2016年, 第42卷, 第2期 刊出日期：2016-02-15
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计算机工程. 2016, 42(2): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.001
针对当前主机安全风险评估指标不够全面、实际操作困难和评估结果可理解性差等问题,提出一种基于云模型的多层次主机安全风险评估方法。结合国家信息系统等级保护测评要求,采用层次分析法构建风险评估指标体系,在多层次指标体系基础上,引入云模型理论,实现主机安全风险的模糊量化评估。实验结果表明,该方法能对复杂主机系统进行合理评价,有效提高评估结果的准确性和科学性。
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计算机工程. 2016, 42(2): 7-14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.002在CloudStack等云平台中缺少提高虚拟机安全性的插件或功能。针对该问题,基于Xen虚拟机监视器提出一种CloudStack恶意隐藏进程监测框架。通过安装在特权虚拟机中的监控前端请求监测目标虚拟机中的进程,利用守护进程经事件通道将该请求转发给Xen虚拟机监视器,并采用事件注册/捕获模块在客户虚拟机中注册事件钩子。在监听到目标虚拟机中内核发生CR3转换事件后,将事件通知至监控响应模块,使用虚拟机自省技术获得客户虚拟机中的内存数据并进行语义还原,通过共享内存机制将相关进程数据传递到监控前端。实验结果表明,该框架能够准确发现目标虚拟机内部的恶意隐藏进程,并获得相关的资源占用信息。
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计算机工程. 2016, 42(2): 15-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.003
数据持有性审计是保证云存储数据完整性的重要方法,但并发更新操作会导致审计系统效率大幅降低。为此,提出一种支持并发更新的云存储数据持有性审计方法。通过改进Merkle哈希树(MHT)结构,将多个请求更新MHT中间节点的过程延后执行,生成更新状态树,分离出多个叶子节点更新路径并合并执行,从而避免重复节点更新,降低云存储数据完整性验证系统的更新成本。形式化分析及实验结果表明,该方法能减少更新MHT节点数,提高云存储数据持有性审计的更新效率。
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计算机工程. 2016, 42(2): 21-25,32. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.004为解决传统关联规则挖掘算法在大数据环境下运行效率较低的问题,基于频繁模式增长(FP-growth)算法,提出一种面向大数据的并行关联规则增量更新算法。利用MapReduce编程模型与云计算平台,对FP-growth算法各步骤进行并行化处理。在增量更新挖掘过程中,使用已有 的频繁项集和1-项集对新增事务集构建频繁模式树,通过扫描原始事务数据库完成频繁项集的更新。实验结果表明,与传统关联规则挖掘算法相比,该算法具有更高的挖掘效率和扩展性,适用于海量数据的关联规则增量挖掘。
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计算机工程. 2016, 42(2): 26-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.005Hadoop平台目前有近200个配置参数,对这些参数进行合理配置能提高系统性能。针对Hadoop参数配置的优化问题,提出一种基于递归随机抽样的黑盒优化策略。利用随机抽样的初始高效性,通过不断调整样本空间进行递归随机抽样,从而快速搜索到近似的全局最优配置。实 验结果表明,与传统配置方法相比,应用黑盒优化策略的配置方法可提高14%~25%的Hadoop作业处理速度,且具有较好的稳定性和可靠性。
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计算机工程. 2016, 42(2): 33-37,44. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.006针对数据共享过程中的密钥管理问题,借鉴基于多线性映射的广播加密方案思想,提出一种基于多线性映射的密钥聚合加密方案。将多个密钥聚合为一个单密钥,用户使用该密钥即可解密对应多个加密文件,从而简化用户密钥管理流程,实现云环境下安全高效的数据共享。基 于DHDHE假设证明了该方案在标准模型下具有非自适应不可区分选择明文攻击的语义安全,并且与现有加密方案相比,可有效减少存储和传输开销。
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计算机工程. 2016, 42(2): 38-44. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.007当被插入或删除的字节接近于匹配失败数据段两侧时,会导致SBBS算法回溯功能局部甚至完全失效。为此,提出一种改进的重复数据检测算法。采用滑动与滚动相结合的窗口移动模式减少窗口计算量,利用Rsync滚动校验和算法与MD5算法优化窗口计算模式,加快匹配速度。 通过回溯匹配失败数据段,检测其中的重复数据段,以提升重复数据的检测精度。实验结果表明,与SBBS算法相比,该算法在重复数据段均匀分布与非均匀分布时的查全率分别提高约4.32%和5.28%。
