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2018年, 第44卷, 第1期 刊出日期:2018-01-15
  

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    封面和目录
  • 计算机工程. 2018, 44(1): 0-0.
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  • 智能机器人专题
  • 杨冬冬,张晓林,李嘉茂
    计算机工程. 2018, 44(1): 1-8. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.01.001
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    为实现移动机器人的实时精确定位,提出一种新的双目视觉里程计算法。利用加速尺度不变特征变换(SIFT)算子提取左右图像特征并做稀疏立体匹配,对前后帧图像进行帧间SIFT特征追踪,在RANSAC策略下通过运动估计获得初始位姿(旋转和平移矩阵)。在此基础上,将图像序列分为关键帧和非关键帧,采用可变滑动窗口对相邻关键帧的位姿局部非线性优化以减小帧间运动估计误差,同时通过词袋模型进行回环检测,对环内所有关键帧的位姿全局优化,避免位姿误差的累积和轨迹漂移。实验结果表明,该算法满足实时性要求,并且能够减小位姿误差,提高定位精度。

  • 蔡建羡,阮晓钢,于乃功,柴洁,朱晓庆
    计算机工程. 2018, 44(1): 9-16.
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    针对未知环境中移动机器人的导航问题,基于生物学的认知和发育机理构建自主导航的认知发育模型。通过自主插入神经元节点,设计结构可动态发育的神经网络,模拟生物的发育特性达到与应用需求相匹配的网络规模。通过热力学过程模拟动物的渐近学习特性,设计认知学习算法,并从理论上证明算法的收敛性。实验结果表明,该模型可使机器人模拟动物从环境中自动获取知识、积累经验,通过认知发育具备自主导航技能。
  • 李松洋,白瑞林,李杜
    计算机工程. 2018, 44(1): 17-22.
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    针对由几何参数不精确引起工业机器人绝对定位精度低的问题,提出一种基于位姿修正位置敏感探测器的几何参数标定方法。通过建立误差运动学模型,使用位置敏感探测器(PSD)装置进行数据采样,利用位姿修正原理对末端激光器位姿和关节转角进行修正,构建模型约束目标函数,运用LM算法计算得到几何参数误差,修正几何参数名义值。实验结果表明,该方法避免了PSD反馈控制,能够快速实现工业机器人几何参数标定,定位平均误差和标准差分别为78.28%、76.38%,有效提高了机器人的定位精度。
  • 简明,唐墨臻,张翠芳,闫飞
    计算机工程. 2018, 44(1): 23-29.
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    为使室内移动机器人更好地从充满噪声的2D激光测距仪数据中构建精准地图,提出一种基于相似三角形去噪法则的改进算法。利用分裂算法从预处理数据中提取线段集合,通过改进相似三角形去噪法则对每两分裂点间的数据点进行去噪,将去噪后的数据重新进行分裂,并对每两相邻分裂点间的扫描点进行最小二乘直线拟合。实验结果表明,该算法有效降低部分有效点被剔除的数量,精确度和假阳性指标优于相似三角形去噪法和传统分裂合并算法,同时避免线段合并过程,提高环境建模的鲁棒性和精准性。
  • 张璐,毛伟伟,梁青,周烽
    计算机工程. 2018, 44(1): 30-34,43.
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    研究足式机器人行走过程的稳定性优化控制策略,设计一种基于机器人上身平台振动加速度为反馈的小腿减振控制系统。通过虚拟仿真分析软件——机械系统动力学自动分析构建足式机器人小腿虚拟样机,并导入到Matlab中进行主动减振的自抗扰控制算法设计,根据主动和被动减振分别抑制低频和高频振动。仿真结果表明,主被动联合减振大幅衰减了机器人上身平台的振动,弥补被动减振对低频振动无法抑制的情况,有效提高了机器人行走的稳定性。

  • 先进计算与数据处理
  • 陈梦伟,吕钊,崔修涛
    计算机工程. 2018, 44(1): 35-43. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.01.006
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    在大规模时序文档集中,异同话题缺乏从时序文档集中识别跟踪分析话题随时间变迁的能力。为此,提出一种面向时序文档语料库的话题变迁检测方法。该方法从时序文档语料库中发现相似话题和异同话题。利用改进的联合非负矩阵分解算法,从多个数据集中提取话题集合。为避免引入噪声话题,计算所有话题的话题熵,以获取优质话题,并通过运用词云和趋势图来分析话题变迁趋势。在20Newsgroups和LTN2011数据集上的实验结果表明,该方法可以有效地从时序文档集中发现异同话题,且提取的话题效果好、准确率高。
  • 申兴发,王兰迪
    计算机工程. 2018, 44(1): 44-50.
