2016年, 第42卷, 第10期 刊出日期：2016-10-15
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计算机工程. 2016, 42(10): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.001
从图像中重建的三维体素模型通常存在噪声和建筑物结构不完整的问题,分层边缘拟合方法为解决该类问题提供了一种思路,然而实际场景中建筑物横截面轮廓复杂多样。为此,提出一种两步式由粗到细的边缘拟合算法,在层图像上拟合建筑物横截面轮廓。利用分层投影方法将三维模型投影到二维层图像上,并采用一种结合上下文信息的基于密度的聚类方法去除场景中的噪声,通过形状分类和形状拟合得到平面轮廓的精细拟合结果。最终的三维模型由层图像上边缘拟合结果组合而成。实验结果表明,与最初重建的模型相比,该方法可使精确的建筑物模型更加规则完整且几乎没有噪声,同时大幅减少存储空间。
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计算机工程. 2016, 42(10): 6-11. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.002三维虚拟旅游系统通常以提供沉浸式游览体验为主要目的,不能提供关于旅程的信息服务,难以满足用户的个性化需求。为此,提出基于IBeacon低功耗蓝牙通信技术的室内定位方法,在室内文化游览设施中提供室内定位和自动导览功能。该方法基于RSSI测距原理和平面投影的三维空间定位技术,支持通过手机接收IBeacon蓝牙基站发射信号实现快速定位。结合IBeacon室内定位方法与在线三维虚拟旅游系统,形成虚实结合、线上线下一体化的文化旅游虚拟导览系统,为游客提供线上虚拟体验、线下实时定位和基于位置的信息服务。应用结果表明,该系统的室内定位速度较快且精度满足应用要求,可为游客提供良好的旅游体验。
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计算机工程. 2016, 42(10): 12-19. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.003针对虚拟视点绘制中出现的伪轮廓和空洞问题,提出一种改进的虚拟视点绘制算法。根据深度信息标记出深度图像的不可信区域,通过多阈值图像分割技术对图像进行分割处理,利用三维图像变换生成虚拟视点图像,并采用局部中值滤波消除目标图像中存在的细小空洞。对绘制出的两幅图像进行融合处理,并应用图像修复法填充剩余的空洞。实验结果表明,该算法能获得的虚拟视点图像质量较高,同时与MPEG提供的虚拟视点绘制标准参考软件相比,生成的虚拟视点PSNR值提高了0.74 dB。
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计算机工程. 2016, 42(10): 20-25,31. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.004
针对当前某些高校自动化专业实验教学设备资源不足与利用率低的问题,基于网络化控制系统实验室架构,将三维虚拟现实技术、远程控制技术等多项技术结合,以双容水箱为对象,通过三维建模与渲染、数学建模、系统集成等步骤,设计并实现一套虚拟远程实验系统。双容水箱实验结果表明,该系统能实现实验教学设备共享,使学生具有强烈的沉浸感与现场感,并且虚拟和远程实验结果可以进行相互验证,个性化的监控界面能提供更好的用户体验。
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计算机工程. 2016, 42(10): 26-31. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.005智能车辆道路环境感知中道路目标的准确快速检测,是智能车辆安全辅助驾驶和自动驾驶中的难点。为此,在整体视觉结构模型的基础上,模拟人体由局部到整体的认知机理,并基于原目标局部模型引入结构化信息及概率统计模型,得到更具姿态和尺度适应性的整体视觉结构模型。该模型在弱标注训练样本的基础上可实现目标局部特征区域的自动标注功能,从而获得更具特征描述性的目标特征。实验结果表明,该模型可实现道路典型目标的高检测率和低误码率,且算法效率与经典算法相比有所提高。
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计算机工程. 2016, 42(10): 32-37,44. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.006针对当前手机导航应用在景区定位精度较低,以及已有地图匹配算法主要面向智能交通系统的问题,提出一种基于评分规则的动态地图匹配算法。该算法考虑道路宽度,扩展线型道路建模方法,在统计概率的地图匹配方法基础上,采用动态阈值适应复杂定位环境。利用距离、拓扑关系和动态置信区间计算候选路段,使用累计评分的方法进行道路选择。实验结果表明,该算法在校园导航手机的应用中,道路识别正确率达到89.3%,相对点-线最近距离法提高18.4%,比当前地图应用提高10%。在景区导航服务中,能有效提高道路识别率,提升定位精度,改善地图显示效果。
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计算机工程. 2016, 42(10): 38-44. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.007
现有的人体运动建模方法无法应用于一般非线性非高斯情况下的人体运动。针对上述不足,以马尔科夫模型为基础,提出一种改进的人体运动建模方法。利用自回归(AR)树表示人体运动预测的马尔科夫过程,对AR树进行扩展,引入动态森林模型(DFM),给出DFM的训练和正规化方法,实现对人体运动的准确建模。实例研究结果表明,DFM在各种场景下的性能均优于其他基准算法及隐马尔科夫模型和高斯过程动态模型,且计算效率较高。
