2018年, 第44卷, 第6期 刊出日期：2018-06-15
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计算机工程. 2018, 44(6): 1-7. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047069
传统的图形处理器(GPU)执行PGrid索引K最近邻(KNN)查询方法时存在查询粒度大、冗余计算多、性能不稳定等问题。为此,基于空间KNN关系查询,提出一种基于细粒度划分查找范围的KNN查询策略。基于欧氏距离的三角不等特性构建Cell的动态查询范围扩展,实现查询范围相对于Cell各个边界距离的细粒度划分和扩展,分析给定K值时对象数量的优化格网尺度。实验结果表明,与传统KNN查询方法相比,该查询策略在不同K值和格网划分尺度下具有明显的性能优势。
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计算机工程. 2018, 44(6): 8-12. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048320
对于用户异常用电行为的检测,电力企业通常采用人工检查的方法,但该方法需要消耗大量的人力、物力,且容易受主观因素的影响。为此,提出一种基于岭回归模型的异常用电行为识别算法。通过收集用户用电数据,对岭回归模型进行训练,并将训练好的模型用于异常用电行为的自动检测。为捕获未知的用户用电行为类别样本信息,在岭回归模型的基础上引入图正则项。考虑到用电数据的非线性分布特性,通过核函数的方式,将原始数据映射到高维希尔伯特空间,得到基于图正则的非线性岭回归模型。实验结果表明,与最小二乘、岭回归、图正则岭回归模型相比,该算法具有更高的识别准确率。
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计算机工程. 2018, 44(6): 13-17,23. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047313
针对用户聚类时部分近邻被遗漏和近邻用户选取依据单一的问题,通过对项目评分和类型评分进行聚类,提出一种新的推荐算法。结合用户对项目的评分记录生成用户-项目评分矩阵和用户-项目类型评分矩阵,基于此对用户进行模糊C均值聚类,同时改进距离度量方法,根据聚类生成的隶属度矩阵在隶属度高的簇中选取对应最近邻,并通过加权生成预测评分,最终产生推荐。在MovieLens数据集上的对比结果表明,该算法能够真实地反映用户评分,有效提高推荐系统的预测准确性。
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计算机工程. 2018, 44(6): 18-23. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047207
针对传统朴素贝叶斯分类算法处理多维连续型数据时准确率较低的问题,提出基于属性关联的改进算法。通过高斯分割对属性类别不同的多维连续型数据集进行离散化处理,并使用拉普拉斯校准、属性关联和属性加权方法改进朴素贝叶斯分类过程。实验结果表明,与基于拉普拉斯校准或属性加权的改进算法相比,该算法能够提高分类准确率,且提升幅度在一定范围内随着属性数量的增加而增加,适用于多维连续型数据的分类。
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计算机工程. 2018, 44(6): 24-28. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047104
为解决哈希分布表转换为随机分布表后连接效率低的问题,提出一种大规模并行处理数据库中哈希表的并行连接操作算法。根据共享存储环境下哈希分布表的数据块分布特性,并结合随机读取的扫描优势,利用数据多副本分布式存储提高本地读比率,且不损失数据块哈希分布的特性。TPC-H标准测试结果表明,与传统并行连接算法相比,该算法能有效提高连接操作效率,连接查询语句最高可降低30%的响应时间。
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计算机工程. 2018, 44(6): 29-33. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047129
联合频谱检测算法在检测授权用户频谱时,认知用户数量的增加会使有限的控制信道带宽成为制约算法实际应用的瓶颈。针对该问题,提出一种多门限联合频谱检测算法。在建立频谱检测模型的基础上,根据应用偏重要求的不同对认知用户进行权值分簇,从而避免控制信道阻塞。理论分析和Matlab仿真结果表明,在瑞利信道下,该算法可有效减小网络时延,提高系统检测概率。
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计算机工程. 2018, 44(6): 34-39. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046980
当认知无线电网络中的主用户活动时,网络连通性较差。针对该问题,结合功率控制和信道分配技术,提出使用最小数目信道构造双信道连通无冲突拓扑的方案。生成基本拓扑,使用图着色理论为每个次级用户分配信道。在此基础上,考虑到删除节点后局部冲突图可能不连通,利用改进MPH算法给最短路径密集经过的节点分配路径权值。同时为避免删除节点后拓扑被分为两部分,取切割部分点间最短距离的一半位置添加节点,从而实现双信道连通。理论分析和仿真结果表明,在任意主用户引起的单信道中断情况下,该方案能够保持网络连通,同时减少所需信道数和网络花费。
