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2017年, 第43卷, 第5期 刊出日期:2017-05-15
  

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    封面和目录
  • 计算机工程. 2017, 43(5): 0-0.
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  • 智能交通专题
  • 乔千雄,曾洁茹,彭璇,郭迟
    计算机工程. 2017, 43(5): 1-7. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.001
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    针对现有公安违法取证分析系统存在效率低下、功能单一的问题,提出基于云平台和大数据的违法取证分析系统。利用MongoDB存储原始海量的车辆轨迹数据,采用MapReduce分布式计算对轨迹数据进行挖掘与筛选,通过大数据平台上的系统调度器对系统各层资源进行有效调度并监控系统运行状态。基于提取的离散轨迹数据对违反规定时间行驶、违法规定路线行驶、疲劳驾驶3种交通违法行为进行取证分析,从而找出违法车辆。实验结果表明,当车辆轨迹数据规模较大时,该系统仍具有较高的运行效率及稳定性。
  • 谭大禹,李敬兆,杨大禹,李子豪,杨高明
    计算机工程. 2017, 43(5): 8-15,22. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.002
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    在智能车联网中,多用户请求大量数据资源时存在传输不稳定的问题。为此,在车辆节点移动环境下提出集合覆盖最大流(SCMF)算法。利用集合覆盖方法考虑更多请求细节并分析最优化随机需求模型,优化信息资源共享和数据传输过程,保证车辆与无线访问节点及车辆之间信息交互以最大流效率传输,快速稳定地处理客户大数据资源请求。实验结果表明,SCMF算法能够以较少的网络开销和传输延时获得较高的传输效率,提高网络资源利用率和综合性能。
  • 孙冠东,张兵,刘禹岍,熊贇
    计算机工程. 2017, 43(5): 16-22. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.003
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    根据出租车行驶载客数据中提取的乘客出行模式和上下客热门区域,提出一种出租车热门区域功能发现方法。采用基于交通数据时空特性的出租车行驶数据聚类算法,实现热门区域划分。建立基于潜在Dirichlet分配的热门区域乘客出行特征发现模型,对具有相似乘客出行模式的出租车热门区域进行聚类。通过总结各热门区域的具体功能,发现在不同客流时间段内的区域功能与乘客出行模式间的关系。实验结果表明,该方法能够有效发现热门区域的功能特点。

  • 胡锦超,赵祥模,王润民,李骁驰
    计算机工程. 2017, 43(5): 23-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.004
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    针对IEEE 802.11p协议移动性支持的评估需求,构建基于IEEE 802.11p协议的车联网应用场景,利用泊松过程描述车联网系统中的车辆到达模型。基于Veins平台搭建仿真场景并对仿真参数进行设置,从端到端延迟、丢包率、吞吐量方面测试并分析车流密度、车辆行驶速度对IEEE 802.11p性能的影响以及IEEE 802.11p应用于车联网环境的适用性。测试结果表明,车辆行驶速度对基于IEEE 802.11p协议的车联网性能影响较大,而车流密度对其性能影响较小,同时IEEE 802.11p协议适用于主动道路安全应用且有助于提高合作交通效率。
  • 余超超,侯进,侯长征
    计算机工程. 2017, 43(5): 28-34. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.005
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    在交通标志检测过程中,存在标志尺寸变化、旋转失真、投影失真以及部分被遮挡等问题。为此,提出一种基于显著图和傅里叶描述子的交通标志检测算法。采用频率调谐方法得到显著图并将其二值化,初步定位交通标志区域。通过提取区域外层轮廓,利用轮廓周长和长宽比特征滤除干扰信息,对合格轮廓进行凸壳处理,得到归一化凸壳傅里叶描述子,并与标准数据对比得到检测结果。实验结果表明,该算法检测率可达95%以上,同时满足交通标志检测的实时性要求。

  • 季一木,杨罗坤,柴博周,朱曈晖,李文峰
    计算机工程. 2017, 43(5): 35-39,46. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.006
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    针对轨道交通集群调度系统中数据库连接池参数一次性设定后不可修改的问题,设计面向多客户端的数据库连接池动态分配策略。通过使用动态分配算法,根据每个客户端访问频率的不同为当前客户端分配最优连接数,从而达到提高系统资源利用率的目的。实验结果表明,该动态分配策略能够缩短连接池响应时间,提高系统运行效率。

  • 体系结构与软件技术
  • 刘嵩,刘轶,杨海龙,周彧聪
    计算机工程. 2017, 43(5): 40-46. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.007
