2016年, 第42卷, 第7期 刊出日期：2016-07-15
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计算机工程. 2016, 42(7): 1-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.001
为提高现有状态监测系统移动终端的复用性并降低系统开发成本,提出一种通用的状态监测系统移动终端设计方案。分析通用型状态监测系统移动终端的实现原理,给出移动终端的交互设计及通用性实现,并将其应用于高耸建筑和温室大棚状态监测系统进行通用性验证。结果表明,该移动终端可根据服务器要求自动改变显示界面和显示内容,从而满足不同状态监测系统和监测对象的监测需求,并且大幅提高了状态监测系统移动终端的复用能力与通用性。
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计算机工程. 2016, 42(7): 16-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.002
针对IEEE 802.11ac多输入多输出(MIMO)正交频分复用(OFDM)系统,设计一种支持8组128点数据并行处理的低功耗FFT/IFFT处理器,利用RAM实现对输入和输出数据的顺序调整,使得处理器可以与MIMO-OFDM系统中其他模块直接进行数据通信。该处理器通过Verilog语言实现,采用TSMC 65 nm工艺库进行逻辑综合,结果表明其在0.9 V,125 ℃的工艺库最差工作条件下可达到100 MHz工作频率,与利用寄存器延时单元实现输入和输出数据顺序调整的FFT/IFFT处理器相比,总的门数减少了32.98%,功耗降低了79.4%。
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计算机工程. 2016, 42(7): 22-26. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.003对传统移动办公系统业务需求与性能进行分析，提出一种基于iPhone操作系统(iOS)的移动办公系统。利用Cocoa框架提供的视图模型控制器、委托Delegate以及Cell重用机制等设计模式降低程序模块间的耦合性，同时通过由J2EE技术框架搭建的后台服务架构为移动端提供相关数据。测试结果表明，与未使用Cell重用机制的移动办公系统相比，该系统可使内存消耗降低19.6%，并有效减少用户操作界面的卡顿现象，提高系统操作性能。
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计算机工程. 2016, 42(7): 27-32,41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.004根据电子商务生态系统特点,使用多主体(Agent)建模技术并基于Java语言在RePast平台上构建电子商务生态系统模型。通过计算实验的方法对系统模型进行仿真实验,结果表明,该系统模型能够直观展现演化过程以及微观因素与宏观演化的关系。通过修改系统模型的不同运行参数,可模拟不同的系统环境,从而为相关企业制订相应的调整战略、实现系统的可控演化提供依据。此外,借助多Agent建模技术和RePast平台构建实验模型,并通过计算实验方法进行仿真实验可为研究电子商务生态系统的演化提供合适的手段。
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计算机工程. 2016, 42(7): 33-36,48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.005
从统一建模语言模型中自动识别出相应的设计模式对软件开发具有重要意义,而形式化描述设计模式是自动识别的基础,为此,提出一种基于Petri网的设计模式描述方法。定义从设计模式到Petri网的转换规则,根据规则对观察者模式进行形式化描述,并给出识别设计模式的初步流程。分析结果表明,该方法可以以图形化的方式描述设计模式。在此基础上,能借助Petri网本身的数学理论实现设计模式的自动识别。
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计算机工程. 2016, 42(7): 37-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.006针对无人机群组网通信系统受人为影响较大、自主性较差的问题,提出一种基于认知网络的无人机通信网络架构设计方案。借鉴脊椎动物神经系统和人类社会组织模式,设计基于认知网络的无人机群组网通信系统的功能架构和组织架构。给出跨层交互式的无人机通信系统节点级架构,基于观察-确认-决策-行动反馈环建立无人机群的层次化认知网络行为模型,得到具有认知能力的层次化多路由方法。仿真结果表明,在更换路由表项时,该方法能减小吞吐量的抖动,缩短起伏时间,提高系统的可靠性和智能化决策的程度。
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计算机工程. 2016, 42(7): 42-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.007针对时间触发航空电子全双工交换式以太网(TTAFDX)的特点，设计基于帧长度优先原则的系统调度策略，解决时间触发虚拟链路的调度问题。搭建典型网络，采用网络演算方法对TTAFDX和使用静态优先级调度策略的AFDX进行实时性比较，结果表明，TTAFDX中时间触发虚拟链路的延迟主要由固定延迟部分组成，而速率限制虚拟链路的实时性较AFDX中的低优先级虚拟链路也有所提高，证明TTAFDX调度策略在兼容AFDX的同时能够改善网络的时间确定性，适用于具有硬实时传输要求的航空电子系统。
