2018年, 第44卷, 第5期 刊出日期：2018-05-15
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计算机工程. 2018, 44(5): 1-6. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046289
轨迹数据的分析与查询在移动数据管理、位置服务等领域具有十分重要的应用价值。为提高海量多元轨迹数据的分析和挖掘效率,提出一种新的多元轨迹数据索引方法MTSAX,并给出一种多维空间编码方法:GeoWord编码,在iSAX索引框架的基础上,设计移动对象轨迹索引方法。在真实轨迹数据集上的实验结果表明,与传统基准方法相比,MTSAX具有更好的轨迹查询性能。
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计算机工程. 2018, 44(5): 7-13. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046728
现有突发事件检测方法多数未考虑事件的重要性,且以孤立的方式看待事件的突发时间域和空间域。为此,提出一种基于时空要素综合分析的突发事件检测方法。引入数据立方体结构存储事件词,通过基于语义相似性的实时事件聚类算法抽取出重要事件。根据TFIDF计算事件在时空维度上的出现权重,给出有限状态机-高斯分布模型识别时空突发事件。实验结果表明,该方法能够有效地识别出事件的突发时间段和突发区域,与现有突发事件检测方法相比,检测突发事件的准确率更高。
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计算机工程. 2018, 44(5): 14-18,24. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046777结合多级Haar小波变换与KS统计理论,提出一种对时序数据突变点的快速探测方法(HWKS),对标准参考序列以及待检测序列分别构建均值二叉搜索树和差值二叉搜索树。基于改进的KS检验方法给出二叉树搜索的2种策略,进而构建实现时序数据突变点快速检测的HWKS理论框架。运用HWKS对模拟的时序数据进行检测,与HW方法、T方法和KS方法的比较结果表明,该方法在对时序数据的突变点进行检测时的误差较小、用时最短、准确度较高。
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计算机工程. 2018, 44(5): 19-24. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046453支持向量机的训练时间随样本增多而明显增加。为了在保持训练效果的同时提高训练速度,给出精简训练数据集的一种算法。对每个样本,通过选择异类近邻来构成训练集,利用异类近邻来选择边界样本。实验结果表明,与FCNN算法和NPPS算法相比,该算法在保持甚至增进支持向量机分类效果的同时,能大幅提高训练效率。
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计算机工程. 2018, 44(5): 25-32,46. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046381针对传统聚类算法多数无法对时序数据流进行聚类的问题,提出一种基于密度和网格的聚类算法。引入动态划分网格的方法,通过当前数据块内数据的特征动态地设置网格划分、网格密度阈值等参数并自适应地生成网格,将其转化为不同类型的图并分别进行聚类。分析某一个体的轨迹,采取按时间段的个体轨迹划分方法检测个体异常轨迹。实验结果表明,该算法可根据用户的需求得到不同时间段内数据的聚类结果,适用于处理轨迹信息等时序数据流的异常检测问题。
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计算机工程. 2018, 44(5): 33-39. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046594针对不同通信设备之间的互连互通、软硬件升级困难等问题,为提高组件的可移植性和共享性等特点,根据新型异构平台结构,设计一种信号处理平台的可重构组件。借鉴GNU Radio平台中可重构组件的特性,并结合软件重构技术、文本引擎、抽象层技术和消息中间件的优点,提出一种基于异构信号处理平台的可重构组件设计方法。以包络平方谱估计算法为例,在GNU Radio和异构信号处理平台中编写信号处理组件搭建流程图。实验结果表明,该可重构组件得到的参数估计均方误差与Matlab工具中的数据吻合,并具有跨平台可移植性。
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计算机工程. 2018, 44(5): 40-46. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046331当Redis集群发生单点故障时,恢复过程不稳定且耗时较长。为此,在不增加网络传输代价的前提下,使用通信负载均衡的方法,对Redis集群容错机制的通信过程进行优化,从而达到提升集群可靠性的目的。实验结果表明,优化后的Redis集群的宕机恢复效率明显提升,在保证吞吐率和不提高传输代价的情况下,可提升集群处理故障状态的可靠性。
