2018年, 第44卷, 第3期 刊出日期：2018-03-15
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计算机工程. 2018, 44(3): 1-7. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.001目前中大型的私有云集群通常分布在全国多数据中心且同时运行大量虚拟机实例,对其产生的大量监控数据进行实时分析与离线统计,将面临巨大的计算、存储与网络压力。为此,设计一个面向大型私有云的资源监控与优化系统。采用大数据方法对数据进行分布式计算,解决对大型私有云的监控问题,同时基于采集的监控数据,通过热迁移机制减少因集群物理资源分配不均匀导致的资源浪费。实验结果表明,该系统可以满足用户对私有云的实时监控与离线统计需求,并提升13%以上的物理资源利用率。
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计算机工程. 2018, 44(3): 8-12,18. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.002在目前多数云存储完整性检测方案中,用户需要进行大量公钥运算和复杂的公钥证书管理操作。针对该问题,提出一个基于身份的云存储完整性检测方案。引入基于身份的密码体制,使用户无需进行复杂的公钥证书管理操作,并且可通过授权特定的第三方审计者为其完成上传数据、产生数据认证器、检测数据完整性等耗时操作,从而减轻用户端的计算负担。安全性与性能分析结果表明,该方案能够减少计算开销,并且在支持数据隐私性的同时,生成用户轻量级认证器。
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计算机工程. 2018, 44(3): 13-18. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.003
针对基于单断言的密文区间检索方案SRQSAE不能抵御唯密文统计分析攻击的不足,提示一种基于云存储技术的安全密文区间检索方案。通过对密钥矩阵的结构进行改进并引入随机数,使方案能够隐藏关键字的大小排列关系,并且保证关键字索引和区间陷门的机密性,达到排列安全和归并特征安全的要求。与SRQSAE方案的对比结果表明,该方案在保证安全性的同时,能够提升复杂度、存储空间、运算时间和数据传输量等方面的性能。
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计算机工程. 2018, 44(3): 19-26,36. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.004传统的副本布局大多假定数据是独立的、不需要任何管理成本,但并未考虑副本开销以及中间数据的生成对副本布局的影响。为此,给出一种兼顾成本与存储空间的两阶段高效数据副本生成与存储策略,在数据副本初始布局阶段,基于遗传算法通过比较数据传输开销与存储开销,尽可能地将数据放置在数据中心。在数据中心利用数据生成关系,通过比较数据存储开销与生成开销,并基于Dijkstra最短路径算法确定最小数据开销的数据存储与生成策略。实验结果表明,成本感知的两阶段副本存储与生成策略在确保数据可靠性访问的同时,可以有效减少数据开销与数据存储空间,从而提升云存储系统性能。
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计算机工程. 2018, 44(3): 27-36. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.005传统的信息流控制技术受限于其基于单机环境的研究,难以有效保护云计算中数据的安全性。为此,提出一种基于属性加密的信息流控制机制。将基于属性的加密技术与信息流控制技术相结合,通过对用户私钥和访问树的生成方法重新设计,在减少用户制定访问策略工作的同时,使得该机制能够对云中数据进行有效的信息流控制,从而消除安全隐患。性能测试结果表明,该机制能够抵抗基于共享内存的侧通道攻击,保护静态虚拟域中敏感数据安全性。
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计算机工程. 2018, 44(3): 37-41,54. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.006
医院云计算系统存在需求的不确定性和节点资源的异构性问题,导致节点的负载失衡。为此,提出一种新的医院云计算系统资源调度方案。该方案基于混合蛙跳算法设计,并针对混合蛙跳算法容易陷入局部最优解的不足,给出一种基于讨论机制混合蛙跳算法改进的医院云计算系统资源调度方案,通过增加自适应讨论次数,提高算法的搜索能力。仿真实验结果表明,与传统负载均衡方案相比,该方案具有更好的负载均衡度性能,可解决混合蛙跳算法陷入局部最优的问题。
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计算机工程. 2018, 44(3): 42-46. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.007目前的多基因组比对算法需要大量时间和内存开销,多基因组索引(MuGI)的比对算法速度较快,但未能利用多基因组重复信息。为此,提出一种改进的MuGI索引比对算法。运用带单核苷酸多态性剪枝的动态种子扩展算法及多基因组的重复信息,提高比对速度。同时采用按需读取索引的内存管理策略,提高算法的空间效率。实验结果表明,改进算法仅需6 GB运行内存,即可在1 092人基因组上进行比对,并且误配阈值为5的比对速度为MuGI算法的3倍左右。