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计算机工程. 2016, 42(7): 49-53,58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.008针对航电系统设计要求,提出一种以信用更新为驱动的流量与差错控制机制。通过优化帧头格式,接收端以截半更新方式获取信用值,驱动发送端信用计数校对更新,同时全双工通信采用差错重传策略,实现数据发送方信用计数参数管理、数据帧传输差错控制和接收方信用触发更新三者功能的结合,解决资源死锁问题,避免发生超时响应。实验结果表明,与信用相对更新式控制机制相比,该机制能充分利用机载平台的内存资源,在接收通道数据帧缓存容量有限的情况下,保证节点间大数据流消息序列传输的吞吐率,提高实时性,满足航电网络对数据可靠高效的传输要求。
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计算机工程. 2016, 42(7): 54-58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.009当前被广泛使用的分形高斯噪声法对高斯噪声功率谱逼近效果较差,生成自相似业务量精度不高。针对该问题,提出一种高次方线性拟合方法。将分形高斯噪声的功率谱分成有限项和无穷累加项2个部分,采用Matlab的拟合工具箱cftool对功率谱的无穷项进行高次拟合,减少运算量,克服以往采用数学推导过程复杂的问题,弥补数学推导过程中使用连续积分代替离散求和时造成的误差。仿真结果表明,改进方法生成自相似业务量的相对误差比采用公式推导的方式低,用小波法估计时相对误差降低到0.05%,生成自相似业务量的速度较快,生成长度为220的自相似序列用时0.634 s。
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计算机工程. 2016, 42(7): 59-64,71. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.010在多目标覆盖过程中,大量冗余数据会使对监测区域的有效覆盖有所降低,同时也迫使网络消耗大量能量。针对上述问题,提出一种多目标覆盖保持算法。通过网络模型建立传感器节点与目标节点之间的从属关系,给出对监测区域覆盖期望值的求解方法,在网络能量转换方面,采用传感器节点调度机制,在达到网络能量均衡的同时,通过不同节点之间的能量转换达到不同的网络覆盖质量。仿真结果表明,与基于事件概率模型的优化覆盖算法(EPDM)、基于线性规划的多目标覆盖算法(ETCA)等相比,该算法能获得较高的能量消耗网络生存周期和网络覆盖率。
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计算机工程. 2016, 42(7): 65-71. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.011IP网络的设计以光学主干网络为基础,光学组件发生故障后会导致IP网络多条链路失能,传统的光层恢复方法计算复杂性较高,且实用性不强。针对上述问题,基于弧形不相交生成树的IP快速重选路由网络模型,利用报文转发算法对平均路径长度进行比较,提出一种改进的多链路故障恢复方法。仿真结果表明,对k-边连通网络而言,只要并发链路故障数小于等于(k-1)个,该方法均能实现故障恢复,在恢复多处故障的同时可降低路径伸展度和平均路径长度。
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计算机工程. 2016, 42(7): 72-76. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.012针对移动用户出行模式识别过于复杂的问题,提出一种基于密度与动态阈值的任意形状聚类挖掘算法。利用数据预处理技术提取移动用户在各路段的速度,通过MCFT树构造用户速度分类模型,采用DBSCAN方法进行核心子聚类合并,最终生成MCFT树任意形状的聚类结果,从而达到利用动态速度阈值有效识别用户出行模式的目的。实验结果表明,通过DVTD算法得到动态速度阈值识别用户出行模式具有较高的可行性,提高了用户出行识别的准确性。
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计算机工程. 2016, 42(7): 77-81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.013在单路通信方式下传输视频时,若传输路径上存在拥塞链路,视频传输将会受到很大影响。针对该问题,在OpenFlow环境下设计一个可伸缩视频多路径传输系统。该系统包括OpenFlow交换机、媒体服务器和控制器3个部分。媒体服务器发送可伸缩视频数据,网络控制器根据Edmonds-Karp算法得到每层视频流的路径,生成并下发流表至OpenFlow交换机,完成数据转发,实现多路径传输。实验结果表明,与单路径传输相比,多路径传输可实现整个网络的负载均衡,有效降低可伸缩视频传输过程中的丢包率。
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计算机工程. 2016, 42(7): 82-85. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.014考虑到信号波动会对无线定位产生影响,基于深度神经网络提出一种回归的无线定位方法。采用四层深度神经网络结构进行定位,通过堆叠去噪自编码器对网络结构进行预训练,避免采用人工设计的方式,从大量有噪的样本中,自动学习有效特征。分不同时段从现实场景中采集数据进行实验,结果表明,针对波动的无线信号,该方法能有效提高定位准确率。