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    功耗管控是高性能计算系统和分布式数据中心管理的热点问题。当机房供电受限时需要对机群系统的功耗上限进行控制,使有限的电力适应供电容量的动态变化。为此,设计并实现一个基于RAPL的功耗限额控制系统。建立机群系统功耗模型,利用RAPL对CPU功耗限额的控制能力并结合功耗差额测量方法,将机群系统功耗上限控制在设定限额内,在此基础上尽可能减少程序性能的损失。实验结果表明,在较小的性能损失下,该系统可有效降低峰值功耗并将其稳定在限额内。
  • 葛广帅,刘东升,张丽萍,侯敏
    计算机工程. 2017, 43(5): 47-54,59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.008
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    针对克隆跟踪不精确、演化模式识别繁琐以及克隆群合并现象处理困难等问题,提出一种改进的克隆代码演化痕迹构建及模式识别方法。在相邻版本使用主题概率模型实现克隆群初步映射,计算代码位置重叠率及文本相似度完成克隆片段映射,修复克隆群映射得到精确的相邻版本克隆映射结果。依据相邻版本间建立映射的克隆群数量关系及交叉程度识别短期演化模式,构建图模型,将克隆群作为点、映射关系作为边,并根据产生形式为克隆群标注短期演化模式。使用广度优先搜索算法提取克隆家系,按照克隆家系中包含的克隆群种类及是否有环识别长期演化模式。对5款开源软件的70个版本进行实验,结果表明,运用该方法约95%的克隆在演化中保持稳定,约1%的克隆经历了合并复合,并且80%左右克隆代码的生命周期未超过发布版本总数的一半。
  • 张晶,孙少杰,范洪博,付鑫,张果
    计算机工程. 2017, 43(5): 55-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.009
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    在异构多核处理器条件下,Min-Min算法调度性能较好但在系统实时响应方面存在不足。最小空闲时间优先调度算法(LSF)、最早截止时间优先调度算法(EDF)和最大价值优先调度算法(HVF)虽然在系统任务调度响应实时性方面表现优异,但却不适用于异构多核处理器环境。为此,提出一种高实时性任务调度算法HRSA。在Min-Min调度算法的基础上融合LSF,EDF,HVF算法的调度策略,将任务能耗、任务完成价值和任务响应比相结合,在实现异构多核处理器任务动态调度的同时缩短系统对高实时性任务的响应时间。实验结果表明,相对于EDF算法和Min-Min算法,HRSA算法消耗单位能量所带来的价值较高,对高实时性任务处理的响应时间较短。
  • 朱嘉舟,邵培南,陈景
    计算机工程. 2017, 43(5): 60-66,74. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.010
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    遥感影像数据并行处理系统大多依赖于国外商用产品,而国内自主化并行计算处理系统的任务流程化支撑能力以及并行计算性能难以适应规模化生产。为此,基于Hadoop的HDFS,MapReduce集群并行架构、CPU和GPU协同并行处理、内存映像、BMP等技术,提出流程驱动执行的高性能分布式并行计算处理平台体系架构。实验结果表明,工作站集群和工作站内多粒度混合的并行计算架构提高了平台并行处理性能,为海量遥感影像数据产品的批量生产提供一种自主化解决方案。
  • 彭自然,王国军
    计算机工程. 2017, 43(5): 67-74. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.011
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    讨论在移动终端设备下硬实时任务调度的原理、机制、策略。在硬实时任务对时效性的要求与现时任务对能耗管理的要求这2个约束条件下对任务进行调度,实现最优节能与任务尽可能及时完成2个主要目标。研究在这2个约束条件下调度的规律性,提出按最近截止时间进行分组调度算法,每组调度采用动态最优化策略进行决策。实验结果表明,该算法在任务可调度的情况下能够确保实时调度且能耗最小。
  • 移动互联与通信技术
  • 王艳,李建波,宋有美,王夫沭
    计算机工程. 2017, 43(5): 75-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.012
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    为使消息在容迟网络中更有效地传输,将节点的地理位置、移动方向等地理信息与节点间的历史相遇频繁程度相结合,提出一种新的容迟网络地理路由算法。该算法将移动节点间的历史相遇信息作为分配消息副本的依据,从而减少复制策略路由算法中的副本数量。利用邻居节点移动方向所构成的夹角对中继节点的选择进一步优化,得到较高的投递率以及较低的端到端平均时延。仿真结果表明,当节点移动相对缓慢并且消息生存周期较短时,该算法的消息投递率优于Spray & Wait,Epidemic,Prophet等路由算法,在消息生存周期较短的情况下,当节点的缓存资源为限制路由算法性能的瓶颈因素时,与Epidemic算法相比,网络负载率降低40%,与Prophet算法相比负载降低了25%,有效减少了平均跳数和平均时延。
  • 张捷,杨希龙
    计算机工程. 2017, 43(5): 83-87. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.013
