2018年, 第44卷, 第9期 刊出日期：2018-09-15
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计算机工程. 2018, 44(9): 1-8. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048019
多机器人刚性编队无法灵活调整队形,易出现追捕死角现象,导致追捕者无法准确高效地完成追捕。为此,提出一种自适应刚性结构编队算法。构造编队中心控制器使编队中心无限趋近目标,设计队形控制器随目标所处位置动态调整队形。在此基础上,追捕者根据目标所在位置和环境条件,结合改进的刚性结构法自适应地选择合适队形,从而完成围捕。仿真结果表明,相对刚性编队算法,该算法的追捕时间和能耗比均较低,且能够避免追捕死角现象产生。
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计算机工程. 2018, 44(9): 9-14. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048175
针对传统电脑鼠迷宫搜索算法无法适应随机迷宫图搜索的问题,提出一种新的电脑鼠走迷宫融合算法。运用概率距离将迷宫划分为八 区域,标定各区域概率距离特征并进行算法填充,实现概率距离向心算法和洪水算法的高效融合,提高迷宫搜索效率并降低对高性能 CPU的依赖性。通过对6张迷宫的测试结果表明,与传统向心和洪水算法相比,该算法迷宫搜索时间可减少50%,搜索成功率达到100%,是 一种高效的迷宫融合搜索算法。
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计算机工程. 2018, 44(9): 15-21,27. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048325
室内移动机器人同时定位与地图构建(SLAM)的前端位姿估计与后端优化容易受运动模糊的干扰。为此,提出一种基于Inliers跟踪统计的室内定位与地图构建算法。对RGB图像进行特征提取和匹配,运用RANSAC算法得到Inliers后,通过对Inliers数量的跟踪与统计剔除受相机 运动影响的模糊图像,然后利用最近邻迭代的非线性优化方法求解相机位姿。在此基础上,通过闭环检测和优化后的全局位姿拼接出运动轨迹和三维稠密点云图。实验结果表明,相对RGB-D SLAM算法,该算法能够有效提高SLAM系统的建图鲁棒性与精度。
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计算机工程. 2018, 44(9): 22-27. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047977
针对Gmapping算法在高相似度多闭环环境下出现的因粒子耗尽而无法精确定位的问题,提出一种融合萤火虫算法的Rao-Blackwellized粒子滤波器RBPF同步定位与地图构建优化算法。利用萤火虫算法提高粒子滤波器的估计能力,将采样后的粒子集移向高似然区域,改善粒子的分布,同时保证低似然粒子多样性以降低粒子贫乏的影响。在MIT和FHW数据集下的仿真结果表明,优化算法在不同的实验环境下能够建立更为精确的栅格地图,从而验证其有效性和可行性。
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计算机工程. 2018, 44(9): 28-32,37. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0050408
传统变电站的人工巡检方式受到客观制约因素较多,存在一定的误检、漏检等问题。为此,在对变电站实时定位时采用机器人巡检方式,提出一种基于自适应蒙特卡洛算法。利用开源机器人操作系统,通过将激光传感器和里程计相结合,实现巡检机器人的实时定位。在Matlab 环境下进行仿真对比实验,结果表明,与基于蒙特卡洛算法相比,基于自适应蒙特卡洛算法的定位精度更高、抗干扰性更强,适用于变电站巡检机器人的实时定位研究。
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计算机工程. 2018, 44(9): 33-37. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048260
传统的手眼关系齐次矩阵方程求解过程繁琐、复杂,且精度易受环境影响。为此,引入将图像坐标直接转换为机器人坐标的思想,利用OpenCV库函数的分析计算能力,提出基于两平面单应矩阵的手眼关系标定方法。采用虚拟“九宫格”和一个固定参考点的标定方式,建立线性 摄像机成像模型,得到两平面的单应矩阵,据此引导机械臂定位。实验结果表明,该方法完成标定程序只需38 s,且系统精度高于传统的齐次矩阵方程标定方法。
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计算机工程. 2018, 44(9): 38-44,58. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048551
