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2019年, 第45卷, 第8期 刊出日期:2019-08-15
  

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    封面和目录
  • 计算机工程. 2019, 45(8): 0-0.
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  • 网络空间安全专题
  • 李卫超, 张铮, 王立群, 刘镇武, 刘浩
    计算机工程. 2019, 45(8): 1-6. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0054221
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    基于裁决差异性判别进行威胁推测是拟态防御系统屏蔽和阻断攻击威胁的重要机制,然而现有的拟态裁决机制无法对拟态防御系统安全态势进行有效归纳分析和威胁管控。为此,以拟态Web服务系统为例,将网络态势感知技术融入到拟态防御架构中,提出一种改进的Web威胁态势分析方法。对多层次的拟态裁决告警日志进行数据关联,挖掘及分类融合提取的特征数据信息,并对不同类型的分类数据进行可视化展示。实验结果表明,该方法能够显示拟态防御系统的安全状态,及时获悉异常执行体的运行情况,从而实现对拟态防御系统的安全态势进行分析与评估。
  • 黄长阳, 王韬, 王晓晗, 陈庆超, 尹世庄
    计算机工程. 2019, 45(8): 7-13,21. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051747
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    针对SIMECK密码,提出一种优化故障定位的代数故障攻击方法。通过分析SIMECK轮函数加密扩散缺陷及故障失效原因,提取故障确定性传播特征并构建确定性故障差分特性表,实现故障的精确定位。创建加密过程和故障信息等效方程组,将方程组转化为SAT问题并求解密钥。实验结果表明,该方法在SIMECK32/64第28轮左寄存器中注入随机单比特故障,仅需8次故障注入即可恢复完整64 bit主密钥,攻击成功率高达99.61%,相比已有故障攻击方法所需故障样本量更少,攻击成功率及创建方程自动化程度更高。
  • 张杰鑫, 庞建民, 张铮, 邰铭, 张浩, 聂广来
    计算机工程. 2019, 45(8): 14-21. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053425
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    调度是拟态构造Web服务器的重要机制,现有的调度算法多数缺乏对拟态构造Web服务器异构性和Web服务质量的考虑,不能解决调度机制带来的安全性和Web服务质量不稳定的问题。为此,提出基于最大异构性和Web服务质量的随机种子调度算法,通过计算拟态构造Web服务器所有阈值,随机选出种子执行体,根据最大异构性和Web服务质量确定调度方案。仿真结果表明,与随机调度算法相比,该算法具有较优的调度效果,在安全性、Web服务质量和动态性之间达到了较好的平衡。
  • 刘志昊, 孙晓山, 张阳
    计算机工程. 2019, 45(8): 22-24,30. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051008
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    为在语言解释器的模糊测试中构造符合语言规范的样本,并尽可能地得出异常测试结果以便发现漏洞,采用改进的概率上下文无关语法模型控制样本的变异过程,对变异结果中的未定义变量进行修正以提高符合语言规范的样本比率。在此基础上,对语言解释器进行模糊测试,结果表明,该测试所生成样本中符合语法、语义规范的比率高达96%。
  • 廖方圆, 甘植旺
    计算机工程. 2019, 45(8): 25-30. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0055156
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    攻击者会利用Android系统应用程序自签名过程中的漏洞进行重签名,从而发布盗版软件。针对该问题,分析Android系统应用程序数字签名及验证过程,提出一种基于MD5值的在线签名比较方案,并通过代码混淆技术增加攻击者反编译的难度,以保障该签名方案的安全性。实验结果表明,该方案可以帮助用户判断应用程序是否为正版,并有效防止本地签名被篡改。
  • 程华, 谢金鑫, 陈立皇
    计算机工程. 2019, 45(8): 31-34,41. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051218
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    为实现恶意软件加密C&C通信流量的准确识别,分析正常网页浏览访问和C&C通信的https通信过程,发现恶意软件C&C通信的服务器独立性特征,提出https通信序列建模方法。针对加密通信的行为特点,利用密文十六进制字符的向量表示方法完成加密流量的向量化表达,并采用多窗口卷积神经网络提取加密C&C通信模式的特征,实现加密C&C通信数据流的识别与分类。实验结果表明,该方法识别恶意软件加密C&C流量的准确率高达91.07%。