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计算机工程. 2016, 42(10): 45-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.008近年来在信息检索领域研究人员提出了多种支持结果多样化的排名算法,但还没有相关文献对这些算法的性能进行系统的分析和比较。为此,在数据融合排名算法CombSum的基础上,提出一种同时考虑文档相关性和多样性的排名算法CombSumDiv,并将其与xQuAD和PM2这2种显式排名算法进行性能比较。在TREC多样性任务提供的查询数据集和ClueWeb09B数据集上的实验结果表明,CombSumDiv查询性能较优、xQuAD次之、PM2较差,且3种算法均具有较强的稳定性及抗干扰能力。
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计算机工程. 2016, 42(10): 51-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.009针对协同过滤推荐系统中普遍存在的评分数据稀疏问题,提出一种基于正反相似度的协同过滤推荐算法。通过改进杰卡德相似度模型,给出一种计算用户正反相似度的方法,进而筛选出正反相似用户群,并根据正反相似用户群的已知评分进行综合预测。实验结果证明,与基于相似用户群的协同过滤推荐算法相比,该算法可以有效缓解协同过滤推荐中的数据稀疏问题,并且提高了推荐系统的预测准确率。
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计算机工程. 2016, 42(10): 57-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.010针对传统考虑QoS序列均值(偏好)的QoS序列描述方法缺乏对QoS序列波动(风险)的描述问题,提出一种结合风险与偏好的并行服务选择算法。通过静态QoS模型转换器和分布式QoS模型转换器,将QoS数值序列转换为基于均值标准差的QoS模型。在此基础上,设计QoS模型自适应调整机制以适应QoS的动态变化,并利用基于逼近理想解排序法(TOPSIS)的并行服务选择算法获得体现用户需求的最优服务。实验结果表明,该算法提高了服务选择的可靠性,并且能解决大QoS数据序列的不确定性问题。
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计算机工程. 2016, 42(10): 64-68. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.011当推荐系统中用户评分数据集是稀疏数据时，使用基于评分相似度或基于结构相似度的传统协同过滤算法会增加最近邻选取误差。针对这一不足,综合用户对于类别的偏好情况，提出基于融合评分及类别偏好相似度的协同过滤算法。为更准确地发现相似用户，考虑用户在评分结构上存在的相似性，进一步提出加权多融合偏好及结构相似度度量方法。实验结果表明，该算法可减少平均绝对误差，提高推荐质量。
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计算机工程. 2016, 42(10): 69-74,79. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.012数据采集方式的增多导致单处理器下的关联规则挖掘受到I/O和内存的限制。针对该问题,对传统挖掘算法进行改进。借助Hadoop平台的优势,通过累加迭代的方法降低算法的时间复杂度,并利用MapReduce编程特点,通过一次遍历和MapReduce任务调度完成频繁项集挖掘,在强关联挖掘中通过Sqoop组件将外部表Hive中的数据迁移到Redis,实现数据的高速读取。实验结果表明,该方法可有效提高挖掘效率,提高幅度随数据集规模同步增大,并且具有较好的加速比和扩展性。
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计算机工程. 2016, 42(10): 75-79. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.013在深网集成检索中,用户通常希望仅向少量数据源提交查询即可获得高质量的检索结果,因而数据源选择成为关键问题。为提升实体信息集成检索的效率,提出一种考虑相关性和重复度的数据源选择方法。给出基于主题与情感词的深网数据源摘要构建方法,利用用户反馈识别实体信息的主题类别,根据情感词度量数据源内容之间的重复性,并结合主题相关性和内容重复度设计相应的深网数据源计分策略。实验结果表明,该方法可以基于小数据摘要获得较高的准确率与召回率,为实体信息集成检索提供有效支撑。
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计算机工程. 2016, 42(10): 80-85,90. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.014针对手持终端高实时性和多任务的特点,在内核中增加编译实时互斥锁、线程化中断、高精度定时器和动态时钟等实时机制。基于RM算法和SCHED_FIFO算法相结合的思想,提出任务集分类调度策略,根据截止期调度算法硬实时性高的特点,分别使用截止期调度算法与实时组调度算法调度硬实时任务与软实时任务。理论推导和实验结果表明,改进后Linux内核的实时性能指标符合硬实时任务的微秒级要求,并且当系统过载时能有效降低任务的截止期错失率,在1.2~2.8的CPU负载区间内平均降幅达到18%。