针对农业机器人视觉路径识别的识别率低、速度慢以及易受光照、杂草影响的问题,提出基于混合阈值与偏移行中线的视觉导航路径识别方法。采用光照无关量进行光照干扰的剔除,利用混合阈值方法分割图像,给出基于偏移行中线的方法划分作物行。实验结果表明,与传 统农业机器人作物行识别方法相比,该方法数据运算量小,平均耗时200 ms左右,作物行识别准确率达98%,能够有效地确定农业机器人的导航路径。
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计算机工程. 2018, 44(9): 45-51. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0050766
针对现有跨社交网络用户身份匹配算法准确率较低与数据难以获取等问题,提出一种新的跨社交网络用户身份匹配算法。利用已知匹配的账号节点,通过网络融合算法使跨网络问题转化为单一网络问题,对用户名信息进行向量化表示,并与拓扑结构信息向量融合,运用网络表 示学习技术,得到融合用户名和拓扑结构2种信息的账号节点向量,实现用户身份匹配。实验结果表明,该算法的平均F1值达到79.7%,比传统的机器学习算法及现有2种基准算法高7.3%~28.8%,有效提升了用户身份匹配的效果。
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计算机工程. 2018, 44(9): 52-58. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049799
针对空间位置固定而属性值趋势变化的时空数据相似度评判问题,在采用Biharmonic样条建立趋势面的基础上,提出一种新的时空数据相似度算法。利用网格抽取和色阶映射形成趋势面图像,将时空数据趋势状态表征为图像的结构信息,以趋势面图像之间的相似度来表征时空数据的相似度,并通过结构相似性给出时空数据结构相似度评价方案,实现时间维度的相似度合成,避免传统依靠向量空间分析的片面性,为一定时间窗口下的时空数据相似度分析提供解决方案。实验结果表明,该算法能够有效刻画时空数据所蕴含的趋势信息,提高该类时空数据相似度算法的适用性。
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计算机工程. 2018, 44(9): 59-63,69. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047866
兴趣点推荐有助于用户发现所需位置,但现有推荐算法的精确率较低。为此,提出一种融合时空与流行度特征的个性化兴趣点推荐算法。在基于用户的协同过滤算法中融入时间特征,将基于时间因素的兴趣点流行度估算与空间特征相结合,分别给出相应的估算方法并进行线 性组合,从而得到基于联合框架的兴趣点推荐算法。实验结果表明,相比U、UTF、U+SB算法,该推荐算法能够有效提升推荐精确率和召回率。
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计算机工程. 2018, 44(9): 64-69. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048497
现有推荐系统的研究多数基于单一数据源、单一推荐算法或简单加性融合,忽略了数据源及算法动态融合的重要性,导致推荐精确度不高。为解决该问题,提出一种新的动态自适应推荐算法。利用基础数据求出艺术家流行度和时间衰减因子,将其作为推荐数据源,降低由数据 源单一导致的推荐误差。通过权重因子集成基于邻域方法和矩阵分解技术构建组合模型。将数据源应用于模型,运用固定步长的权重因子调整2种方法在模型中的占比,根据推荐结果的召回率实现动态自适应调整。在真实数据集上的实验结果表明,与简单加性融合、FSWA算 法相比,该算法具有较高的推荐精确度。
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计算机工程. 2018, 44(9): 70-77. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048137
为提高蜂窝网络控制下终端直通(D2D)通信的数据转发效率,提出一种社会特征相似度感知的D2D数据转发算法。利用用户的多重社会特征和移动轨迹综合评估用户社会特征相似度,以用户社会特征相似度为权重,构建包含用户多重社会特征属性的重叠社区。在此基础上,根 据用户本地活跃度选择中继进行社区内数据转发,并利用社区的重叠属性与相似性进行社区间数据转发。实验结果表明,该算法能够借助用户的社会特征属性提高数据转发效率,相比于未考虑社会特征的数据转发算法,在用户数为78时能使投递率提高36.2%,数据传输时延降 低32.8%。
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计算机工程. 2018, 44(9): 78-82. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048319
在空间谱估计中,多数基于特征子空间的算法均要求信源数目精确已知,当信源数估计出现误差时算法性能将严重下降。针对在相干信源存在时信息论准则估计信源数目不准,且基于线阵的相干信源估计算法不能直接应用于圆阵的问题,提出一种圆阵相干信源数估计算法。 通过阵列的虚拟平移实现信源的完全解相干,并利用信息论准则估计解相干后的信源数目,从而避免进行圆阵到线阵的模式空间变换,降低算法复杂度。实验结果表明,在不损失阵列孔径情况下,该算法能正确估计出相干信源数目,并且在低信噪比和小快拍数下性能明显优于 FBSS_MDL和Toep_MDL算法。