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计算机工程. 2018, 44(6): 40-44. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047435
稀疏码多址接入(SCMA)作为一种新型非正交多址接入技术,可满足5G海量连接的性能需求,但其中消息传递算法存在收敛速度慢、复杂度高的问题。为此,针对SCMA系统提出一种低复杂度的多用户检测算法。通过减小译码时叠加码字星座点搜索范围并引入权重因子,改变搜索范围内叠加码字星座点的初始概率,从而加快译码速度并提高准确率。理论分析与仿真结果表明,该算法不仅能够有效降低复杂度,而且还能加快迭代过程的收敛速度。
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计算机工程. 2018, 44(6): 45-49. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046881
在认知无线电网络中,频谱感知的效能往往通过系统的吞吐量进行体现。为此,在传统感知帧结构的基础上,通过引入协作频谱预测和频谱分割定义一种新的感知帧结构,并结合基于DBSCAN的隐马尔科夫模型协作频谱预测算法,提高频谱预测的准确率,降低协作预测带宽的消耗,从而增加系统吞吐量。仿真结果表明,与不含协作模块的频谱分割帧结构和含有协作模块但未进行频谱分割的帧结构相比,改进的帧结构可有效提高系统吞吐量。
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计算机工程. 2018, 44(6): 50-56. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047190
将传统二维角度域波束赋形算法应用于三维多输入多输出(3D MIMO)场景时,会导致波形畸变、不稳定甚至失效。为此,在传统二维最小均方误差算法的基础上,提出一种改进的3D MMSE角度域波束赋形算法。在面阵信号模型中利用特征分解法对信号相关矩阵进行分解,去除与噪声相关的小特征值扰动因子,以此解决波形畸变与算法失效问题。仿真结果表明,该算法可实现3D角度域波束赋形,相对3D MVDR算法和ZF算法,其阵列输出均方误差较小,信干噪比较高。
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计算机工程. 2018, 44(6): 57-61. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046907
针对正交频分复用(OFDM)系统中固有的高旁瓣问题,结合子载波加权方法,提出一种OFDM系统旁瓣抑制算法。根据若干优化限制进行优化运算,使得传输信号的旁瓣达到最小值,从而确定载波权重。在子载波加权的基础上引入时域加窗,将发射信号与不同于传统矩形窗的窗函数做相乘运算,最终对带外辐射进行有效抑制。仿真结果表明,在无需传输任何边信息的情况下,子载波加权方法平均能够抑制辐射强度不低于10 dB的OFDM旁瓣,对加权后的OFDM信号采取加窗处理,则可以抑制辐射强度约为25 dB的旁瓣。
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计算机工程. 2018, 44(6): 62-67. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046402
复杂网络节点重要度排序对网络抗毁性研究具有重要意义,但现有节点重要度排序方法多数没有兼顾网络结构变化和重要邻居节点的影响。为此,在结合多属性评估和节点删除的基础上,提出一种改进的复杂网络节点重要度排序方法。根据节点的网络局部属性、网络全局属性和网络位置属性选取评估指标,采用理想点法综合评估初始网络节点重要度,并依次删除最重要节点、评估剩余网络节点重要度,以此减小网络结构变化和重要邻居节点对节点重要度排序的影响,从而得到最终的网络节点重要度排序结果。实验结果表明,与理想点法、NICCM方法等相比,该方法能更准确地对网络重要节点进行识别和排序。
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计算机工程. 2018, 44(6): 68-73. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046846
在无线传感器网络中,现有基于网络编码的低能耗可靠机会路由算法(EROR),在均衡节点能量消耗和延长网络生存时间上存在不足。为此,提出一种基于网络编码的机会路由优化算法(OPEROR)。通过信道误码率和丢包率计算节点接收编码包失败的概率,以减少编码包的重传次数。转发集中的节点在收齐解码所需的编码包后直接广播自己的代价数据包,不再发送确认包,从而减少网络开销和确定主转发节点的等待时间。主转发节点的邻居节点根据收到的代价数据包更新自己的转发代价后再判断自己是否成为协助转发节点,防止转发代价大的邻居节点也转发编码包。仿真结果表明,与EROR算法相比,OPEROR算法可以延长网络生存时间并降低平均能耗。
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计算机工程. 2018, 44(6): 74-79. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046972
低占空比无线传感器网络使节点处于低占空比状态,能极大延长网络的生命周期,但却使网络中的休眠延迟变长。为此,提出一种能耗与时间权衡的多唤醒休眠调度算法。通过动态感知剩余能量并采用多唤醒机制,从而确定一个适用于任意拓扑结构下的延迟下界。仿真结果表明,与LES算法及TOSS算法相比,该算法的休眠延迟性能提升明显,能均衡网络能耗,有效延长网络的生命周期。