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计算机工程. 2016, 42(7): 86-93. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.015
针对传统无线传感器网络(WSN)数据压缩算法不能兼顾压缩效率和数据丢失的问题,提出利用自适应Huffman与Golomb-Rice混合编码的快速高效无损自适应压缩算法。将自适应Huffman编码与Golomb-Rice编码相结合,解决可变长和动态性问题,并使用启发式方法估计非负编码参数,通过莱斯映射函数变换拉普拉斯分布误差项,将近似几何分布的非负整数作为熵编码器的输入,利用自适应熵编码独立压缩采样数据块。在SensorScope真实环境WSN数据集上的实验结果表明,该算法实现了每个样本4.11位的压缩率,最高可节省70.61%的功率,压缩性能和压缩速率均优于S-LZW,LEC等压缩算法。
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计算机工程. 2016, 42(7): 94-99. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.016针对无线传感器网络(WSN)测距过程中的多维动态弹性测距问题,提出一种基于邻域旋跳迭代机制的节点定位算法。对WSN中的节点进行邻域聚类,将一阶邻域节点与二阶邻域节点作为网络邻域,根据邻域半径的排斥与吸引情况实现网络节点的定位,并通过迭代机制实现误差的最小化,最终获得精确的节点位置坐标。仿真结果表明,与基于RSLM机制的节点定位算法和SOCP网络节点定位算法相比,该算法能有效降低多维测距中的节点位置误差和网络控制开销,并提高节点定位精度和网络分组投递率。
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计算机工程. 2016, 42(7): 100-103. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.017针对OpenFlow网络中的自适应视频传输问题,提出一种可伸缩视频自适应传输算法。在OpenFlow网络中,路由器的控制面被分离,由控制器观测可以得到网络的带宽变化。采用自回归模型,根据前一段时间的网络状况预测网络带宽在未来一段时间内的变化情况,控制器根据预测结果决策并告知客户端动态改变请求的视频层数。实验结果表明,该算法在保证较低中断的同时,能够准确地预测网络变化,提高视频播放质量。
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计算机工程. 2016, 42(7): 104-108,116. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.018从大规模故障中进行网络恢复时可用的修复资源有限,需要经过多个修复阶段才能实现网络恢复。在过渡修复期间,网络运营商需确保重要流量的可达性。基于此,研究多个过渡修复阶段流量恢复率最大化和被切换路径数量最小化的问题,将其建模为线性规划问题,针对数百个节点构成的网络,基于分而刺穿思想提出启发式算法,获得流量恢复率和被切换路径数量的帕类托最优解。仿真实验结果表明,该算法生成的次优解与线性规划生成的最优解只相差4%,与现有算法相比,可将受影响的路由元素数量下降60%左右,同时保证流量比相当。
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计算机工程. 2016, 42(7): 109-116. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.019
由于各类信息安全风险评估标准过于复杂,企业在实施中大多只能替代性地选择按照安全标准进行建设,从而导致安全措施与系统实际情况不符,无法根据系统变化快速调整。针对该问题,提出一种实施难度低的风险评估方法。利用模糊认知图获取资产间关系,通过模糊认知图推理过程计算系统风险值。以一个移动办公信息系统为例对方法进行应用研究,结果表明,该方法效率高、成本低,能够及时、合理地反映系统的风险状态。
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计算机工程. 2016, 42(7): 117-122,128. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.020
在基于簇的无线传感器网络结构下,提出一种验证传感器节点安全性的双向协议。该协议由轻量级的方程解验证和双线性映射的数字签名验证两部分组成。方程解的验证基于一元高次方程的求解困难原则,而数字签名的验证则是基于双线性映射的性质。该协议由轻量级的方程解验证将传感器网络中的节点预构成一个以簇为单位的系统结构,在节点间进行信息交流时进行数字签名的验证,构成安全的无线传感器网络系统结构。在数字签名的产生过程中,节点双方实现了对称密钥的交换及信息交流的加密。分析结果表明,通过该协议能将无线传感器网络中的节点安全快速地加入簇中,并且使节点之间安全地进行信息交流。