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计算机工程. 2018, 44(9): 83-88. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047897
度分布函数是影响数字喷泉码性能的关键因素,在LT码中,当原始数据分组个数较小时,鲁棒孤波度分布(RSD)存在编译码复杂度较高、译码性能下降等问题。为此,提出一种新的截短鲁棒孤波固定度分布优化算法。对固定度分布(SD)进行调整后截短RSD,将截短后的RSD和调 整后的SD相结合并做归一化处理,得到一种新的度分布。仿真结果表明,与RSD、SD度分布相比,该度分布优化算法能够降低25%~31%的译码开销,节省22%~55%的平均编译码时间,且原始数据分组个数越小,性能改善越明显。
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计算机工程. 2018, 44(9): 89-94,100. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048271
针对航空集群网络可靠性低、时效性差及业务负载动态变化等问题,在经典优化链路状态路由(OLSR)算法的基础上,提出一种基于吸收度机制与负载均衡机制的低时延高可靠路由算法。利用吸收度机制,在多个多点中继(MPR)候选节点拥有同等机会成为MPR节点时选择具有较 高吸收度的节点,以减少网络中洪泛的TC分组数。同时设计负载均衡机制,通过ARIMA-SVR组合预测模型预测下一时刻节点负载状况,避免网络拥塞发生。仿真结果表明,与经典OLSR算法相比,该算法具有较少的TC分组数、较低的时延和较高的包投递率,能够更好地应用于航空 集群网络。
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计算机工程. 2018, 44(9): 95-100. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047728
针对频谱资源短缺的问题,提出一种保证宏蜂窝用户服务质量的功率控制算法。根据建立的功率优化模型,通过3种不同方式对非凸目标函数进行凸优化估计处理,将其转换为若干凸子问题并迭代近似,从而得到原非凸目标函数的解。仿真结果表明,该算法经过数次迭代后,能 收敛到原优化问题的解,提高系统吞吐量。
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计算机工程. 2018, 44(9): 101-106,112. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047886
使用IEEE 802.15.4设备时需要一种开放的网络层标准以实现互连互通。为此,通过分析IEEE 802.15.4的特性和IPv6协议,选择IPv6作为IEEE 802.15.4网络层标准,建立基于6LoWPAN的无线传感器网络体系结构,并提出基于信标帧的6LoWPAN无线传感器网络构建机制。该构建 机制包括地址配置、网内路由算法和网间路由算法。当网间路由时,节点从应用层发送数据到关联节点,关联节点通过适配层的分片重组对传输的数据包进行精简,并将其以数据帧的方式在网络传输,到达目的节点时进行解封装后还原所需数据包。仿真结果表明,相比LOAD机 制,该机制能够减少网络构建开销,缩短路由建立时延并降低能耗。
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计算机工程. 2018, 44(9): 107-112. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048076
现有虚拟网络映射算法的节点映射和链路映射间关联性较差,且链路映射路径较长,导致算法请求接受率和收益开销比均较低。为此,提出一种基于邻接节点与拓扑结构感知的虚拟网络映射算法。在考虑节点位置约束的条件下,将节点资源度、接近中心度与广度优先搜索算 法相结合对节点映射过程进行改进,同时利用链路带宽需求与最短路径算法实现链路映射。仿真结果表明,与G-VNM、TCF-VNM、TAS-VNM算法相比,该算法能够缩短链路映射长度,提高请求接受率和收益开销比。
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计算机工程. 2018, 44(9): 113-117. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047433
水下无线传感器网络具有能耗大、数据传输效率低、拓扑结构动态变化的特点。针对水下环境中节点的移动优势,提出基于矢量和能量的路由协议。从源节点到汇聚节点建立矢量,根据候选节点到该矢量的距离确定优先级。在考虑距离的同时结合候选节点的剩余能量以确 定其是否成为最佳下一跳节点。仿真结果表明,与VBF协议和LB-AGR协议相比,即使无法知晓节点的地理位置,该协议在交付率、平均端到端延时和能耗方面仍可获得较好的结果。
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计算机工程. 2018, 44(9): 118-123,135. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049197