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计算机工程. 2018, 44(6): 80-85. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046325
为解决无线传感器网络中因簇头能量消耗不均所产生的热区问题,提出一种多基站分区路由协议。在监测区域中部署多个基站并进行合理的分区,采用引入变尺度混沌策略的蝙蝠优化算法选择簇头节点,以避免蝙蝠算法陷入局部最优。在数据传输阶段,簇头节点选择剩余能量大于平均能量且离基站最近的节点作为下一跳。仿真结果表明,相比LEACH协议和DEBUC协议,该协议能够有效减少并均衡能量消耗,提高数据包接收量,延长网络的生存周期。
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计算机工程. 2018, 44(6): 86-92. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046512
超奈奎斯特(FTN)传输具有较高的信息传输速率和频谱效率,在5G移动通信系统中具有广阔的应用前景。但是,符号间隔的压缩导致了较为严重的码间串扰,降低了载波同步的性能。针对上述问题,通过二次多项式对周期图主瓣进行拟合,得到频谱峰值的索引值,进而计算得到频率估计值,提出一种FTN信号载波同步算法,并通过增加FFT点数、将拟合法与插值算法相结合的方法对该算法进行改进。仿真结果表明,与Candan算法、邻位符号相除算法等相比,该改进算法能更好地适应FTN信号的传输特性,载波参数估计性能逼近克拉美罗界。
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计算机工程. 2018, 44(6): 93-99,103. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046548
带宽利用率是网络传输能力评价的核心指标,其值过高节点会出现拥塞现象,导致网络性能急剧下降。为此,基于该指标提出一种指数函数调制的路由算法EBURM。构建一个目标函数模型,给出目标函数中传输效率、带宽利用率和步长因子的理论值和计算公式,并在当前主流园区网架构基础上,利用仿真工具对OSPF经典路由机制和EBURM路由机制进行验证比较。实验结果表明,EBURM在控制路径条数目为5以内的条件下,具有优良的线性特征,可最大限度调节网络中源节点的流量发送策略,降低流量传输的代价。
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计算机工程. 2018, 44(6): 100-103. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048913针对现有路径覆盖算法较少考虑传感器移动距离最小的现状,在证明最小传感器移动路径覆盖是NP难问题的基础上,提出一种启发式路径覆盖算法。通过路径离散化寻找冗余节点和冗余路径,从而逐步移动传感器,使其最终覆盖整条路径且移动总距离最小,并通过分析得出m个传感器覆盖路径中n个点的算法时间复杂度为O(n4m+n3m2)。仿真实验表明,在路径点数量和系统参数改变的情况下,该算法可有效降低时间复杂度,缩短移动距离。
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计算机工程. 2018, 44(6): 104-110. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047884针对目前因勒索软件造成网络安全事故的问题,在对大量勒索软件样本进行分析的基础上,提出一种基于动态符号执行的勒索软件检测与分析方法。基于插桩工具Pin和约束求解器STP构建ADRAS系统模型,利用动态符号执行和可满足性模理论技术监控勒索软件的加密函数,同时捕捉勒索软件加密行为以及相关的加密信息,从而对多个家族的勒索软件进行检测。实验结果表明,ADRAS系统模型可检测15种已知勒索软件家族的样本,包括著名的CryptoLocker以及最近爆发的WannaCry。
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计算机工程. 2018, 44(6): 111-116. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049841
为提高云存储用户数据上传的效率和安全性,提出一种基于多比特重复数据删除的云存储信道隐藏方法。构建包含云存储提供商、受害者和攻击者的交叉用户信道隐藏框架,采用消息的选择上传机制,以消除“0”文件上传的必要性,减少上传文件的数量。同时,为实现多比特隐藏信道无差错解码,提出一种新的同步技术对文件进行时间戳排序,从而提高数据传输的秩序。在云存储服务器SugarSync和BaiduYun中的测试结果,验证了该方法的有效性和安全性。
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计算机工程. 2018, 44(6): 117-121,129. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048197应用程序编程接口(API)密钥的泄露可能导致相关服务被恶意利用,从而造成难以预估的经济损失。为此,通过对样本进行基本特征统计和源代码静态结构分析,提取出不同项目代码中API密钥的共性特征,从而构建一种基于机器学习的自动识别源代码中API密钥的方法。实验结果表明,该识别方法的检索性能比全文匹配搜索、关键字搜索和信息熵值搜索等传统检测方式更优。