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    长期演进(LTE)网络性能对网络规划的依赖性较强。为实现LTE网络覆盖的自规划和自优化,使网络运行在最佳状态,提出一种新的均衡网络覆盖与干扰的数学模型。该模型根据LTE系统的特点重新构建了评价方式及评价函数,并利用模拟退火算法对NP问题求解,使评价函数最小化。仿真结果表明,该模型能够有效提高网络覆盖率,同时降低不必要的重叠覆盖以减少小区间干扰,提高网络性能。
  • 彭艺,董智超
    计算机工程. 2017, 43(5): 88-91. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.014
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    针对用户资源利用率低的问题,为保障用户服务质量,采用竞价机制,面向无线蜂窝网络,将认知无线电(CR)技术与D2D技术结合,提出一种分布式D2D功率分配方法。该方法基于CR技术感知到可用频谱资源并对其进行标价,通过更改标价的方式达到新的纳什均衡,迭代优化之后使得存在的纳什均衡可以最大化地增加D2D对的获利,从而高效地使用可用频谱资源。实验结果表明,与传统蜂窝模型中的D2D通信相比,该方法能提高数据的传输效率以及通信系统中资源的利用率。
  • 刘芳,冯永新
    计算机工程. 2017, 43(5): 92-96. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.015
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    为应对高质量通信需求,出现了交替二进制偏移载波(AltBOC)调制机制,然而AltBOC信号具有的相关复杂多峰特性,引发了信号同步接收中主峰估计困难的问题。为此,针对AltBOC信号特性,构造本地同向及正交相关函数,进而通过相关函数的超前及滞后处理,建立辅助相关重构(ACR)算法,以达到恢复主峰,克服副峰影响的目的。仿真结果表明,该算法可以恢复相关函数的主峰,验证了ACR算法能适应更低的信噪比要求,主峰检测能力及对副峰的克服能力明显优于BPSK-like,SCPC,Filtered算法。
  • 刘乔寿,景晓丽,吉福生
    计算机工程. 2017, 43(5): 97-102,107. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.016
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    在基于Mesh-under路由的6LoWPAN网络中,链路丢失的分片采用端到端的方式进行重传,从而保证数据包的可靠重组,但端到端的重传会造成较多的数据传输时延和网络能耗,降低目的端的分片重组成功率,影响网络中其他数据的有效传输。针对上述问题,提出一种基于中间节点缓存与重传分片机制,通过中间节点缓存和管理所转发分片,目的端检测到有分片丢失,则利用中间节点已缓存的分片进行重传,从而达到提高网络性能的目的。仿真结果表明,与传统的RIF_SN,RPF_SN等机制相比,该机制能耗效用值提高36.7%,网络传输时延减少28.7%,目的端重组成功率提高34.9%,明显改善网络性能。
  • 安全技术
  • 冯超逸,赵一鸣
    计算机工程. 2017, 43(5): 103-107. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.017
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    为确保签名算法在量子攻击下的安全性,现有的基于格的签名方案大部分都采用标准格结构下的困难性假设问题,而不是理想格,造成方案效率较低。为此,提出一种新的基于理想格上PLWE问题的数字签名方案。通过归约到PLWE问题,证明攻击者即使获取多个已有的消息和对应的签名,也无法对一个新的消息伪造出合法的签名。分析结果表明,与现有的基于标准格上陷门的数字签名方案相比,该方案的签名长度和公私钥长度均减少了约O(n)。
  • 伍旭,罗敏
    计算机工程. 2017, 43(5): 108-114. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.018
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    为保护稀疏环境下的用户身份和位置信息,提出一种基于位置服务(LBS)的隐私保护方法,通过确定访问的LBS服务是否为匿名服务决定增加虚拟用户还是虚拟位置。根据空间区域的时延特点模拟生成真实用户位置信息及其分布,保证虚拟信息的拟真性。通过增加虚拟用户信息或位置信息及其关联映射复杂度,实现用户匿名性。实验结果表明,与随机生成虚拟信息的隐私保护方法相比,该方法生成的虚拟信息更符合真实场景,具有更好的隐私保护效果。
  • 肖斌斌,徐雨明
    计算机工程. 2017, 43(5): 115-120,128. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.019
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    当前Web应用采用的HTTPS协议为客户端与服务器端之间的消息请求提供良好的加密机制,但HTTPS协议无法对应用层消息进行选择性处理,因而在消息请求交互的过程中并未全过程加密,使Web应用无法避免重放攻击。为此,提出一种基于动态校验子与计数器双重验证的抗重放攻击方案。利用服务器端的当前时间作为动态校验子,以该动态校验子作为消息请求的新鲜性,结合计数器机制反馈客户端数据丢包情况,以此防止重放攻击。实验结果表明,该方案与基于单一序列号机制的方案相比,能降低对服务器端数据库存储空间的开销,与基于单一时间戳机制的方案相比,解决了时钟同步问题,并可反馈客户端数据丢包情况。

  • 胡计鹏,谭励,杨明华,张亚明