  • 蔡秀梅, 刘超, 黄贤英
    计算机工程. 2019, 45(8): 35-41. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0052117
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    为研究网络中节点输入率和移出率的差异性对蠕虫病毒传播的影响,基于仓室建模思想分析各个仓室之间的转化关系,构建一种具有不同输入率和移出率的蠕虫病毒传播SEIR模型。计算模型的平衡点和基本再生数,给出平衡点稳定性规范,并通过Hurwitz定理、LaSlle不变性原理和Bendixson定理证明平衡点的稳定性。在此基础上,利用数值仿真验证理论分析的结果,分析影响蠕虫病毒传播的关键因素,进而提出抑制蠕虫病毒传播的建议措施。
  • 先进计算与数据处理
  • 杨凯琪, 姚培, 赵玉龙, 汤凌韬
    计算机工程. 2019, 45(8): 42-47. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051519
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    为满足基于Docker容器的应用在Kubernetes集群和Docker Swarm集群之间的迁移需求,研究A-Migrator异构容器云应用迁移系统。通过Kubernetes和Docker Swarm的应用编排调度策略,给出两者之间编排信息转换的可行方法,并提出基于镜像预同步的应用迁移技术。实验结果表明,A-Migrator异构容器云应用迁移系统可实现基于Docker容器的应用在2个集群之间的迁移,且引入镜像预同步技术后应用迁移时间平均减少60.33%。
  • 沈怡秀, 马福民, 曹杰
    计算机工程. 2019, 45(8): 48-52,59. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051542
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    为对包含数值和名词属性的混合数据集进行定性组合聚类分析,提出一种基于模糊优势关系的粗糙聚类定性组合算法f-QRD。根据混合数据集的不同属性分别进行聚类并计算类簇之间的模糊优势关系,为避免组合后的类簇碎片过多,对模糊优势关系差值较小的类簇进行合并处理。实验结果表明,与QRD算法相比,f-QRD算法能够有效减少类簇数目并提高聚类准确率。
  • 唐鸿成, 文畅, 冯文祥, 谢凯, 方文青
    计算机工程. 2019, 45(8): 53-59. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0052493
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    为实时显示三维数据体的海量数据,提出一种改进的海量数据快速显示算法。利用CURE聚类算法对数据进行整理,通过Hilbert R-tree对数据建立索引,根据可视化区域预测模型预测下一时刻的可视区域,以实现大量数据的快速可视化。实验结果表明,与基于视点运动的快速显示算法和基于可见性判断的可视化算法相比,该算法在不降低渲染质量的前提下,渲染速度分别提高18.27%和67.06%,预测区域错误率分别降低9.73%和22.37%,能够快速加载数据并且准确绘制大量三维数据体。
  • 陶小旖, 陈胜, 齐恒, 李克秋
    计算机工程. 2019, 45(8): 60-65,74. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053141
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    移动边缘计算技术能够降低网络负载并提高服务质量,但目前边缘资源不能满足所有用户需求。为提高资源利用率和服务收益,提出一种鲁棒优化的边缘网络服务拍卖方法。研究用户以拍卖方式参与资源分配的过程,考虑用户出价的不确定性和可信性保障,从边缘提供商角度出发,根据拍卖结果获得资源收益,并在最大收益条件下对资源进行分配。分析结果表明,该方法能够有效提高边缘资源的收益,降低成交价。
  • 张波, 周从华, 张付全, 张婷, 蒋跃明
    计算机工程. 2019, 45(8): 66-74. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0052286
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    在对高维少样本的遗传数据进行单核苷酸多态性(SNP)选择时,为能使所选SNP子集高度代表所有SNP信息,实现数据降维,在模糊C均值(FCM)算法的基础上提出一种改进方法GN-FCM。通过引入SNP权重因子量化SNP位点重要程度的差异性,同时将重点SNP邻域正则项引入模糊聚类的损失函数中,挖掘高度重要SNP与同邻域内其他SNP的关联性。实验结果表明,GN-FCM具有较好的收敛性,与DW-FCM算法相比,其构造的SNP子集在支持向量机、决策树和朴素贝叶斯分类中准确率分别提升5.73%、3.40%和3.79%,F1值分别提升4.01%、3.20%和2.22%。
  • 张旭, 周新志, 赵成萍, 邵伦
    计算机工程. 2019, 45(8): 75-79,91. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051759