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    租赁点功能识别对公共自行车系统的平衡调度和布局规划具有重要作用,而系统中积累的大量历史数据可反映用户在不同时间和地点的社会经济活动,并且与租赁点功能紧密联系。为此,对系统历史数据进行分析,构建公共自行车系统租赁点聚类模型。结合租赁点的时空属性,利用潜在狄利克雷分布模型挖掘租赁点的功能特征,使用K-means聚类算法进行特征聚类。通过集群模式特征分析并使用兴趣点数据和租赁点名称信息对聚类结果进行验证,结果表明,该模型可以有效地辅助系统管理者掌握公共自行车系统租赁点的功能分布。

  • 余立苹,李云飞,朱世行
    计算机工程. 2018, 44(1): 51-55.
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    传统基于欧氏距离的异常检测算法在高维数据检测中存在精度无法保证以及运行时间过长的问题。为此,结合高维数据流的特点运用角度方差的方法,提出一种改进的基于角度方差的数据流异常检测算法。通过构建最佳数据集网格和最近数据网格的小规模数据流计算集,以快速即时地衡量最新数据点的异常程度,将改进的算法用于无线传感器网络采集的电梯真实数据流检测,实现电梯故障检测。实验结果表明,与ABOD、HODA等算法相比,改进算法能有效识别高维数据流中的异常点,可适用于实时性要求高的传感器高维数据流。
  • 邢邗,石晓达,孙连英,葛娜
    计算机工程. 2018, 44(1): 56-61,68.
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    时间序列数据蕴含趋势信息,可以根据数据的趋势信息提取趋势转折点,达到压缩数据、减少噪声影响的目的。通过分析时间序列数据的趋势信息,提出自适应数据趋势转折点提取算法。该算法不依赖任何先验知识,根据数据本身的趋势特征自动提取趋势转折点,提取信息包括坐标索引和对应数据。UCR时间序列分类数据集与SEEP、CAP和PAA等算法进行对比的实验结果表明,在多种数据情况下,该算法拟合误差和分类错误率更小,平均拟合误差为0.373 6,分类错误率同原始数据的分类错误率相比减少3.39%。
  • 刘攀登,刘清明
    计算机工程. 2018, 44(1): 62-68.
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    协同过滤和概率模型是位置推荐中的常用方法,但前者没有考虑用户的移动模式,后者也难以用于稀疏数据集。针对上述问题,面向稀疏数据构建基于高斯混合模型的位置推荐框架GMMSD。按时间段划分用户签到的历史数据,通过数据预处理获取用户-区域矩阵,并利用矩阵分解算法提高稀疏数据的推荐准确度,学习高斯混合模型以预测用户出现在不同区域的概率分布,从而进行位置推荐。在真实数据集上的实验结果表明,GMMSD可以有效提高稀疏数据中位置推荐的准确度。
  • 许腾腾,黄恒君
    计算机工程. 2018, 44(1): 69-73,78.
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    有监督的隐狄里克雷分配(s-LDA)模型在分类时不能处理多标签问题,且存在部分主题未正确分配从而导致分配主题精确度下降。为此,在给予响应变量的基础上加入类别标签,构建一种带标签的有监督的隐狄里克雷分配(sl-LDA)模型。分析s-LDA模型以及该模型主题分类存在的问题,通过验证sl-LDA模型的分类精度,对sl-LDA模型与s-LDA模型进行新闻主题分类实验。在中文和英文新闻语料库上的实验结果表明,英文语料库分类精度提高约3.80%,中文语料库提高约1.77%。
  • 唐德权,黄金贵,史伟奇
    计算机工程. 2018, 44(1): 74-78.
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    针对动态车辆路径调度问题的难解性,提出一种基于大数据计算模型的车辆路径调度算法。利用大数据计算收集和处理初始数据,在关键路径节点设置警报标志实现动态更新路径机制,将传统的单一时间成本车辆路径问题描述为动态时间序列的运输成本优化问题,并给出运输总成本的目标函数。在Sioux Falls网络中进行的数值模拟分析结果表明,该算法能有效地求解车辆路径调度问题,且随着网络数据量的动态性增加,与传统的PFIH算法、Tabu算法相比,其时间性能具有明显优势。
  • 孟媛媛,徐连诚,任敏,王燕飞
    计算机工程. 2018, 44(1): 79-83,90.