    计算机工程. 2017, 43(5): 121-128. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.020
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    为满足特定应用领域的高等级安全需要,基于国产基础软硬件平台,提出一种用户行为度量方法。通过USBKey双因素认证机制与可信密码模块认证授权相结合,实现用户身份的安全授权。根据不同用户创建用户行为控制链,完成指定用户、指定进程、对指定系统资源进行操作的细粒度可信度量,从而实现根据用户行为对系统资源访问行为进行分层次、动态的访问控制。针对不同用户身份提供动态加、解密以保证高级别用户对系统资源操作的安全性。实验结果表明,该方法能够有效提高系统安全性。
  • 张莉,魏柯,杨浩
    计算机工程. 2017, 43(5): 129-133,142. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.021
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    为适应网络拓扑结构的不断变化并增强路由协议的安全性,面向移动自组织网络安全应用,提出一种启发式恶意节点发现与隔离策略。计算接收到的数据包中的目的序列号以及路由表中目的序列号的差异,将该差异与启发式计算得到的差异阈值进行比较来判别节点是否可疑。对可疑节点进行诱饵检测,发现和确认恶意节点,并对恶意节点实施隔离,构建安全、可靠的数据传输路由。仿真实验结果表明,在节点数量、节点移动速度和恶意节点所占比例不同的情况下,与SAODV和ARAN两种安全路由协议相比,采用该策略改进的AODV路由协议的报文送达率更高、传输性能更稳定。
  • 陈宇涵,杜学绘,包义保
    计算机工程. 2017, 43(5): 134-142. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.022
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    在通用可重构处理器架构基础上,提出一种高级加密标准AES-128实现方案。该方案从算法结构、处理单元(PE)利用率和存储开销3个方面进行优化,使用1个256 bit×32 bit的查找表完成加密时的字节代替与列混合步骤,通过数据分解和数据流分解提高PE利用率,采用本地寄存器存储数据并通过合理布局PE减少存储开销。实验结果表明,该方案PE利用率达到60%,访存开销较完全使用共享存储时降低74%,相对于Intel Atom230串行实现方式吞吐率提高100%左右。
  • 人工智能及识别技术
  • 段旭磊,张仰森,孙祎卓
    计算机工程. 2017, 43(5): 143-148. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.023
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    在Word2vec框架内,针对微博文本的特点,提出采用词向量或高维词库映射计算句向量的方法。以3种算法构造句向量,即采用Word2vec对微博文本进行扩展后以TF-IDF方法表示句向量;将句子中每个词的词向量相加形成句向量;构建高维词库,将句子中的每个词映射到高维词库形成句向量。对比3种训练句向量的方法,选出最适合微博领域的模型。实验结果表明,采用高维词库映射的方法对微博的句向量计算的效果最佳。
  • 宋波伟,伍伟丽
    计算机工程. 2017, 43(5): 149-155. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.024
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    为体现出在线社交网络中好友推荐时的用户倾向性,并且更真实反映现实生活中人与人之间的关系强度,将用户间的好友关系强度定义为信任度引入到相邻边拓扑信息相似性计算中,并结合用户兴趣模型导出用户社交圈,提出一种好友推荐算法。针对用户社交圈中未考虑好友间信任度的情况,将信任度融入到社交圈重叠程度计算中为用户发现其潜在的好友提供建议。实验结果表明,与基于社交圈相似性和公共朋友相似性的好友推荐算法相比,该算法具有更高的好友推荐准确率。
  • 韩志艳,王健
    计算机工程. 2017, 43(5): 156-162. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.025
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    分析无监督和监督故障诊断方法的特点,提出一种能够结合两者优势的不平衡支持向量数据描述 (ISVDD)算法。该算法具有无监督故障诊断方法的优势,通过描述正常工况样本的边界分布状况,寻找最能代表正常工况特点的特征。借鉴监督故障诊断方法,引入故障工况样本中蕴含的判别信息,更准确地描述正常工况样本的真实边界。针对故障诊断中常见的类别不平衡情况进行优化,将传统的SVDD中对样本类别分布敏感的经验误差替换为对样本类别分布鲁棒的曲线下面积。数值仿真和工业实例验证了提出算法的有效性。
  • 张才,陈优广
    计算机工程. 2017, 43(5): 163-168,173. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.026
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    针对传统Adaboost算法对有噪声样本敏感的问题以及线性相加基分类器的不合理性,提出一种噪声自检测的分段非线性组合Adaboost算法(NDK Adaboost)。NDK Adaboost利用传统Adaboost算法的训练误差率随迭代次数呈指数下降的特点直接构造检测噪声模型来识别噪声,并且在预测阶段将预测样本映射到训练样本的相对位置,根据其邻近的样本分布决定基分类器的权重,从而使算法在不同的样本分布中具有较高的分类准确率。实验结果表明,与传统Adaboost算法以及Adaboost相关的改进算法相比,该算法具有较高的分类准确率。