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计算机工程. 2018, 44(3): 47-54. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.008传统计算数值矩阵行列式的方法多数基于串行计算,存在初等变换频繁、计算缓慢等问题。为此,提出基于通用计算图形处理器(GPGPU)的计算方法,以快速准确解决大整数矩阵行列式计算问题。在众核环境下利用GPGPU和模方法并行求解整数矩阵行列式,以加速计算过程并避免浮点运算误差,同时运用中国剩余定理得到准确计算结果。实验结果表明,与常用Maple、NTL等计算软件相比,该方法计算速度快,消耗内存少,可解决计算过程中内存膨胀的问题,对于高阶整数矩阵行列式优势较为明显。
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计算机工程. 2018, 44(3): 55-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.009目前的多数故事线挖掘研究侧重新闻文献和事件的相似性分析,忽略了故事线的结构化表述及新闻具有的延时性,无法直观地从模型结果看出不同新闻话题的发展过程。为此,提出一种基于贝叶斯网络的无监督故事线挖掘算法。将故事线看成日期、时间、机构、人物、地点、主题和关键词的联合概率分布,并考虑新闻时效性。在多个新闻数据集上进行的实验和评估结果表明,与K-means、LSA等算法相比,该算法模型具有较高的故事线挖掘能力。
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计算机工程. 2018, 44(3): 60-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.010随着网络规模的不断增大,在时间复杂度上具有明显优势的标签传播算法受到广泛关注,但是其内在机制存在不确定性和随机性，导致社团发现结果不够准确和稳定。为此,提出一种新的改进标签传播算法。在K-shell分解算法的基础上,构造节点重要性计算方法,利用节点重要性分析标签传播算法中的标签传播能力,通过节点重要性排序和标签传播能力制定新的标签更新策略,得出最终的社团划分结果。在人工网络和真实网络上的实验结果表明,该算法有较高的准确性和稳定性。
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计算机工程. 2018, 44(3): 65-72. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.011针对构建大规模图数据可达性索引时的构建时间长、存储代价高和响应时间长等问题,提出一种分布式可达性索引与查询策略(DRIQ)。在不破坏原图中节点可达性的前提下,将大规模图划分成若干小规模子图,并对每个子图分布式并行地创建可达性索引,从而提高可达性索引创建效率。给出保持图划分后各子图内节点间以及子图间节点可达性的方法,从而保证基于DRIQ进行可达性查询的正确性。实验结果表明,与传统可达性查询方法相比,该策略具有高效性和可扩展性。
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计算机工程. 2018, 44(3): 73-77. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.012室内微环境下复杂的物理环境具有不规则性,造成实际无线信道参数和理想环境下的参数值有较大差别。为此,提出一种基于散射体呈指数分布的、非对称室内传输环境的统计信道模型。推导小尺度衰落多径效应造成的角度、时间等相关无线信道参数。求解信号的TOA/AOA联合概率密度函数,以及无线信号到达角度的概率密度函数。仿真结果表明,与散射体均匀分布及对称模型相比,该模型所推导的相关无线信道参数更适用于实际信道环境。
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计算机工程. 2018, 44(3): 78-81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.013
为进一步降低译码时延,提出一种基于路径复用的低时延自适应列表连续删除译码算法。针对不同列表连续删除译码间存在重复路径的现象,采用基于CRC校验的重复路径复用的译码方案。仿真结果表明,与传统CA-SCL算法以及AD-SCL算法相比,该译码算法能够在信噪比较低的信道中保持较高的译码性能,并获得更低的译码时延。
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计算机工程. 2018, 44(3): 82-86. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.014