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    为优化针对非均衡数据的分类效果,结合犹豫模糊集理论与决策树算法,提出一种改进的模糊决策树算法。通过SMOTE算法对非均衡数据进行过采样处理,使用K-means聚类方法获得各属性的聚类中心点,利用2种不同的隶属度函数对数据集进行模糊化处理。在此基础上,根据隶属度函数和犹豫模糊集的信息能量求得各属性的犹豫模糊信息增益,选取最大值替代Fuzzy ID3算法中的模糊信息增益作为属性的分裂准则,构建一个用于非均衡数据分类的犹豫模糊决策树模型。实验结果表明,基于犹豫模糊决策树的分类器在AUC评价指标上相对于C4.5、KNN、随机森林等传统分类算法平均提高了12.6%。
  • 体系结构与软件技术
  • 刘文杰, 江贺
    计算机工程. 2019, 45(8): 80-85. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053297
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    针对Bugzilla缺陷跟踪系统的Eclipse项目软件缺陷报告数据集,使用特征选择和机器学习算法对向量化的原始数据进行特征降维、权重优化等处理,得到数据维度较低的优化数据集,并采用分类算法评估软件缺陷报告严重程度。通过对4种特征选择算法及4种机器学习算法处理结果的交叉对比表明,使用信息增益特征选择算法对原始数据集进行特征优化,并结合多项式贝叶斯算法对优化数据集进行训练与测试,可使软件缺陷报告严重性预测的AUROC值提高至0.767。
  • 陈俞娴, 桂良启, 任利明, 周自成, 占美娟, 杨杰波, 郎量, 陈柯, 田加胜, 郭伟
    计算机工程. 2019, 45(8): 86-91. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0052616
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    针对中小尺度气象预测对微波辐射计的应用需求,提出一种气象微波辐射计数据测量与控制系统。该系统以STM32F4系列的ARM处理器为核心,以Altera Cyclone IV E系列的FPGA为辅助。通过设计系统整体结构、ARM处理器与FPGA芯片的外围电路以及相应的嵌入式软件,实现数据采集、上下位机通信、电压检测等功能。为提高后续的反演精度与时间分辨率,将FPGA与ARM处理器相结合,以同步采集接收机16通道的电压输出。实验结果表明,该系统能够对天线、噪声源状态、恒温开关等进行精确控制,且实时性较好。
  • 周伟平, 杨维永, 王雪华, 茅兵
    计算机工程. 2019, 45(8): 92-101. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051265
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    为提高对工业控制系统的渗透测试效率,保障其安全可靠性并提升系统安全防护能力,基于shell交互技术构建面向工控系统的渗透测试工具框架,并通过Python语言进行实现。设计具有层次结构的网络探测和系统探测模块,利用协议解析和逆向技术对工控协议进行脆弱性检测,同时研究基于工控环境的漏洞利用方式,通过模糊测试模块对测试目标进行漏洞挖掘和脆弱性检测。在此基础上,参考开源Metasploit软件,根据模板规则编写渗透攻击脚本。仿真结果表明,该设计可提高对工控系统的探测效率,降低协议脆弱性检测难度,并且具有结构简明、易于扩展的特点。
  • 徐云涛, 许武军, 翟梦琳
    计算机工程. 2019, 45(8): 102-106,112. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0052669
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    虹膜登录系统的扫描、处理和识别过程处于同一物理机下,会导致存在用户使用代价高和受益用户少等问题。为此,基于BIS架构构建一种虹膜登录系统模型。通过网络实现扫描端和处理端的分离,将虹膜扫描端置于浏览器中,处理端放在云服务器上。运用前端技术搭建用户注册、识别登录窗口,多用户同时通过浏览器调用优化的虹膜摄像头获取本人多张虹膜信息,发送给云服务器。在云服务器端使用Django、Nginx框架搭建部署虹膜识别系统,利用MySql存储用户信息,并且通过多线程、多进程技术基于CPU核心加快图像处理及并行搜索速度。实验结果表明,与普通虹膜识别系统相比,该模型百张图像处理速度提升60%,图像匹配搜索效率平均提升75%。
  • 薛建伟, 姜爱民
    计算机工程. 2019, 45(8): 107-112. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053128
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    结合光学综合孔径原理样机的性能与功能需求,设计一种由现场可编程门阵列(FPGA)与数字信号处理器(DSP)组成的计算与控制系统。FPGA负责多通道高速数据采集与并行流水预处理,DSP完成数据的并行计算并实现闭环控制。在计算与控制系统闭环后,同时进行3个通道图像的实时采集与预处理,并完成相关计算与实时闭环控制。在原理样机上进行的开闭环实验结果表明,该系统闭环时3个子望远镜的图像偏移量均方根值仅为开环时的5%,且能够保证各子望远镜稳定地干涉成像。