  • 邹冲,蔡敦波,赵娜,刘莹,赵彤洲
    计算机工程. 2017, 43(5): 169-173. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.027
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    在方向梯度直方图(HOG)联合支持向量机(SVM)算法(HOG-SVM)和LeNet网络模型基础上,提出了HOG与卷积神经网络(CNN)融合的行人检测算法(SVM-LeNet)。采用多尺度滑动窗口提取HOG特征并送入SVM分类器,根据后验概率判断候选区,随后运用CNN算法剔除误检窗口。为解决单个目标被多个候选区域框定的问题,使用非极大值抑制算法(NMS)进行多矩形融合,保留检测区域中后验概率最大的窗口抑制与其重叠的检测窗口。分类过程中,以候选区域在SVM和LeNet中后验概率为依据判断行人区域。实验结果表明,与HOG-SVM和LeNet行人检测算法相比,该算法在准确率和召回率上有明显优势。

  • 魏明俊,许道云,徐梦珂
    计算机工程. 2017, 43(5): 174-178,184. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.028
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    人脸重要特征部位所在分块应具有更大的分类表决权,而传统图像分块算法往往忽略该问题。为此,提出一种自动加权稀疏表示算法。通过引入一个带重叠的滑动窗口计算分块像素点的均方差,并给出自动加权策略,对每个分块在最终分类中的权重进行度量。在公共数据集上的实验结果表明,与常用的分类算法及分块算法相比,该算法无论是在对最小残差法还是投票法进行加权时,均能提高识别准确率。
  • 朱颢东,丁温雪,杨立志,冯嘉美
    计算机工程. 2017, 43(5): 179-184. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.029
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    针对传统PageRank算法存在主题漂移、网页权值均分等问题,提出一种改进的PageRank算法。为提高用户查询效率和搜索质量,结合时间反馈因子对用户转发、用户评论和微博提及行为进行综合分析,采用统计分析方法对用户行为在微博用户影响力排序中的贡献进行度量,并利用改进的TF-IDF算法计算主题相似度权值使用户能够选择相关度较高的网页,从而获得相对应的PageRank权值。实验结果表明,与微博常用排序算法相比,改进PageRank算法具有更好的用户影响力排序效果。

  • 钱晓捷,张路一
    计算机工程. 2017, 43(5): 185-190,196. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.030
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    在协同过滤算法中,用户之间的相似性计算影响推荐系统的质量,尤其是在数据稀疏的情况下得到的用户之间的关系同实际情况偏离较大,影响推荐精度。针对上述问题,提出一种新的相似性计算算法。利用用户评分结构特征的稳定性,同时结合评分结构间的偏好距离,重新计算用户间偏好相似度。在MovieLens数据集上的实验结果表明,与传统基于用户的相关相似性协同过滤算法及余弦相似性算法相比,该算法的推荐精度平均提高3.94%和2.99%。
  • 武玉英,严勇,蒋国瑞
    计算机工程. 2017, 43(5): 191-196. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.031
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    针对当前Agent产销协商自适应学习效果差及协商环境动态变化的现状,考虑动态协商环境中的冲突水平、合作可能性、协商剩余时间对谈判的影响,利用熵值法确定3个影响因素的权重并进行线性加权。结合当前协商议题的差异性,构建基于动态选择性集成学习的让步幅度预测模型,并提出供应链产销协商优化策略。实验结果表明,与单学习机协商策略相比,该策略提高了Agent自适应学习成功率及联合效用,并且能确保供应链产销双方受益,实现合作双方互利互赢的局面。
  • 郭竹为,刘胜全,刘艳,赵美玲,符贤哲
    计算机工程. 2017, 43(5): 197-203,209. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.032
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    本体映射是对两个本体中的各元素建立语义关系,而影响本体映射的关键是相似度的计算方法。针对相似度计算方法中仍存在语义关系不精准的问题,提出一种本体映射方法,把本体映射问题转化为求解最大公共子图的问题。以图结构表示的本体可更好地体现本体结构之间潜在的语义关系,应用最大公共子图提取本体中的公共部分,并用最大公共子图的性质计算2个本体中元素之间的相似度,进而得到2个本体之间的映射关系。实验结果表明,与CtxMatch,COMA相比,该方法在召回率和准确率方面都有一定提高。
  • 马林进,万良,马绍菊,杨婷
    计算机工程. 2017, 43(5): 204-209. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.033