针对海洋通信环境复杂多变、海上无线基础设施少等特点,提出一种带有锚节点转发时间受限的路由算法。将延迟容忍网络应用于海洋环境中,利用船只存储、携带、转发消息,解决因节点移动造成的通信链路频繁断裂消息无法传送问题。在Matlab环境下对中国南海某海域渔船随机运动轨迹进行建模仿真,海上异构网络中数据包的产生服从泊松分布,在此基础上引入生存时间受限的转发机制。对海上容迟网络通信性能进行分析,比较生存时间、渔船数量以及无线网覆盖范围等对数据包投递的影响。仿真结果表明,该算法可提高数据交付率,降低网络传输时延,提升海上无线通信网络性能。
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计算机工程. 2018, 44(3): 87-92,98. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.015由于森林环境的复杂性导致传感器网络接收信号强度指示(RSSI)的定位误差较大,而目前的RSSI路径损耗模型不能满足森林中传感器节点定位的需求。针对该问题,提出一种无线传感器网络(WSN)森林定位算法。根据RSSI在不同区域的离散系数划分定位区域,对不同区域分别建立RSSI路径损耗模型,并利用对数路径损耗模型与分段拟合模型进行融合,建立更符合实际环境的新模型,通过分区域测距定位和K-means聚类算法排除定位误差。实验结果表明,该算法能有效提高定位精度。
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计算机工程. 2018, 44(3): 93-98. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.0162D预编码技术通过数据处理仅能在水平方向调整波束,对于多用户系统尤其是基站边缘用户会造成严重的小区间干扰。针对该问题,在频分双工3D MIMO异构网络系统中,利用随机几何研究有限反馈机制下反馈开销对系统性能的影响。并在基站部署均匀平面阵列的基础上,提出基于水平发射角和垂直下倾角的3D MIMO多用户码本设计方案,且对所设计的码本方案进行仿真分析。结果表明,反馈开销以及微基站密度影响系统吞吐量,甚至影响到3D预编码方案的误码率。与基于2D和3D离散傅里叶变换码本的预编码方案相比,该方案大幅降低了系统的误码率,并提高了系统的吞吐量,优化了系统性能。
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计算机工程. 2018, 44(3): 99-102,108. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.017空间调制(SM)算法在接收端常用最大释然(ML)信号检测获得发送天线编号以及调制符号,恢复发射信息比特,但是ML算法复杂度随着天线数和调制阶数的增加呈指数增长,不具有实用性。针对该难题,提出一种新的低复杂度次最优检测算法。通过设置合理的判决门限将信号矢量检测(SVD)和硬限最大似然(HL-ML)算法进行联合。蒙特卡洛仿真结果表明,该算法的误比特率检测性能比SVD算法更接近ML算法,且复杂度与ML算法相比降低了85%。
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计算机工程. 2018, 44(3): 103-108. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.018RPL路由协议在非存储模式下大量通告对象消息聚积,导致网络拥塞,并且转发过程中占用节点缓冲区。针对上述问题,提出一种改进路由协议。通过向子节点发送后向压力消息及时调整DelayDAO定时器的值,从而控制中间节点对DAO消息的转发,利用现有节点的多频特性,在物理上隔离控制信息报文和数据包。实验结果表明,相比于传统低功耗有损网络路由协议的非存储模式,该协议节省了节点缓冲区占用的空间,减少了网络的拥塞和数据包传递过程中的掉包现象。
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计算机工程. 2018, 44(3): 109-113,118. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.019为在数据收集和传输中保证数据的准确性和实时性,提出一种基于分簇的模糊加权数据融合算法(FWADF)。在簇内利用模糊逻辑控制器分析节点数据的可信度,确保数据的可信性,同时加入对数据优先级的考虑,减少网络时延。在簇间采用模糊加权矩阵方法提高数据的准确性。在NS-2仿真工具上的实验结果表明,在同等数据流量的前提下,采用FWADF算法时数据到达基站的时间延迟最短,在节点收集相同数据量的情况下,与Proposed DF、VWFFA、FIM等算法相比,基站获得数据的平均准确率分别提高5.0%、16.1%、9.5%。
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计算机工程. 2018, 44(3): 114-118. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.020为更好地解决无线传感网分布式测量中有效数据估计问题,提出一种新的分布式压缩估计算法。通过在一个压缩维度上完成未知参数变量的分布式估计,并采用自适应随机梯度递归方法更新测量矩阵,将分布式压缩估计与测量矩阵优化相结合,实现收敛速度及估计误差精度的最优化。仿真结果表明,与dNLMS、DCE算法相比,该算法具有更快的收敛速度及更高的估计误差精度。
