算法的初始种群划分精确度和模块度比传统遗传算法平均提高18%和12%,整体划分精确度比FEC和FN算法平均提高24.02%和22.01%,在真实世界网络中,社区划分精确度均优于FN、FEC和LPA算法,从而验证该算法具有较好的社团挖掘性能。
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计算机工程. 2019, 45(1): 165-171,177. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049403
针对问题文本细粒度分类中文本特征稀疏、文本整体特征相似、局部差异特征较难提取的特点,提出基于语义扩展与注意力网络相结合的分类方法。通过依存句法分析树提取语义单元,在向量空间模型中计算语义单元周围的相似语义区域并进行扩展。利用长短期记忆网络模型对扩展后的文本进行词编码,引入注意力机制生成问题文本的向量表示,根据Softmax分类器对问题文本进行分类。实验结果表明,与传统的基于深度学习网络的文本分类方法相比,该方法能够提取出更重要的分类特征,具有较好的分类效果
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计算机工程. 2019, 45(1): 172-177. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048758
针对语义角色标注中的多谓词现象,从图模型角度出发,提出一种中文多谓词语义角色标注方法。对句中的多个谓词进行联合语义分析,并采用随机爬山算法优化图模型。利用句中多个谓词之间的全局特征,提升语义角色的区分度。在中文命题库上的实验结果表明,该方法可以明显提高语义角色标注的分类效果。
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计算机工程. 2019, 45(1): 178-185,191. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049207
针对智能移动终端应用平台上的广告点击率(CTR)预测问题,在传统PC端Web平台在线广告CTR预测方法的基础上,提出一个新的智能移动终端在线广告投放业务架构。基于此架构,构建基于机器学习的在线广告预测模型,对用户基本信息、广告内容、用户使用环境等多源特征进行融合提取,实现在线广告CTR的精确预测。结合移动APP应用环境的特点,将用户历史行为数据加入预测模型进一步提高CTR预测性能。实验结果表明,该模型具有较高的CTR预测准确率。
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计算机工程. 2019, 45(1): 186-191. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049148
脸部动作编码系统为人脸表情信息定义了脸部动作单元(AU)的概念,但在AU强度的检测上由于各级别之间的区分度较低且个体间人脸表情差异较大,导致检测效果较差。为此,挖掘AU激活和区域之间较强的相关特性,提出一种新的基于区域和特征融合的特征提取算法,并同时给出一种AU强度计算方法,即在对高AU强度和低AU强度二分类后根据有序回归判断AU最终的强度。该算法利用强AU和弱AU较强的可分性,考虑不同AU强度间的相关性,发挥分类和回归方法在AU强度检测方面的优势。在DISFA、FERA2015数据集上的实验结果表明,该算法具有较高的鲁棒性,AU强度的计算效果优于CNN、VGG16等方法。
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计算机工程. 2019, 45(1): 192-198,205. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048673
为增加最小二乘支持向量机(LS-SVM)算法解的稀疏性,提高其运算效率,提出一种变样本量学习LS-SVM算法。从训练集中随机抽取部分样本作为初始工作集,在学习阶段将样本训练过程分为样本增量和样本减量2个阶段。在样本增量阶段,按KKT条件选取特定样本加入工作集并进行训练,在样本减量阶段,采用负松弛变量剪枝策略与基于对偶目标函数差的剪枝策略实现剪枝。在此基础上,采用工作集中的剩余样本构造学习分类器。实验结果表明,相对SMO、SMO-new、ISLS-SVM算法,该算法具有稀疏性高、运算速度快、无精度损失等优点。
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计算机工程. 2019, 45(1): 199-205. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049401
针对传统乐器识别需要音乐的低级声频特征及识别性能依赖特征选取的问题,利用接近人耳感知且低冗余度的听觉谱图作为5层深度卷积网络的输入,逐层抽象出音色的高级时频表示用于乐器识别。为有效捕获听觉谱图中的时频信息,将卷积网络第1层矩形卷积核改进为频率、时间轴上的多尺度卷积核。在IOWA乐器库上进行的仿真实验结果表明,该神经网能获得96.95%的识别准确率,优于使用单一卷积核的神经网,在相同的网络结构下,基于听觉谱图得到的识别准确率较基于梅尔频率倒谱系数(MFCC)、语谱图分别高出9.11%、3.54%,且对打击乐器与同族乐器的错分率均较小。