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计算机工程. 2018, 44(6): 122-129. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047241针对目前金融支付行业交易中存在的欺诈风险复杂化和高频化的问题,提出一种基于密度分布演化的流式聚类算法(DDE-Stream)。利用CLIQUE算法对账户交易特征进行网格聚类,结合隐马尔可夫算法构建账户交易行为档案模型,根据该模型进行实时的欺诈侦测,并在模型自更新阶段,利用DDE-Stream算法对多维度交易特征进行实时聚类。实验结果表明,该算法能够实时侦测交易欺诈风险,且在验证集上获得的准确率相比传统随机森林分类算法超过50%。
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计算机工程. 2018, 44(6): 130-135,140. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046985
为研究不同边免疫策略对谣言传播的影响,综合相异类型三元组结构对节点的作用,提出一种新的边免疫策略——三元组边免疫策略。根据真实的在线社交网络和人工合成的无标度网络数据仿真谣言传播过程,并对度-度边免疫、介数-介数边免疫、特征向量-特征向量边免疫、边介数免疫和三元组边免疫等边免疫策略进行对比。仿真结果表明,当谣言感染概率较低时,三元组边免疫的效果不明显,当感染概率较高时,三元组边免疫效果较好,其效果仅次于度-度边免疫。
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计算机工程. 2018, 44(6): 136-140. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046392
二维码仅适合单一权限信息的传输,不能同时满足不同权限用户对于信息的获取需求。为此,通过分级加密的方式,将二维码信息进行分块加密处理。使用Hash函数自动生成不同权限输入信息所对应的私钥,以满足高权限用户对低权限信息的获取需求。采用属性加密算法,根据不同信息的权限和访问该权限信息所对应的属性集,生成访问控制树,计算不同的用户属性所对应的访问权限并分配用户私钥。将信息的权限与用户属性权限进行匹配,完成基于属性加密的二维码分级加密。实验结果表明,该算法能够满足不同权限用户对于不同权限信息的获密需求。
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计算机工程. 2018, 44(6): 141-146,161. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047079
针对车内网控制器局域网(CAN)总线中电子控制单元(ECU)易被篡改、假冒等安全问题,提出一种基于一次性密码本的身份认证协议。该协议利用网关ECU(GECU)中的安全存储模块TA验证ECU的合法身份,根据车载电源电压变化得到随机数,生成会话密钥并且使ECU节点间共享会话密钥,简化TA对ECU的密钥管理,周期性地更新连接和释放外部设备时的会话密钥,以防止重放攻击。仿真结果表明,该协议可有效减少总线负载,提高通信效率。
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计算机工程. 2018, 44(6): 147-150. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046691
已有研究针对5层神经网络结构中各隐层节点数的选取并不明确。为此,提出一种改进的5层深信度网络(DBN)结构设计方案与节点数量优化选择方法。将第一隐层、第二隐层节点数预估为前一层节点数的1/3至2/3间的某值,第三隐层、第四隐层节点数分别等于第一隐层和输入层的节点数,然后采用样条插值方法优化选择第一隐层、第二隐层节点数。该结构特征只需预训练前2层权重,简化了DBN的受限玻尔兹曼机预训练方法。MNINST数据集上的实验结果验证了该网络结构的高效性与高准确率。
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计算机工程. 2018, 44(6): 151-155. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047061对词语相似度、义原相似度和概念相似度进行研究,结合How-net义原树,提出一种计算义原相似度的算法。考虑义原节点所处的深度、义原节点间的距离以及义原节点兄弟数目,在义原相似度基础上,给出词语语义相似度算法。实验结果表明,与评论的倾向性算法和语义相似度算法相比,该算法在不增加算法复杂度的情况下,提高了词语语义相似度准确性。
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计算机工程. 2018, 44(6): 156-161. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047342为解决用户推荐过程中的数据稀疏性和冷启动问题,通过构建模糊时序分类模型设计相似度加权推荐算法。预处理数据时结合用户属性标签和时间维度建立模糊时序分类模型,并采用拉格朗日插值法进行空白数据的预测填充。针对不同用户个人评分偏高或偏低造成的评分差异以及单方面评级问题,利用相似度加权融合方法提高算法准确性。实验结果表明,该算法能有效降低平均绝对误差,提高推荐质量。