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计算机工程. 2018, 44(3): 119-126. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.021目前对内容分发网络的能耗问题都集中在请求重定向、缓存内容调度及链路能耗控制方面,缓存服务器没有有效的部署机制,造成资源分配不均衡、服务器利用率低、网络能效及服务质量低的问题。为此,提出一种在内容分发网络中基于复杂网络节点性质合理部署缓存服务器的算法。对网络进行社团结构划分,选取初始凝聚社团进行节点收缩,针对收缩后的节点根据相似度函数迭代地进行社团扩张,通过设定阈值形成社团,进而部署缓存服务器,以达到网络负载均衡,降低缓存服务器闲时的资源浪费,提高缓存服务器的利用率。实验结果表明,与谱平均法和GN算法等相比,该算法具有较低的复杂度和较好的划分细粒度。
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计算机工程. 2018, 44(3): 127-131. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.022目前已有的漏洞利用平台支持的二进制漏洞种类不多,并且这些平台的灵活性和开发效率较低,缺少专门针对二进制漏洞利用工具的研发和生成系统。为此,提出一种新的二进制漏洞利用工具自动化生成框架。把漏洞利用过程模块化,通过多种模块组合的方式快速灵活地进行漏洞利用工具的研发和自动化生成。针对每个模块的不同特点,采用不同的设计方案,以实现更短的开发周期和更高的开发效率。实验结果表明,该框架简单易用,具有较高的灵活性和扩展性。
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计算机工程. 2018, 44(3): 132-137. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.023
针对当前p-Sensitive k-匿名模型未考虑敏感属性语义相似性,不能抵制相似性攻击的问题,提出一种可抵制相似性攻击的(p,k,d)-匿名模型。根据语义层次树对敏感属性值进行语义分析,计算敏感属性值之间的语义相异值,使每个等价类在满足k匿名的基础上至少存在p个满足d-相异的敏感属性值来阻止相似性攻击。同时考虑到数据的可用性,模型采用基于距离的度量方法划分等价类以减少信息损失。实验结果表明,提出的(p,k,d)-匿名模型相对于p-Sensitive k-匿名模型不仅可以降低敏感属性泄露的概率,更能有效地保护个体隐私,还可以提高数据可用性。
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计算机工程. 2018, 44(3): 138-143. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.024海量知识的高效管理是网络监测预警发挥效能的前提。为此,提出一种基于图数据库的大规模资源描述框架(RDF)数据存储方法。根据RDF数据的图模型特征,基于启发式的贪婪策略对数据集进行分割,包括子图生成阶段和子图划分阶段,同时采用热点数据动态复制删除的方式实现动态数据流的负载均衡。在3个不同数据集上的对比实验表明,该方法的存储性能优于基于关系型数据库的方法。
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计算机工程. 2018, 44(3): 144-150. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.025为解决现有起源过滤机制导致溯源效用低下的问题,提出一种数据起源过滤机制。扩展PROV数据模型,将其中的依赖关系泛化为不确定的依赖关系,并证明使用不确定的依赖关系进行溯源效用恢复的合理性。构建效用评估模型,定量地评估包含不确定依赖关系的过滤视图的效用。提出“删除+修复”的起源过滤新机制,删除敏感节点或边,并在保证溯源结果不增的前提下,引入不确定的依赖关系,恢复过滤视图的溯源效用。实验结果表明,与现有的典型起源过滤机制相比,采用该机制可得到具有更高效用的起源过滤视图。
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计算机工程. 2018, 44(3): 151-155,165. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.026针对现有攻击图构建方法适用的网络规模受限的问题,通过分析现有方法存在的缺陷及构建过程中的特点,使构建攻击图转化为威胁行动属性之间的模式匹配,将Rete引入到攻击图构建过程中,提出基于Rete的攻击图构建方法。实验结果表明,该方法具有较好的构建效率,能够适用于大规模网络的攻击图构建。
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计算机工程. 2018, 44(3): 156-165. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.027错拼抢注域名是一种典型的抢注域名,投机者注册的主要目的是用其营利,随着注册数量的不断增长,错拼抢注域名对用户上网造成的影响日益严重。为此,对错拼抢注域名相关研究工作的最新动态进行综述,分别介绍现有研究方法、研究成果及制定的相关政策法规,并在此基础上对错拼抢注域名研究中存在的挑战和未来研究方向进行展望。