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计算机工程. 2019, 45(1): 206-209,216. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049121
与传统推荐模型相比，深度学习可以更好地理解用户需求、项目特征及用户与项目之间的互动性，从而更有效地发现用户和项目之间的匹配关系。将深度神经网络应用于网吧游戏推荐场景，分析用户的个人偏好，根据时间推移兴趣的变化，对用户历史游戏行为记录进行建模训练，为用户提供个性化Top-N游戏推荐。基于深度神经网络设计训练模型，输入层采用对用户历史行为数据处理后的用户偏好向量，隐藏层运用ReLU激活函数的多层网络，输出层则采用逻辑回归的Softmax结构，最终运用带L2规范项的代价函数评估学习到的模型可靠性。在真实数据集下的实验结果表明，随着隐藏层的增加，该方法能明显降低均方根误差,且能提高召回率。
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计算机工程. 2019, 45(1): 210-216. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049745
针对Biterm主题模型短文本文档的双词产生过程中词对之间缺乏语义联系的情况,提出一种融入词对语义扩展的Biterm主题模型。考虑双词的语义关系,引入词向量模型。通过训练词向量模型,判断词与词之间的语义距离,并根据语义距离对Biterm主题模型进行双词语义扩展。实验结果表明,与现有Biterm主题模型相比,该模型不仅具有较好的短文本主题分类效果,而且双词间的语义关联性能及主题词义聚类性能也得到明显提升。
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计算机工程. 2019, 45(1): 217-220. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049076
针对VDCN网络结构在大尺度因子上超分辨率效果较差的缺点,提出一种高精度单图像超分辨率重建方法。将ReLU激活函数更换为PReLU激活函数,增加网络层数,使用25个带PReLU激活函数的卷积层进行训练和测试。实验结果表明,与VDCN方法相比,该方法耗费时间较少,且性能更稳定。
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计算机工程. 2019, 45(1): 221-225,232. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049791
当显著目标位于图像边界时,已有显著性检测模型往往将显著性区域误检为背景模板,导致检测效果不佳。为此,提出一种背景模板优化的显著性检测算法。设计一种选择策略移除图像边界区域的显著超像素模块,建立改进的背景模板后计算基于背景的显著图,从该显著图中得到紧凑的前景区域,描述显著目标的外观和位置后计算基于前景的显著图。在此基础上,将2个显著图进行融合,通过一种能量函数对其进行改善,得到最终平滑和精确的显著图。实验结果表明,相对SEG、CA等算法,该算法能提高目标检测的精确率与召回率。
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计算机工程. 2019, 45(1): 226-232. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049513
传统容差机制图像去雾算法中的容差参数选取受图像是否含天空区域影响,且修正后的透射率容易出现分层现象。为此,提出一种基于颜色衰减先验的容差机制透射率纠正算法。通过判断图像每一像素点的亮度-饱和度差值与原始透射率的比值大小提取天空等明亮区域,根据原始透射率值以及亮度-饱和度差值对该区域透射率进行放大修正,使其趋近于真实值。实验结果表明,在不改变容差参数的情况下,相对基于暗原色先验的图像去雾算法,该算法色调还原度值、峰值信噪比值均有所提升,复原图像质量更好。
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计算机工程. 2019, 45(1): 233-238,245. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049334
针对中低分辨率车型识别问题,建立一种改进的卷积神经网络(CNN)特征融合模型。采取特征融合策略对CNN中的不同低层特征进行融合重复利用。为防止出现过拟合现象,结合网络模型稀疏化的结构,使用数据增强方法优化训练数据。分析和实验结果表明,该模型不仅能产生更具区分性的特征,而且能避免由环境等因素引起的干扰,与传统CNN模型相比,具有更高的识别准确率。
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计算机工程. 2019, 45(1): 239-245. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049109