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计算机工程. 2016, 42(7): 123-128. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.021为提高数据库中数值型数据的密文查询效率,提出一种为数据库中数值型数据建立索引的新方法。对敏感数据应用单调递增函数计算得出比较值,应用非单调函数对敏感数据计算求得混淆值,将比较值和混淆值组成索引值并随密文数据一起存入数据库中。密文数据的查询采用两阶段方法,第一阶段查询时先根据查询条件计算得出比较值,将数据库中的索引值去混淆后与其进行比较,筛选出符合条件的密文结果集,第二阶段对一阶段得到的密文结果集解密后查询得到最终所需的结果集。实验结果表明,该方法能够提高数值型数据的密文查询效率。
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计算机工程. 2016, 42(7): 129-133. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.022现有研究往往要求将故障注入到固定位置的某一字节中,进而获取到特殊的错误密文以实施攻击,然而该假设在实际攻击中难以实现。为此,基于随机故障注入,提出一种SM4差分故障攻击方法。对SM4加密算法的后4轮进行随机故障注入,经简单筛选得到错误密文,并结合候选密钥筛选方法攻击出后4轮子密钥。通过对无防护SM4算法的智能卡实施该攻击的结果表明,与其他攻击方法相比,该方法可扩大故障注入的范围,提高故障攻击的实用性。
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计算机工程. 2016, 42(7): 134-138. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.023基于格的身份基加密方案是近年来密码学研究的热点之一,但是标准格上的身份基方案密钥大且密文扩张率高。为此,基于理想格构造一个密钥较小且密文扩展率较低的身份基加密方案。采用基于NTRU的数字签名与理想格上的对偶加密相结合的方法,在随机预言机模型下证明其安全性。分析结果表明,密钥生成中心的公钥和私钥分别只含有1个和4个环元素,用户的解密密钥只含有2个环元素,密文只含有2个环元素且密文扩张率较小,加密和解密分别只需要4次和2次多项式环上的乘法。与基于传统数论的身份基加密方案相比,提出方法的计算效率更高。
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计算机工程. 2016, 42(7): 139-145. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.024在无线传感器网络(WSN)中,基于静态路径的代理迁移协议能耗较大,存在较多恶意节点。为此,在能量模型和定向虚拟骨干网的基础上,提出一种定向虚拟骨干网的移动代理迁移(DVB-MAM)协议。该协议利用静态路径计算代理迁移,基于能量模型和定向虚拟骨干网得到代理迁移的下一个节点,使用代理克隆功能减少代理的路径长度。在数据聚合过程中使用信任评价框架检测恶意节点,能够在早期发现恶意节点。实验结果表明,与基于树的路线设计算法相比,提出的协议能耗减少了约26%。当存在恶意节点时,与其他协议相比,该协议的平均投递率最多可提高26%,能够有效预防节点故障和防御恶意节点攻击。
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计算机工程. 2016, 42(7): 146-152,158. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.025在基本人工鱼群算法的后期,人工鱼会有极大可能聚集在非全局最优值处,导致算法陷入局部最优,从而使得基本鱼群算法在搜索精度、收敛速度及稳定性等方面受到严重影响。为克服上述缺点,在自适应Levy分布的基础上,提出一种混合变异改进人工鱼群算法。利用Levy分布及混沌变异的特点,增加基本人工鱼群算法中人工鱼状态的多样性,提高基本人工鱼群算法跳出局部最优的能力。对基本鱼群算法进行改进,通过典型测试函数的实验仿真结果表明,与粒子群算法及人工鱼群算法相比,改进人工鱼群算法的寻优能力更强。
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计算机工程. 2016, 42(7): 153-158. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.026为提高物体识别对仿射变换的鲁棒性并降低误识别率,提出一种新的物体识别方法。采用仿射-尺度不变特征变换(ASIFT)方法检测图像中的关键点,提取各关键点的局部特征,包含ASIFT特征、纹理特征和颜色特征,并用三元图表示融合后的特征。采用分层匹配的思路识别物体并进行关键点匹配,匹配成功后再进行图匹配以降低误识别率。在PVOC-2007和COIL-100 2个公共测试数据集下对该方法的参数选取和识别性能进行综合评价,结果表明,该方法具有较高的识别率,可有效进行物体识别。
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计算机工程. 2016, 42(7): 159-164. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.027结合层次聚类算法和密度聚类算法,提出一种新的任意形状聚类算法,以密度峰值点为初始聚类中心将数据集划分为大量子簇。根据聚类合并准则,对簇间边界区域密度大于等于其中任何一个簇平均密度的相邻子簇进行合并。通过动态建模方法进行子簇合并,无需人工输入终止参数即可自动确定聚类终止点。在测试数据集和真实数据集上的实验结果表明,该算法对输入参数的选择具有鲁棒性,能有效识别任意形状、大小和密度的聚类,并且适用于密度分布不均匀的数据集。