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计算机工程. 2018, 44(3): 166-170,177. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.028针对当前的完整性度量技术无法支持可信平台模块(TPM)2.0规范的问题,对Linux内核完整性度量架构(IMA)进行改进,设计基于TPM 2.0的内核完整性度量框架,同时基于TPM 2.0芯片实现支持TPM 2.0规范的Linux可信内核。测试结果表明,IMA 2.0可以基于TPM 2.0对系统关键文件进行完整性检测,同时抵御对内核文件的篡改攻击。
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计算机工程. 2018, 44(3): 171-177. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.029为高效识别违法网站,提出一种基于URL特征检测的识别方法。基于报文请求行信息中用户访问路径的分级特点,构建基于路径相似度的网站相似度计算模型,并使用Python编程语言实现模型的分布式计算。采用Fast Unfolding算法进行网站聚类并抽取违法网站的URL特征,从中筛选出准确率高、具有特定含义的特征作为有效的违法网站特征,并通过检测未知网站是否具有违法网站的URL特征识别出违法网站。实验结果证明,该方法能有效度量同类网站间的关联程度,结合Fast Unfolding算法能有效区分不同类型的网站。与基于URL词法特征、HTML、语义特征的违法网站识别方法相比,其F-Measure值最高。
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计算机工程. 2018, 44(3): 178-181,188. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.030为降低量子设备的成本,更好地执行量子计算,提出基于量子委托计算模式的多方半量子密钥协商协议。引入量子委托计算模式,将酉操作、Bell测量等复杂量子操作委托到量子中心进行,而参与者仅需具备访问量子信道与制备单光子的简单能力。为防止密钥信息被量子中心以及外部窃听者窃取,采用在目标量子态中插入混淆单光子的混淆策略来保证目标量子态的隐私性。分析结果表明,与其他量子密钥协商协议相比,参与者所需的量子能力显著降低,从而提升了协议的实际可行性。
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计算机工程. 2018, 44(3): 182-188. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.031现有隐藏策略的属性基加密方案大多针对单个属性授权机构,没有考虑到用户属性由多个授权机构管理的情况,存在密钥生成效率低、机构本身易被攻破、无法满足云存储环境安全需求的问题。为此,提出一种多授权机构属性基加密方案。通过对访问结构进行改进,实现访问策略的完全隐藏,进而保护用户隐私。用户私钥由数据属主和多个属性授权机构共同生成,可提高密钥生成效率,并抵抗非法用户及授权机构的合谋攻击。基于判定性双线性Diffie-Hellman假设,证明方案在标准模型下是选择明文安全的。实验结果表明,该方案可有效提高密钥生成及加解密效率。
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计算机工程. 2018, 44(3): 189-194. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.032传统的搜索引擎仅返回给用户包含查询关键字的文档,忽略了查询背后用户真正的信息需求。为此,将文档检索看作个性化推荐问题,提出一种查询意图识别的主题模型个性化检索算法。对用户检索历史进行潜在狄利克雷分布主题建模,结合检索历史主题模型识别用户查询的潜在意图,并按主题相关度进行文档推荐,计算查询到文档集的KL距离对文档集排序,最终返回给用户个性化检索文档列表。实验结果表明,与基于协同相似计算和基于用户聚类的推荐算法相比,该算法能够更准确有效地为用户提供个性化检索。
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计算机工程. 2018, 44(3): 195-200. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.033电子商务平台上的产品销售具有长尾特征,但现有以追求精度为目标的推荐方法难以将处于长尾上的利基产品加入推荐列表。为此,从利基产品视角出发提出一种新的推荐方法。基于用户评分、产品属性和隐特征信息分别计算用户之间的评分相似度、偏好相似度和隐特征相似度,并综合这三种相似度挖掘利基产品高评分用户的相似用户,从而得到利基产品的受众并为其进行推荐。实验结果表明,该方法针对利基产品的推荐转化率远高于概率矩阵分解和协同过滤方法,在解决利基产品推荐问题上更有效。