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    针对现有异常流量检测方法的识别准确率低且快速识别需要确定阈值等问题,基于词袋模型聚类,提出一种改进的网络异常流量识别方法。通过对已有的异常流量和正常流量进行K-means均值聚类,得到网络流量中的流量关键点,将网络流量转化映射到相应流量关键点后建立直方图,并采用半监督学习方式对异常流量进行检测。实验结果表明,与基于朴素贝叶斯、支持向量机等的识别方法相比,该方法具有更好的异常流量识别效果。
  • 图形图像处理
  • 李熙莹,袁敏贤,吕硕,江倩殷
    计算机工程. 2017, 43(5): 210-216. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.034
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    针对传统车辆识别算法鲁棒性及实时性不强的问题,结合局部线性约束编码(LLC)和加权空间金字塔匹配(SPM)模型,提出一种车辆品牌型号精细识别算法。提取图像方向梯度直方图特征,通过LLC对图像特征进行编码映射,得到具有语义信息的图像表达向量,以提高识别的准确率。利用加权SPM模型将空间位置信息引入图像表达向量中,并将每个图像的最终表达送入线性支持向量机分类器进行训练与识别。使用交通监控摄像头在不同天气和光照条件下采集150种车辆类型共56 827张图像进行实验,结果表明,该算法可有效改善识别效果,提高识别速度。

  • 严宇,宋威,朱华东
    计算机工程. 2017, 43(5): 217-223. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.035
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    为提高旋转图像的检索准确率,引入颜色基元共生矩阵,提出一种新的旋转图像检索方法。设计8种具有旋转不变性的基元结构描述符,得到基元过渡矩阵(MEM)和基元平均矩阵(MAM)用于描述图像的纹理和颜色特征,并在MEM和MAM的基础上,运用统计学方法获取基元序列和对应颜色值出现的频数,最终得到8×8×72的颜色基元共生矩阵作为原始图像和旋转图像的特征矩阵。选取Corel标准图像库进行实验,结果表明,与CMM,M&D,SITF,SED,CDH等图像检索方法相比,该方法具有较高的检索准确率。
  • 马春波,赵兰兰,敖珺,王克明
    计算机工程. 2017, 43(5): 224-228. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.036
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    针对水波纹对水下目标物体成像造成的扭曲、畸变等问题,通过改进相似测度和最优化方法,提出一种从多帧扭曲的图像中恢复出目标物体的迭代配准算法。通过相关系数法对序列图像进行选取,用区域归一化互信息作为相似测度,将拟牛顿差分进化作为优化算法,对序列和其均值图像进行基于B样条自由变换模型的迭代配准,得出运动网格,由网格变化进而得到无扭曲的图像,配准后的图像通过稀疏去噪消除噪声对图像质量的影响。实验结果表明,与传统的图像配准算法相比,该算法能缩短配准时间、提高配准精度、增强图像视觉效果。
  • 程奥运,陈黎
    计算机工程. 2017, 43(5): 229-233. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.037
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    针对传统偏色检测方法存在的局限性,基于超像素显著性,提出一种视频偏色检测方法。将视频图像分割为超像素块,提取超像素块的亮度显著性和颜色显著性。使用亮度显著性权值系数对颜色显著性进行贝叶斯融合处理,得到综合显著的超像素块特征信息。将块特征向量作为训练样本,使用支持向量机进行分类和回归训练,检测出偏色视频并实现视频的偏色程度评分。实验结果表明,与传统偏色检测方法相比,该方法检测偏色视频的准确率更高,达到95.1%,且偏色程度的检测结果更接近人眼主观评价结果。
  • 马允,王晓东,富显祖,娄达平,章联军
    计算机工程. 2017, 43(5): 234-239,247. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.038
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    针对支持向量回归(SVR)中惩罚因子和径向基函数选取具有较大不确定性和随机性的问题,结合单双目信息与基于遗传算法(GA)的SVR优化模型,提出无参考立体图像质量评价方法。提取左右失真图像的单双目特征,将梯度幅值和拉普拉斯特征作为单目视觉特征。为更好地结合人类双目视觉特性,使左右图像融合成一幅独眼图,对独眼图提取空域自然场景统计特征。利用GA选择、交叉和变异等操作优化SVR参数组合,选出最优的参数组合,引入到SVR中预估左右图像质量。考虑到人眼对于左右失真图像的响应不同,通过增益控制模型融合左右图像质量,从而得到最终的质量评价值。应用该评价方法对宁波大学建立的立体数据测试库进行评价,结果表明其Pearson线性相关系数在0.95以上,Spearman等级相关系数值在0.94以上,与人类主观感知具有高度一致性。
  • 魏秋明,梁军,鲍泓,王晶,李论
    计算机工程. 2017, 43(5): 240-247. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.039
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    随着实际应用中图像数据规模的增大和分辨率的提高,图像边缘检测算法的性能成为制约图像实时处理的关键。从向量化访存、数据本地化以及条件分支优化3个方面出发,结合算法特性和底层硬件架构特征,研究Canny边缘检测算法在NVIDIA Tegra K1异构计算平台上的GPU性能优化。实验结果表明,与基于OpenCV3.0 CPU的Canny边缘检测算法相比,优化后的Canny边缘检测算法在不同图像数据规模下可达13.2倍~17.8倍的性能加速比,具有较好的检测性能。