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    对冲突证据使用D-S证据理论进行融合前,应确定证据之间冲突的程度。为此,基于信任度和虚假度对冲突进行衡量与修正。计算证据的信任度和虚假度,分别对其进行排序,将具有较小信任度和较大虚假度的证据判定为高冲突证据并加权修正,再使用Dempster组合规则进行证据融合。实验结果表明,该方法可以正确判断高冲突证据,避免融合结果与事实相悖的情况,同时提高收敛的速度和精度。

  • 体系结构与软件技术
  • 路云飞,李琳琳,张壮
    计算机工程. 2018, 44(1): 84-90.
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    针对组合赋权中主客观权重不能有效融合的问题,提出基于相邻目标优属度和极大熵准则的指标权重确定方法。利用相邻目标优属度确定主观权重得到指标的重要性排序,通过极大熵准则赋权法得到含有变量的客观权重,并运用向量相似性原理找到与指标主观权重最接近的客观权重作为最终权重。结合指挥员决策效能评估指标权重确定的案例,通过不同方法对比分析验证了该方法的合理性和有效性。
  • 王瑞,李青,赵倩
    计算机工程. 2018, 44(1): 91-97.
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    传统的企业异构系统集成方案存在可扩展性与互操作能力差、集成代价高等缺点,难以满足飞机保障信息系统的集成需求。为此,基于面向服务的架构和Web Service对异构系统集成问题进行研究,构建包含服务提供者、服务注册代理与服务请求者3个模块的飞机保障信息系统集成模型。在服务提供者模块采用Web Service描述语言文件对服务进行描述,利用Spring-WS框架实现对服务的业务逻辑处理、数据封装和发送,在服务注册代理模块完成服务注册和对查询服务的响应,在服务请求者模块研究对服务的绑定和调用。应用结果表明,集成系统可实现异构系统业务与数据的共享,验证了所构建模型的可行性。
  • 谢小天,赵岭忠
    计算机工程. 2018, 44(1): 98-103.
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    调机路径规划的核心是合理编排各台编组(解体)调机的移动路径以完成编组(解体)任务。但目前的编制工作仍以人工为主,存在编制作业的工作量大、计划编制不及时、计划调整困难等问题。为此,给出基于回答集程序(ASP)与有限域约束逻辑程序(CLP(FD)) 的设计方法。在轨道规模增大的情况下,讨论2种方法在求解不同问题规模时的时间效率以及对应求解器的运行规律。实验结果表明,ASP在解决调机路径规划问题时比CLP(FD)表现更优,能快速地得到路径编排结果,对应的DLV求解器能更有效地克服轨道数目增减带来的影响。
  • 高峰,邓霏,陈泉根
    计算机工程. 2018, 44(1): 104-109,115.
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    针对传统半实物仿真测试平台分布式性能低、接口扩展性差等问题,基于“分层+分布式”设计理念设计半实物仿真测试平台。采用分布式架构将测试任务调度、激励数据生成等任务分解到测试控制器上,通过领域化协议库的方式使平台支持各种总线接口仿真及扩展。应用及实时性评估结果表明,该平台通用性好,测试效率高,实时性可达到百微秒级。
  • 徐静,华庆一,冯旭
    计算机工程. 2018, 44(1): 110-115.
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    由于移动设备的多样性及其输入输出通道的异构性,难以为多设备实现一个统一的界面描述,同一应用通常需要针对不同的设备特性进行多遍用户界面开发。为此,基于抽象设备提出一种移动用户界面设计方法。对当前多种移动设备的设备特征进行抽象,定义抽象设备的概念。通过抽象设备的定义标准,实现多设备环境中抽象用户界面模型的统一描述。实验结果表明,该方法使界面设计者只需在抽象设备上设计一次统一的移动用户界面描述,即可通过映射在多种不同类型的移动设备上生成最终界面,达到降低学习成本和缩短开发周期的目的。
  • 移动互联与通信技术
  • 周新,姚富强,牛英滔,邓佰佐,于江
    计算机工程. 2018, 44(1): 116-120.
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    为提高硬件对宽带干扰信号的采样和处理效率,提出一种宽带线性调频干扰信号参数估计方法。在无任何先验知识的情况下,对宽带线性调频干扰信号进行窄带滤波,再采用快速解线性调频技术估计它的调频速率。依据调频速率估计值构造解调器并对宽带线性调频干扰信号进行解调,消除信号的频率变化,使其在频域满足稀疏性。对解调信号进行压缩采样、部分重构估计相关参数。仿真结果表明,在随机采样点数远低于奈奎斯特采样点数的情况下,该方法能够准确估计宽带线性调频干扰信号参数。
  • 李得兵,李光球,金徐凤
    计算机工程. 2018, 44(1): 121-127.