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计算机工程. 2016, 42(2): 45-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.008
针对词频-逆文档频率模型应用于主题爬虫时存在的非结构化问题,设计基于分类关键词词频(CKTF)模型的主题爬虫。利用网页文档结构特征和主题词语的分布信息将网页映射为五维向量,根据维基百科中文语料库和搜狗全网新闻数据语料库选择关键词并计算其与地缘政治主题的相关度,使用支持向量机实现网页向量的学习和分类。实验结果表明,与传统主题爬虫相比,该主题爬虫能够挖掘地缘政治主题中的丰富内容,有效衡量网页与主题的相关度,具有较高的爬准率和稳定性。
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计算机工程. 2016, 42(2): 51-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.009为避免运动过程中产生的伪波对心电(ECG)检测的影响,设计一种结合人体加速度的便携式ECG系统。采用心电模拟前端进行心电信号采集,并利用三轴加速度传感器测量人体的加速度,对人体的运动强度进行估计,对于运动强度过大时的心电进行过滤避免产生误判。使用数 字信号处理器对心电信号进行预处理,在QRS波检测中,给出一种改进的自适应差分阈值检测算法,检测结果通过蓝牙协议传给Android手机,实现可视化实时显示。实验结果表明,该系统在运动状态下停止检测的准确率为82.5%,有效避免运动伪波干扰,使用MIT-BIH数据库数据 进行心电测试,QRS波识别率达到98.2%,能够完成实时心电检测以及可视化处理。
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计算机工程. 2016, 42(2): 56-61. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.010针对各网站Web查询接口(WQI)因结构异构而难以被自动发现的问题,提出一种基于超级文本标记语言(HTML)特征和层次聚类的Web查询接口发现方法。利用HTML控件元素之间的层级结构、依附关系和HTML交互控件的终端特性,通过前序和后序遍历相结合的方式解析页面,建立合适的页面树状模型。按照查询区域交互密度的局部集中性定位并初始化聚类集合。将聚类集合中各潜在接口区域结构距离的相似性进行层次聚类,并对所得潜在接口中的交互控件选择合适的文本节点进行语义标注,得出完整WQI区域,利用接口中的文本特征过滤非查询接口。实验结果表明,该方法克服了传统方法对
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计算机工程. 2016, 42(2): 62-65. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.011打车软件可解决司乘双方信息不对称的问题,使空驶出租车在信息条件下的出行行为发生改变。为提高信息条件下空驶出租车出行分布的预测精度,基于空驶出租车运营特征,考虑其对乘客及服务模式的选择过程,量化2种服务模式的收益并建立空驶出租车出行分布预测模型。通过对成都某区域实例数据的分析结果表明,当所有出租车均安装打车软件并且可随机选择巡游或派遣服务模式时,空驶出租车选择派遣服务模式的概率较大,并且打车软件建立的信息条件可降低空驶出租车出行次数,有利于对城市出租车的运营规划与打车软件的引导管理。
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计算机工程. 2016, 42(2): 66-69,76. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.012针对远程自动抄表系统数据采集和存储的高可靠性要求,设计一种掉电安全和资源紧凑的轻量级Flash文件系统。该文件系统采用分层、模块化和跨平台设计,方便移植到包括ARM Cortex-M系列单片机在内的各种资源紧张的MCU平台,具有较高的灵活性和通用性。为实现数据掉电安全,采用类似于日志文件系统的设计思想。将Flash空间划分为5个区域,使用若干物理页面作为管理区,记录文件系统的安全写入和擦除操作。使用Freescale MK60硬件平台和MQX操作系统对该Flash文件系统进行测试和现场验证,结果表明,该文件系统资源占用少、可靠性高,能满足远程自动抄表系统数据存储要求。
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计算机工程. 2016, 42(2): 70-76. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.013
针对多数智能家居控制系统安装部署困难、成本较高的问题,提出一种适用于家庭内部应用环境的WiFi型智能插座系统。该系统内置PIC32单片机,使用基于Android的智能手机应用程序,通过IP连接远程访问控制与智能插座相连的设备。智能插座采用基于表述性状态转移架构的Web服务通信方式监控家居设备,用户通过点对点模式和基础组网模式访问智能插座。实验结果表明,该智能插座的硬件设备简单,成本较低,可靠性较高,且易于扩展。
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计算机工程. 2016, 42(2): 77-80. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.014软件无线电发射机中一些应用(如通信电子战干扰发射机)需要在采样率不变的情况下生成一定范围内任意符号速率基带信号。针对该类需求,提出一种基于取邻思想的固定采样率任意符号速率基带信号产生算法。对大整数倍符号速率基带信号进行任意倍数的取邻抽取,将取邻近似导致的误差等效为基带信号信噪比的损失。理论推导和仿真结果表明,该算法只需很少的存储资源,即可减小取邻误差对基带信号质量的影响,满足实际系统需要。