多光谱图像的建筑物目标在不同尺度下具有不同特征,利用传统全卷积神经网络(FCN)进行识别时精度较低。为此,提出一种基于改进FCN的多光谱图像建筑物识别方法。通过旋转图像进行训练集扩充,从网络的第1层~第12层提取图像在4个旋转角度和不同尺度下的低层特征,将其归一化为同样尺寸的图像后提取更高层特征,以实现对多光谱图像建筑物的精确识别。实验结果表明,相比传统FCN方法,该方法能够提高识别的精确率与召回率。
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计算机工程. 2019, 45(1): 246-252. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049037
针对高光谱图像分类中存在的空间信息与光谱信息融合问题,提出一种基于独立空谱残差融合的联合稀疏表示高光谱图像分类算法。使用类独立的光谱角初分类图像,获得像元初始标记后按特定条件进行筛选再构造像元邻域空间。提取图像的全局空间信息,并将其引入到空谱联合稀疏表示模型中,使用单独的光谱信息字典与空间信息字典分别进行图像光谱与空间的联合稀疏表示残差计算。在此基础上,使用残差融合算法确定图像类别。实验结果表明,相对SVM、KNN等算法,该算法能够提升高光谱图像的分类精度,且分类结果更稳定。
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计算机工程. 2019, 45(1): 253-258,263. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049192
运用传统三维最大类间方差(Otsu)法进行森林冠层图像分割时,存在抗噪声能力差、计算复杂度高等问题。为此,基于三维Otsu法,提出一种改进的森林冠层图像分割方法。通过三维直方图重建实现去噪并保留边缘信息。将重建后的三维直方图经过降维处理分解为3个一维直方图,以降低计算复杂度,减少运行时间和存储空间。实验结果表明,相对传统三维Otsu法,该方法能够有效分割森林冠层图像,且具有更好的分割鲁棒性、准确性与实时性。
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计算机工程. 2019, 45(1): 259-263. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048978
由于人体动作的多样性、场景嘈杂、摄像机运动视角多变等特性,导致人体动作识别的难度增加。为此,基于3D卷积神经网络,提出一种新的人体动作识别算法。以连续的16帧视频为一组输入,采用视频图像的灰度、x方向梯度、y方向梯度、x方向光流、y方向光流做多通道处理,训练网络参数,经过5层3D卷积、5层3D池化增加提取特征中时间维度的动作信息,最终通过2层全连接与softmax分类器得到识别分类结果。在UCF101数据库上进行实验,结果表明,相比iDT、P-CNN、LRCN算法,该算法具有较高的识别准确率,且运行速度更快。
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计算机工程. 2019, 45(1): 264-269,277. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048705
利用Ricci曲率流将原曲面上的面元测度前推到目标参数域上形成初始面元测度,对初始面元测度或目标面元测度进行变换,以构造一系列连续变换的面元测度序列,然后计算面元测度间的最优传输映射并构建连续变换的参数化序列簇。通过莫比乌斯变换、曲率强化和重要性驱动3种方式对面元测度进行变换实验,结果表明,相比拟等积方法,该方法可以构造出多种不同的参数化序列簇,并能取得较好的特殊参数化效果。
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计算机工程. 2019, 45(1): 270-277. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049186
针对监控视频在压缩采样过程中混入冲击噪声后的背景减除问题,提出一种基于Welsch M-估计与张量分解正则化的鲁棒视频重构与分解模型。为削弱冲击噪声对重构性能的影响,引入Welsch M-估计替代均方差作为衡量重建误差的代价函数。在张量框架下,将背景在不同维度、不同场景下的低秩差异性先验引入背景建模,得到重构与分解模型,并基于半二次理论和多块交替方向乘子方法给出相应的优化求解算法。实验结果表明,与SpaRCS、CS-L1PCA等算法相比,该算法在混入冲击噪声情况下,仍能保持视频重构与分解的鲁棒性。
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计算机工程. 2019, 45(1): 278-283. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049375