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计算机工程. 2018, 44(5): 47-52,59. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047957为充分利用嵌入式多核ARM微处理器体积小、功耗低、成本低、性能高的优点,以此提高程序响应速度,研究ARM体系结构及基于该体系结构基础函数的优化问题。基于ARM Cortex-A72平台,结合ARM v8体系结构特点,对Bionic库中字符串和内存处理函数进行分析。实验结果表明,采用整字处理、循环展开、特殊指令等技术进行程序级优化后,Bionic库中常用基础函数的性能在ARM Cortex-A72平台上均有不同程度的提升。
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计算机工程. 2018, 44(5): 53-59. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047130Kubernetes所使用的覆盖网络工具Flannel通过NAT机制实现容器服务通信,该通信模式会产生较大的网络性能损耗。为此,基于Calico网络容器化应用平台,提出一种微服务容器化应用方案。利用网络性能测试工具IPerf3对常见的虚拟化网络软件进行性能评估,将网络软件的特性功能与Kubernetes集成相结合,建立微服务容器化的应用平台。实验结果表明,在吞吐率、传输速率方面,该方案相对于Flannel可以提高约50%的网络性能,有利于实际生产环境中微服务的应用实现。
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计算机工程. 2018, 44(5): 60-65,77. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046855针对任务关键系统工作流中对时间验证不够完善的问题,提出一种新的工作流建模和时间验证方法。基于库所含时间因素的着色时间Petri工作流网,将系统中的任务划分为关键任务和非关键任务,对不满足时间约束的活动进行管理,在完成最终任务的前提下,尽可能多地执行工作流中的非关键任务,从而减少时间资源的浪费。在此基础上,将工作流中活动的时间约束转化为数学约束问题,并运用MATLAB对模型进行分析,最终得出工作流中的最优路径。对军港岸基保障信息系统案例进行分析,结果表明,该方法具有一定的可行性和实用性。
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计算机工程. 2018, 44(5): 66-70. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046933现有MavLink协议的设计主要面向低速率、大数据量的消息传输,存在移动通信信道特性差、环境干扰因素多等问题。为此,提出一种新型的MUAV-MTP协议,用于微型无人机移动传输身份验证、路线以及控制信息。借鉴现有的移动MavLink通信协议,将原协议转换为面向微型无人机的远程移动控制协议,通过简短的指令包完成无人机的巡航移动控制,并使其同时支持TCP、UDP协议。实验结果表明,MUAV-MTP协议具有操作简便、接口通用,具有良好的扩展性及鲁棒性,可用于基于Pixhawk飞控组装无人机的测试开发。
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计算机工程. 2018, 44(5): 71-77. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046206在无线传感器网络中,三维空间下对立体目标的全覆盖需要考虑空间目标不规则的三维结构对部署的影响,以及如何在避免节点发生碰撞的前提下保持对目标表面积的最大化覆盖。为此,提出一种三维空间目标自主覆盖算法。采用基于目标外凸点集合构建三维质心的方法确定目标中心点和节点部署范围,通过不均衡虚拟势场解决覆盖重叠和覆盖空洞问题,将有向移动传感器网络部署过程转化为节点在虚拟势场中受虚拟力作用而自主移动和自主转动的过程。仿真结果表明,与空间划分算法相比,该算法的覆盖能力较强,并且能耗较低。
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计算机工程. 2018, 44(5): 78-82. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046075
目前针对移动应用的安全评估方法多数关于漏洞收集和恶意样本行为的关联挖掘,难以应对移动应用快速增多的现状。为此,将安全漏洞和攻击威胁作为节点,基于攻击图的方式构建移动应用安全威胁评估模型。使移动应用的安全漏洞和攻击威胁基于关联性相互连接,在评估移动应用的安全威胁时量化漏洞风险值并考虑其关联性对评估结果的影响。实验结果表明,该模型能够提高移动应用安全威胁评估的准确性,并且适用于大规模移动应用模型的构建,具有良好的可扩展性。
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计算机工程. 2018, 44(5): 83-87,93. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046673为在无线可充电传感器网络中部署尽量少的充电器实现充电代价最小化,根据传感器节点的位置关系和拓扑特征设计2种无线充电器位置优化算法:近似算法与聚类分区算法。采用分割技术将网络划分成若干个网格的形式,分别求解每个网格内最少充电器数目,并通过移位策略减少充电器数目,提出近似比为(1+ε)的近似算法。同时,采用贪心思想进行聚类分区,结合最小包围圆算法提出聚类分区算法。复杂度分析与仿真结果表明,2种算法都能准确求解出充电器的位置,其中聚类分区算法部署的充电器数目更少,并且时间复杂度更低。