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计算机工程. 2016, 42(7): 165-172,180. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.028针对Kinect深度信息下静态手势识别鲁棒性差及识别率低的问题,在改进Hu矩算法的基础上提出新的手势识别方法。构造一种新的Hu不变矩,采用尺度归一法消除尺度变化对Hu矩的影响,使静态手势在离散状态下保持手势的比例、平移以及旋转不变性。通过微软新型Kinect传感器和Open NI获取深度图像,对其进行去噪等预处理,基于灰度直方图进行手势分割,提取手指个数特征,并利用改进的Hu矩不变矩算法识别静态手势。实验结果表明,该方法在光照变化、复杂背景等干扰下具有强鲁棒性和高识别率。
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计算机工程. 2016, 42(7): 173-180. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.029针对中文在线评论中语言不规范以及多样性导致评价对象识别错误的问题,提出基于词性特征与句法分析的商品评价对象提取方法。根据中文语言特点,利用形容词、副词、动词的词性特征构建规则提取评价词。通过子句序列的句法树结构提取候选评价对象并进行过滤。基于核心句法路径筛选评价搭配,以减少提取过程中引入的评价对象以及评价词噪声,从而提取出真正的评价对象。实验结果表明,引入句法树结构与核心句法路径使得商品评价对象识别的F值达到80%以上。
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计算机工程. 2016, 42(7): 181-188,193. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.030已有的QoS服务组合方法由于无法准确量化区间型QoS属性,且存在忽视QoS属性中的数据分布特征和用户QoS需求表达不准确的问题,导致其组合结果与用户理想结果存在较大偏差。为此,基于改进的蚁群优化算法,提出一种QoS属性区间数的服务组合方法。从服务本身和用户体验两方面出发,应用区间数形式的用户满意度和QoS效用函数构造服务组合的目标函数,并通过改进的蚁群信息素更新策略和参数选择策略加快蚁群收敛速度,在满足用户全局QoS约束的基础上,找出用户满意度高、整体性能好的组合服务。实验结果表明,该方法能够有效提高服务组合的效率和成功率。
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计算机工程. 2016, 42(7): 189-193. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.031基于心电信号的身份识别是研究生物特征身份识别中的热点。在研究基于心电波形基准点方法的基础上,根据获得的特征在身份识别中的贡献率,提出一种特征的筛选策略。利用心电波形基准点的实际检测准确率,修正特征的原有贡献率,得到可应用的实际贡献率,从而获得优化后的可用于身份识别的关键特征集。采用PTB数据集和自采数据集进行实验,结果表明,经筛选策略修正后,PTB数据集用于识别的特征从9个增至12个,自采数据集的特征从17个增至18个,身份识别准确率分别达到98.7%和90.21%。
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计算机工程. 2016, 42(7): 194-198. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.032针对传统协同过滤算法中存在的数据稀疏性和系统可扩展性问题,提出一种新的协同过滤算法。根据用户对不同项目的评价信息得出项目评分矩阵,利用朴素贝叶斯分类器对项目进行分类,通过修正的余弦相似度计算方法在相同类中寻找项目最近邻集合。结合Hadoop平台下的MapReduce并行计算框架进行数据分布式处理,最终形成评分预测列表进行项目推荐。实验结果表明,与基于用户分类的协同过滤算法和基于项目分类的协同过滤算法相比,该算法能有效解决因数据稀疏导致预测精度较低的问题,具有较高的推荐准确性,并且通过算法并行计算提高了系统运行效率和可扩展性。
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计算机工程. 2016, 42(7): 199-202,208. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.033基于间隔理论的AdaBoost改进算法大多通过直接优化基于间隔的损失函数,以提高算法的泛化能力。通过改进AdaBoost算法的权值调整策略,增加间隔增量从正到负变化的样本权重,进而抑制训练样本间隔的负向移动,优化损失函数。通过100轮5倍交叉验证结果表明,与PAB,IPAB等算法相比,该算法的分类准确性和稳定性都有一定的提高。
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计算机工程. 2016, 42(7): 203-208. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.034在中文文本分析的许多应用领域中,人名识别是一个广泛存在且受到持续关注的基本问题。虽然目前人名识别方法较多,但大多以语料统计和语言规则为基础。为此,针对事件文本中人名具有紧密联系的特征,基于聚集系数,提出一种新的人名识别方法。利用姓氏列表获得原始文本中的可能姓氏信息,基于人名语料信息所构建的统计模型和上下文新的信息提取出候选人名,定义人际语义相似性、人名可能度等量化方法,在此基础上设计一种基于人际网络聚集系数的人名过滤方法。实验结果表明,与现有基于隐马尔可夫模型的方法相比,该方法所获得的F1值有1.2%的提升,并且不需要人工标注语料及使用语言规则。