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计算机工程. 2016, 42(2): 81-85. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.015在大规模移动IP网络中,移动节点的注册请求消息在代理节点处容易产生冲突,导致移动节点在不同链路间的切换时延较大。针对该问题,提出一种以当前需要注册的节点数为变量的一维马尔科夫链模型,在此模型的基础上通过公式推导得出链路中所有移动节点完成注册的总时间和竞争窗口值的关系式,移动节点可以根据当前需要注册的节点数调整自身的竞争窗口值,从而避免节点间的冲突,使得注册总时间最小。在GloMoSim仿真环境中实现移动IP协议,并通过仿真结果和理论结果的比较验证了该模型在确定最优竞争窗口值时的有效性。
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计算机工程. 2016, 42(2): 86-92. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.016为从有界混合信号中分离出源信号,提出一种检测和移除稳态波动的有界成分分析算法。该算法基于信号集合紧性和笛卡尔可分性的假设,在不考虑源信号估计的幅度、排列和相位不确定性的条件下,完成独立源和非独立源的分离,对学习曲线的稳态波动首先利用曲线稳态处的相关性进行检测,再使用变步长迭代的方法移除学习曲线的稳态波动,并给出算法停止准则,从而提高算法收敛速度和分离精度。仿真结果表明,该算法能有效分离相关源和非相关源信号,且无论是在无噪声或有噪声的条件下,相对于现有的有界成分分析算法收敛速度更快,精度更高。
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计算机工程. 2016, 42(2): 93-97,103. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.017为了公平地实现卫星通信网络带宽分配,尽可能地减少资源浪费,满足不同优先级业务的带宽需求,提出一种基于令牌桶的带宽分配改进方法。该方法在原有每一个优先级对应一个令牌桶的基础上,对不同优先级的业务设定不同的业务权值,以自适应业务速率的变化,通过业务权值的占用比例动态分配令牌资源,利用令牌桶嵌入漏桶机制实现对业务占用的带宽进行二次分配,根据业务优先级的高低对溢出的令牌实现依次填充,从而减少资源浪费。仿真结果表明,与令牌桶的动态带宽分配方法相比,该方法可有效提高网络的吞吐量,在保证高优先级业务带宽需求的同时,使低优先级业务公平地获取带宽资源。
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计算机工程. 2016, 42(2): 98-103. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.018为应对GPS在室内环境中的定位盲区,实现室内外环境下的无缝精准定位,提出基于GPS卫星定位技术和Wi-Fi位置指纹定位技术的室内外无缝定位算法GPS-LF。GPS-LF算法在室外环境中利用GPS卫星定位技术进行定位,进入室内后切换到Wi-Fi位置指纹定位,将待定位节点接收的多组Wi-Fi信号强度值与事先已下载到该节点的位置指纹数据库进行匹配,估算出未知节点的位置从而实现定位。实验结果表明,GPS-LF算法能够较好地满足室内外无缝定位的需求。
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计算机工程. 2016, 42(2): 104-107,112. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.019在盲信号分离过程中,基于乘性迭代的非负矩阵分解(NMF)存在运算量大、收敛速度慢等问题。为此,在投影梯度法的基础上提出一种新的NMF盲信号分离算法。通过增加行列式约束、稀疏度约束和相关性约束条件,将最优化问题转化为交替的最小二乘问题,将投影梯度法应用于基于约束的NMF盲信号分离过程。仿真结果表明,该算法能减小重构误差,在维持源分离信号稀疏性的基础上实现混合信号的唯一分解。与经典NMF算法和NMFDSC算法相比,其收敛和分解速度更快,重构信号的信噪比更高。
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计算机工程. 2016, 42(2): 108-112. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.020现有能量捕获无线传感器网络路由方案较少考虑链路质量以及节点能量是否足够等问题。为此,对能量溢出感知的剩余能量最大化路由问题进行建模,结合储能设备上能量溢出浪费情况和基于链路数据包传递率的通信能耗指标,提出一种能量溢出感知的路由方案,选择通信能耗和溢出能量总和较低的路由。实验结果表明,与Martinez G等人提出的路由方案(IEEE Sensors Journal,2014,No.9)相比,改进方案可使节点剩余能量提高50%左右。
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计算机工程. 2016, 42(2): 113-117. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.021物联网节点由于有限的尺寸和能量,其计算能力和存储空间一般会受到限制。为此,采用非对称方式,提出一种新的物联网通信协议。通过物联网节点与就近的服务器之间建立通信链路的方式,将原本由单一物联网节点执行的任务,转换为节点和服务器协作执行,将任务负载 量在节点和服务器两端进行非对称分配,由服务器执行较高复杂度的运算,从而减少在节点端进行数据运算的能量消耗,满足物联网元件的节能需求。仿真结果表明,与传统的RSA加解密运算相比,利用非对称方式进行RSA加解密运算,可使物联网节点的运算时间和能量消耗减 少20%以上,该协议能有效提高物联网节点的计算效率,延长节点的生命周期。