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计算机工程. 2018, 44(5): 88-93. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046425针对现有的基于并行策略和串行策略的消息传递算法,以及基于对数域的并行MAX-Log消息传递算法,存在算法复杂度和检测性能缺乏对比分析的问题,对以上3种算法的实现原理进行阐述,结合串行MPA算法和并行MAX-Log MPA算法的优点,提出一种基于对数域的串行MAX-Log MPA算法。把已更新的消息传递给后面的节点,从而更加充分地利用新信息,加快算法的收敛速度,并且通过收敛所需要迭代次数的减少来进一步降低计算复杂度。仿真结果表明,与基于并行策略的MPA算法相比,该算法收敛速度快,算法复杂度低。
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计算机工程. 2018, 44(5): 94-100,106. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046140内置缓存是命名数据网络的关键特征之一,为实现节点缓存的高效利用,基于局部流行度,提出一种新的分布式协作缓存策略。通过对用户接入节点进行周期性地统计内容请求速率,并将结果随兴趣包转发,避免请求聚合的影响,在请求路径上依据缓存收益实现缓存决策,在邻居节点之间执行局部缓存通告,提升缓存利用率。仿真结果表明,该策略能够降低请求时延,提高缓存命中率。
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计算机工程. 2018, 44(5): 101-106. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046471为解决当前异构网络物理层安全性能低下的问题,提出一种带内全双工(IB-FD)无线回程方案。在大规模多入多出(MIMO)双层HetNets中,宏蜂窝和小蜂窝通信链路受恶意窃听者窃听,将无线回程信号作为宏蜂窝与小蜂窝通信的干扰信号,以增强通信链路质量。借助随机几何与概率统计工具,将网络节点分别建模为齐次泊松点过程,研究宏蜂窝下行和小蜂窝上行传输的安全概率。研究结果表明,在大规模MIMO双层HetNets中,将IB-FD无线回程信号作为一种干扰信号,宏蜂窝下行和小蜂窝上行链路的安全概率得到有效提高,且物理层安全性能优于带外全双工无线回程方案。
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计算机工程. 2018, 44(5): 107-112,123. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047759为实现航空集群作战中大量分散机动作战单元的有效连通,提出一种利用无人机构建中继网络的设想,并对该网络的部署问题进行研究。根据无人机中继网络的特点给出节点聚集度的概念,为综合考虑作战单元覆盖、网络连通和抗毁性进行部署,基于节点聚集度定义面向无人机中继网络的性能评估参数,在此基础上,设计虚拟力局部调整的粒子群优化算法。实验结果表明,该算法在保证网络连通的前提下,能够有效提高网络的覆盖率和抗毁性,得到较好的部署效果。
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计算机工程. 2018, 44(5): 113-118. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046314由Python编程语言编写的程序,其编译生成的字节码是针对Python虚拟机的具有特定结构的文件,该文件很容易被逆向工具反编译,从而损害开发者的经济利益和个人隐私。传统的防逆转方法存在其处理后的字节码文件易被破解、程序运行效率低等问题。为此,提出一种新的Python字节码文件保护算法。在不影响程序执行结果的前提下,将Python字节码文件中的多个操作码合并为一个新操作码,改变操作码序列的结构和语义,最终达到防逆转的目的。实验结果表明,该算法不仅能防止Python字节码文件被反编译,而且可以减小字节码文件的存储空间,提升程序执行效率。
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计算机工程. 2018, 44(5): 119-123. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046506传统的射频识别(RFID)系统在通信过程中的信息有可能被恶意用户窃听,造成保密信息外泄。为此,提出一种提高RFID系统物理层安全性能的方法。以安全容量为评价指标,分析2种不同情景:当窃听者信息可获知时,通过中继选择的方式保证通信安全,使得安全容量最大化,当窃听者信息无法获知时,采用人工干扰的方式降低窃听者能力,得到最佳的功率分配方案。仿真结果表明,该方法用极小的干扰功率能够大幅提高系统的安全容量。
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计算机工程. 2018, 44(5): 124-127. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048189分析一种基于身份的车载自组网匿名认证方案,指出该方案由于将盲化处理后的公钥和私钥作为认证信息在公开信道上传送,使攻击者能够利用截获的公私钥信息伪造认证信息。针对该问题,提出改进方案,利用一次性公钥构造时间戳的签名作为认证信息,阻止攻击者获得私钥信息。分析结果表明,改进方案在实现匿名认证的同时,能够有效抵抗伪造攻击。