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计算机工程. 2016, 42(7): 209-215. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.035为了提高图像去雾算法的运行效率,并解决明亮区域去雾后颜色失真的问题,提出一种基于两次滤波的快速图像去雾算法(TBFIDA)。利用改进的四叉树方法得到鲁棒性强、稳定性好的环境光亮度,在最小通道图中,采用判别式滤波获取粗略的大气散射图,消除光晕现象,使用双边滤波器对粗略的大气散射图作进一步保边平滑优化操作,得到更加精确的大气散射图,并通过容差机制进行透射率修正,解决天空明亮区域去雾后的颜色失真问题。应用大气散射模型形成无雾图像。实验结果表明,TBFIDA能较好地恢复场景的颜色,对景深突变区域也能够保持边缘细节,获得较真实的清晰无雾图像,具有较高的准确性、鲁棒性和实时性。
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计算机工程. 2016, 42(7): 216-219. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.036为实现快速精确的聚焦,减少反向回程间隙对自动聚焦的影响,提出一种变步长的分段调焦自动控制策略。通过减少反向运动的次数,实现粗调与精调相结合的快速精确自动聚焦。以评价函数的变化率作为判定函数,以当前评价点前5点的平均变化率为阈值,粗聚焦阶段以大步长进行粗略调焦,达到快速聚焦的目的,精聚焦阶段以小步距精确调焦,减少反向调整运动,从而达到精确聚焦的目的。实验结果表明,该策略能够减少反向回程误差的影响,克服局部极值,实现快速精确的聚焦。
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计算机工程. 2016, 42(7): 220-226. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.037基于经典的图割(Graph cut)理论,提出一种基于超像素和改进Graph cut算法的图像分割算法。采用改进简单线性迭代聚类算法,得到前景边缘信息保存较完整的超像素图像。以超像素为处理单元,通过融合颜色、梯度等信息重建能量函数,并基于Graph cut框架进行分割。仿真结果显示,与Grabcut算法相比,改进算法不仅具有更高的分割精度,提取的目标边缘较完整、光滑,而且大幅提升了分割效率。
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计算机工程. 2016, 42(7): 227-231. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.038非局部均值滤波算法是一种能够较好保持图像纹理细节的降噪算法,但该算法不能自适应调节滤波参数且滤波结果易产生伪影。针对这些不足,提出一种自适应的且与各向同性算法相结合的非局部均值滤波算法。通过改进的拉普拉斯算子对图像的噪声方差进行估计,并将估计的方差应用于滤波系数的计算中,实现滤波系数的自适应选择。以局部方差作为调整因子,将非局部均值滤波算法与各向同性局部滤波算法相结合,减少滤波图像产生的伪影,提高图像质量。实验结果表明,与非局部均值滤波算法相比,该算法在保留图像纹理细节的同时能够更好地减少伪影,提高图像的峰值信噪比,具有更好的降噪效果。
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计算机工程. 2016, 42(7): 232-237. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.039传统暗原色先验算法处理单幅图像时间较长、复杂度较高,且图像质量有待提高。针对上述问题,提出一种改进的暗原色清晰化算法。应用Canny边缘算子定位大气光向量A值区间,并结合二分图算法确定A值,利用中值Rank变换型滤波处理透射率,较大程度地去除噪声并保持完整的边缘细节,采用膨胀和腐蚀方法进一步优化透射图。测试结果表明,与传统暗原色算法和Retinex算法等相比,改进算法的图像处理效率较高,生成图像的前景色彩鲜明,并保留了少量的雾气,使图像更加真实。
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计算机工程. 2016, 42(7): 238-243,250. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.040针对传统影像分类算法执行效率较低,无法满足海量高分辨率遥感数据实时处理需求的问题,对资源三号卫星专题产品中遥感影像的迭代自组织数据分析算法进行分析与研究,设计一种基于OpenMP的并行ISODATA聚类算法(PIsodataOmp)。采用OpenMP技术优化ISODATA算法中的样本点聚类、聚类样本中心标准差计算,实现基于共享内存的单机多核并行化处理。实验结果表明,PIsodataOmp算法能在保证分类精度不变的情况下,明显提高资源三号卫星影像数据的处理速度。
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计算机工程. 2016, 42(7): 244-250. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.041