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    为解决采用最小均方误差维纳信道预测的发射天线选择(TASP)/接收天线最大比合并(MRC)的无线通信系统设计问题,利用矩生成函数法和高斯Q函数的近似表达式,分别推导了时间选择性瑞利块衰落信道上矩形正交幅度调制(RQAM)和差分编码四相相移键控(DE-QPSK)的平均误符号率(ASER)的精确及近似表达式。数值计算和仿真结果证明了RQAM与DE-QPSK的ASER精确分析的正确性和近似分析的准确性,从而可以快速地确定收发天线数、信道预测器参数以及各种信道参数等对TASP/MRC系统ASER性能的影响。
  • 彭海英,杨箭,孙力军
    计算机工程. 2018, 44(1): 128-133.
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    校验矩阵右半部分双对角线上的子矩阵均为单位阵,该确定性单位阵的存在不仅破坏了准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的随机性,使得码字性能有一定的损失。为此,提出一种围长为8、可快速编码的QC-LDPC码构造方法。该方法采用独立行列映射序列(IRCMS)算法、行列循环移位和掩码技术得到一种改进型准双对角结构的校验矩阵,使得所构造的码字不仅围长至少为8,而且可利用校验矩阵直接进行快速编码,可有效降低编码复杂度。仿真结果表明,与基于IRCMS算法构造的规则码相比,所构造的码字不仅具有快速编码特性,而且性能提升0.15 dB左右。与基于渐近边增长算法构造的QC-LDPC码相比,所构造的码字在低编码复杂度的基础上性能与之相近。与可快速编码的改进型DVB-S2码相比,所构造码字有0.1 dB左右的编码增益。
  • 杨路,黄凯,杨品章
    计算机工程. 2018, 44(1): 134-138,143.
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    在认知协作无线电网络中,当次用户盲目地参与到中继主用户中,会选择不利于次用户系统能效的主用户,从而降低次用户系统整体的能效。针对该问题,提出一种资源联合分配方案。次用户有权拒绝不利于自身系统的协助申请,而是选择有利于其系统能效的主用户进行协助。在确定主用户集合的情况下,通过有效地分配带宽和功率来提高次用户系统的能效。仿真结果表明,该方案能够在保证各用户服务质量的情况下,实现次用户系统能效的提高。
  • 张军朝,赵荣香,霍平,冯静
    计算机工程. 2018, 44(1): 139-143.
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    基于蚂蚁群集算法的信号检测与跟踪元数据,构建蚂蚁群集网络架构多时空、高维度的随机过程,使得任意蚂蚁个体根据信号的随机轨迹机会地加入传输路径,以便降低外界干扰和抵消信号失真。基于机会蚂蚁群集网络架构的GPS信号频域表征传播过程,给出多频GPS弱信号体生成和融合过程,并提出一种新的多频段融合GPS弱信号跟踪采集算法。仿真实验结果表明,与未提取GPS弱信号的跟踪采集算法相比,该算法在蚂蚁群集控制实时性、GPS弱信号采集敏感度和跟踪精度上均具有明显优势。
  • 黄涛涛,顾晶晶,庄毅
    计算机工程. 2018, 44(1): 144-148,153.
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    在无线传感器网络节点移动定位过程中,网络拓扑结构不断进行更新,以致影响预测模型的精确度。为此,提出一种基于拉普拉斯映射的移动定位算法。分析无线传感器网络的布局特点,引入局部拓扑结构和非信标节点信息,将节点定位问题放在半监督框架中进行研究。实验结果表明,与同类算法相比,该算法提高了预测模型的泛化能力和节点的定位精度,具有更高的稳定性。
  • 安全技术
  • 楚万顺,张起贵
    计算机工程. 2018, 44(1): 149-153.
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    针对全双工解码转发中继网络中的安全传输问题,在最大传输功率和最小安全速率的限制下,提出一种功率分配策略,以提高安全速率。为解决优化过程中出现的非凸性问题,基于凸函数差规划和凸优化理论设计迭代算法。仿真结果表明,与传统的平均功率分配策略相比,该功率分配策略能够达到更高的安全速率。
  • 何晓婷,苗付友,方亮
    计算机工程. 2018, 44(1): 154-159.
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    为解决现有组认证方案难以确定非法参与者的问题,基于Shamir秘密共享机制提出一种集中式(t,m,n)-AS组认证方案。通过整体认证方法在O(1)时间内认证所有m个参与者中是否存在非法参与者。在存在非法参与者的情况下,对所有参与者进行单一认证,实现在O(m)时间内确定所有非法参与者而无需额外通信。分析结果表明,该方案可以抵御(t-1)个成员攻击者联合伪造令牌攻击,并且能够阻止非成员攻击者在截取多达(m-1)个参与者令牌的情况下通过认证。此外,其不依赖于任何数学难题,在理论上是安全的。
  • 吴腾,黄锴,周琳琳,孔宁
    计算机工程. 2018, 44(1): 160-164.