针对RapidIO路由网络枚举问题,提出一种基于最小隔离块的流量驱动机制。在基本RapidIO路由拓扑结构上给出最小隔离块的概念,对路由网络进行隔离块划分,并以隔离块为基础,深度优先遍历整个RapidIO路由网络。同时引入流量驱动机制,通过流量驱动能耗算法和流量 路径分配算法对隔离前后的能耗值、功耗值以及RapidIO交换机的平均工作时间进行比较,从而验证算法的可靠性。实验结果表明,该机制可以减少RapidIO交换机的枚举数量,避免重复枚举,而且随着路由结构层数的拓展,隔离效果越明显。
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计算机工程. 2018, 44(9): 124-129. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047780
在多下行链路网络中,非正交信道之间的相互干扰与恶意干扰噪声使目的节点无法满足服务质量(QoS)要求。为此,提出一种安全传输方法,采用零和博弈模型求解该物理层安全问题,设计基于安全速率的效用函数,利用上下行链路对偶性优化下行链路的波束成型和功率分配, 最小化信息发送功率并满足目的节点处的QoS要求,求出混合策略均衡及对应的安全速率。仿真结果表明,该方法能获得较高的系统安全速率。
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计算机工程. 2018, 44(9): 130-135. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048266
针对数据动态更新和群组用户撤销的问题,提出一种新的云端数据完整性验证方案。基于代理重签名技术实现数据所有权的转移和用户的撤销。使用随机掩码技术防止好奇的第三方审计者恢复原始数据块,确保云端数据的隐私性。通过多分支路径树构建简单的认证结构,简 化数据更新过程,从而支持云端数据的插入、修改和删除等更新操作。分析结果表明,该方案满足存在不可伪造性,能抵抗重放攻击和删除攻击。
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计算机工程. 2018, 44(9): 136-140,148. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049312
为研究谣言扩散的规律,采取有效措施减小谣言对社会的影响,根据社会认同原理抽象并量化个体的2种重要行为——引导行为和模仿行为。对Bass模型进行改进,构建Bass-SI谣言扩散模型,同时对谣言在该模型上的传播特性进行Mathematica仿真,分析行为强度和行 为稳定度对谣言扩散过程的影响,并提出相应的抑制措施。研究结果表明:引导行为决定谣言扩散过程前期变化趋势,行为强度越大,稳定度越低,谣言扩散程度越大;模仿行为对谣言扩散过程后期影响较大,行为强度越大,稳定度越高,谣言扩散程度越大。
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计算机工程. 2018, 44(9): 141-148. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049696
针对传统1-to-1和m-to-1认证模式中认证密码容易泄露的安全隐患,提出一种m-to-n认证模式。系统认证时,由m个客户端同时向n个认证服务器发起认证请求,将该认证模式抽象为安全两群体计算模型,并定义其在半诚实模型下的安全性。构造一个安全多方求和协议,并以该协议为基本构建模块,将健忘传输协议作为基本密码工具,设计安全两群体认证协议。分析结果表明,该协议安全性和效率较高,能够解决两群体群体内及群体间的安全认证问题
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计算机工程. 2018, 44(9): 149-152. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048026
针对整数上全同态加密方案公钥尺寸偏大且效率较低的问题,将Coron的公钥压缩技术以二次的形式运用到加密算法中,提出一个可以将公钥尺寸降低到O～(λ3.5)的部分同态加密方案。同时该方案一次可以加密n bit明文。分析结果表明,相比于DGHV方案,该方案具有更短 的公钥尺寸且加密效率更高,更适用于云计算的实际应用。
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计算机工程. 2018, 44(9): 153-158. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047591
为了有效解决海量复杂数据的入侵检测分类问题,基于深度信念网络(DBN)和极限学习机(ELM),提出一种新的入侵检测方法。使用DBN对大量复杂无标签的原始数据进行特征提取,得到高度抽象的重要特征,再用ELM完成最终的分类工作。结合DBN自动提取特征的能力和ELM快 速学习且泛化性好的优势,提高入侵检测识别率和运行效率。实验结果表明,与原始的DBN、ELM以及DBN-SVM方法相比,该方法具有更优的精确度和运行效率。