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计算机工程. 2016, 42(10): 86-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.015软件胎记作为软件独有的内部属性,常被用来检测不同软件之间的相似度。在研究软件胎记的基础上,提出一种将2种不同粒度级的动态胎记相结合的软件胎记提取方法。该方法以程序执行时调用的系统函数及其频率作为粗粒度级胎记,用户自定义函数执行时的指令基本块作为细粒度级胎记,将2种胎记相结合作为软件的最终胎记。仿真实验结果表明,与单一粒度级别的胎记方法相比,该方法提高了软件胎记的可信性和可靠性,具有更强的抗攻击能力。
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计算机工程. 2016, 42(10): 91-95. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.016传统数字信号处理器(DSP)目标板通过总线调用硬件驱动层命令实现与DSP的通信,然而该方式需要考虑应用环境变化、服务程序中断等因素,会影响DSP应用开发效率,增加开发成本。为此,在对象请求代理(ORB)架构的基础上,对CORBA/e规范进行裁剪修改形成轻量级ORB规范。根据该轻量级规范编写框架代码和桩代码,并完成框架和适配器、公共数据、编解码等的轻量化设计。测试结果表明,该轻量级ORB能够较好地实现DSP的跨平台、跨系统互通,具有较高的通信效率。
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计算机工程. 2016, 42(10): 96-100. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.017根据大规模三对角线性方程组求解的特性,结合消息传递接口和开放多处理模型,设计分布式共享内存环境下求解大规模三对角线性方程组的GaBP并行算法。在Intel Xeon E5-2650并行计算集群环境上进行数值实验,结果表明,与基于消息传递接口的GaBP并行算法相比,该算法具有更高的加速比和更好的可扩展性,能充分发挥集群系统的综合计算性能,提高大规模三对角线性方程组的求解速度。
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计算机工程. 2016, 42(10): 101-106,112. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.018为有效管理智能芯片的存储资源,提高存储空间的利用率,提出一种具有高存储空间利用率的存储管理算法。该算法将整个存储空间划分为大小相同的存储单元,采用存储块数组和自由块数组进行管理。存储块由多个连续的存储单元组成,分为占用块和空闲块,存储块数组用来记录存储块的信息,包括存储块的占用情况和大小。利用数组下标将大小相同的空闲块组织成多个双向链表,方便存储块的管理。空闲块链表的头存储在自由块数组与空闲块大小对应的下标的元素中,根据要分配的空闲块大小在自由块数组中快速找到空闲块链表的头,实现存储的快速分配。实验结果表明,该算法实现了存储块的分配、释放和合并的功能,存储空间的利用率高,在整体性能上优于伙伴算法。
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计算机工程. 2016, 42(10): 107-112. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.019由于龙芯采用无内部互锁流水级的微处理器(MIPS)指令集且主要支持Linux操作系统,但在该平台上的应用软件相对匮乏,且很多传统Windows软件无法在该平台上直接运行。针对该问题,利用Wine仿真Windows系统调用,结合QEMU用户模式实现x86指令向MIPS指令动态翻译的方法,将运行在Intel+Windows上的应用软件向龙芯+Linux平台二进制移植。实验结果表明,相比于Bochs+Wine方案和QEMU全系统仿真方案,该方法虚拟CPU运算速率为Bochs+Wine方案的8.04倍和QEMU全系统仿真方案的1.44倍,I/O读写速率为Bochs+Wine方案的2.44倍和QEMU全系统仿真方案的7.38倍,运行效率明显提高。
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计算机工程. 2016, 42(10): 113-117,123. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.020当前基于单机系统的传输控制协议(TCP)报文重组工具随着数据量的增大,运行效率越来越低,难以满足大数据时代的需求。为此,提出一种基于Hadoop的海量数据TCP报文重组系统。利用Hadoop分布式文件系统(HDFS)以及MapReduce并行处理框架,对TCP报文重组中的数据读取和结果输出步骤进行并行化处理。采用MapReduce辅助排序技术实现海量TCP数据流的分类。测试结果表明,与基于单机系统的报文重组工具相比,基于Hadoop的报文重组系统工作效率更高,并且当数据量达到100 GB时,运行效率可提升近84%。
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计算机工程. 2016, 42(10): 118-123. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.021为提高空中传感器网络部署算法的适用性,实现对复杂环境的部署,提出一种加权虚拟力空中传感器网络分段部署算法,并建立空中扩散模型与地表扩散模型。空中扩散模型可减少节点在部署曲面上移动的能耗,使节点大部分的扩散过程在空中进行。地表扩散模型可减少节点暴露于空中的时间,从而避免受环境以及突发事件的影响。仿真实验结果表明,与三维虚拟力部署算法相比,该算法可以实时调整部署过程,部署时间短,适用性强,达到较好的部署效果。