  • 邹鑫清, 吕娜, 陈柯帆, 刘创, 曹芳波
    计算机工程. 2019, 45(8): 113-119. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051847
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    传统机载战术网络(ATN)紧耦合于作战应用,且未考虑到信息内容本身,导致ATN下的路由协议无法为不同的信息内容提供差异化的通信服务,难以满足任务需求动态多样的航空集群平台通信需求。为此,通过融合软件定义网络、信息中心网络和机载战术网络架构,提出软件定义信息中心机载战术网络架构,并以此架构为基础,设计内容驱动路由协议,为不同的信息内容提供不同等级的路由转发能力,从而为网络提供高效的差异化服务。仿真结果表明,与传统的迪杰斯特拉算法相比,内容驱动路由协议能够减少端到端时延,提高吞吐量与网络通信性能。
  • 王晨旭, 王晓晨, 余敦辉, 吴珊
    计算机工程. 2019, 45(8): 120-124,134. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053485
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    综合考虑任务粒度与解耦水平,提出一种改进的软件众包任务分解算法。基于任务网络内的依赖关系计算任务粒度,根据各子任务在设计结构矩阵中的分布情况衡量解耦水平,并通过动态解耦进行软件众包任务分解。实验结果表明,与基于独立水平和传播成本的任务分解算法相比,该算法风险判定值和缺陷密度分别提升0.244 0、0.362 6、0.014 6、0.319 4,可保证软件众包任务完成质量。
  • 移动互联与通信技术
  • 宋倩, 李瑞虎, 付强, 杨瑞磻
    计算机工程. 2019, 45(8): 125-128. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051639
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    局部修复码应用于分布式存储系统中,其码字的任意位发生错误都可通过读取该码字其他若干位予以修复。根据该特性,围绕三维、四维最优码展开研究,通过讨论已知特殊最优码的相关参数,同时分析已知最优码生成矩阵列向量之间的线性关系,使用矩阵变换、矩阵拼接、删截等方法,构造五元域上所有的三维、四维最优码。在此基础上,分析该码尽可能小的局部修复度,并通过C-M界判定局部修复度的最优性,得到距离最优的局部修复度。
  • 金叶奇, 徐佑宇, 郑敏, 谭冲, 王虹
    计算机工程. 2019, 45(8): 129-134. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051120
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    以延迟容忍剩余时长为度量依据,提出一种对业务进行动态分组的上行优先级调度算法。采用资源块(RB)大小可变的分配方式满足RB的邻接约束,引入混合自动轮询机制解决算法对低优先级业务调度不公平的问题。仿真结果表明,相比PF算法、RR算法,该算法的系统吞吐量分别提升约15%、41%,且在业务时延、业务区分度方面具有较好性能。
  • 顾洁, 朱宗卫, 徐友庆, 周世斌, 李奥, 张国鹏
    计算机工程. 2019, 45(8): 135-140. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051676
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    无线局域网采用IEEE 802.11协议无法向不同类型的数据流提供有区分的服务质量,而IEEE 802.11e服务区分机制EDCA存在数据流传输不公平性的问题。为此,运用NS-3网络仿真器实现一种改进的服务区分机制F-DCF。针对每个单独的节点给出排队规则,以保证节点内的公平传输机会,并通过使用基于竞争的接入方法设计实现多个节点之间的公平信道接入机制。仿真结果表明,与传统EDCA机制相比,F-DCF机制可对网络中不同优先级的数据流提供比例公平性的服务质量区分,并能够提高网络的总吞吐量。
  • 龙向阳, 姚建国
    计算机工程. 2019, 45(8): 141-145. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051935
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    针对基于导频污染的大规模多输入多输出系统,提出一种空间交替广义期望最大化(SAGE)迭代的信道估计算法。将发送和接收的导频符号形成完备的数据空间集,利用基于导频的最小均方误差估计器初始化信道参数,通过导频符号和软信息迭代改进并更新初始估计数据。实验结果表明,该算法通过一次SAGE迭代即可实现精度收敛,且在高信噪比及导频污染的情况下相比基于导频的估计器具有更高的估计精度及频谱效率。
  • 傅伟, 周新力
    计算机工程. 2019, 45(8): 146-151. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051591