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计算机工程. 2018, 44(6): 162-168,175. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047454中文专利中名词性有标记并列结构分布广泛、结构复杂,现有的识别技术仅能运用有限的特征识别某些简单类型的并列结构,总体识别效果不佳。为此,提出一种基于边界感知原则的识别方法。在概念层次网络(HNC)理论的基础上,从数量、层级、语义类型、语义特征、干扰特征、结构特征、外部环境和位置特征8个维度对并列结构进行标注,考察并总结语义特征、结构特征和外部词特征,制定217条形式化规则,并将其融合到已有的HNC翻译系统中。测试结果表明,与Google在线翻译系统相比,该方法对有标记并列结构的识别正确率较高。
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计算机工程. 2018, 44(6): 169-175. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051068目前针对动态文摘的研究关注对象主要是多文档集合,其中内容随时间而更新演化,但动态文摘中存在高冗余、新颖信息丢失等问题,会影响文摘提取质量。为此,研究Topic Signature模型,并在其基础上提出一种新的整数规划动态文摘更新方法。根据句间相似度对每条语句的主题代表性和信息多样性进行评分,利用Topic Signature模型评估语句的新颖性,以提取事件中的更新演进信息。在此基础上,依据摘要生成策略,缩小解的可行域,以保证在短时间内生成高质量的文摘。实验结果表明,该方法无需进行模型训练和语言匹配,能够有效降低时间复杂度,提高文摘提取效率。
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计算机工程. 2018, 44(6): 176-181. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047321针对传统物体检测算法在复杂环境下检测准确率较低的问题,提出一种新的托盘检测算法。采集真实仓库中包括人和托盘的大量图片进行标注,构建物流仓库的托盘数据库,并将单次多箱探测器检测算法中的基础网络改进为DenseNet网络,利用所标注的托盘数据库进行训练和测试。在测试阶段,结合不同分辨率的多尺度特征图,以增强网络对被检测物体的适应能力,并使用单一网络实现检测任务。实验结果表明,与YOLO算法相比,该算法检测准确率提高了6.1%。
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计算机工程. 2018, 44(6): 182-187. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047182基于深度学习的闭环检测方法在复杂光照下能取得较好的检测效果,但存在提取场景特征维度高、难以满足闭环检测实时性的问题。为此,基于精简深度卷积神经网络,提出一种闭环检测方法。结合级联修正线性单元、批规范化和深度残差模块完成网络模型的设计,并利用大型场景识别的数据集(Places365-Standard)完成网络模型的训练,用训练好的网络模型提取场景特征,通过计算场景特征的相似性得到闭环区域。测试结果表明,与基于位置卷积神经网络与自编码的闭环检测方法相比,该方法在保证较高准确率的同时提高了检测速度。
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计算机工程. 2018, 44(6): 188-193. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047084在现有3D时空立方体的单个人体行为识别算法中,多数存在时间长度划分不准确和特征提取后降维处理时间复杂度高的问题。为此,提出一种基于人体运动关键点轨迹构成的3D立方体稀疏编码识别算法。定义人体的原子行为,将整个人体看做一个质点,分析其质点轨迹,并且根据人体原子行为的特性对轨迹进行分割,假设每段轨迹代表一个原子行为。将轨迹分段长度作为分割长度得到3D时空立方体,并由原子行为时间长度进行划分。取立方体每一帧中的关键点进行匹配,建立关键点轨迹。根据轨迹特性,通过排序对轨迹矩阵进行降维,避免复杂的矩阵运算,以降低时间复杂度。将降维后的轨迹矩阵进行稀疏编码,可得到不同运动方式下的稀疏表达。实验结果表明,与Blank、Castrodad等算法相比,该算法具有较高的识别率,且时间复杂度较低。
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计算机工程. 2018, 44(6): 194-199. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047276针对在跟踪过程中目标易受到遮挡、姿态变化、光照变化、复杂背景等问题的影响,提出一种改进的鲁棒跟踪算法。采用局部块稀疏编码方式,结合尺度不变特征及空间金字塔特征匹配技术进行目标表观建模。在粒子滤波的框架下引入运动估计以获取目标最优位置,并在跟踪过程中实时更新模板。实验结果表明,与DFT、FCT、OAB等常用跟踪算法相比,该算法在复杂情况下仍能保持较好的跟踪鲁棒性。
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计算机工程. 2018, 44(6): 200-206. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047330针对潜在狄利克雷分布(LDA)模型忽略特征单词明确性的问题,提出一种嵌入标记信息的主题模型WL_LDA。设计一种基于SIFT特征点约束单方向LBP图像的方法。运用该方法获取图像的纹理结构,对视觉单词进行标记。将标记信息嵌入到LDA中,利用单词和标记的二维直方图推导图像的主题分布。通过运用该主题分布训练分类器,完成铁路扣件的状态检测。实验结果表明,与LDA主题模型相比,各扣件在主题空间中的区分度增加4.5%~15%,与现有PCA、DF等方法相比,漏检率和误检率明显降低,具有较好的分类性能。