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计算机工程. 2016, 42(10): 124-128. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.022为减少IEEE802.15.4网络媒体访问控制层信道竞争延时,设计一种针对不饱和负载的节点竞争信道机制,并对其进行数学建模和推导,得到节点主要工作状态的稳态概率。基于该模型的结果对信道状态转换过程建模并推导节点信道接入延时的分析式。研究参数λ,NB和minBE对节点信道竞争延时性能的影响,并与饱和负载网络的延时性能进行对比。分析结果表明,该模型能够较好地描述和评价网络MAC层信道竞争机制,提出的优化机制能够有效降低信道的竞争恶化程度,且可改善节点信道竞争延时性能。
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计算机工程. 2016, 42(10): 129-134. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.023为提高网络的可靠性与能量有效性,提出一种基于跳数梯度场的能量均衡的健壮的路由协议。该协议通过设置节点维护邻节点剩余能量表,记录剩余能量最多的N个邻节点。某一梯度源节点产生的消息携带源节点的梯度值及其邻节点剩余能量表中的最小值,邻节点可根据梯度值及最小值判断是否转发该消息,从而控制转发节点的数量,在保证网络可靠性的同时避免过多的能耗和消息的洪泛。理论分析和模拟实验结果表明,该协议在传输可靠性和网络延迟方面均优于GRAB和SPBT协议,当邻节点剩余能量表最大记录数为3时,协议性能最佳。
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计算机工程. 2016, 42(10): 135-139. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.024
对于含3个用户且每个用户配置4根天线的MIMO干扰信道,提出一种新的干扰消除方法。为每个用户设计4×4的空时码字,该码字具有Alamouti码字的结构。采用单向协作链路,消除第1个接收端的多用户干扰。通过干扰对齐预编码,使得第2个接收端和第3个接收端收到的干扰码字对齐,并利用Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性,消除这2个接收端的多用户干扰。实验结果表明,该方法的分集增益为8,高于相同场景中的干扰消除方法,并且具有较高的系统容量和可靠性。
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计算机工程. 2016, 42(10): 140-145. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.025现有多数隐藏访问结构的基于属性加密(ABE)方案只是部分隐藏,会导致隐私泄露。为此,在素数阶群中提出一个完全隐藏访问结构的密文策略ABE(CP-ABE)方案。在该方案中,每个属性不仅有多个可能的取值,而且还有一个描述属性需求状态的标记,丰富了访问结构的描述。此外,由于用户在解密时必须使用其所有属性元素,因此任何用户均无法获得访问结构信息。在判定双线性Diffie-Hellman和判定线性假设下,利用游戏序列方式证明方案的安全性,并与现有隐藏结构的ABE方案进行比较,结果表明,在对机密性要求比较高的应用中,该方案更具优势。
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计算机工程. 2016, 42(10): 146-150. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.026针对纵向重用型高级加密标准(AES)一阶掩码加密运算过程中的侧信道信息泄露问题,提出一种基于功率谱的频域二阶相关性能量分析攻击方法。以智能卡上软实现的AES一阶掩码加密算法为研究对象,对其脆弱点进行分析并加以实验,研究更高效的高阶能量分析攻击方法。侧信道二阶时域攻击和二阶频域攻击实验的对比结果表明,基于功率谱的二阶频域攻击曲线对齐效果更好,数据处理时间复杂度和数据存储空间具有明显优势,攻击更高效,且此攻击方法适用于一阶掩码密码算法的攻击。
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计算机工程. 2016, 42(10): 151-157,163. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.027无线传感器网络通常部署在无人值守的敌对环境中,容易受到攻击节点的影响,给其应用带来较大挑战。针对该问题,利用移动信标节点,提出一种基于接收信号强度指示器(RSSI)一致性实现未知节点安全定位的方法。该方法通过计算未知节点接收到的数据包RSSI的方差,将方差较小的一组所对应的节点信息剔除,从而抑制虫洞攻击对定位的影响。仿真结果表明,该方法能有效消除虫洞攻击对节点定位的影响。
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计算机工程. 2016, 42(10): 158-163. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.028传统僵尸网络检测技术主要考虑在主机上或者某一个网关出口的边界处检测特点区域网内的僵尸节点,规模较小,检测效率较低。为了在更大范围内进行有效的对等网络(P2P)僵尸节点检测,提出基于Challenge的探测P2P网络中所寄生的恶意僵尸节点的策略。仿真实验结果表明,在超过400万个节点的KAD网络中,该检测技术可以检测到3 000个~9 000个寄生型P2P僵尸节点,能够估算KAD网络中可能存在的寄生型僵尸节点数目,对后续防御对象的精准定位和防御措施的准确设计具有参考作用。