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计算机工程. 2016, 42(2): 118-123. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.022根据分布式拒绝服务(DDoS)攻击特性与OpenFlow技术,提出一种基于软件定义网络(SDN)的DDoS攻击检测方法。获取OpenFlow交换机中安装的流表项,构建针对目的地址的流表特征值,并采用支持向量机对训练样本进行分类,实现DDoS攻击的检测。通过将该DDoS攻击检测方法进行原型系统实现并集成到SDN网络环境中,验证了该方法的正确性和有效性,并表明其能在提高DDoS攻击行为检测率的同时明显降低误报率,具有较好的综合检测性能。
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计算机工程. 2016, 42(2): 124-130. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.023针对现有在线推荐系统中协同过滤算法无法有效对抗文件注入攻击的问题,考虑目标攻击者和攻击项,定义攻击块的概念。结合攻击块中的块面积率(BAR)和块打分率(BRR)信息,提出一种高效的攻击块挖掘(MAB)算法,检测评分事务数据集上的攻击行为,并通过基于BAR与BRR 上界的剪枝策略,缩小攻击块的搜索空间及降低搜索耗时。在2个真实数据集上的实验结果表明,在不同攻击场景下MAB算法均能准确挖掘出攻击块,并且具有较高的挖掘效率。
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计算机工程. 2016, 42(2): 131-136. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.024邻域否定选择算法遍历每个自体样本,导致计算量大及匹配阶段重叠率高等问题。为此,对邻域否定选择算法和聚类技术进行研究,提出一种邻域检测器生成算法。将自体样本映射到构建好的邻域空间中进行聚类,同时对随机检测器予以耐受,训练出成熟的邻域检测器。在KDD CUP 1999数据集上的仿真结果表明,该算法可以缩短生成检测器的时间,有效解决高重叠问题,提高检测效率。
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计算机工程. 2016, 42(2): 137-141,145. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.025四方参与者虚拟交易系统(4P_VES)在引入第三方支付检测和预防合谋欺骗行为后会增加系统交互流程,影响系统性能。为此,通过融合承诺与签名原语定义承签方案,提出改进的4P_VES方案。采用承签方案同时实现承诺验证与签名认证功能,简化交互流程,并利用多重签名技术减少签名验证次数。分析结果表明,改进的4P_VES方案具有不可伪造性、一致性、不可区分性等属性,且能降低虚拟币发行时间,提高系统整体性能。
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计算机工程. 2016, 42(2): 142-145. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.026D-S证据理论是一种有效处理不确定信息的方法,在数据融合等领域得到了广泛应用。经典D-S证据理论在融合冲突较大的信息时通常会得到有悖于常理的结论。为此,引入证据矛盾系数的概念,提出一种能有效利用冲突信息的证据权重计算方法,采用D-S证据理论组合规则进行数据融合。算例分析结果表明,相比同类方法,提出方法收敛速度更快,融合结果更准确,能克服经典D-S证据理论的不足,提高融合结果的可信度。
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计算机工程. 2016, 42(2): 146-150,156. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.027为防范持续性威胁攻击中的远程控制木马,提出一种主动防御思路,即针对不公开源代码和网络协议的木马程序进行漏洞挖掘和瘫痪攻击。使用广义后缀树和分层次聚类等数据挖掘算法逆向分析木马网络协议的特征,自动构造其协议格式。将其与Fuzz测试框架相结合,通过导入之前逆向分析得出的协议格式自动生成Fuzz的配置文件,从而较大程度地提高模糊测试和漏洞挖掘效率。经过一系列针对实际远程控制木马程序的测试,发现若干木马控制端的漏洞,从而说明该远程控制木马漏洞挖掘方法是可行、有效的,并具有一定创新性。
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计算机工程. 2016, 42(2): 151-156. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.028针对现有信息安全领域隐写技术存在的感知失真大和图像误差率高问题,设计一种基于Karhunen-Loeve变换(KLT)优化的图像隐写技术。引入KLT算法压缩图像数据,用最低有效位代替加密数据,结合原始像素矩阵获得有效的图像信息。实验结果表明,与常用算法相比,该算法 的嵌入容量与信噪比较高,提取到的图像数据失真较小。