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计算机工程. 2018, 44(9): 159-163,170. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048993
根据微博水军活动的特点,提出一种基于隐空间代价敏感学习的半监督水军识别方法。从内容、行为、社交关系3个视角选取微博账户的22个特征,结合矩阵隐空间分解、代价敏感学习和社交关系正则技术,构造代价敏感的半监督最大间隔分类模型,并利用随机梯度 下降算法求解模型的线性复杂度。实验结果表明,该方法在准确率、召回率和F1指标上均优于SMFSR和L2-SVMs方法,并且具有接近线性的学习速度。
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计算机工程. 2018, 44(9): 164-170. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048518
实体关系抽取技术通过文本内容确定句子中实体对之间的关系类别,但由于中文的语法结构复杂、词义理解多样等因素,其对中文实体关系的分类效果不佳。为此,提出一种基于最短依存路径表示文本的深度学习方法。利用依存分析对语句良好的表示性,配合词性特征,利用长短期记忆(LSTM)网络单元双向结构学习最短依存路径的表示信息,并对LSTM的输出使用卷积神经网络(CNN)训练分类模型。实验结果表明,该方法能够准确地抽取实体关系,其F1值较CNN和Bi-LSTM方法有所提高。
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计算机工程. 2018, 44(9): 171-176. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048713
为了从候选项中选择一个最合适的答案作为文章的标题,构建一个融合卷积神经网络和循环神经网络的模型。该模型包含卷积神经网络可用于提取数据局部特征的特点,结合循环神经网络捕捉句子上下文之间关联信息的特性,通过挖掘文章与标题之间的相关性,实现标题选 择的功能。测试结果表明,该模型能够有效缩短文本篇幅,提高提取的准确性。
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计算机工程. 2018, 44(9): 177-183. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051133
传统的轨迹预测算法训练模型时需要耗费大量时间,且时空复杂度高、执行效率低,不能满足实时预测的需求。为此,提出一种改进的移动目标轨迹预测算法。基于欧氏距离进行轨迹相似度计算以提高预测准确性和实效性,根据最小描述长度原理对预测后的轨迹进行简化,优 化运算效率。实验结果表明,该算法能准确预测移动目标的轨迹,并且具有较低的算法复杂度,适用于海量数据背景下的移动目标轨迹预测。
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计算机工程. 2018, 44(9): 184-191. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048176
混合蛙跳算法在多模态函数寻优中存在易陷入局部最优、求解精度较低、寻优峰值数过少等问题。为此,提出一种基于圆内衍生变异的免疫双向蛙跳算法。在每次全局循环迭代中,通过基于双向进化机制的混合蛙跳算法,以模因组的形式进行局部-全局搜索,根据双控限幅变 异的克隆选择算法,对已搜索到的较优解进行局部优化,以提高解的精度,将部分函数旋转,从而验证算法性能。仿真结果表明,与原始蛙跳算法相比,在保证收敛速度的同时,该算法的寻优精度和搜索到的极值点数目均有明显提高。
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计算机工程. 2018, 44(9): 192-198. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048352
在复杂网络中进行重叠社区发现时,现有模糊C均值算法(FCM)采用随机策略导致社区划分结果不一致。为此,提出一种新的重叠社区发现算法。引入节点重要性来量化复杂网络中节点的重要程度,根据节点重要性排序和节点间最短路径选取若干核心节点作为FCM初始的聚类 中心节点,从而提高FCM的不稳定性。利用基于s-跳最短路径的节点相似度量方法得到信息更丰富的相似矩阵,以提高算法的准确率。采用谱聚类对相似矩阵处理得到节点的隶属度矩阵,并依据阈值分配各节点的社区归属。实验结果表明,该算法能够得到唯一的社区划分结果 ,且在Karate、Dolphins数据集上的NMI指标比GCE、INFOMAP和GOPRA等算法高8%以上。
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计算机工程. 2018, 44(9): 199-202. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047961
为解决光照变化人脸图像的超分辨率问题,提出一种图像超分辨率算法。将输入的低分辨率人脸图像和人脸图像训练集相结合,在低分辨率空间通过对角加载冗余转换,产生多种不同光照的低分辨率人脸图像,并进行局部几何位置约束重建,加权合成多种不同光照的高分辨率 人脸图像。实验结果表明,在将人脸图像分辨率提高4×4倍的情况下,该算法不仅能在低分辨率空间下,对一幅分辨率极低的人脸图像重建出所对应的多个不同光照的低分辨率人脸图像,而且能够重建出多种不同光照下质量较高的高分辨率人脸图像。