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计算机工程. 2016, 42(10): 164-168. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.029为实现生物密钥特征可靠性编码,基于在线手写签名,提出一种在线签名生成密钥的方法,即基于等概率质量量化的动态位分配方法。该方法采用Fisher Ratio准则进行用户依赖的特征选择,选取最能表征用户的特征,运用基于似然比的静态位分配方法中等概率量化思想,根据特征区间控制系数确定注册样本特征量化概率质量,以提高注册阶段的时间性能。考虑到计算量化概率质量时定积分运算的时间成本,提出以曲线段所接梯形面积来替代定积分的优化策略。在SVC2004签名数据库上进行认证性能验证实验及时间复杂度对比实验,结果表明,该方法获得的错误接受率为2.54%,错误拒绝率为28.63%,梯形改进的量化方法签名注册时间为9 s,约为原高斯积分量化方法的1/10。
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计算机工程. 2016, 42(10): 169-175. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.030针对Android应用程序与WebView交互可能导致隐私泄露的问题,分析WebView的2个隐私泄露主要通道addJavascriptInterface和loadUrl,提出一种扩展TaintDroid的数据流跟踪框架WTD。WTD扩展了Android源码中的addJavascriptInterface和敏感API,在敏感API中利用Java函数栈执行跟踪机制记录系统中的函数调用层次关系,从而判断addJavascriptInterface注册对象是否访问敏感API,同时增加loadUrl加载页面参数的污点检测。实验结果表明,WTD能有效检测WebView引起的隐私数据泄露。
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计算机工程. 2016, 42(10): 176-180,186. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.031针对文本倾向性分类时因情感指向不明导致的修饰词极性误判和隐藏观点遗漏等问题,提出基于评价修饰分布差的倾向识别方法。建立修饰关系二部图和修饰分布向量,计算评价对象在正、负训练语料中被修饰词用于修饰的分布差异,提取修饰分布差异明显的特征,并将正、负修饰差异信息融入特征值的计算中。实验结果表明,相比抽取带有主观情感词作为特征进行支持向量机二类分类的倾向性识别方法,所提方法的分类准确率和召回率分别提高约4.6%和5.6%,可有效改善评论文本倾向性识别的效果。在面对跨领域情况时,分类准确率和召回率的降低幅度比抽取带有主观情感词作为特征进行支持向量机的二类分类减少约6.6%和6.4%,具有一定的领域适应性。
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计算机工程. 2016, 42(10): 181-186. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.032一个实体有时会属于多个不同的概念,同时也会属于不同粒度的相似概念。提出一种对于给定实体和属性集情况下实体概念化的方法,通过建立概念的属性模板并计算不同属性对于一个概念的典型性来推断实体与不同属性结合时的概念。给出融合4个方面特征的基于贝叶斯的相似候选实体排序模型。实验结果表明,该方法能够有效地提高相似实体的推荐效果。
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计算机工程. 2016, 42(10): 187-191. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.033二部图包含2种不同类型的节点且链接只存在于不同类型的节点之间,因此,许多适用于普通单部图的链接预测方法无法直接用于二部图中。另外,群体信息对提高链接预测的准确率有重要意义,但缺乏相关研究。为此,提出一种采用群体信息的二部图链接预测方法。将链接预测视为机器学习的分类问题,通过对二部图投影,抽取二部图中节点对样本的局部结构属性,并运用群体检测技术抽取节点对样本的群体属性,并把局部结构属性和群体属性一起作为节点对相似度的度量标准,在监督学习框架中进行训练和预测。在现实数据集MovieLens中的实验结果表明,群体信息的引入能有效提高二部图链接预测方法的准确率,改善推荐性能。
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计算机工程. 2016, 42(10): 192-200. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.034绿色供应链网络体系的研究对提高企业竞争力、保护环境和实施可持续发展战略具有重要意义。为此,介绍供应链相关背景,针对传统供应链网络设计提出优化方法,在供应链网络构建最初即考虑水污染、碳排放等环境因素,建立数学模型,结合遗传算法和最优化算法,设计基于自主学习的复合遗传算法求解该模型,完成绿色供应链网络的构建,从而实现供应链合作伙伴“绿色化组合”的选择,为企业管理者提供一定的决策支持。实验结果表明,该方法能客观评价供应链合作伙伴的环保、服务等因素,对于绿色供应链网络体系构建具有可行性和适用性。