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计算机工程. 2018, 44(5): 128-132. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046456在网络入侵情报协同分析过程中,告警数据的共享使被攻击者面临隐私泄露的风险。针对现有告警信息隐私保护方法无法应对背景知识下恶意分析的问题,提出一种新的网络告警关联分析方法。以原始告警序列数据集作为输入,利用Laplace机制构建支持差分隐私保护的噪声告警序列前缀树。在此基础上,通过遍历噪声前缀树生成泛化告警序列数据集,使用频繁序列挖掘算法实现告警关联。从理论角度证明该方法支持ε-差分隐私保护,并在典型多步攻击场景LLDoS1.0 inside数据集上进行验证。实验结果表明,该方法在保护告警序列隐私的同时,能够提高告警关联准确性。
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计算机工程. 2018, 44(5): 133-139. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046507现有的数字权利保护语言在表达力、灵活性、更新和交互能力方面存在不足。为此,建立基于社交网络的数字权利保护模型SociDRM。在分布式逻辑语言Active-DU-Datalog的基础上构建SociDRM模型并说明其权利保护机制,探讨模型中实现数字内容的使用、转移、重用和合理使用模式,同时解释模型在社交网络中的实现方法,并与基于XML语言的模型等进行对比,结果表明,该模型在语义完整性、版权保护表达力等方面,与社交网络结构更匹配。
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计算机工程. 2018, 44(5): 140-145. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046782为解决广播用户收视兴趣复合性问题,提出一种基于时间情境感知的电视用户群组发现策略。采用张量分解获取节目和收视时间的隐性特征矩阵,利用马尔可夫聚类算法实现对记录的分类,并根据记录分类结果发现用户群组,用户组群以家庭用户为单位,识别出特定时段具有相似观看兴趣的所有家庭用户,并针对家庭用户群组实现节目推荐功能。实验结果表明,该策略可减小组内用户与群组整体在观看兴趣方面的平均绝对误差,并提高组内成员的观看兴趣相似度。
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计算机工程. 2018, 44(5): 146-154. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048549针对当前虚拟网络映射存在局部区域的节点和链路负载压力过大、节点和相邻链路传输时产生报文抖动和资源浪费等问题,设计一种基于全网负载均衡的虚拟网络映射算法。将节点和相邻链路资源差异性考虑到节点映射中,对k最短路径算法的邻接矩阵进行优化,将矩阵转换成反映链路负载均衡的映射矩阵。通过对节点和链路资源的动态调整,分析虚拟网络映射时出现的瓶颈问题。实验结果表明,与随机算法和贪婪算法相比,该算法具有更好的虚拟网络映射率和网络负载均衡性。
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计算机工程. 2018, 44(5): 155-161. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048934针对现有数学表达式检索系统中待检索表达式与目标文档之间的语义关联问题,在使用序列化特征提取方法解析LaTeX表达式的基础上,提出一种基于Ontology的数学表达式检索方法。运用Ontology建立数学表达式及其概念之间的联系并构建数学表达式语义本体库,以达到输入关键词、概念、短语和数学名词可检索数学表达式语义相关文献的目的。实验结果表明,基于Ontology的数学表达式检索方法运用本体概念扩展查询结果集,使得查全率、查准率和扩展率均有一定程度提高。
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计算机工程. 2018, 44(5): 162-167,173. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046263
现有近似邻居集选取方法存在分类较粗、标签缺失等问题,在移动服务方面无法取得较好的效果。为此,提出一种有效的近似邻居集选取方法。通过改进短文本相似度计算方法,基于服务介绍内容,求出移动服务之间的相似度,根据服务相似度,改进用户相似度计算方法,得到用户之间非对称的有向相似度,给出分步筛选法,解决由于冷启动等原因引起的目标用户近似邻居集数量庞大的问题。实验结果表明,该方法的准确率高于关键词重叠法和余弦法。