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    传统拜占庭一致性中常见的中心化和去中心化算法在解决合法性验证的过程中存在容错率低、消息复杂度高等问题。为此,提出新的区块链一致性算法。引入两阶段提交和法定人数投票的过程,利用区块链协议的分布式总账特点,解决去中心化环境中的合法性验证问题,随后对其最终一致性进行理论证明。实验结果表明,与传统拜占庭一致性协议相比,该算法减少了消息传递次数,提高了系统容错率。

  • 陈露露,郭文普,何灏
    计算机工程. 2018, 44(1): 165-170.
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    由于部分网络异常对流量变化影响不明显,流量分析难以发现此类异常。传统基于主成分分析的网络异常流量检测方法追求全局最优解,对局部特征提取不充分,导致对连续异常不敏感,降低了异常流量的检测精度,且物理意义不明确。针对上述问题,在多维信息熵的基础上,提出梯度投影非负矩阵分解异常流量检测方法。将流量数据处理为多维特征熵矩阵,用梯度投影非负矩阵分解方法重构多维熵矩阵,分离出正常和异常子空间,采用多元统计过程控制方法中的Q图检测异常。实验结果表明,与以流量分析为基础的主成分分析方法、传统非负矩阵分解方法相比,该方法能更快、更准确地检测出连续异常,对流量变化不敏感的低速分布式拒绝服务攻击检测效果明显提高,对蠕虫攻击更加敏感。
  • 王正,许德武,韩建民,鲁剑锋
    计算机工程. 2018, 44(1): 171-175,181.
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    现有权限指派约束往往侧重于保障系统的安全性而忽略了可用性。为此,提出一种兼顾安全性与可用性需求的高阶权限指派约束。定义高阶权限指派约束的安全性验证和一致性验证问题,分别为验证一个访问控制状态是否能够满足一个高阶权限指派约束,以及判断是否存在某个访问控制状态能够满足多个高阶权限指派约束,并证明其在一般情形下分别是NP-complete和NPNP问题。结合预处理及规约为可满足性问题的求解器,设计针对一致性验证问题的优化求解算法。仿真实验结果验证了该算法的有效性。
  • 贾俊杰,闫国蕾
    计算机工程. 2018, 44(1): 176-181.
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    现有匿名算法多数仅针对准标识符进行泛化实现隐私保护,未考虑敏感属性的个性化保护问题。为此,在p-sensitive k匿名模型的基础上设计敏感属性个性化隐私保护算法。根据用户自身的敏感程度定义敏感属性的敏感等级,利用敏感属性泛化树发布精度较低的敏感属性值,从而实现对敏感属性的个性化保护。实验结果表明,该算法可有效缩短执行时间,减少信息损失量,同时满足敏感属性个性化保护的要求。
  • 邹芹宇,张邦宁,郭道省,赵兵
    计算机工程. 2018, 44(1): 182-186,192.
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    在物理层安全通信系统中,现有混合重传(HARQ)技术在合法用户出错时会重传整个数据,从而使窃听用户获得大量有用信息。针对上述问题,引入基于可靠度混合重传协议(RB-HARQ),提出一种安全的通信技术。RB-HARQ可以仅重传合法用户最可能出错的比特,使泄露给窃听用户的有用重传信息减少,从而实现安全可靠通信。仿真结果表明,与传统HARQ协议相比,该协议能提高通信系统的物理层安全性能。
  • 人工智能及识别技术
  • 包义钊,殷保群,曹杰,姚进发
    计算机工程. 2018, 44(1): 187-192.
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    目前结构学习的算法普遍存在收敛性差、精确度低、易陷入局部最优等问题。为此,提出一种新的网络结构学习算法。通过保留飞蛾-烛火优化算法的整体框架,借鉴遗传算法的杂交、变异等操作,替换原算法的位置更新方法。变异操作时考虑节点间的互信息,对不同节点采取不同的变异动作,保障结构返回的稳定性。实验结果表明,该算法能够较快地学习到评分最优的网络结构,且获得的结构和标准的网络结构最相似。
  • 吴麟麟,杨彪,景鹏
    计算机工程. 2018, 44(1): 193-198.
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    依据在校大学生的出行特征,确定7种出行特征变量,选择大学生的常用6种出行方式(步行、自行车、电动车、校园公交、公交车和出租车)。利用改进粒子群优化支持向量机(IPSO-SVM)对选择的出行方式进行识别,使用IPSO来优化SVM的参数,给出大学生出行识别方法。实验结果表明,该方法平均识别精度为94.22%,在大学生出行方式识别精度方面优于BP神经网络、决策树、支持向量机和粒子群优化支持向量机。
  • 胡文君,傅美君,潘文林
    计算机工程. 2018, 44(1): 199-205.