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    无人机与有人机混合编队协同作战可提高作战效能,但需要无人机与有人机之间进行稳定的数据连接,将战场态势快速传输至有人机。为此,建立一种基于博弈论的单一价格多属性投标模型,以通信范围内邻居节点的招投标方式,将传输节点的选择过程抽象为招标模型。从节点能量属性、链路稳定性及转发角度出发,设计招投标节点的评分函数和收益模型,最终经过比较多个投标节点的质量属性和投标价格选择最佳节点完成招标节点的数据转发。通过博弈分析证明数据转发算法是激励相容的,可确保节点以真实报价参与到数据转发过程中。仿真结果表明,与GPSR算法及AMIM算法相比,该算法在保证网络能耗均衡与链路稳定性的同时,能提高网络生存时间,适用于无人机与有人机混合编队协同作战通信环境。
  • 唐洁
    计算机工程. 2019, 45(8): 152-158,164. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051753
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    Ad Hoc网络中的节点在转发数据时易出现自私行为,为激励自私节点参与数据转发,提出一种节点激励策略IMTFT。根据贝叶斯博弈理论建立节点转发博弈模型,在该模型中引入增加激励因子的改进TFT策略,以均衡激励自私节点。在IMTFT策略下对节点的纳什均衡条件进行推理分析,并确定激励因子相关参数的最优取值。仿真结果表明,该策略能有效激励自私节点参与数据转发,提升网络整体性能。
  • 石刘强, 石顾禹, 杨明, 钱玉文
    计算机工程. 2019, 45(8): 159-164. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051934
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    电力线通信(PLC)是物联网、智能电网中重要的通信方式。然而,当有新节点接入PLC网络时,无法正确识别PLC网络中具体的调制方式,从而导致接入失败。为此,通过构建多输入多输出(MIMO)的PLC系统模型,提出一种基于PLC-MIMO结构的协同调制识别方法,以实现新节点自动接入PLC网络。采用多节点的发送信号四阶累积量作为识别器的特征参数,结合极大似然的判决规则进行协同识别,同时引入权重因子,设计一种改进协同调制识别算法来提高正确识别率。仿真结果表明,与一般协同识别算法相比,该算法正确识别率提高6%,具有更好的识别性能,可适用于PLC传感网络系统。
  • 张光杰, 叶海洋, 王晓锋
    计算机工程. 2019, 45(8): 165-172,189. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051757
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    针对天地一体化网络中用户数量多、并发通信高和时变性的特点,基于多尺度虚拟化技术,提出一种模型驱动的分布式卫星终端用户行为仿真方法。采用多尺度虚拟化技术解决仿真逼真性和计算开销间的矛盾,实现卫星终端的大规模仿真。利用模型驱动的设计方法,将理论模拟模型与网络仿真相结合,实现用户行为特征的高逼真仿真。实验结果表明,该方法可以实现100万用户在线、10万并发通话的大规模仿真,且能准确体现用户行为的时变规律。
  • 唐丽萍, 江逸伦
    计算机工程. 2019, 45(8): 173-177,197. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051208
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    为在不完美频谱检测环境下对资源进行优化分配,提出一种分布式认知无线电网络资源分配算法。根据贝叶斯理论给出子载波状态信任指数与统计平均干扰功率的概念,利用拉格朗日对偶分解理论,将原分配问题分解为独立的子问题并进行求解,以实现多用户资源的有效分配。仿真结果表明,相对基于回避准则的优化算法,该算法能有效提高系统容量,且能更快地达到循环结束条件。
  • 人工智能及识别技术
  • 叶俊民, 徐松, 罗达雄, 王志锋, 陈曙
    计算机工程. 2019, 45(8): 178-183. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051516
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    在线学习社区中的中文真词错误会给中文文本语义的理解带来困难,从而影响基于在线学习社区文本的学习分析效果。为此,提出一种针对在线学习社区短文本的真词错误检测与修复方法。构建混淆词集和混淆词对应的固定搭配知识库,基于n-gram概率统计模型、上下文语境模型和固定搭配知识库,分别计算每一个混淆词的n-gram得分、上下文语境得分和固定搭配得分,对其加权求和作为判断原文是否出错的依据,并将最高得分的混淆词作为修复意见。实验结果表明,该方法召回率、准确率与修复率分别为85.6%、86.3%、92.9%,能准确有效检测与修复学习社区中的中文真词错误。
  • 李梦梦, 夏阳, 李心茹, 徐婷, 魏思政
    计算机工程. 2019, 45(8): 184-189. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053034