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计算机工程. 2018, 44(5): 168-173. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046862传统情感词典构建方法存在依赖语义知识库、覆盖率有限、领域适应性差等问题。为此,提出一种利用语料库来构建情感词典的方法。该方法选取情感种子词,在语料上训练Word2Vec词向量来选取与种子词相似度高的词语作为候选情感词,并在语料上分析与种子词具有连词关系的词语作为候选情感词。通过种子词和候选情感词之间的相似度构建语义关联图,使用标签传播算法计算情感词的极性,从而构建情感词典。实验结果表明,与基线方法相比,该方法能获得较高的准确率和较好的鲁棒性。
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计算机工程. 2018, 44(5): 174-181,187. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048085社会网络的结构分析一般通过社团探测来实现,但现实网络中节点具有层次性,少量节点拥有大量连接,使网络不能得到最优划分。为此,提出一种改进的基于重要节点删除的网络分解方法。运用基于中心节点删除的网络分解策略对复杂网络结构进行分析,通过节点介数的快速计算方法计算节点中心性,以迭代的方式删除中心节点使网络分解,并将中心节点与分解出的分支在邻接矩阵中的位置重排序,得出社会网络的层次结构划分。在真实网络上的实验结果表明,删除网络中介数最高的节点可使网络快速分解,根据网络分解结果将原网络简化为一个以中心节点为核心,以分解出的较大分支为叶子的星型结构,可以更好地表示网络中节点的层次关系。
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计算机工程. 2018, 44(5): 182-187. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046274基于卷积神经网络(CNN)的方法在情感分类任务中得到广泛应用,该方法使用词向量作为网络的输入,但是,在卷积过程中每个词向量只能表征一个单词,并不蕴含上下文信息,导致了信息传递连续性的降低。为此,构建一种基于词语邻近特征的CNN模型,在卷积过程中让每个词向量携带邻近词语的特征,既保证信息传递的连续性,也保证词向量在局部范围内的序列性。实验结果表明,在COAE2014(二分类)和COAE2015(三分类)的情感分类任务上,该模型的准确率分别达到89.43%和85.61%,验证了其可行性和高效性。
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计算机工程. 2018, 44(5): 188-193,200. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046702针对大型社交网络影响最大化算法时间复杂度较高,并且节点影响覆盖率较低的问题,提出一种新的影响力最大化算法。采用PageRank算法选择影响力较高的节点作为备用种子,通过统计备用种子对潜在可激活节点的激活轮次和激活次数来计算其合并影响概率,并采用遗传算法从中选择合并影响概率最大的k个结果作为种子节点。仿真结果表明,与DegreeDiscount、PageRank等算法相比,该算法能获得较好的节点选取效果。
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计算机工程. 2018, 44(5): 194-200. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046434垃圾邮件形式内容多变,容易伪装成正常邮件而绕过检测,其中新型垃圾邮件的检测漏报率较高。为此,结合反向选择和支持向量机(SVM)的思想,设计一种新的自适应性分类器并应用于垃圾邮件检测。使用SVM的最优超平面对邮件进行预分类,得到与预测模型匹配的“正常邮件”和垃圾邮件,运用反向选择算法(NSA)对筛选出的“正常邮件”数据集进行二次过滤以检测出新型垃圾邮件,并利用含有标签的正常邮件和垃圾邮件集合自适应更新原有的最优超平面,循环上述检测过程直至垃圾邮件的识别率趋于稳定,最终得到的最优超平面符合当前检测最优。实验结果表明,相对于SVM与NSA,该检测方法能在保证正常邮件高识别率的基础上,提高新型垃圾邮件的识别率。
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计算机工程. 2018, 44(5): 201-204,214. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0045763针对无线Mesh网络骨干节点部署的优化问题,提出新的无线Mesh网络骨干节点部署优化算法。该算法根据用户需求点动态变化而调整骨干节点的部署位置。运用对称位移映射的TSDPSO算法适应动态环境,在新周期开始时检测环境是否变化,并更新节点部署位置以适应需求变化。在满足用户带宽需求和网络连通性前提下,使用粒子群算法筛选网关位置,以最小化路由器数量为目标逐步添加权重最大的相邻节点完成部署。实验结果表明,该算法可在动态环境变化时得到有效的部署方案。
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计算机工程. 2018, 44(5): 205-208. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046937图像压缩感知中测量矩阵的相关性直接影响重构性能。压缩比与重构性能成正比,压缩比越小,对测量矩阵和重构算法的要求越高。针对压缩比小于0.5的情况,基于正交基线性表示确定性测量矩阵,提出遍历查找的方法,从而打破哈达玛矩阵对被测量信号维数的限制,并给出一种基于循环移位法构造正交系数的改进算法来构造确定性测量矩阵。仿真结果表明,该算法重构的峰值信噪比高于高斯随机测量矩阵和伯努利随机测量矩阵。