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计算机工程. 2018, 44(6): 207-212,218. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046520在文物碎片自动拼接中,由于断裂部位受损造成几何特征缺失,传统基于几何驱动拼接算法难以拼合。为此,提出一种基于断裂部位轮廓线双向距离场的文物碎片自动拼接算法。通过提取文物碎片表面的显示脊线,从而得到碎片的纹饰特征,采用最小逼近误差法提取表面纹饰轮廓上的特征点,依据顶点曲度值获取断裂面特征点,构建碎片断裂面轮廓线至表面特征点和断裂面特征点的双向距离场,引入欧式距离一致性和凹凸互补性的约束,构造特征描述符,定义匹配度函数获取特征点匹配对集合,使用四元数算法计算刚体变换矩阵,以迭代最近点法实现精确拼合。实验结果表明,与传统断裂面拼接算法相比,该算法能节省拼合时间,且拼合误差较小。
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计算机工程. 2018, 44(6): 213-218. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046638针对计数过程中粘连害虫难以准确分割的问题,提出一种改进的凹点检测和精确分割点定位的粘连害虫分割算法。通过形状因子和像素面积因子约束提取害虫粘连区域,采用改进的Harris算法计算角点的像素相似度,选出候选角点,剔除候选角点中的非凹点,将剩余的凹点进行局部非极大值抑制选出真正的凹点。对粘连害虫轮廓进行逐层剥离,找出分离点,通过分离点与凹点的距离以及害虫像素面积因子约束确定最终的分割点,连接分割点画出分割线。实验结果表明,粘连分割算法能够准确地选出粘连害虫的分割线,且运算效率较高。
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计算机工程. 2018, 44(6): 219-225,232. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048300
针对传统超像素分割对声呐图像存在抗噪性能较差、分割后区域难以准确合并等问题,提出一种以超像素聚类方式实现侧扫声呐图像分割的方法。采用快速双边滤波对待分割的侧扫声呐图像进行降噪处理,以降低后续分割的困难。对降噪后的侧扫声呐图像提取亮度特征和纹理特征,计算两者相似性,并进行加权融合,以融合后的相似性作为像素与聚类中心间的距离度量准则,从而生成超像素。基于亮度特征对超像素进行显著性检测,标记显著性超像素,并基于最大流-最小割方法对超像素进行聚类。计算类内显著性超像素占比,将其与预设阈值进行比较,将大于阈值的标记为前景类,反之则为背景类,以得到最终的分割结果。实验结果表明,与模糊局部信息C均值算法和简单线性迭代聚类算法相比,该算法的分割准确率较高、过分割和欠分割率较低。
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计算机工程. 2018, 44(6): 226-232. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046669邻近传播(AP)聚类算法在分割彩色图像时,存在相似度矩阵计算规模大、聚类时间长、空间复杂度高等问题。为此,提出一种新的彩色图像分割算法。利用简单线性迭代聚类对彩色图像进行超像素预分割,计算各超像素的L、a和b颜色分量平均值,并根据颜色分量平均值间的负欧式距离构建AP聚类算法的相似度矩阵。在AP聚类迭代过程中给出一种参考度递减的改进聚类方法,提高AP聚类算法的精确性和鲁棒性,并运用超像素聚类的轮廓系数对其评价,获得最优的AP聚类结果。实验结果表明,与现有的彩色图像聚类分割方法相比,该算法分割效果和分割质量均有明显提高。
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计算机工程. 2018, 44(6): 233-238,248. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047126在基于稀疏低秩分解的运动目标检测方法中,由于核范数并非为矩阵的秩函数最佳近似,未考虑到运动目标的空间连续性,在动态背景干扰的情况下,运动目标检测的效果不理想。针对上述问题,提出加权截断p范数分析模型。该模型将观测视频分为静态背景、运动目标与动态背景3个部分,静态背景采用改进的非凸范数,即加权截断p范数进行低秩约束,根据动态背景与运动目标具有空间连续性的特点,分别使用l2,1范数进行结构性稀疏约束。实验结果表明,与鲁棒主成分分析模型、截断核范数模型、加权核范数模型以及相邻离群点低秩模型相比,该模型可有效去除动态背景扰动,并能提取到更精确的运动目标。
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计算机工程. 2018, 44(6): 239-248. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046943图像质量感知特征提取和图像质量值映射是立体图像质量评价(SIQA)算法的核心组成模块。相对于2D图像质量评价算法,SIQA算法所提取的图像质量感知特征中需要引入视差、立体观察舒适度和立体显著度等影响立体质量感觉的各种因素,而在图像质量值映射方面则区别不大。为此,以考虑视差信息为主要划分标准,分类综述SIQA算法提取立体图像质量感知特征的各种方法,并相应评析它们的特点,对提取立体图像质量感知特征当前存在的问题和未来的研究方向进行分析和展望。