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计算机工程. 2016, 42(2): 157-163. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.029为高效准确地查找语义Web服务,引入聚类与二分图匹配技术,提出一种新的语义Web服务发现方法。根据服务描述信息将相似服务聚集到一起,采用空间向量模型表示服务,针对标准K-Means算法的缺陷设计基于k值优化和粒子群优化的K-Means聚类算法对服务进行聚类。借鉴带权二分图最优匹配思想对服务的功能属性进行匹配,设计基于WordNet的概念间语义相似度计算方法用于计算二分图的权值,并针对如何构建满足最优匹配条件的带权二分图问题给出解决方案。实验结果表明,该方法在查全率和匹配效率上均优于OWLS-MX方法。
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计算机工程. 2016, 42(2): 164-168. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.030在经典PageRank算法中,页面的转移概率平均分配到链出页面,由于新网页的链接较少,其PR值普遍较低。经典PageRank算法通过链接计算PR值,未考虑到网页的内容,存在主题漂移现象。针对上述问题,引入网页权威因子和时间因子,通过网页按关键字检索后被点击的次数进行统计,根据其在初始排序结果中的位置对网页的PR值进行迭代修正,返回一个新的排序结果并分析网页内容,采用改进的TD-IDF算法解决网页相关性,避免主题漂移现象。仿真实验结果表明,改进算法可以提高网页排名的质量,使相关度较高的网页通过人们的自主选择获得不同程度的加权,获得加权的网页在检索结果中的排名得到提升,从而提高用户需求网页的查准率。
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计算机工程. 2016, 42(2): 169-174. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.031英文词汇蕴涵关系识别已有较多研究,并提出许多识别模型,但针对中文的词汇蕴涵关系获取则鲜有研究。为此,提出一种中文词汇蕴涵关系识别方法。利用词向量技术,在中文维基百科语料上进行训练,将词汇表示为词向量,设计各种基于词向量的分类特征,训练得到可用于名词词汇蕴涵关系分类的支持向量机分类模型。实验结果表明,与传统的余弦相似度方法相比,该方法以及设计的各种分类特征在词汇蕴涵关系识别方面具有明显优势。
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计算机工程. 2016, 42(2): 175-183. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.032
基于股票波动典型的M形态,提出一种基于因果关系的岭回归股市态势预测算法。根据M形态的波动特征,引入能量思想,以M形态的边、波峰和波谷为结点,构建M形态的贝叶斯网络结构模型。利用马尔科夫毯算法和非对称信息熵,得到M形态的局部因果结构。采用因果强度的度量标准,将M形态因果关系引入到岭回归模型中,对股市态势进行预测。该模型通过将股票形成和能量波动的因果关系相结合,可以有效地发现股市的突变点。真实数据集上的实验结果表明,相比标准的岭回归算法和基于径向基的神经网络算法,该算法具有更好的预测效果。
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计算机工程. 2016, 42(2): 184-189,194. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.033研究中文微博文本的情感分类问题,介绍一种基于类序列规则的微博情感分类方法。通过情感词典和机器学习的方法获得微博文本中每个句子的2个潜在的情感标签,将每条微博文本看作是一个数据序列,从数据集中挖掘出类序列规则,从挖掘出的规则中提取出的有效特征并结合文本其他特征来训练分类器。在COAE会议提供的微博数据集上的实验结果表明该方法的有效性。
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计算机工程. 2016, 42(2): 190-194. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.034
传统BP神经网络存在容易陷入局部最优、收敛速度慢等缺点。为此,根据人工蜂群算法全局寻优以及群体智能的特点,在初始化神经网络参数时,将神经网络的误差作为人工蜂群算法的适应度,选择适应度最好的一组参数作为神经网络的权值和阈值,避免神经网络陷入局部最优和收敛速度慢的问题。将人工蜂群优化的BP神经网络模型应用于入侵检测中,仿真实验结果表明,优化后的网络模型可加快收敛速度,提高检测精度。
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计算机工程. 2016, 42(2): 195-199,205. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.035针对传统Copula分布估计算法(EDA)局部搜索能力较差的缺点,提出基于质心的Copula EDA。在传统算法的基础上加入质心变异算子,使种群个体带着较优个体的经验信息向最优解方向进行搜索,并将其应用到图像去噪中,利用优化BP神经网络的初始权值和阈值区分出污染像素做去噪处理。实验结果表明,该算法可使BP网络分类更精确,通过分类后去噪的图像具有较高的峰值信噪比。