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计算机工程. 2018, 44(5): 209-214. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046316为满足机器视觉系统的实时性要求,提出一种新的快速图像配准算法,即高斯多尺度快速注册算法(GMFR)。GMFR综合图像空间域互相关算法(CC)与频域互功率谱算法(CPS)在配准精度和效率上的优势,并在图像多尺度表达的基础上,通过引入高斯平滑来避免图像亚采样过程中的细节丢失问题。为了对配准算法进行定量分析,进一步定义性能函数,随图像规模的增大算法的性能优势得到成倍提高。在真实引线框架图像上的实验结果表明,即使针对复杂噪声图像,GMFR仍具备较高的配准准确率和较强的鲁棒性,与传统的CC以及CPS图像配准方法相比,该算法效率明显提高。
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计算机工程. 2018, 44(5): 215-219,226. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046885针对基于人工提取特征的行人检测器鲁棒性差的问题,借鉴目标检测的研究成果,提出一种行人目标实时检测方法。以YOLO网络结构为基础,结合行人在图像中呈现宽高比小的特点,聚类选取合适的候选框数量和规格,改进YOLO网络结构,调整候选框在X、Y轴方向的分布密度,形成适用于行人检测的网络结构。实验结果表明,与HOG、LatSVM-v2等行人检测方法相比,该方法降低了漏检率和误检率,提高了定位准确性,检测速度满足实时性要求。
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计算机工程. 2018, 44(5): 220-226. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046334现有的视差图像拼接算法中单应性矩阵不具有全局性,且存在计算量大、拼接结果有重影和结构扭曲等问题。为此,提出一种新的的视差图像拼接算法。采用图割算法将参考图像和目标图像分割成若干个具有独特性质的图像块,并对图像块编号。运用SIFT算法对图像进行特征提取,在特征描述子中加入特征点的图像块信息,确定目标图像与参考图像之间的特征匹配图像块。通过特征分块法计算全局单应性矩阵,找出最优的全局单应性矩阵对目标图像进行预配准。在重叠区域加入形状扭曲约束和块链接约束局部优化预配准图像,得到修正后的图像,并进行图像融合获得全景拼接图像。实验结果表明,特征分块算法可确保单应性矩阵的全局性,减少迭代次数,提高计算效率,同时局部优化算法可以较好地消除重影和扭曲,保证图像拼接质量。
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计算机工程. 2018, 44(5): 227-233,239. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048807现有分割模型多数不能兼顾概率噪声图像和非均匀图像的分割精度,为此,构建一种改进的活动轮廓模型。引入新的邻域拉伸变形机制,使用图像梯度引导邻域变形,以降低无关信息和噪声点对分割结果的影响。将局部相关性系数引入能量泛函,使模型可以准确辨别信息价值较高的像素点。在此基础上,通过最小化能量函数驱动活动分割轮廓向目标边缘演化。实验结果表明,该模型可有效分割具有弱边界性质的概率噪声图像,且分割精度高于自适应LCV模型、LCK模型等。
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计算机工程. 2018, 44(5): 234-239. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046925
基于量子图像的柔性表示法,提出一种安全的量子水印协议,借助连分式算法以加强水印图像的不可见性。在协议执行过程中,只有产权方才能提取和恢复水印,既保证了水印图像安全,又提供了有效的版权证明。实验结果表明,相比传统水印协议,该协议的水印图像尺寸达到最大,并且嵌入容量提高了8倍,能够更好地度量协议执行的计算负载性能。
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计算机工程. 2018, 44(5): 240-245. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048490针对现有显著性检测方法鲁棒检测效果较差这一问题,提出一种新的基于空间卷积神经网络的显著性检测算法。利用去均值、归一化的预处理方法获取目标候选区。一方面通过引入卷积变换网络,建立提取显著物体上下文信息的全局模型,得到相应的目标检测信息显著图;另一方面构建特征子网络结构输出6维变换矩阵,经过空间变形模块改造输入图像,获取边缘信息。将空间变换网络输出的局部置信度融入到全局显著信息图,求取特征表达最大值,实现显著性与非显著性划分,完成显著性检测任务。实验结果表明,该算法不仅在同等条件下显著检测的AUC值得到了提高,并且生成的显著性图聚焦点突显,鲁棒检测效果得到明显改善。