在交通视频场景中,由于环境、设备安装角度等因素的影响,可能会引起车辆相互遮挡的情况,从而造成车辆检测及跟踪的误差。为此,基于轮廓特征点,提出一种重叠车辆检测与分割方法。利用背景差分法获得目标区域,运用Freeman链码检测目标区域的边缘轮廓点,通过链码对确定特征点。根据目标区域的特征点数及占空比进行重叠车辆的判断,若重叠,则对目标区域进行凸包分析,寻找最优分割点分割重叠车辆。实验结果表明,与基于椭圆拟合的方法及基于凹性分析的方法相比,该方法不需要车辆形状以外的先验知识,能较为准确地分割重叠车辆,具有较好的适应性。
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计算机工程. 2016, 42(7): 251-256. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.042针对目前大部分视频稳像算法实时性及适用性较差的问题,基于AKAZE特征,提出一种复杂的抖动数字视频稳像算法。通过AKAZE特征提取视频图像的特征点,采用快速近似最邻近库算法匹配视频邻帧间的特征点。利用特征点筛选机制剔除误匹配的特征点,以提高运动估计的准确性,并采用随机抽样一致性算法迭代求解视频图像间的运动参数。为得到去抖动的视频运动参数,使用高斯滤波器将运动参数进行滤波,对视频序列进行运动补偿得到稳像视频。实验结果表明,该算法在特征点数较多的情况下,其运动估计速度接近于加速健壮特征(SURF)算法的3倍,比基于SURF特征点的运动估计算法具有更强的实时性及健壮性,比三维内容保持变换算法、子空间视频稳像算法效果更稳定。
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计算机工程. 2016, 42(7): 257-260,266. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.043针对采用区域间对比度检测图像显著性带来的涂抹效应的不足,提出一种超像素显著性检测算法。采用简单的线性迭代聚类超像素分割方法将图像分割成大小不同的区域。根据区域间对比度检测图像显著性区域,运用自适应中心环绕对不同分割尺度的显著图进行处理,消除显著图的涂抹效应,通过多尺度融合得到最终显著图。在数据集MSRA-1000上对该算法进行验证,结果表明,相比SEG,MSS等算法,该算法具有更高的查准率与召回率。
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计算机工程. 2016, 42(7): 261-266. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.044针对多时相高光谱影像的微弱变化,提出一种基于最小平均绝对误差(MMAE)的无监督变化信息提取方法。利用高光谱影像光谱特征之间的内在联系,对光谱特征向量组成的时间序列进行单波段向量自回归模型预测,得到局部变化趋势以及进行多波段拟合获得整体变化趋势,并通过哈达玛积将两者相结合,利用MMAE指数有效地提取微弱变化信息,获得初步变化信息图。实验结果表明,与SCD,PCA,CVA,IR-MAD等方法相比,该方法能够更有效地提取多时相高光谱影像的微弱变化信息,保持变化区域的细节,同时可抑制不同时相高光谱影像的背景噪声。
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计算机工程. 2016, 42(7): 267-272. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.045
针对目前交通信息服务中出行服务方式和出行需求数据来源单一的问题,在研究交通出行个体的出行行为基础上,提出一种面向交通出行者的行为建模方法。设计基于条件约束的驻留点识别算法(SPRA),以此构建出行者移动行为模型。给出有限驻留点(FSP)聚类算法,消除因GPS误差造成的行为轨迹相异现象。设计基于兴趣点的智能语义匹配(ISM)算法,用于构建含有兴趣点的出行模式序列。通过仿真实验对上述方法的有效性进行验证,结果表明,采用SPRA算法和FSP聚类算法处理后驻留点识别精度可达90%,与基于余弦相似度的行为匹配算法相比,ISM算法的查全率更高。
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计算机工程. 2016, 42(7): 273-276,286. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.046标准势均衡多目标多伯努利算法在低检测率下对目标数目估计过少。针对该问题,提出一种改进的势均衡多目标多伯努利算法。通过在上一时刻滤波过程中对某些特定的高斯项进行修正和保存,将修正后的高斯项合并到更新后的高斯项中,用到下一时刻的滤波步骤中,以削减低检测率带来的影响。仿真实验结果表明,在低检测率下,改进算法能够在一定程度上解决目标数目估计过少的问题,提高算法的目标跟踪精度。
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计算机工程. 2016, 42(7): 277-286. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.047为了研究社会网络与社会财富之间的相互影响,提出一种复杂Agent动态网络模型。在糖域模型中,基于社会圈子网络的理论,赋予Agent不同的社会半径生成熟人网络,根据财富共享规则在熟人网络中选择朋友生成财富信息共享网络。网络中的Agent采用财富资源共享的朋友关系社会网络寻找财富,实现财富的首次分配,加入社会财富交易机制,Agent之间通过财富交易机制进行财富交易,实现财富二次分配。Agent财富分布的变化又会影响Agent的熟人网络和朋友网络,最终形成社会财富和社会网络协同演化。仿真结果表明,该模型能合理调整社会关系,有助于缩小社会贫富分化和发展良好的社会关系网络。