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计算机工程. 2018, 44(3): 201-207. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.034现有的数学表达式检索模型大多面向普通数学表达式,在利用其检索线性代数表达式时,由于缺乏对线性代数表达式特征的考虑,检索效果较差。为此,设计针对线性代数表达式的检索方法。利用改进的数学公式描述结构表示LaTeX格式的线性代数表达式特征,根据线性代数表达式的种类对其进行分类,并定义相应的扩充运算,据此构建索引文件,设计4种线性代数表达式匹配算法,实现灵活的检索模式,提高检索结果的相关性。实验结果表明,该方法符合线性代数表达式的检索特点,具有较合理的索引结构和较高的匹配效率。
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计算机工程. 2018, 44(3): 208-213,219. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.035针对鲸鱼优化算法(WOA)收敛速度慢、收敛精度低的问题,在提升性能的基础上保留WOA的简单性,提出一种改进的WOA。利用分段Logistic混沌映射产生混沌序列对种群位置进行初始化,以维持全局搜索时初始种群的多样性。考虑算法的非线性优化过程和搜索过程中个体状态的差异性,在WOA中引入非线性自适应权重策略,以协调全局探索和局部开发能力。通过仿真测试比较改进算法和WOA在求解6个典型基准函数时的性能,实验结果表明,改进算法在寻优过程中能够保持初始种群多样性,且具有更快的收敛速度和更优的收敛精度。
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计算机工程. 2018, 44(3): 214-219. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.036基于上下文感知的推荐系统通过引入上下文环境信息进行推荐,其中用户的隐私信息往往能够被攻击者直接或间接地获取到,造成隐私泄露。针对以上问题,在上下文感知推荐系统中融入一种改进的匿名模型。结合聚类方法将不同的敏感属性值进行分组,对多敏感属性进行匿名,在隐私保护方面,对高敏感属性信息具有较高的保护程度,有相似敏感程度的信息具有相似的保护程度。在真实数据集上的实验结果表明,该方法能在保护推荐系统中用户隐私的同时,提高推荐精确度。
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计算机工程. 2018, 44(3): 220-225,232. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.037针对传统标签传播算法准确率较低的问题,提出一种基于深度游走模型的改进标签传播算法。以社会网络作为深度游走模型的输入,通过深度随机游走的方式对网络中的节点进行采样得到随机序列,并基于SkipGram模型对其进行神经网络训练。运用层次Softmax对SkipGram模型进行求解,得到节点的特征向量后在邻居节点之间计算节点相似度,将其作为标签传播概率的权重进行标签的传播迭代,最终得到社区发现的结果。在6个真实网络数据集和合成数据集上进行实验,结果表明,与传统标签传播算法相比,该改进算法具有较高的准确率,尤其对于节点个数在100以上的真实网络,Q值提高10%以上。
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计算机工程. 2018, 44(3): 226-232. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.038针对多数舆情监控系统对领域知识考虑不足的问题,提出一种基于语义网络的舆情信息分类方法。运用逆文档词频技术拓展公开知识图谱,利用语义网络对舆情信息进行建模,以语义网络中概念节点的映射值表示舆情信息,通过相关概念的互相映射产生增益从而突出舆情信息主题,且可根据舆情信息中的概念发现文中未显式的相关概念,从而反映舆情信息的总体情况。结合主流分类器进行对比实验,结果表明基于语义网络的舆情信息分类技术具有更好的分类效果。
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计算机工程. 2018, 44(3): 233-240. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.039针对当前基于张量结构的特征提取方法不能充分利用高光谱影像多种光谱-空间特征的问题,提出一种融合光谱-空间多特征的高光谱影像张量特征提取方法。利用3D Gabor滤波器提取不同频率和方向的纹理特征,采用形态学属性滤波器提取不同属性和尺度的形状特征,将高光谱影像光谱特征、纹理特征和形状特征结合为张量结构特征。在此基础上,利用局部张量判别分析方法增大同类特征张量之间的相似性以及异类张量间的差异性,得到融合多种空谱特征和判别信息的低维特征张量。使用Pavia University和Salinas影像数据集进行对比实验,结果表明,该方法能够有效保留影像空谱信息和类别间的判别信息,不仅可以提高分类精度,而且能够得到空间连续性更好的分类图。
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计算机工程. 2018, 44(3): 241-244. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.040针对非局部均值中度量邻域块间相似性不够准确的问题,提出一种基于Krawtchouk多项式权重函数的局部Hu矩的去噪算法。将Krawtchouk多项式的权重函数与图像函数相结合构造几何矩的新的权重函数。利用几何矩权重函数得到新的中心矩。使用二阶和三阶中心矩构造7个不变矩组成特征矢量,通过欧式距离度量邻域间特征矢量的相似性,并与邻域块间的权重相结合得到新的权重。在不同噪声强度下的测试结果表明,与原始非局部均值去噪算法相比,该算法峰值信噪比与结构相似度都有明显提高。