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计算机工程. 2018, 44(6): 249-252,258. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046599在制药领域,人工检测药品速度慢、效率低,而图像处理的方法需要大量样本且适应性差。针对以上问题,提出特征提取与机器学习相结合的方法,介绍用于目标区域特征提取的词袋特征(BOF)算法,分析BOF算法的最佳参数取值,并采用支持向量机对药品分层缺陷进行分类检测。实验结果表明,该方法能使药品达到较高的分类精度,并且满足工业生产实时检测的要求。
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计算机工程. 2018, 44(6): 253-258. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047348当前大多数深度强化学习方法在目标检测方面的召回率较低。为此,提出一种层级偏移的动态搜索方法。在原有层级搜索的基础上,采用了锚点的思想,增加区域偏移,避免层级产生的区域局限,使得搜索更加灵活。结合Double DQN与Dueling DQN的优势,以Double DuelingDQN的网络结构作为智能体深度增强网络的结构。实验结果表明,与原有层级搜索方式相比,该方式的目标检测的精确度与召回率较高。
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计算机工程. 2018, 44(6): 259-262,269. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048455在传统的全局立体匹配方法中,基于像素点的置信传播存在计算量大、单个像素点容易导致误差等缺点。为此,在图像分割处理方法的基础上,提出基于简单线性迭代聚类图像分割的循环置信度传播(LBP)立体匹配算法。运用LSC算法对图像进行分割,并利用一组平面模型进行建模,使每个分割区域至少对应一个视差平面标签。引入自适应匹配代价计算视差,获取可靠匹配像素点,通过最小二乘法平面拟合进行视差平面估计,并运用LBP算法优化视差平面标签。实验结果表明,与GC+occ、MultiCamGC等算法相比,该算法具有较高的匹配精度,能够处理低纹理区域和遮挡区域。
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计算机工程. 2018, 44(6): 263-269. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049758
头部姿势估计在许多智能系统中是检测身份和理解行为的关键,但其受光照变化、遮挡、分辨率等因素影响较大。针对彩色二维图像的头部姿态估计方法准确率不高的问题,在分析现有的头部姿态估计方法的基础上,提出一种基于面部特征点定位的头部姿态估计方法。将Adaboost算法和椭圆肤色模型相结合,用于检测人脸,并准确获得图片中的人脸区域。利用Hough圆检测方法定位眼睛和鼻孔,利用人眼和鼻孔的位置信息,将眼睛、鼻子定位结果与正脸头部姿态中的眼睛、鼻子进行对比,从而对不同的头部姿态进行粗估计。实验结果表明,该方法能识别正脸以外的6种不同的头部姿态,总体准确率达到93.53%。
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计算机工程. 2018, 44(6): 270-278. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049612目前已有多种模型驱动的软件安全性分析方法用于识别软件失效模式和系统危险,但较少将软件安全性约束与模型相结合,难以保证分析充分性与效率。针对该问题,基于对象约束语言(OCL)设计嵌入式软件安全性分析方法。借助OCL表达式对安全性相关的约束关系进行建模,形成OCL约束模型,并将其融入UML模型。在此基础上,结合嵌入式软件特点,依据约束违背原则进行失效模式识别。在某嵌入式发动机控制软件上的应用结果表明,该方法可自动识别软件失效模式,提高模型驱动安全性分析的充分性与效率,同时降低分析工作量。
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计算机工程. 2018, 44(6): 279-282,287. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046961针对生物氧化槽进气量预测系统的开环调节、强时滞性、预测精度低等问题,提出一种基于动态数据驱动的生物氧化槽进气量预测方法。通过多级氧化槽进气量时间序列数据建立氧化槽进气量状态空间模型,采用Kalman滤波算法进行预测数据和实测数据的动态融合,并对预测值及模型参数进行实时在线更新,由此构建基于动态数据驱动的生物氧化槽进气量预测模型框架。实验结果表明,与未考虑多级槽间相关性的传统方法相比,该预测框架能够对生物氧化槽进气量进行较准确的预测。
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计算机工程. 2018, 44(6): 283-287. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047075传统动态帧时隙ALOHA算法容易造成较多的时隙浪费,且Q值调整速度缓慢,导致系统的吞吐率偏低。针对该问题,在分析传统Q算法的基础上,提出一种改进的防碰撞算法。利用时隙分组思想将Q算法中各轮盘存的时隙分为若干组,在每组时隙盘存结束后都根据估计的标签数量动态调整Q值。仿真和硬件平台实验结果表明,该算法的平均吞吐率比传统Q算法高7%左右,比MQ算法高3%左右。