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计算机工程. 2018, 44(9): 203-211,217. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048181
已有基于图的流形排序显著性检测方法由于对背景先验假设过于理想,存在前景种子区域选取不准确的问题,从而影响检测效果。为此,提出一种新的显著性检测算法。通过计算图像的颜色增强Harris特征点,形成一个能够包含前景区域的凸包,并对图像进行超像素分割,计 算凸包内与凸包外所有超像素的差异度来选取前景种子。使用不同的区域特征描述子构建2个闭环无向图模型,分别将选取到的前景种子作为查询节点,采用经典的流形排序算法计算获得对应的显著图,融合2个显著图并作优化处理得到最终的显著图。在公开的MSRA10K和 ECSSD数据集上进行实验,结果表明,该算法在准确率、召回率、F值和MAE值等评价指标方面均优于传统的流形排序检测方法,其检测效果既能准确突出显著性目标,又能有效地抑制背景区域的干扰。
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计算机工程. 2018, 44(9): 212-217. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047934
现有的图像超分辨率重建方法在图像处理和存储过程中不能有效地恢复更多的图像高频信息。为此,以稀疏表示的重建方法为基础,引入引导滤波,提升图像高频信息的重建效果。基于图像抠图技术,利用具有较好边缘保持特性的引导滤波将待重建的低分辨率图像分解为前 景色、背景色和边缘层。通过联合训练边缘层的高分辨率字典和低分辨率字典,采用稀疏表示的方法重建边缘层,而对于前景色和背景色则采用双三次插值的方法重建,并经过图像合成得到对应的高分辨率图像。实验结果表明,相较于基于稀疏表示的图像超分辨率重建方法, 基于引导滤波的重建图像在主客观评价指标上都有所提高。
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计算机工程. 2018, 44(9): 218-223. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047769
为充分利用多核计算资源提高图像匹配识别的实时性,设计一种基于改进最小距离法的图像匹配并行化算法。选取标准化欧氏距离来代替简单欧氏距离作为特征的相似性度量,同时在多核计算机上采用MPI+OpenMP混合编程模型对该算法进行仿真验证。结果表明,与基于最小 距离法的图像匹配算法相比,该算法可以减少匹配误差和匹配运算时间,并且MPI+OpenMP混合编程模型具有较好的加速比和并行计算效率。
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计算机工程. 2018, 44(9): 224-229. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048000
针对非下采样轮廓波变换(NSCT)域内基于脉冲耦合神经网络(PCNN)的图像融合方法融合效果较差、计算复杂度较高等问题,提出一种在非下采样剪切波变换(NSST)域内基于压缩感知(CS)和自适应PCNN的融合算法。源图像在NSST域内被分解成高低频,采用改进的PCNN融合低 频子带系数,使用像素的平方差总和当作其激励因素,选取方向梯度总和作为其链接强度,对计算量较大的高频子带系数采用CS进行处理,经过NSST逆变换获得融合图像。实验结果表明,与NSCT融合算法、NSST与PCNN相结合的算法等相比,该算法能获得较好的信息熵、空间频 率、边缘信息评价因子,且运行时间较短。
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计算机工程. 2018, 44(9): 230-235. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047951
现有马尔科夫算法对于平滑图像块存在无效的迭代补偿,增加了时间复杂度。为此,提出一种空域错误隐藏算法。该算法采用平均绝对误差准则测量迭代增益的变化,通过设定合适的阈值自适应地去除马尔科夫算法对于平滑块的无效迭代,以减小所有丢失块的平均迭代次数 。实验结果表明,与现有马尔科夫算法相比,该算法在保证恢复质量的前提下,降低了运算时间。
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计算机工程. 2018, 44(9): 236-242. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048152
为提高鼻尖点检测与姿态矫正的精度,结合有效能量判断曲面的凹凸性,提出一种三维人脸鼻尖点检测与姿态矫正算法。利用有效能量在预处理后的三维人脸图像上确定候选鼻尖点,并根据其均值和方差进行二次筛选,将候选点最密集的区域作为鼻尖区域,进一步得到鼻尖点 。计算鼻尖点到三维人脸上其他点的测地距离后切割出有效的人脸区域,同时采用主成分分析法对其进行矫正,通过迭代最近点算法精确对齐后得到对齐误差。基于大量三维人脸数据的仿真结果表明,该算法的检测和矫正成功率分别达到98.8%和98.3%,运行耗时仅为1.489 8 s。