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计算机工程. 2016, 42(10): 201-206. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.035为在信息推荐过程中挖掘出更多的信息关系,提出一种基于深度信念网络的信息推荐方法。利用模糊聚类进行预处理以达到跨类推荐的目的,根据用户浏览记录通过网络计算高分信息,并结合用户兴趣,使用潜在狄里克雷分配模型对高分信息进行权值调整,从而提高推荐准确率。在整个推荐过程中网络会根据用户行为对推荐信息权值进行相应调整。实验结果表明,该方法的推荐成功率比BP神经网络提高5.7%。
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计算机工程. 2016, 42(10): 207-212. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.036目前基于模块度算法普遍存在时间复杂度较高、结果精度较低以及分辨率限制等问题。为此,提出一种基于多层局部粒子群的社团发现算法。每个粒子拥有一个飞行方向和局部适应值f,并通过局部判断粒子运动前后适应值是否增大决定两节点是否属于同一社团。该算法把单层上发现的社团视为一个超级节点,构建上层网络,得到更粗粒度的社团结构和模块度值。实验结果表明,对于大规模的网络数据,当混合参数u<0.7时,该算法与Infomap算法的效果相当,当u>0.7时,该算法的效果明显较优,能得到正确的社团划分结果,有效缓解分辨率限制的问题。
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计算机工程. 2016, 42(10): 213-218. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.037针对短文本结构短小、语义不足、难以建模的特点,提出一种利用改进频繁词集进行短文本特征扩展的方法。通过计算单词集的支持度和置信度,挖掘出具有共现关系和类别同向关系的频繁二元词集,并在挖掘出的频繁词集基础上定义关联关系对所选词集进一步扩充。同时,在TF-IDF的基础上引入词语信息增益表示词语在文本集合中的类别分布信息,以加强词语权重。由频繁词集通过改进后的词语权重构造出词语相似性矩阵,利用非负矩阵分解技术将其扩展至短文本特征空间,从而得到短文本模型。实验结果表明,该方法构造的短文本模型能显著提升短文本的聚类性能。
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计算机工程. 2016, 42(10): 219-225. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.038传统的生物特征识别系统依靠单一来源的生物特征信息完成对象鉴别,但是光照变化、噪声和遮挡等因素对生物特征信息的污染会使其识别性能降低。为此,提出一种多模态稀疏表示算法。在使测试对象不同模态的观测值共享稀疏表示的情况下,用训练数据的稀疏线性组合表示测试数据。算法的优化问题通过一种高效的交替方向方法求解。实验结果表明,该算法的识别性能优于基于信息融合的对比方法。
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计算机工程. 2016, 42(10): 226-230. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.039局部二值拟合模型利用图像的局部平均灰度信息能够对强度非均匀的图像进行分割,但对于存在强噪声和对比度低的医学图像,仅用局部灰度均值不能得到正确的分割结果。针对该问题,提出一种改进的局部活动轮廓模型,在考虑图像局部均值信息的同时,加入图像的全局约束信息检测轮廓线外具有较大梯度幅值的像素点,采用水平集方法最小化能量泛函,使得演化曲线能够准确地停止在目标边界的位置上。实验结果表明,改进方法提高了对噪声的鲁棒性,且其分割精度较高。
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计算机工程. 2016, 42(10): 231-235,241. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.040图像因光照、结构复杂等因素在靠近轮廓内部时存在边界强度大的重边界,采用梯度矢量流(GVF)Snake模型提取此类图像的轮廓时,初始轮廓线会错误地收敛到重边界上,称作分心问题。从GVF场力变化的角度分析迭代次数、边界强度差对分心问题的影响,发现增强GVF边缘图弱边界的强度能使弱边界附近的场力不受重边界的影响。为此,利用经典Canny算法代替传统GVF边缘图的计算方法。针对经典Canny算法丢失弱边界的不足,提出一种改进的Canny算法,将梯度方向作为补偿权重增加梯度幅值。实验结果表明,改进的Canny算法能够较好地保留弱边界,以此算法作为GVF的边缘图可有效解决分心问题,并且相比利用减少迭代次数抑制分心问题的方法具有更好的稳定性。
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计算机工程. 2016, 42(10): 236-241. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.041
二部图的图像分割算法同时考虑到超像素之间、像素与超像素之间的空间组织关系,对矿石图像分割具有较好的鲁棒性。在二部图的构造过程中,引入0稀疏表征识别方法,保证全局特性和语义分割结果,但增加了算法的复杂度,使运算开销过大。为此,提出一种基于协同表征的二部图图像分割算法,该算法在保证全局特性的同时考虑超像素之间的局部信息,对于色彩单一、碎片重叠、粘连的矿石图像分割鲁棒性较好。结合协同表征,在保证分割效果的同时,解决0范数造成的复杂度过高问题。对不同分割算法的仿真实验结果验证了该算法的有效性。