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计算机工程. 2016, 42(2): 200-205. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.036针对现有人脸识别方法难以有效抑制噪声和误差干扰(如光照、遮挡和表情等)的问题,提出一种基于稳健主成分分析的核稀疏表示分类算法。利用稳健主成分分析将各类训练样本转化为低秩矩阵和误差矩阵之和,并运用这2个矩阵构成稀疏表示的冗余字典。将核稀疏表示问题通过矩阵变换转化为常规的稀疏表示问题,采用正交匹配追踪算法求解该问题得到稀疏表示系数。通过稀疏表示系数计算每个类的重构误差,从而实现人脸识别。实验结果表明,与SRC,ESRC等算法相比,该算法具有较高的人脸识别率,且对噪声和误差干扰有较强的适应能力。
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计算机工程. 2016, 42(2): 206-209,217. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.037针对视频火灾探测中早期火灾烟雾提取问题,提出一种基于显著性检测和高斯混合模型的烟雾疑似区域分割算法。根据人眼视觉注意机制,将阴燃烟雾看作视频中湍流和灰色显著的区域,采用显著性方法分割疑似烟雾区域。使用非线性增强方法增强视频的亮度图像和光流图谱,用增强后的图像计算显著性谱。由计算出的运动前景构造运动能量函数,对显著性谱进行估计,得到疑似烟雾区域。实验结果表明,与传统烟雾区域检测算法相比,该算法具有更好的分割精度,并且计算速度也有较大提高,适用于实时视频烟雾探测。
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计算机工程. 2016, 42(2): 210-217. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.038为提高现有子空间聚类算法的计算效率,根据对象、维度、模式容限以及相对性阈值约束缺失值数量,给出通用的容错子空间聚类定义,并对其单调性进行证明,提出一种面向受限属性中缺失值处理的容错子空间聚类算法。通过对子空间网格进行深度优先搜索删除低维冗余聚类,避免遍历子空间以提高聚类效率。基于真实数据和合成数据的实验结果表明,与CLIQUE,SCHISM聚类算法相比,该算法平均运行速度提升了60%~90%,即使面对缺失值情况,也可快速获得子空间聚类结果,具有较高的聚类质量。
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计算机工程. 2016, 42(2): 218-223. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.039现有的乐高(LEGO)模型自动构建算法依赖各种局部搜索机制优化构建结果,复杂度较高,在处理复杂、高分辨率模型时较为费时。为此,在归纳比较现有算法存在问题的基础上,提出一种高性能LEGO模型自动构造算法。采用自顶向下解决LEGO问题的方法,减小搜索空间,加快循环收敛。给出一种延迟构造图的方法,在预挖空后再构造竖直方向的图,缩短预挖空步骤的时间。实验结果表明,与现有算法相比,该算法能够在保持模型质量的前提下,对于大型、高分辨率的模型,可缩短50%~78%的构造时间,效率明显提高。
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计算机工程. 2016, 42(2): 224-228. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.040在复杂地表类型的图像变化检测研究中,纹理特征变化能有效地反映不同时期地表的变化情况。基于此,研究纹理特征增强的变化检测方法,采用方向对数变差函数算法对图像的纹理特征进行增强,使用基于对数变差函数的结构相似度算法提取多尺度图像中不同频段的纹理差异特征。通过基于关联度的模糊C均值聚类改进方法对差异特征进行分类,并利用区域生长优化分类结果,提取最终的变化检测结果。实验结果表明,与NSCTKFCM和UDWTKMEAN等方法相比,该方法检测结果精确,提取的变化区域边缘结构清晰,同时减少了光照和噪声的干扰。
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计算机工程. 2016, 42(2): 229-235. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.041研究以用户与系统之间的交互信息为先验知识的目标分割算法,提出一种基于改进速度函数的水平集图像分割算法。利用待分割图像的区域信息与目标轮廓信息,改进传统CV模型中的速度函数。使用图像边缘的梯度下降向量逐步逼近目标边缘,采用概率密度函数使图像中的所有像素值近似满足高斯概率分布,并通过边界收敛模型保证速度函数快速收敛至目标边缘。实验结果表明,对于包含噪声和目标边缘模糊的图像,与基于CV模型的分割算法和基于均方差水平集方法的分割算法相比,该算法具有更好的分割性能和鲁棒性。
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计算机工程. 2016, 42(2): 236-241,248. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.042在计算机辅助几何设计中,封闭曲线曲面的表示通常采用拼接的方法,但这种方法的计算相对较为复杂,且连续阶不高,为了更好地表示封闭的曲线曲面,提出一种非均匀四次三角样条(UQT-样条)曲线曲面的融合方法。构造UQT-样条基函数,讨论基于五点分段的UQT-样条曲线的性质以及曲面性质,利用曲线融合的思想,构造UQT-样条融合曲线和曲面,并研究其性质。实验结果表明,该融合的曲线曲面能较好地表示封闭的曲线曲面,且不需要添加额外的控制顶点,便于交互。