采用机器学习算法进行地震预测存在过拟合且需要大量训练集的问题。为此,将危险理论引入地震预测的应用中,在分析大量地震历史源数据和结合领域专家经验知识的基础上,提出一种利用地震学获取特征指标的地震预测方法。通过Gutenberg-Ricthter规则、特征地震震级分布和近期地震预测研究的结论提取9个地震特征指标,采用具有动态性的危险理论预测未来一个月内发生大地震事件的概率。同时,通过分析四川省地震历史数据,应用危险理论对地震特征指标进行分析和预测,并与现有的地震预测方法BP神经网络进行比较。实验结果表明,该方法的检查概率、准确率及R得分均高于BP神经网络,表明在采用较少的样本集时其可靠度更高。
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计算机工程. 2019, 45(1): 284-291. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048634
针对智慧商圈建设过程中各类数据需求,设计一个多源数据采集与综合评价系统。利用Pyspider框架采集数据,基于二分思想和多边形规则对采集的数据进行商圈边界探测、商圈内点判定,通过构建一套兴趣点与商圈的映射规则,解决不同数据源对商圈定义不同的问题。利用融合后的数据,从60多个维度进行商圈结构分析和对标分析。实验结果表明,该系统能为各类分析模型提供数据支持,从而为各类商业行为提供决策支撑。
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计算机工程. 2019, 45(1): 292-296,302. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049057
城市轨道交通网络票务清分和客流分配都需要以路径搜索作为基础。由于城市轨道交通网络拓扑结构图不适用标记点的路径搜索算法,如对其拓展将导致路径搜索时间延长。为此,基于标记边的思想,考虑进出站时间对路径选择的影响,提出适用于城市轨道交通网络的K最短路径(KSP)搜索算法,以实现无须拓展网络的KSP搜索。在北京城市轨道交通网络上的应用结果表明,与传统的标记点Yen算法相比,该算法计算效率显著提高,在搜索同一OD对之间的KSP时能够节省至少一半时间。
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计算机工程. 2019, 45(1): 297-302. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048741
为基于视觉定位与超声波测距的非完整履带式机器人设计一款快速稳定的目标跟踪控制器。根据机器人的实际参数和执行能力,对现有控制器的未知参数进行整定,使机器人能够平滑且渐进地到达理想位姿,并且在不增加控制器复杂度的基础上,通过先调整机器人航向角再缩短其与目标之间的距离,提高机器人执行能力。实验结果表明,该控制器能够驱动机器人快速平稳地跟踪目标。
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计算机工程. 2019, 45(1): 303-307,314. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049583
基于伪分形网络,研究幂率分布的加权与网络随机游走性质的关系,提出一种带参数的加权方法。通过分析网络构造特征与性质,构建网络相邻2代特征值的递推关系,得到特征值及重数。在此基础上,计算网络上带偏好随机游走的随机目标搜索时间,利用特征值给出网络的加权生成树计数。分析结果表明,该方法能够应用到确定性转移矩阵的网络,且具有较好的适用性。
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计算机工程. 2019, 45(1): 308-314. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049196
现有多数新闻推荐方法将用户兴趣划分为感兴趣和不感兴趣,难以对用户兴趣实现更精细的描述。针对该问题,将情感空间的思想融合到推荐系统中,提出一种以情感为依据的阅读兴趣表述方法。采用广义回归神经网络对眼动追踪数据的分析,提取阅读兴趣和眼动追踪数据之间的关系,建立基于眼动数据的用户兴趣模型。实验结果表明,该模型预测准确率达到86%,比PLSR模型高7%,具有较高的实用性。
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计算机工程. 2019, 45(1): 315-320. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048022
针对车载自组织网络存在内容重复传输和访问时延长的问题,设计一种基于待处理请求表(PIT)相似性的混合协同缓存策略。依据中心节点PIT相似度,给出自适应构建缓存社区的方法。采用虚拟分布式哈希表实现相似区域的缓存调度,并在区域外采用下游节点保留副本策略实现混合协同。实验结果表明,与ICN经典缓存算法相比,该策略能够以较低的通信开销和存储代价,降低网络负载和节点缓存操作频度,提高缓存利用率。
第50卷 第4期
主管：中国电子科技集团公司
主办：华东计算技术研究所
上海市计算机学会
主编：江波
执行主编：胡冰
电话：021-67092217(费用/发票)
（稿件问题请直接联系栏目编辑） E-mail: ecice06@ecict.com.cn
国内刊号：CN 31-1289/TP
国际刊号：ISSN 1000-3428