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计算机工程. 2018, 44(5): 246-251. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046059为提高在非限制性环境下的人脸年龄估计与性别识别准确率,提出一种基于深度卷积神经网络的人脸特征提取方法。通过采用一般到特殊的微调方案,在大规模数据集上进行人脸识别预训练得到的VGG-Face模型,运用该模型在CelebA人脸属性数据集上对其中5个属性进行微调训练,得到人脸属性模型,将网络全连接层特征进行连接作为人脸特征向量。使用随机森林分类器在Adience数据集上进行训练和测试,利用随机森林方法处理高维的数据,选出对年龄与性别分类较重要的特征。实验结果表明,该方法能够克服复杂光照、姿态变化的影响,准确地对自然场景下的人脸进行年龄估计和性别识别。
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计算机工程. 2018, 44(5): 252-255. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046947传统基于块的立体视频视差估计算法计算复杂、效率较低,难于以硬件实现。为此,提出一种基于三维自组织映射的视差模式识别算法。根据图像块均值的大小,为视差序列建立高、底亮度模式库,输入块根据均值大小在不同的库中匹配模式块,从而实现视差估计。在模式库训练时引入频率敏感方法,以提高矢量利用率,减少死神经元,降低获胜矢量响应频率。实验结果表明,与基于块的视差估计算法相比,该算法的视差预测图像的平均峰值信噪比提高了1.78 dB。
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计算机工程. 2018, 44(5): 256-261. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046903为解决情感语音基频转换过程中基频建模的间断性问题,提高生成语音的情感自然度,利用非负矩阵分解(NMF)技术,提出带有参数控制的情感语音基频转换方法。选择连续小波变换参数化基频并对语音韵律结构中的各层级进行独立建模,采用NMF将基频特征数据分解为基范例及其对应的权重,将目标基范例替换待转换语音基范例并重建目标语音基频。此外,引入激活度调整因子作为参数控制对现有模型进行优化。实验结果表明,在小数据库语料中,该方法在基频重建误差与情感力度方面都显示出优势,且能够有效地将中性语音转换为情感语音。
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计算机工程. 2018, 44(5): 262-267. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046946基于辨识向量(i-vector)的说话人感知训练方法使用MFCC作为输入特征对i-vector进行提取,但MFCC较差的特征鲁棒性会影响该训练方法的识别性能。为此,提出一种基于改进i-vector的说话人感知训练方法。设计基于SVD的低维特征提取方法,用其提取的特征替代MFCC对表征能力更优的i-vector进行提取。实验结果表明,在捷克语语料库中,相对于DNN-HMM语音识别系统与原始基于i-vector的说话人感知训练方法,该方法的识别性能分别提升了1.62%与1.52%,在WSJ语料库中,该方法识别性能分别提升了3.9%和1.48%。
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计算机工程. 2018, 44(5): 268-273,279. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046615基于软件定义网络的流媒体边缘云需要有效的路径规划策略,传统规划策略多数仅考虑网络负载和拓扑信息,在执行效率和优化效果上存在不足。为此,提出一种动态分层的路径规划策略。利用不同用户区域服务请求的相对独立性,通过对物理网络资源的虚拟划分将原问题分治为多个子问题,并在求解过程中综合考虑服务现状和视频流行度信息以对网络资源进行分配。实验结果表明,该策略能有效避免网络拥塞,提升系统服务质量,并保持较低的服务代价。
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计算机工程. 2018, 44(5): 274-279. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046754多媒体技术飞速发展,使得篡改软件具有了易获得、易操作的特点,其产生的伪造视频会严重扰乱社会秩序。为此,对篡改视频进行研究,针对对象移除视频,提出一种新的空时域联合检测算法。分别从时域、空域2个角度挖掘互补特征,以达到联合检测的目的。在时域提取残留信息时,从视频剖面图的角度分析篡改区域,不仅达到了降维的目的,还使得篡改痕迹更加明显。实验结果表明,该算法取得了较好的检测效果。
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计算机工程. 2018, 44(5): 280-285,295. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046812现有的命名数据网络缓存策略较少考虑节点间的缓存协作,易导致相邻节点缓存相同的内容,降低网络整体缓存效率。为此,构建一种全域协作缓存模型,针对模型求解难度较大的特点,提出一种基于灰狼优化(GWO)算法的预留协作缓存算法RCC。使用sigmoid函数将GWO算法连续位置更新函数二进制化,并编写位置检测与更正算法,以修正灰狼非法位置。仿真结果表明,相较于CVX优化器,该算法能以较小的时间和内存求得问题的近似最优解,且与传统缓存策略相比,其能取得较高的缓存命中率及较小的请求平均跳数。