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计算机工程. 2016, 42(2): 242-248. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.043
为使基于远程与本地绘制的场景融合后更具真实感,结合移动终端场景简单、对象交互性强等特点,提出一种新的阴影绘制方法。服务器端采用平行分割阴影映射和百分比渐进滤波(PCF)算法使绘制出的阴影在真实感与实时性之间达到平衡,移动终端利用阴影图和PCF算法完成阴影绘制。根据服务器端和移动终端场景的实际相对位置关系在移动终端进行场景融合,使呈现出的阴影效果在保持一致性的同时更具真实感。实验结果表明,该方法可在移动终端实现不同场景的无缝融合,具有较高的绘制效率。
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计算机工程. 2016, 42(2): 249-253,265. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.044利用等间隔方法在物体表面标定特征标记点构成训练样本集,所获得的统计形状模型质量较低。针对该问题,提出一种基于粒子滤波器算法的特征标记点匹配算法。通过球面保角映射将三维表面映射到二维变量化空间,并利用粒子滤波器算法框架将物体表面局部几何特征量和整体空间结构特征相结合,实现特征点的最优匹配。实验结果表明,与利用等间隔方法相比,该算法获得的统计形状模型具有更高的通用性和专一性。
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计算机工程. 2016, 42(2): 254-260,271. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.045图像中不规则物体长宽属性较难统一,且传统的检测算法不够精确。针对该问题,提出一种自动定位检测算法。该算法通过目标主轴方向估计求出珠宝最小外接矩形,根据主轴确定目标的初始矩形,以初始矩形的几何中心为旋转中心对其进行旋转,从而找到最优矩形姿态,并平移优化旋转后的矩形,实现对珠宝轮廓的最终定位。实验结果表明,与现有检测不规则物体最小外接矩形的算法MBR相比,该算法对于珠宝轮廓的定位更加准确。
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计算机工程. 2016, 42(2): 261-265. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.046针对无线信道传输视频信号易发生丢包的现象,提出基于H.264/AVC的自适应时空错误隐藏算法。依据场景是否发生变化自适应选择空域错误隐藏或时域错误隐藏。时域错误隐藏采用时空结合边界匹配法,保持平滑性和结构相似性。空域错误隐藏采用多方向插值法,恢复主要边缘后沿每个主导边缘方向插值得到近似值,并利用加权平均法恢复像素值。实验结果表明,与Motion Copy,JM10.2,Kung算法相比,该算法具有较好的隐藏效果和图像质量。
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计算机工程. 2016, 42(2): 266-271. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.047
针对传统水下视频编码对水声信道带宽要求较高,并且水下视频具有场景复杂、不固定等特点,基于三维树状结构和贝叶斯模型,提出一种水下视频压缩感知重构算法。在编码端,模拟彩色编码孔径压缩时间成像系统对视频信号进行编码。在贝叶斯压缩感知模型的基础上,解码端利用小波和离散余弦变换系数的三维树状结构得到贝叶斯压缩感知反变换算法,从单通道的压缩测量值中重构彩色视频帧。实验结果表明,该算法能够精确重构复杂的视频场景。
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计算机工程. 2016, 42(2): 272-277,282. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.048为提高重构语音质量,提出一种子空间语音增强算法。在内嵌式预白化子空间方法的基础上,用特征值置换增强语音效果。将纯净语音和噪声的协方差矩阵进行广义特征值分解后,大特征值分量包含纯净语音信息,而小特征值分量包含噪声信息,待特征值排序后,用相邻的大特征值分量置换小特征值分量,可有效提高语音帧的相关性,获得更好的增强语音信号。相比传统的子空间方法,该算法适用于强噪声环境,能显著提高信噪比。
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计算机工程. 2016, 42(2): 278-282. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.049为快速有效地表征视频内容,提出一种视频关键帧抽取方法。结合Tsallis熵和Jensen距离计算相邻视频帧间差距,将视频分割为镜头,并根据镜头内视觉内容变化的多少将其分割为子镜头,最终抽取关键帧。同时提出视频帧间的距离度量标准,用于自适应地选取最优Tsallis 熵指数。实验测试结果表明,该方法简单高效,对物体运体有较好的鉴别能力。
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计算机工程. 2016, 42(2): 283-286,292. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.050为解决多视点视频编码(MVC)计算复杂度过高的问题,提出一种多视点视频编码快速预测算法。计算当前宏块Direct模式的率失真代价并将其与自适应阈值进行比较,以提供有效的提前终止策略。当率失真代价小于自适应阈值时,Direct模式被选作最优模式,模式选择过程提前终止。当率失真代价大于自适应阈值时,利用运动复杂度将当前宏块分成不同的运动类型,每种类型的宏块仅检查指定的模式,从而使得不必要的模式检查过程提前结束。实验结果表明,该算法在保持几乎不变的编码效率基础上,大幅减少了MVC的计算量。