  • 肖锋,冯飞,田鹏辉
    计算机工程. 2017, 43(5): 248-254,260. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.040
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    针对复杂场景显著区域匹配过程中目标定位困难、冗余信息过多导致误匹配率高、匹配时间长的问题,提出一种融合深度信息的显著区域匹配算法。利用融合深度信息的视觉注意机制模型提取场景图像中的显著区域,得到场景目标的粗定位结果。使用基于局部特征点的匹配策略对有效目标在场景中的区域进行精确定位,并通过FLANN双向匹配实现对有效目标的匹配定位。实验结果表明,在光照强度和场景视角变化等复杂场景下,该方法能够有效减少匹配点,提高场景的匹配精度和匹配效率。
  • 苏富林,钱素娟,魏霖静,孙连海
    计算机工程. 2017, 43(5): 255-260. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.041
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    针对图像重建过程中待插值点灰度估计不准确的问题,提出一种基于邻域特征学习的单幅图像超分辨回归分析方法。在输入低分辨率图像后,利用图像特征从低分辨率图像及其对应高分辨率图像的几何相似结构中学习局部协方差。对于邻域中的每一个图像块,估计4个方向的方差以适应插值像素。实验结果表明,该方法既能保证重建的高分辨率图像均匀区域的一致性,同时也能完整保留图像细节信息和边缘轮廓。

  • 王禹君,周菊香,徐天伟
    计算机工程. 2017, 43(5): 261-267,274. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.042
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    以少数民族服饰图像为分割对象,结合块截断算法设计思想,提出一种基于空间邻域的模糊C均值图像分割算法。利用方块截断编码理论将图像RGB颜色空间分量截断为6个分量,通过六维特征向量对民族服饰图像进行特征表示,将其作为算法输入进行聚类分割。实验结果表明,该算法在分割精度、划分系数和划分熵3个量化指标上的性能均优于FCM,FCM_S1和FCM_S2算法,对民族服饰图像的分割效果较好,尤其表现在对民族服饰具有代表性的特征元素区域分割上。
  • 多媒体技术及应用
  • 李乐,王玉英,李小霞
    计算机工程. 2017, 43(5): 268-274. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.043
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    语音端点检测是语音信号处理的一个重要环节,在低信噪比下,端点检测的准确度和鲁棒性较低。为此,提出一种小波能量熵与基音周期相结合的混合端点检测算法。该算法通过分析语音信号的小波能量和小波能量熵,构造不同语者的小波能量熵端点检测参数,针对不同语者的发音特性运用小波能量熵和基音周期检测语音端点。实验结果表明,在不同噪声背景下,当信噪比为5 dB时,该算法的端点检测平均准确率达到84.375%,相对于小波能量和小波能量熵算法均有明显提高。
  • 宋祺鹏,唐晶磊,辛菁
    计算机工程. 2017, 43(5): 275-280. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.044
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    为实现大豆植株的三维模型重建,以苗期的中黄13号大豆植株为研究对象,利用三次参数样条曲线方程拟合叶片轮廓,基于Delaunay三角剖分的逐点插入思想实现不规则多边形的网格化,在叶脉纹理能量测量的研究方面,考虑到现有方法对纹理的方向和尺度信息表现不构充分,提出基于Gabor滤波器的纹理能量特征提取方法,并采用空间金字塔匹配算法进行纹理的分析与渲染,结合参数化的L系统与有限状态自动机模型,实现了苗期大豆植株的形态可视化。实验结果表明,与传统的大豆植株三维重建方法相比,该方法能有效地描述纹理渐变线索与场景深度之间的关系,更好地保持大豆植株的拓扑结构和轮廓特征。
  • 张安娜,王中元
    计算机工程. 2017, 43(5): 281-285. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.045
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    针对不同的视频内容造成编码前几帧质量低下的问题,提出一种基于I帧复杂度的初始量化参数(QP)选择算法。在编码前利用解码码流中得到的I帧宏块模式信息,运用宏块中的3种不同帧内预测模式判断I帧的复杂度,并采用目标码率和初始QP的关系重新拟合新的初始QP的选择方法。实验结果表明,在相同的码率下,该算法避免了传统码率控制中初始QP选择算法的弊端,可提高视频的客观质量,降低判断I帧的复杂度,客观峰值信噪比值比现有相关算法平均提高0.6 dB,最高提高1.69 dB。
  • 赵欢,祁威,张希翔
    计算机工程. 2017, 43(5): 286-289,293. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.046