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计算机工程. 2018, 44(5): 286-290. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046379目前智能手机节能技术大多是以约束用户行为为前提的。为兼顾节能与用户体验,提出一种基于手机用户使用习惯的能耗优化方法。采集用户在屏幕关闭时使用应用程序的网络活动数据,通过挖掘、分类和归纳等技术生成决策树,预测应用程序对用户的重要性,建立应用程序网络请求最优控制的数学模型。使用多背包算法求解该最优控制问题,限制屏幕关闭后的应用程序的网络请求。实验结果表明,该方法的节能百分比维持在38.4%左右,相比于延迟容忍、批处理等节能技术提高了19.9%,能够在不影响用户体验的基础上改善智能手机的能耗问题。
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计算机工程. 2018, 44(5): 291-295. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046769
传统的端口号与深度包检测分类技术已不能满足网络中各类应用的分类要求,无法进行准确分类。为此,提出一种基于半监督学习的马尔科夫模型网络流量分类算法。利用流之间的相关性构建马尔科夫模型,采用密度计算的方法估计聚类的中心点,通过KL距离计算中心点与样本之间的相似度,将样本划分到不同的应用类型中。使用马尔科夫模型提取特征参数,用以识别流量应用类型,并提高准确度,解决传统的基于半监督学习的流量分类方法依赖不稳定聚类算法的问题。实验结果表明,使用该方法机器学习得到的网络流量分类器可以取得理想的分类效果。
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计算机工程. 2018, 44(5): 296-302,308. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047111小型空中飞行平台在接入空天异构无线网络时,现有切换算法未充分考虑下一时刻网络与用户状态以及用户对不同业务的传输需求。为此,提出一种支持空天异构无线网络的Q学习优化算法。在回报函数中考虑用户体验,将通过综合预测方法获得的当前与下一时刻网络的信干燥比、用户移动速度、网络切换代价、信息传输的时延及网络的拥塞程度作为综合评价参数,同时根据层次分析法确定不同业务类型下的评价参数权值。仿真结果表明,在用户到达率较高、环境干扰强度较强时,相比基于Q学习的切换判决算法,该算法可以有效提高网络切换成功率并降低切换次数,在传输不同类型的业务时,可以提供更优的网络切换策略并降低切换阻塞率。
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计算机工程. 2018, 44(5): 303-308. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046874分层异构网络改变传统蜂窝网络的拓扑结构,以提高网络容量,降低网络能耗,但其中存在的严重层间干扰问题会带来网络能效的下降。为此,在分层异构网络增强型干扰协调的基础上,提出几乎空白子帧(ABS)比率优化算法,用以改善网络能效。推导网络能效与ABS比率间的函数关系,通过求该函数极大值的方法优化网络能效最大化的ABS比率值。仿真结果表明,相比最大吞吐量、最大公平性的ABS比率优化算法,该算法可有效增强网络能效。
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计算机工程. 2018, 44(5): 309-315. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047595在扩展目标高斯混合概率假设密度滤波中,量测集的划分需要进行大量计算,导致运行效率较低。针对该问题,提出一种新的扩展目标量测集划分算法。采用局部异常因子对杂波进行滤除,将层次聚类与采用密度极点的算法相结合对量测集进行划分。实验结果表明,与距离划分、K-means++划分、DBSCAN划分算法相比,在扩展目标处于交叉和近邻2种情况时,该算法对目标的外形不敏感,在保证扩展目标跟踪性能的同时,减少了计算时间。
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计算机工程. 2018, 44(5): 316-321. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046583针对用于地图匹配的DS证据理论中证据过少导致匹配结果不稳定的问题,提出一种新的双模式地图匹配算法。采用方向、距离、历史3个证据进行证据融合,利用线性拟合优度进行结论论证,通过检验输出投影结果。由于一种匹配模式不能适用于所有类型的道路,因此对道路结构进行划分,分别使用路口模式和路段模式进行匹配。实验结果表明,与传统DS理论地图匹配算法相比,三证据DS理论双模式地图匹配算法匹配准确率更高,匹配时间缩短近1/3。
2025
第51卷 第4期
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