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计算机工程. 2018, 44(3): 245-250,258. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.041
针对无监督字典学习算法图像分类精度不高的问题,提出一种结合多种图像特征的有监督字典学习分类算法。利用卷积神经网络检测和分割细胞以提取细胞结构形状纹理特征,在细胞对应的病理图像块中提取多种纹理特征后,提取全图的SIFT和SURF特征。为缩小分类误差,对无监督字典学习和二分类函数进行联合训练,将多特征取代图像作为字典学习输入,最终实现乳腺病理图像分类。在2个乳腺病理数据库上的实验结果表明,多特征监督字典学习分类算法的分类准确率达92.15%,优于无监督字典学习算法。
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计算机工程. 2018, 44(3): 251-258. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.042传统水平集图像分割方法多考虑图像底层数据而忽略高层语义特征,对灰度纹理图像的分割效果较差。针对该问题,结合形状先验设计水平集灰度纹理图像分割方法。通过ASLVD滤波获取纹理项,同时对滤波图像进行局部化处理得到形状先验,以形状概率表示形状先验能量项,将其与灰度项、规则化项和纹理项相结合,构造整体水平集曲线演化能量函数,并最小化能量函数得到分割结果。实验结果表明,该方法能够对目标背景遮挡的灰度纹理图像取得较好的分割效果。
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计算机工程. 2018, 44(3): 259-263. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.043针对传统圆检测方法在复杂背景下检测精度低、误识别及漏识别率高、可靠性差的缺点,提出一种适应于复杂背景图像下的圆检测方法。根据半径搜索范围,利用三级筛选法选出候选圆,对所有的候选圆统计边缘点个数,将统计结果除以半径,根据此值对候选圆进行筛选。依据统计结果对圆排序,根据设定的最小圆心距及最小半径差阈值消除因峰值扩散产生的干扰圆。实验结果表明,与传统梯度Hough变换相比,该方法的误识别率和漏识别率分别降低24%和8%,检测结果更精确,在复杂背景下的可靠性更高。
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计算机工程. 2018, 44(3): 264-269,274. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.044针对铁路路基探地雷达(GPR)检测需要较高精度与时效性的要求,提出一种基于直方图曲率分析(HCA)与KAZE特征的图像配准算法。通过HCA进行阈值分割,提取图像高能量区域,以节约无效区域的配准时间。运用KAZE算法提取图像中的特征点,并根据快速近似最近邻搜索算法进行粗匹配。使用随机抽样一致性算法过滤匹配点对,优化特征匹配过程。实验结果表明,该算法对于存在病害差异、增益差异、地物差异的铁路路基多时相GPR图像均取得较好的配准效果,且配准精度比KAZE算法、ORB算法、SIFT算法明显提高,配准效率比KAZE算法提升8%以上。
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计算机工程. 2018, 44(3): 270-274. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.045
为解决图像角点检测阈值选取方法计算量大的问题,提出一种新的自适应角点检测方法。分析能够反映图像灰度分布、对比度和相关性因素的9个基本统计特征,通过提取4 848幅样本图像的基本统计特征,并按主成分分析方法计算4项反映图像不同属性的综合指标。建立多元非线性局部最佳阈值预测模型,由训练数据对模型参数进行优化估计,得到指导角点检测自适应阈值选取的预测模型。实验结果表明,预测模型的引入能够改善图像显著角点检测质量,与原始检测算法相比,复杂图像中显著角点检出率平均提高45%,非显著角点误检率平均降低81%。
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计算机工程. 2018, 44(3): 275-280,286. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.046针对现有特征曲线提取算法对模型细微特征不敏感、时间代价高及抗噪性差的缺点,提出一种基于协方差矩阵与投影映射的提取算法。根据协方差矩阵的特征值进行区域增长聚类分割形成多个带状聚类,在各个聚类内部根据主方向提取关键特征点,并将其投影到经移动最小二乘法拟合的以该关键点为中心的局部曲面上,构成特征曲线。实验结果表明,该方法可有效提高运行效率,并且具有强抗噪性,能够得到光滑的特征曲线。