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计算机工程. 2016, 42(10): 242-248. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.042针对经典矢量中值滤波算法对距离定义模糊的问题,提出一种新的矢量中值滤波算法。采用中心向外的排序方法,对全局彩色像素点进行随机投影深度排序,根据排序大小确定局部窗口中的噪声像素点,运用矢量中值滤波对噪声进行滤除。对含有不同噪声密度的彩色图像进行滤波实验,将改进算法与矢量对偶形态学滤波、空间变换的矢量形态学滤波、矢量中值滤波以及半空间矢量中值滤波算法作对比。实验结果表明,改进的算法能较好地剔除椒盐噪声,其滤波效果更加符合人眼视觉特性,同时可获得较好的性能指标,具有较强的鲁棒性。
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计算机工程. 2016, 42(10): 249-254. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.043在曲线匹配的基础上提出一种新的图像反射对称性检测算法。使用亮度序均值标准差描述子进行曲线匹配,获取单幅图像中的对称曲线对。对对称曲线对上的各点进行梯度对称性度量,确定对称曲线对上的梯度对称点对。使用最小距离约束获取对称曲线对上的最佳对称点对,计算该点对连线的中点。获取图像中所有对称曲线对上最佳对称点对的中点,使用Hough变换实现图像反射对称轴的检测。实验结果表明,在图像亮度变化、对比度变化、噪声污染及旋转情况下,该算法均能够准确地定位图像的对称轴,并成功用于倒影图像的对称性检测。
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计算机工程. 2016, 42(10): 255-260. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.044传统Otsu及其大多数改进的算法只将类间方差作为最优阈值的唯一依据,使得对直方图分布不同图像的分割效果差异很大。针对该问题,提出一种新的阈值分割方法。建立一个耦合对象相似度模型,考虑对象的各种属性以及属性之间的关系,以捕获对象间的关联关系。采用耦合对象相似度替代传统Otsu算法中的类间方差,将所选阈值划分出的每个类分别看作耦合对象相似度模型中的一个对象,每个类都有类的概率和灰度均值这2个属性,计算类间相似度,并在类间相似度最小时取得最优阈值。实验结果表明,与传统Otsu、二维Otsu、大熵分割算法相比,该算法能提高刻画类间差异的精确度和图像的分割精度。
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计算机工程. 2016, 42(10): 261-265,270. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.045对具有整体形状相似而细节差异明显的文物模型进行基于全局的形状检索,由于精度限制很难得到满意的检索结果。为此,提出一种提取局部几何特征的检索算法,计算模型顶点的主曲率值,通过主曲率求出点所在局部曲面的形状指数,根据形状指数使用区域生长和扩张搜索方法获得模型的局部几何特征,再将获得的局部特征结合先验知识创建模板库,比较模板和待检测模型局部几何特征的相似度。以兵马俑甲胄碎片作为实验数据,应用该算法对甲胄碎片进行识别和分类,结果表明该算法是有效和可行的。
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计算机工程. 2016, 42(10): 266-270. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.046针对现有去雾算法实时性不足的缺陷,同时为了改善目前梯度域去雾算法易产生误差、稳定性较弱的问题,提出一种单幅图像的梯度域实时去雾算法。该算法基于大气光散射模型,根据透射率的估计值直接计算雾天图像的梯度衰减系数,并进行梯度复原。对于图像边界位置上的像素点,先在空间域上进行去雾处理,然后将处理后的像素值作为边界条件,从梯度域重建出最终的复原图像。实验结果表明,该算法能获得较好的去雾效果,且实时性较高。
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计算机工程. 2016, 42(10): 271-276. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.047针对无附加信息的激光点云数据,基于匹配点对衡量准则与迭代最近曲面片(ICS)算法提出一种新的配准方法。引入归一化零均值互相关系数衡量点的邻域曲率相似度,构造一一对应的初始匹配点对有效数组,利用四元素和线性最小二乘法计算初始配准参数。通过局部曲面片代替离散点,建立参与ICS算法的有效点集,并用一次近似距离代替点到对应曲面片的几何距离,建立配准的非线性最小二乘优化模型和求解策略。实例结果表明,与迭代拼接算法相比,该方法具有多视角普适性,且高效精确。
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计算机工程. 2016, 42(10): 277-282. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.048在转炉炼钢吹炼过程中,要求对转炉终点做出准确且实时的判断。为提升转炉终点判断的准确率,提出一种基于火焰图像卷积神经网络识别建模的转炉炼钢吹炼终点判断方法。利用卷积神经网络自行从样本图像中分层递阶地学习相应特征,减少或避免人工经验的误导,从而实现转炉终点判断准确度的提升。将火焰图像在HSI空间下采用最大类间方差法进行分割,寻找出模型最佳参数,并在5个炉次的火焰数据上验证算法性能。实验结果表明,与灰度共生矩阵和灰度差分统计方法相比,该方法识别率分别提升29%和4%,模型准确性与实时性较高,可应用在实际转炉炼钢终点判断中。