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    为提高普米语语音识别系统的性能,引入深度学习模型进行普米语语音识别,该模型是一个高容量复杂的网络模型。以Kaldi语音识别工具包为实验平台,分别训练5种不同的声学模型,且这5种模型中包含一个有4隐层的深度神经网络模型。比较不同声学模型得到的语音识别率发现,G-DNN模型比Monophone模型的语音识别率平均提升49.8%。实验结果表明,当增加训练集的普米语语音语料量时,基于深度学习的普米语语音识别率会提升,而基于深度学习的普米语语音识别系统的鲁棒性比其余4个声学模型的普米语语音识别系统的鲁棒性更强。
  • 王林,胡雪婷
    计算机工程. 2018, 44(1): 206-210.
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    针对目前社会网络中单属性识别的局限性、多属性识别中属性选取的主观性和识别结果不准确的缺点,提出一种综合识别方法。从多目标优化问题出发,综合社会网络和系统科学的分析方法识别核心节点集,并使用多个经典决策属性通过二次评价的方法提高算法的精度。在美国APRA网络和Zachary空手道俱乐部网络上的实验结果表明,该方法能够有效提高社会网络中核心节点集的识别准确率。
  • 胡鹏威,倪志伟,伍章俊,张霖
    计算机工程. 2018, 44(1): 211-218,225.
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    针对云计算环境下求解大规模的Web服务选择问题,提出基于MapReduce模式的并行离散萤火虫群优化算法。该算法重新定义个体的编码,计算个体间的距离,改进位置更新,提高高维空间中的搜索能力,并采用分群分治思想和理想点方法进行优化,以避免过早陷入局部最优,提高处理大规模问题的能力。实验结果表明,该算法在求解服务选择问题上具有可行性和有效性,且扩展性较好。
  • 姜宇,张大方,刁祖龙
    计算机工程. 2018, 44(1): 219-225.
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    研究用户学习网页点击流数据,挖掘用户兴趣,从而为用户进行个性化学习资源推荐,提出JMATRIX算法。基于用户历史资源点击流信息,构建用户资源点击数据有向图模型,并将有向图模型转化为矩阵模型存储。采用求解矩阵模型相似度,从而求得用户相似度,极大地降低了资源点击频率和资源点击路径用户相似度求解的复杂度,提高用户相似度求解的效率与准确度。结合Leader Clustering算法及粗糙集理论进行用户聚类和用户个性化资源推荐。实验结果表明,相比Leader Clustering算法,JMATRIX算法具有更高的效率和更准确的推荐效果。
  • 贾伟洋,李书琴,李昕宇,刘斌
    计算机工程. 2018, 44(1): 226-232,237.
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    针对传统协同过滤算法在计算用户相似度过程中,由于数据稀疏性导致的无法计算、失真、虚高等问题,提出一种融合离散量和兴趣贴近度的相似度度量方法。收集用户对项目的评分数据,从全信息量角度进行分析,通过引入离散量相关理论进行用户评分向量间的相似度计算,对评分相似的用户进行初步筛选,利用用户兴趣贴近度对相似度结果进行进一步加权处理,得到融合用户兴趣偏好信息的相似度结果,以此为基础,采用协同过滤算法进行个性化推荐。实验结果表明,该算法可有效提高信息推荐系统的推荐质量,在数据极端稀疏的情况下也能保持较好的性能。
  • 图形图像处理
  • 陈超,宣士斌,雷红轩
    计算机工程. 2018, 44(1): 233-237.
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    为快速准确地分割出图像中的感兴趣目标,提出改进的狼群算法并结合二维最大熵实现图像目标分割。在狼群算法的游走环节利用混沌系统动态调整惯性权重,在攻击环节对整个解空间进行混沌全局搜索,并将改进狼群算法与二维最大熵相结合优化准则函数。实验结果表明,该算法能够实现对目标图像的精确分割,与基本狼群算法结合二维最大熵分割相比速度更快,准确度更高。

  • 卢晶,张晓林,陈利利,李嘉茂
    计算机工程. 2018, 44(1): 238-246.
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    计算机视觉领域中的视觉显著性研究大多局限于二维图像层面,而忽略人的视觉注意力决策是在三维动态场景下发生的。为此,在融合多种特征的显著性计算框架基础上,提出一种三维视觉显著性算法。通过场景的颜色信息、运动信息和深度信息分别计算各个特征通道下的显著性结果,再经过动态的融合得到最终的显著性结果。同时针对三维场景下显著性数据集的稀缺问题,给出一个用于评价三维动态场景下显著性算法的数据集。与HC算法、RC算法、GMR算法的对比结果验证了该算法具有明显的优势,并且更符合人眼的视觉注意力机制。
  • 屈雁秋,陈锋
    计算机工程. 2018, 44(1): 247-251.