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计算机工程. 2018, 44(3): 281-286. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.047针对特定场景下传统点云分割算法不精确及特征描述不全面的问题,提出一种融合2D和3D多特征的近邻传播(AP)聚类集成分割方法。从点云中获得一组表征复杂室内场景不同点云类别的描述子,如彩色图像特征、曲率、法向量、旋转图像等,根据它们之间的差异性,通过对每类特征进行AP聚类得到聚类成员,建立聚类成员簇间一致性矩阵,并利用Ncut算法进行图分割获得最终的点云分割结果。实验结果表明,该算法相较传统的点云分割算法能更准确地区分室内复杂三维点云场景,并且具有更好的稳定性。
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计算机工程. 2018, 44(3): 287-293. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.048
航路规划是带约束的多目标优化问题,常用的优化算法是通过加权系数法把多目标优化问题转化为单目标优化问题。该固定的加权系数无法适应战场环境的变化,且无法满足不同专家对优化目标的个人偏好。针对以上问题,提出基于二型模糊集推理的优化航路规划方法。建立航行器复杂约束层次表达模型,采用改进的Per-C方法,利用不同专家对优化目标的偏好信息以及航路约束值实现模糊推理,求取航路模糊代价。将模糊推理应用于A*搜索代价计算过程,最终实现优化的多目标航路规划方法。实验结果表明,该方法能够准确反映各专家对优化目标的偏好,具有较强的灵活性和通用性。
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计算机工程. 2018, 44(3): 294-300. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.049针对现有基于树的防碰撞算法碰撞时隙多、识别效率低等问题,提出一种基于信息位分组的标签防碰撞算法。按照标签信息位中比特“1”的数目将标签分组,发生碰撞时若有多个标签满足标签预测识别条件,则可直接全部识别,否则根据碰撞位还原机制跳过无效碰撞时隙,确定新的搜索前缀。仿真结果表明,相对查询树、自调整混合树及改进的多比特识别算法,该算法能降低阅读器的搜索次数和系统的通信复杂度,有效提高系统识别效率,且随着标签数量增大其优势更明显。
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计算机工程. 2018, 44(3): 301-306,314. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.050任意多边形布尔运算大多基于CPU栅格化方法,而CPU的串行性会增加栅格化过程的耗时。为此,提出一种基于图形处理器(GPU)栅格化思想的多边形布尔运算算法。用GPU实现CPU中较耗时的二维图形栅格化过程并提取内外轮廓片元,构造GPU环境下的栅格数据结构及与之空间映射相对应的CPU环境下的顶点数据结构,采用CPU与GPU相协调的方式交替访问内外轮廓进行顶点跟踪及轮廓片元压缩,最终得到正确的布尔运算结果多边形。实验结果表明,与现有多边形布尔运算算法相比,该算法能有效控制精度,且具有更高的执行效率。
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计算机工程. 2018, 44(3): 307-314. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.051为降低高效视频编码帧内预测过程的计算复杂度,提出一种基于纹理主方向强度的快速帧内预测算法。根据每一深度层编码单元(CU)分布特点,并结合每块CU纹理主方向强度判断CU是否需要进行分割处理。在深度层为0和1的CU块上统计4×4块的纹理方向,确定当前CU的纹理主方向强度,判断其纹理复杂度。在深度为2和3的CU上结合像素方差,以像素点为单位计算相应CU的纹理主方向强度。通过实验训练序列获得恰当的阈值,自适应提前终止编码单元的划分,减少帧内预测的编码复杂度。实验结果表明,在保证信噪比和比特率基本不变的条件下,与平台HM15.0相比,该算法编码时间平均节省51.1%。
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计算机工程. 2018, 44(3): 315-321. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2018.03.052传统变调方法由于未考虑音色和边缘音,会影响音质并造成失真。为此,提出一种改进线性预测的变调方法。根据音乐语音存在边缘音的特点,借助谐波冲激分离将其分为谐波信号和冲激信号,基于线性预测模型,将谐波信号分解为声道传输函数和声门脉冲激励信号,采用重采样对脉冲激励信号进行变调处理,利用帧信号叠加合成提高拼接段的连续性,通过频域的谐波冲激叠加合成重构音乐语音信号。实验结果表明,该方法能使音乐语音信号在变调处理后改变音高,保持音色相对稳定不失真,且语音质量比传统的线性预测变调方法有较大提高。
2024
第50卷 第3期
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