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计算机工程. 2016, 42(7): 287-292,298. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.048目前多数使用固定翼无人机(UAV)跟踪地面目标的方法需要一个或多个严格假设,限制了UAV的使用方式。针对该问题,提出一种基于博弈论的UAV跟踪方法。使用四阶动力学方程进行跟踪目标和UAV的初始化建模,对2个动态方程式集合运用零阶保持以获取整个系统的离散动态时间,得到博弈目标函数,并利用动态规划确定最优控制策略。使用单相机固定翼UAV的仿真实验验证了该方法的有效性,与基于分段引导方法和视觉私服控制方法相比,其仰角和距离参数的方差较小,可将目标控制在可视范围内。此外,讨论风对实验的影响,结果表明,该方法可使UAV的最大抵抗风速达到6 m/s。
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计算机工程. 2016, 42(7): 293-298. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.049针对双足机器人行走稳定性的优化控制问题,为保证双足机器人行走时上身平台的稳定性以利于传感器的正常工作,提出一种具有主被动联合减振抗冲功能的小腿结构设计方案。采用基于自抗扰控制算法的主动控制减振方法,并使用Matlab中的SimMechanics工具箱,建立双足机器人减振小腿机械仿真模型,通过主动和被动减振分别抑制低频和高频振动。仿真实验结果表明,主被动联合减振方法成功衰减了来自足部所受的冲击,弥补了传统被动减振无法有效抑制低频振动的情况,能够保障双足机器人上身平台的稳定性,为双足机器人稳定行走提供保障。
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计算机工程. 2016, 42(7): 299-303,309. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.050为提高多模态检索中相似性匹配的准确度,同时保持检索结果的可解释性,构建一种双层的多模态语义网络。对每个单模态的数据分别建立一个子语义网络,把子语义网络中的节点聚类成不同的分组。将子语义网络的分组作为节点,依据语义关系建立多模态语义网络,并进一步聚类成不同的分组。在进行信息检索时,按照与构建多模态语义网络相反的顺序即可检索到相关的信息。实验结果表明,与基于哈希索引、低秩矩阵嵌入和深度神经网络的检索方法相比,所提方法具有更高的检索准确性。
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计算机工程. 2016, 42(7): 304-309. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.051自动伴奏技术基本建立在欧洲七声大小调式的基础上,而针对中国五声民族调式的自动伴奏研究还非常薄弱。为此,面向蒙古族歌曲旋律,提出一种新的自动伴奏算法。根据蒙古族歌曲旋律的特征构建伴奏和弦生成算法,利用该算法和预先构建的和声进行规则库为主旋律生成伴奏的和弦序列。设计伴奏音型匹配算法,从预先构建的伴奏音型知识库中选取合适的伴奏音型,对选取的伴奏音型进行模进,从而生成伴奏。实验结果表明,该算法对于基础薄弱人群的认可度较高,可以满足他们对音乐的伴奏需求。
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计算机工程. 2016, 42(7): 310-314. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.052为提高定位精度,提出用移动窗积分进行活跃系数定位的算法。结合双滤波器结构,利用一级滤波器W1(k)辨识目标系统,对W1(k)进行平方与移动窗积分运算,以最大积分值区间作为活跃系数位置。二级滤波器W2(k)在时域对应活跃系数位置,以精确辨识活跃系数。仿真实验结果表明,与传统定位算法相比,该算法充分利用回声路径的稀疏性,可提高定位精度,使W2(k)有效覆盖所有活跃系数,达到提高收敛速度、降低稳态失调现象的目的。
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计算机工程. 2016, 42(7): 315-321. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.07.053为提升平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)算法在单站无源跟踪中对机动目标的跟踪性能,提出一种强跟踪修正SRCKF算法。利用标准卡尔曼滤波对状态变量及误差协方差矩阵平方根进行预测,替代原有的容积点加权和的近似计算方法。使用一次状态估计值构造新的测量方程,并结合标准卡尔曼滤波进行二次滤波估计,从而提高滤波精度。借鉴强跟踪滤波器思想,将时变渐消因子引入状态预测误差协方差阵的平方根中,实时调整增益矩阵,从而使算法具有自适应跟踪目标能力,增强其应对突变机动的鲁棒性。仿真结果表明,与SRCKF算法相比,该算法在常规机动以及突变机动下都具有更高的跟踪精度。
2024
第50卷 第4期
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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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