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计算机工程. 2016, 42(10): 283-288. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.049高性能视频编码中的样点自适应补偿以像素为单位进行分类,选取最优值进行补偿,计算量极大。针对该问题,通过分析目前编码标准中样点自适应补偿值和编码单元划分深度之间的关联,提出一种快速样点自适应补偿算法。将视频按照纹理复杂度进行区分,通过减少某些不必要的样点进行自适应补偿处理,从而提高视频编码效率。实验结果表明,在有极小编码性能损失的情况下,该算法可以减少60.32%的样点自适应补偿编码时间。
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计算机工程. 2016, 42(10): 289-295. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.050
针对大图像组条件下分布式视频编码中边信息质量低下、压缩效率不高、延时严重等问题,提出一种外推内插混合边信息生成算法。在时域外推的基础上再做内插,利用多假设方法进行边信息更新。通过已解码帧信息抑制预测噪声,得到更接近于原始帧的补偿帧。实验结果表明,该算法在不增加编码端复杂度前提下,对于不同运动强度的视频序列,边信息质量均得到提升,有效改善了大图像组条件下分布式视频编码的率失真性能。
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计算机工程. 2016, 42(10): 296-302. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.051针对移动机器人路径规划过程中单一算法不易协调多种要求的问题,提出一种基于多阶段决策思想的全局路径规划算法。根据不同功能将规划过程划分为多个阶段,每一阶段的决策均依赖于上一阶段的决策结果。利用改进的位置码四叉树模型构建规划环境的模型,使用A*算法在前一步构建的基础上规划出最优路径存在的区域,称为路径区域,应用改进粒子滤波算法得到路径点,将路径点作为关键点利用分段B样条插值得到规划结果。实验结果表明,与A*算法和粒子滤波算法相比,该算法的规划时间、路径点数量、规划结果评价值等指标均有所提高,通过加入参数自动化选取,减弱了人为因素对规划结果的影响。
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计算机工程. 2016, 42(10): 303-307. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.052为解决复杂环境下网络拓扑中节点选取难的问题,提出一种基于直觉模糊集的随机最小支撑树选取方法。通过剖析网络拓扑结构中信息的随机、模糊等不确定性,将随机模糊变量扩展为随机直觉模糊变量,对拓扑结构中的边权进行度量。将网络拓扑结构中的最小支撑树问题转化为随机直觉模糊支撑树问题,利用截集去模糊化和Prim算法求取最优解,以优化网络的拓扑结构。通过网络实验验证了所提方法的有效性和合理性。
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计算机工程. 2016, 42(10): 308-317. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.053自助游逐渐成为当今旅游的主要方式,但由于互联网信息过载以及基于文本匹配的搜索机制等问题,用户需要花费大量时间和精力自行完成旅游路线的规划。为给用户提供个性化、可定制的旅游规划服务,提出基于语义Web技术的旅游路线个性化定制系统。构建旅游景点的领域本体模型,在半监督条件下完成景点实例的填充,结合中文分词、词性标注以及本体用户建模等技术,实现用户检索需求的解析并根据用户兴趣模型对检索结果进行分类排序,利用景点间的语义关联完成时空相关的路线扩展。系统性能测试和可用性评估结果表明,该系统具有较高的查准率和查全率,可实现旅游线路的个性化定制。
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计算机工程. 2016, 42(10): 318-321. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2016.10.054为降低信号漂移对于气体识别的影响,提出一种基于深度信念网络(DBN)的集成分类器模型。利用不同时段的数据集训练单个DBN分类器,将得到的分类器对数据集进行分类,通过使分类误差最小得出每个单一分类器的最优集成权重,采用粒子群优化寻找最优权重并对所有分类器进行集成得到最终的气体识别结果。使用由4种气体传感器组成的传感器阵列对该方法和均匀加权DBN、最优支持向量机方法进行性能对比。实验结果表明,该方法能在较长时间里保持较高的分类准确率,在一定程度上抑制了信号漂移对分类结果的影响。
2024
第50卷 第4期
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(1975年创刊 月刊)
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上海市计算机学会
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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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