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计算机工程. 2018, 44(6): 288-293,299. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048802
当前商业无线芯片只能实现工业无线网络标准的通信功能,时隙调度和同步等功能必须依靠软件通过定时中断的方式实现,增加了开发难度,限制了WIA-PA等工业无线协议的推广和普及。针对该问题,设计一款支持TSCH模式物理层协议面向工业无线网络的系统级工业无线芯片WIASoC2400。该芯片以IEEE802.15.4e协议的TSCH模式为基础,基于ARM Cortex-M3内核,集成2.4 GHzWIA-PA无线通信模块,同时包含符合IEEE802.15.4-2006协议CCM*模式安全规范的AES-128加/解密安全模块,可保证数据传输的安全性。仿真结果表明,WIASoC2400能够满足TSCH模式下通信的时隙同步精度和跳频要求,具有定时精确、处理速度快、实现简单等优点。
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计算机工程. 2018, 44(6): 294-299. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047392
传统时空上下文目标跟踪(STC)算法在目标发生尺度变化时,跟踪窗口长期不变导致学习的上下文空间模型不具有针对性。为此,提出一种能够进行自适应学习的时空上下文目标跟踪 (STC-AL)算法。在前后输出窗口提取尺度不变特征并消除误匹配,对匹配点集进行综合分析后调整输出窗口,并对传统空间模型的学习与更新进行改进。实验结果表明,STC-AL算法能够适应目标尺度变化,与STC算法、CT算法和KCF算法相比,跟踪结果更准确。
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计算机工程. 2018, 44(6): 300-304,311. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046410
位置推荐中影响推荐结果的主要因素有地理位置、个人爱好、社会关系以及时间周期,为有效融合4个影响因素并进行个性化位置推荐,针对每个因素构建对应的选择概率模型,并分析各因素对用户选择的影响力,在此基础上,提出一种启发式推荐算法。实验结果表明,与传统 的基于位置的推荐算法相比,该算法性能更好,推荐的结果更能被用户所接受。
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计算机工程. 2018, 44(6): 305-310. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047731
结合维吾尔语的语言特点,基于堆栈降噪自编码(SDAE),提出一种新的维吾尔语事件共指关系识别方法。将维吾尔语事件两两构成候选事件对,抽取事件基本属性、触发词、事件距离等9项特征,利用Word Embedding富含语义信息的特性,将其计算得到的维吾尔语事件触发词 语义相似度作为特征之一,训练SDAE模型,将SDAE的输出作为softmax层的输入,从而分类完成维吾尔语事件共指关系识别任务。实验结果表明,与浅层机器学习模型支持向量机相比,基于深度学习机制的SDAE模型更适用于维吾尔语事件共指关系识别任务,并提升了识别性能。
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计算机工程. 2018, 44(6): 311-315. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047478
为分析城市道路实际交通条件下汽车尾气的排放规律,对元胞自动机的MCD模型和STCA模型进行改进,构建一种基于速度-加速度查询表耦合交通流元胞自动机的汽车尾气排放量统计模型。在不同交通流服务水平下运行该耦合模型,以获取速度、加速度及工况。对单车的工况 分布、3种典型尾气排放历程及1 h与1 km排放总量进行统计分析,结果表明,该模型耦合机理清晰,可用于实际交通服务水平下单车及车流尾气排放规律的分析。
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计算机工程. 2018, 44(6): 316-320. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046745
在多目标跟踪系统中,当目标航迹较为接近或交叉时,使用带标签高斯混合概率假设密度(GM-PHD)算法会出现目标漏检的现象。为此,提出一种改进算法来解决存在交叉目标情况下的多目标跟踪问题。在更新结束后对估计得到的高斯项标签进行管理,若估计目标数目减少,则 需要判断目标航迹是否较为接近或者交叉。若目标接近或交叉,则对高斯项进行标签管理和权值重置,并重新估计目标状态和航迹,否则将目标减少视为正常的目标消亡现象,直接进行航迹管理。实验结果表明,与无标签算法及常规带标签算法相比,该算法可以更好地解决由 目标交叉导致的漏检问题,并具有更高的稳定性。
第50卷 第4期
主管：中国电子科技集团公司
主办：华东计算技术研究所
上海市计算机学会
主编：江波
执行主编：胡冰
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（稿件问题请直接联系栏目编辑） E-mail: ecice06@ecict.com.cn
国内刊号：CN 31-1289/TP
国际刊号：ISSN 1000-3428