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计算机工程. 2018, 44(9): 243-249. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048138
传统二维卷积神经网络因遗漏时间维度信息导致不能识别微动手势。为此,提出一种基于视频流的微动手势识别方法。对输入视频流进行简单预处理,利用改进型多维卷积神经网络提取手势的时空特征,融合多传感器信息并通过支持向量机实现微动手势识别。实验结果表明 ,该方法对手势的背景和光照都具有较好的鲁棒性,且针对各类动态手势数据集能达到87%以上的识别准确率。
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计算机工程. 2018, 44(9): 250-255,262. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048079
针对目前视频人脸替换研究中对人脸位置的时间连续性和人脸检测的实时性要求较高的问题,提出一种基于帧间约束模型的视频人脸定量检测算法。利用前后帧的相关性建立帧间约束模型,定量描述视频人脸的具体位置,避免单帧检测的偏差,同时自适应地改变人脸搜索区 域以提高算法的运行速度。考虑到眉毛和眼睛的相似性,通过增加2种Haar_like EB特征,降低基于Haar_like特征人脸检测算法的误检数与漏检数。实验结果表明,该算法对视频中人脸位置的定量检测即时间连续性有所提升,且能够提高视频人脸检测的运行速率,降低误检率 。
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计算机工程. 2018, 44(9): 256-262. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047850
现有的开环模式选择算法依赖信号分类的准确率,但多数情况下准确率较低,造成开环模式下编码音质较差。为此,提出一种改进的基于神经网络的开环模式选择算法。使用神经网络替换原开环模式选择的决策树算法,拟合闭环模式选择结果进行训练得到模式选择分类器,按 照闭环模式选择的逻辑过程,运用神经网络预测输入的信号,在ACELP256和TVC256两种编码模式的信噪比取代编码尝试计算得到的信噪比。实验结果表明,与原AVS-P10开环选择方法相比,提出的2种模式在语音分类准确率上分别提升5.96%和18.07%,在音乐分类准确率上分别 提升3.84%和20.29%,其主客观编码音质评测明显提升。
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计算机工程. 2018, 44(9): 263-268,273. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047869
时空上下文目标跟踪算法在目标被完全遮挡时,会出现跟踪目标丢失的现象。为此,提出一种基于粒子滤波的改进时空上下文视觉跟踪算法。利用2个样本的颜色直方图计算出巴氏系数,并以此判断目标是否发生全局遮挡,当巴氏系数小于设定的阈值时,使用粒子滤波预测目 标跟踪结果。实验结果表明,与原时空上下文跟踪算法相比,该算法将跟踪成功率提高到85%以上,中心位置误差较小,且鲁棒性较好。
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计算机工程. 2018, 44(9): 269-273. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047419
实际室内环境存在混响,导致声源定位准确率下降。为此,提出一种基于分频的广义互相关时延估计声源定位算法。双耳信号通过Gammatone滤波器后得到分频的子带信号,在每个子带信号中进行最小相位分解的去混响处理,从倒谱域中反变换到时域后对每个子带进行互相关 计算,然后求和每个子带互相关函数得到最大互相关值相对应的双耳时间差值,最终通过几何模型获得方位角。仿真结果表明,相比PHAT-GCC声源定位法,该算法能减少混响环境带来的定位误差,提高声源定位的稳定性。
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计算机工程. 2018, 44(9): 279. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0047862
在对科技领域视频文本进行分类时,容易忽略分类贡献度较高的专业名词。为此,改进传统Labeled潜在Dirichlet分布(LDA)模型,建立用于科技领域视频文本的MulCHI-Labeled LDA模型,避免偏向高频词的现象。通过构建领域术语库以突出专业名词,同时使用卡方加权和文 本位置加权算法提升主题词质量。实验结果表明,与Labeled LDA模型相比,该模型可以解决专业名词被忽略的问题,并能有效提高主题词质量和分类准确率。
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计算机工程. 2018, 44(9): 280-285. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048623