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    人体部件分类是人体姿态跟踪中的重要前提和关键步骤。传统深度梯度特征下的随机森林分类方法虽然可以达到实时性的要求,但仍存在准确度不高、对噪声不够鲁棒、内存消耗过大等缺点。为此,提出传统深度特征与RGB边缘特征相融合的一种新的分类方法,并在特征维度加大的情况下引入随机丛林模型。实验结果表明,该特征分类方法不仅可以减少20%左右的运行时间,还可以提高1%左右的测试准确率。
  • 胡冉冉,刘志刚
    计算机工程. 2018, 44(1): 252-257.
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    针对高铁接触网支撑与悬挂装置中的等电位线散股问题,提出一种基于机器视觉技术的自动化等电位线散股检测方法。提取包含等电位线的图像方向梯度直方图特征,训练AdaBoost级联与支持向量机混合分类器,实现等电位线的定位。通过衡量等电位线的面积给出评价等电位线故障的判据。实验结果表明,该方法具有较高的准确性,可以大幅降低接触网运营与维护的工作强度,具有一定的推广价值。
  • 李诚,唐李洋,潘李伟
    计算机工程. 2018, 44(1): 258-262.
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    针对城镇森林交界域火灾烟雾视频检测准确率低问题,提出一种融合多项图像特征和深度学习的视频烟雾检测算法。通过ViBe方法提取前景变化区域,根据烟雾模糊特征和角点信息排除部分纹理细节较明显的区域。在此基础上,以颜色特征为判据进一步缩小检测范围,使用累积帧差法排除运动刚体的干扰,利用深度学习模型识别目标是否为烟雾。采用级联分类器的方式设计整体算法,并使用并行计算技术进行实现。实验结果和工程案例表明,该算法能够实现城镇森林交界域火灾早期烟雾的精准识别。

  • 赵健,范帅帅,徐文胜,张婉如
    计算机工程. 2018, 44(1): 263-267.
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    为解决水印算法中不可见性与鲁棒性不可兼顾最优的问题,提出一种新的非下采样剪切波数字水印算法。对图像使用剪切波变换,变换后选取最强纹理方向性的子带作为水印的嵌入位置,利用奇异值分解实现水印的嵌入。实验结果表明,该算法结构相似性达到0.99以上,含水印图像在经过不同形式的攻击后,水印能够较好地被提取出来,且归一化相关系数平均值达到0.98,具有较好的鲁棒性。
  • 陈宇,李洪宇,夏宗基
    计算机工程. 2018, 44(1): 268-273.
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    针对电容层析成像(ECT)技术中存在的软场效应及病态问题,提出一种基于修正隐式Landweber的电容层析成像算法。在分析电容层析成像系统基本原理的基础上,给出隐式Landweber方法解决ECT图像重建问题的求解公式,并对该公式进行迭代修正。同时对修正后的隐式Landweber电容层析成像算法的收敛性进行分析。仿真实验结果表明,修正隐式Landweber方法在解决ECT图像重建问题上,其精度与速度均优于经典Landerber、LBP等方法,且实现简单、稳定性好。
  • 耿磊,袁菲,肖志涛,张芳,吴骏,李月龙
    计算机工程. 2018, 44(1): 274-279.
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    眼睛和嘴部状态检测是疲劳检测方法的重要步骤,但眼镜遮挡及光照变化使得眼睛状态识别效果不佳。为此,提出一种新的驾驶员疲劳检测方法。使用红外采集设备对驾驶员面部图像进行采集,通过结合AdaBoost与核相关滤波器算法进行人脸检测及跟踪。采用级联回归方法定位特征点,提取眼睛和嘴部区域。运用卷积神经网络进行眼睛和嘴部状态识别,在此基础上计算多个疲劳参数进行疲劳检测。实验结果表明,该方法在多种情况下均能准确地检测眼睛和嘴部状态,可有效地进行疲劳检测。

  • 开发研究与工程应用
  • 孙宁,赵维平,陈美,李超
    计算机工程. 2018, 44(1): 280-284.
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    在Philips音频指纹检索算法中,构造一个查询表作为索引,由于内存消耗过大限制其广泛应用。为此,基于Philips音频指纹检索原型,提出一种改进算法。结合斐波那契数列和右移运算,构造新的哈希函数,通过斐波那契优化哈希值分布,并执行右移运算调整哈希表的长度。实验结果表明,改进算法能减少内存消耗,提高系统的实用性。
  • 王鼎衡,张建奇,杨海科
    计算机工程. 2018, 44(1): 285-291.