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计算机工程. 2016, 42(2): 287-292. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.051针对局域网时间同步软硬件方法各自存在的不足,介绍局域网时间同步模型及抗差估计的原理,建立时间比对模型,提出利用抗差估计进行局域网时间同步的新方法,并通过时钟保持策略降低CPU开销,分别用最小二乘平差法和抗差估计法对实测数据进行处理,分析两者的精度差异。实验结果表明,该同步方法硬件配置简单,能有效抑制网络延迟影响,系统稳定性好,同步精度高。
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计算机工程. 2016, 42(2): 293-299. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.052
针对语法和语义层次组合存在对仿真环境的匹配及组合结果实用性不强的问题,在语用组合与仿真语境研究的基础上,给出仿真语境空间形式化定义,提出一种基于语境空间匹配指数的静态语用组合性质分析方法。对扩展有限状态自动机进行分析,设计支持语境约束的仿真组件模型形式化描述,建立仿真组件模型与着色Petri网(CPN)之间的映射,并利用CPN Tools工具实现组合模型的动态语用可组合性质分析。应用结果表明,语用层次的仿真组件静态、动态组合性质分析,可为仿真组件发现、仿真建模优化、组合结果有效性判定等关键问题提供量化、直观的依据。
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计算机工程. 2016, 42(2): 300-306. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.053针对传统本体构建方法依靠人工费时费力、主观干扰较大、对隐含概念和关系提取不足等问题,提出基于形式概念分析构建本体的方法。根据本体构建数据源的结构化程度,将这些构建方法分为3类,即基于结构化资源、基于非结构化资源和异构资源的合并本体构建方法。针对这3种类别,分析和阐述代表性的本体构建方法的优缺点,在比较结果中发现基于形式概念分析构建本体具有较大的改进空间,结合具体应用领域构建时需要在对象和属性的取舍、针对不同语言特点构建形式背景等问题上作进一步研究。
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计算机工程. 2016, 42(2): 307-311. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.054以提高定位精度、消除定位模糊为出发点,提出基于两次定位的嵌套均匀线阵结构。第一次粗定位采用的阵元间距不大于语音信号最小半波长,在此基础上,第二次采用阵元间距较大的阵列对相同的声源进行细定位。在使用近场声源高分辨率的三维MUSIC算法时,会带来较高的计算复杂度,采用宽带聚焦算法使其时延得到较大幅度的降低。仿真结果表明,该算法的定位效果优于非嵌套定位算法。
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计算机工程. 2016, 42(2): 312-315. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.055
针对射频识别(RFID)系统中多标签的碰撞问题,提出一种奇偶分组的多周期RFID标签碰撞树算法。根据比特位之和对标签进行奇偶分组后,判断标签同为奇组或同为偶组以及响应比特的首位为0或1,分2个子周期响应阅读器查询请求。利用二进制非0即1特征和奇偶特性,阅读器逻辑判断碰撞位数据,一次性识别两位碰撞比特位。数学分析和仿真结果表明,与传统碰撞树算法、查询树算法和二叉搜索算法相比,该算法可有效减少阅读器查询次数,提高标签识别速度。
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计算机工程. 2016, 42(2): 316-321. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.02.056在岩土工程设计过程中,由于存在试验条件、土体性质变异性、土层取样方法以及试样扰动等不确定性因素,使得现场试验得到的土层参数结果具有离散性,而室内结果往往与原位土体的性质有一定差异。为此,提出一种土层参数反演分析算法,选取实测目标,结合均匀试验和非参数回归,建立土层参数与实测目标之间的高效响应面,对每个工况在一定范围内枚举出的大量土层参数样本进行计算得到目标计算值。考虑到目标实测值测量的不确定性,结合可变容差法,按照工况逐次对目标计算值进行筛分,从而得到符合条件的计算值对应的土层参数取值区间。基坑工程算例表明了该算法的可行性。
2024
第50卷 第3期
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(1975年创刊 月刊)
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
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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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