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    儿向语音对早期儿童成长有较大影响,正确检测并充分利用儿向语音具有现实意义。为此,构建一种基于Adaboost算法的汉语儿向语音检测模型,以提高检测准确率。使用决策树作为弱分类器对提取的汉语儿向语音特征进行学习,并组成弱分类器元组,同时对该弱分类器组的分类结果进行加权,区分待测语音的类别。实验结果表明,汉语儿向语音的元音持续时长超过非儿向语音的元音持续时长;提升弱分类器的数量可提高汉语儿向语音检测正确率;分段语音时间越长,汉语儿向语音检测正确率越高;采用改进的Adaboost算法比采用v-SVM算法具有更高的准确率和精度,同时可增强系统的鲁棒性。
  • 刘敏,武明虎,王娟
    计算机工程. 2017, 43(5): 290-293. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.047
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    针对动态场景移动侦测误报率较高的问题,提出一种改进的移动侦测方法。基于动态纹理(DT)模型,采用滑动窗口机制对视频序列进行微视频元(MVE)划分,并对每一个MVE进行DT建模。为减少奇异值分解的次数,使用Batch-PCA组合增量主成分分析的方式进行DT模型参数的学习与更新。引入控制理论中观测性概念,运用观测性测量方法实现显著性运动物体的侦测。实验结果表明,对于存在摇摆的树枝、飘雪或起伏的水面等背景元素变化的场景,改进方法检测准确率高,鲁棒性好,实时性强。
  • 开发研究与工程应用
  • 刁劼庭,傅秀芬
    计算机工程. 2017, 43(5): 294-298. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.048
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    当前网络谣言控制策略的研究大多考虑高连接度对消息传播的影响,即节点自身邻居数,忽略了其邻居信息产生的间接影响。为此,提出一种SDND谣言免疫策略,该策略只需了解网络局部信息,在选取免疫节点时综合考虑节点自身出度及其邻居最大出度。在新浪微博数据集上,借助SEIR谣言传播模型仿真谣言传播,对比分析目标免疫、熟人免疫、重要熟人免疫、SDND免疫对谣言传播的影响。仿真结果表明,SDND免疫效果优于目标免疫、熟人免疫等策略,能够较好地抑制谣言传播。

  • 徐绕山,袁苇航,孙正兴
    计算机工程. 2017, 43(5): 299-305,312. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.049
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    针对在一定形状限制条件下的可形变填充问题,提出一种可计算填充方法。对目标区域和填充样板进行四边形网格剖分。给出在样板拼接、边界、旋转、最小形变等约束条件下的整型规划,使用填充样板在填充区域中进行离散拼接,并通过全局优化迭代样板形变,以达到理想的填充效果。实验结果表明,该填充方法对目标区域的有效覆盖率以及边缘拟合度与约束限制无直接关系,在指定约束条件下,能较好地达到区域填充效果。

  • 石云,陈钟,孙国营,秦鹏
    计算机工程. 2017, 43(5): 306-312. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.050
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    根据影响两级供应链系统库存控制及决策过程的随机与模糊特性,基于联合成本提出两级供应链三角模糊需求随机过程模型。对两级供应链系统进行研究,给出其联合成本优化模型。针对交货时间和需求率的模糊特性,分情况利用三角模糊函数设计缺货数量模糊模型,基于此对两级供应链联合成本优化模型进行改进,建立三角模糊需求随机过程模型,并给出该模型的求解过程。通过模型参数敏感性实验以及算法对比实验,验证了所提模糊随机过程模型的有效性。
  • 左黎明,张婷婷,郭红丽,陈祚松
    计算机工程. 2017, 43(5): 313-316. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.051
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    在高铁路轨信号检测系统中,各检测终端和传感器收集信号的传输安全性和可靠性至关重要,但相关信号处理设备计算能力受限且实时性要求较高。为此,提出一种新的无证书聚合签名方案,并设计敌手模型。在随机预言机模型下,证明了方案对自适应选择消息和假定敌手攻击是存在性不可伪造的,由于未使用双线性映射运算,相比基于身份的聚合签名和固定长度的无证书聚合签名方案计算效率有所提高且易于实现,适用于带宽较低、存储和计算受限的高铁路轨检测网络信号安全传输过程的数据认证服务。
  • 姚洁,朱响斌,宋新方,李广龙,邱慧玲
    计算机工程. 2017, 43(5): 317-321. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2017.05.052
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    针对K2算法学习贝叶斯网络结构时需要确定节点顺序的问题,提出一种混合贝叶斯网络结构学习算法。在给定数据集的情况下,利用MMPC算法获得网络的初始结构图,应用广度优先搜索的方式对此初始结构图进行搜索,从该图中入度为0的节点出发,按层次依次访问图中的邻接点,获得优化的节点顺序。将该节点顺序作为K2算法的初始节点顺序,再利用K2算法对空间进行搜索,找到全局最优解。实验结果表明,与K2算法和限制性粒子群算法相比,该算法在相同的样本数据集下产生多边、少边和反边情况的概率更低,并且可学习到更准确的贝叶斯网络结构,收敛速度快、求解精度高。