时间触发以太网使用时间触发速率单调调度(TT-RMS)算法生成通信调度表时,存在RC消息不能在最大时延内到达、TT消息在错过时间窗后不能到达目的终端的问题。为此,设计一种基于贪心思想的调度表优化算法。通过规划新路径、分包与合包、更改TT消息发送时间3种方 式对通信消息进行改进,并构造一种代价函数评价每次生成的调度表,多次迭代直至代价值稳定后得到最终结果。仿真结果表明,相比改进的TT-RMS算法,该算法能够提高RC消息实时性,降低TT消息平均时延百分比。
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计算机工程. 2018, 44(9): 286-295,300. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0046993
现有数字高程模型(DEM)多分辨率表达方法多数属于冗余变换,冗余量随变换尺度的增大而剧增,无法有效表达多尺度地形轮廓结构。为此,提出一种有效表达不同尺度地形特征的无冗余DEM多分辨率表达方法。整合现有无冗余分数进制小波变换的多尺度变换结构与轮廓波变 换的多方向滤波器组,在此基础上构建无冗余分数进制轮廓波变换。实验结果表明,该方法能够有效保留DEM的宏观统计特征与局部地形细节,具有无冗余性且算法复杂度较低。
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计算机工程. 2018, 44(9): 296-300. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048184
当前规模化大众应用对北斗高精度导航定位服务的需求日益增大。为此,设计系统解决北斗高精度定位数据处理与网络播发问题的关键技术流程。以四川省北斗地基增强系统为基础,结合消息队列技术设计并实现基于网络模式的北斗高精度定位数据播发系统,从而达到为海 量用户提供实时动态的北斗民用高精度数据播发服务目的。测试结果表明,该定位系统平面精度小于0.7 m,高程精度小于1.5 m。
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计算机工程. 2018, 44(9): 301-308. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0048036
AOS空间通信系统业务类型多、信道衰落时变大,导致其带宽利用率和吞吐量较低,并且无法满足多种业务的QoS要求。为解决该问题,提出一种基于效用函数最大化的带宽和功率分配跨层优化方法。构建跨层效用函数模型,对应用层的服务质量要求、数据链路层的虚拟队列 积压比、物理层的发射功率和信道状态等参数进行联合优化,将跨层效用函数转化为非线性整数规划问题,通过求解效用最优来合理分配带宽和物理层发射功率。仿真结果表明,与AOS传统方法和典型跨层资源优化方法相比,该方法在满足业务QoS要求的前提下,能够保证业务 的公平性,降低功率消耗,提高带宽利用率,提升系统吞吐量。
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计算机工程. 2018, 44(9): 309-313. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049602
为提升电子邮件系统传输效率及用户服务质量,通过引入排队论方法并使用真实网络环境下的流量数据,系统性分析邮件系统服务框架及消息传递过程。通过被动流量监听技术获取原始流量并提取相关邮件属性,将整个电子邮件消息传递过程视为排队论系统以初步建立模型 。在此基础上,统计邮件发送及邮件投递分布,利用K-S非参数检验验证两分布与泊松分布优度拟合,得到两分布服从泊松分布的结论。考虑多代理投递邮件过程,其中邮件投递分布服从爱尔朗分布,进一步可修正系统为M/Ek/1模型。最后提出提高邮件系统服务效率的建议。
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计算机工程. 2018, 44(9): 314-320. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0050149
针对人工势场法在进行无人机航迹规划时易陷入局部最优、在狭窄通道中存在抖动现象等问题,提出一种基于碰撞锥改进势场法的无人机避障路径规划算法。利用碰撞锥碰撞检测条件设计障碍物斥力势场判定系数,以排除由无关障碍物势场产生的不利影响。根据障碍物类 型威胁度和无人机与障碍物间相对状态威胁度,设计模糊斥力增益调节系数来解决人工势场易陷入局部最优的问题。同时,为防止势场变化和通过狭窄通道时引发的抖动现象,设计抖动抑制调节系数并给出抖动情况下的航迹点规划方法。在此基础上,基于碰撞锥改进人工势 场函数设计一种无人机避障路径规划算法。实验结果表明,相对人工势场避障算法,该算法能够解决算法易陷入局部最优和存在的抖动问题,且在规避动态障碍物时取得了较好效果。
第50卷 第3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
电话：021-67092217(费用/发票)
（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