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    对于ISA100.11a这种通信机制复杂、可支持功能丰富的无线传感网(WSN)协议,传统的基于嵌入式单片机的终端设计已逐渐难以满足实际需要。为此,提出一种用户应用进程与其他通信协议相分离的终端设计。结合ISA100.11a协议应用层的面向对象结构,将应用层的用户应用进程及具体的I/O接口作为应用模块,将其余的协议部分作为通信模块。一方面使有限的单片机资源不必再同时处理应用功能和通信功能以避免性能瓶颈,另一方面可提供灵活可扩展的I/O接口搭配与管理,并实现ISA100.11a协议兼容外部协议数据的隧道传输功能。实验结果表明,该设计可以有效降低整个WSN系统的丢包率,且提供兼容ZigBee等其他外部协议数据的能力。
  • 陆晓静,宋玉蓉
    计算机工程. 2018, 44(1): 292-298,305.
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    针对智能电网中连锁级联故障的问题,从复杂网络的角度,提出一种基于电网拓扑结构和物理特性的连续级联故障仿真模型。根据电网中线路的有功潮流值将电网抽象为加权网络,并在不同的移除策略下进行动态仿真模拟级联故障的发生,采用网络效率作为衡量网络整体性能的指标。实验结果表明,边权越大,移除边对电网鲁棒性的影响越大,但移除网络中某条边或某几条边,会导致网络的鲁棒性大幅下降,随着耐受性参数的增大,网络的鲁棒性增强,并趋于稳定。
  • 吉毅,贾俊铖,张书奎,王进,周经亚
    计算机工程. 2018, 44(1): 299-305.
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    即时通信应用以消息的即时性为主要特征,而其内部的心跳机制因具有恒久的定时操作,极大地消耗移动系统的资源,这在安卓系统上尤为明显。为此,以安卓系统应用作为研究对象,对国内主流即时聊天软件进行抓包测试,分析其内部实现过程,检测它们对手机资源的消耗情况,利用Xposed框架对心跳接口进行调整与修改,给出针对即时通信应用的节能应用(iHeart)。实验结果表明,在保证各个应用消息收发正常情况下,iHeart应用能截获心跳操作,并可折中调整多个定时设定,减少流量和电量消耗。
  • 李勇,王柳渝,魏珰
    计算机工程. 2018, 44(1): 306-310.
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    针对目前基于浅层语法特征和依存句法单特征的汉语韵律层级预测能力较弱的情况,提出一种改进的汉语韵律预测方法。通过从输入文本的依存句法分析结果中自动提取依存句法单特征,并对其中关键特征进行特征融合,得到依存信息融合特征。将依存句法单特征与融合特征进行韵律层级预测实验对比,选取最优的依存特征组合与浅层语法特征相结合,利用决策树C4.5算法实现韵律结构层级的预测。经过大量的语料训练和测试结果表明,依存信息融合特征相比依存句法单特征整体韵律层级的预测准确率均有所提升,相对于浅层语法特征,韵律词和韵律短语的预测准确率分别提高了5.8%和15.4%。
  • 罗栩豪,王培,李绍华,梁巍,马心坦
    计算机工程. 2018, 44(1): 311-316.
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    针对汽车辅助驾驶系统中动态目标检测的复杂背景和实时性要求,提出一种基于改进尺度不变特征变换(SIFT)算子和改进假设检验方法的动态目标检测方法。通过小波多分辨率分析和相邻帧间特征点位置估计改进SIFT方法,实现快速全局背景运动补偿参数估计,并在三帧差分图像上优化背景方差估计过程,解决因目标分布在图像边缘导致传统假设检验方法漏检的问题。实验结果表明,该方法不仅能够保持SIFT算子的优越性能,提高参数估计精确性,而且能加快特征配准和检测速度,满足系统的实时性要求。
  • 诸心阳,黄丹,陆燕玉,傅山
    计算机工程. 2018, 44(1): 317-321.
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    为在飞行驾驶舱噪声环境下准确判定飞行员语音端点,提出一种鲁棒语音端点检测方法。使用最优改进对数谱幅度估计语音增强算法进行初步语音降噪,通过Teager能量算子进一步滤除残余噪声,并将降噪后语音短时能量与子带谱熵的比值作为双门限判决参数,检测飞行员语音起止点。实验结果表明,与基于能量参数或频谱熵参数的语音端点检测方法相比,该方法能有效提高检测正确率。