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    传统协同过滤算法仅依靠用户评分数据的低维向量方法,存在推荐结果精确度低以及冷启动问题。为此,提出一种新的动态混合推荐算法,将栈式降噪自动编码器融入到基于用户的协同过滤中,学习用户的深层次特征,并与基于用户项目属性偏好的相似度融合。在预测生成阶段,设置时间衰减项,动态预测访问概率,及时更新用户兴趣变化,从而提高推荐质量。在MovieLens数据集上的实验结果表明,与UB-CF、AE和SDAE-IA算法相比,该算法推荐性能明显提高。
  • 张文金
    计算机工程. 2019, 45(8): 190-197. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051610
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    在线多任务学习(MTL)算法大多利用单个权重矩阵约束任务相关性,且该约束较为严格,在实践中难以满足。为此,提出一种改进的在线MTL算法,通过将权重矩阵分解为2个子矩阵来克服上述约束。对第1个子矩阵进行迹-范数正规化,获得低秩相关结构。利用正规化项对第2个子矩阵进行个性化任务的群组式Lasso惩罚,确定个性化模式。采用投影梯度算法对子矩阵进行自适应学习并获得最优解。实验结果表明,该算法相对于最优线性后验模型可实现次线性遗憾,其预测精度、运行速度优于TRML、MTFL等算法,且在垃圾邮件数据集上的累计误差率可降至4.97%。
  • 高茂庭, 徐彬源
    计算机工程. 2019, 45(8): 198-202,209. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051294
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    传统电影推荐算法多数基于用户和电影的静态属性进行推荐,忽略了时间序列数据内在的时间和因果因素,推荐质量不高。为此,利用循环神经网络(RNN)在处理时间序列上的优势,提出一种推荐算法R-RNN。采用2个长短期记忆网络分别挖掘用户和电影的潜在状态,实现长距离的历史状态积累,将用户状态和电影状态的内积作为最终评分。在IMDB和Netflix数据集及Netflix子集上的实验结果表明,与基于概率矩阵分解、TimeSVD++及AutoRec算法相比,该算法能够有效降低均方根误差,并提高预测评分的准确度。
  • 张岐山, 李可, 林小榕
    计算机工程. 2019, 45(8): 203-209. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051987
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    在基于位置的社交网络中,兴趣点实时推荐数据和用户签到数据存在高稀疏性问题。提出一种基于时间效应的混合推荐模型。通过用户潜在兴趣点数据模型计算用户时间行为影响分数和地理位置影响分数,并用线性统一模型进行处理,选取Top S个兴趣点作为用户的潜在兴趣点。将用户的潜在签到记录引入基于时间效应的矩阵分解模型中,考虑时间差异性和连续性对推荐结果的影响,在此基础上进行优化求解,提出推荐策略。实验结果表明,与LRT模型、UTE+SE模型相比,该模型的推荐效果较好,其准确率和召回率最高可达0.103 4和0.111 8。
  • 甄卓, 陈玉泉
    计算机工程. 2019, 45(8): 210-216,223. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051810
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    为增强文本匹配模型的文本语义捕捉能力并提高语义匹配准确度,提出一种基于词嵌入与依存关系的文本匹配模型。构建融合词语义和词间依存关系的语义表示,通过余弦均值卷积和K-Max池化操作获得描述两段文本各部分语义匹配程度的矩阵,并采用长短期记忆网络学习匹配程度矩阵与真实匹配程度之间的映射关系。实验结果表明,该模型的F1值为0.927 4,相比BM25及深度文本匹配模型准确度更高。
  • 张璞, 李逍, 刘畅
    计算机工程. 2019, 45(8): 217-223. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0052473
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    分析商品评论中评价对象和评价短语的词性和句法关系,提出一种使用规则模板进行评价搭配抽取的方法。通过词性、依存句法分析及语义依存分析结果,设计核心搭配抽取规则。引入COO算法及改进的ATT链算法,根据核心评价对象与短语的词性进一步制定识别完整评价对象与短语的规则模板,抽取评价信息。中文商品评论数据集上的实验结果表明,与最近距离方法、SBV极性传递方法和基于核心句的方法相比,该方法的F1值分别提升了43.98%、36.30%和24.83%。
  • 李金蔓, 汪剑鸣, 金光浩
    计算机工程. 2019, 45(8): 224-229. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051535
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    为对特定对象的个性化审美偏好进行预测,将机器学习与深度学习相结合,提出融合共识性与主观性偏好信息的个性化人脸吸引力评估方法。从数据集中收集群体评分形成共识性信息,构建个人评分预测模型以反映主观性信息。结合这2种信息并发挥共识性信息的普遍性优势以及主观性信息的独特性,从而构建个性化人脸吸引力预测模型。在公开的SCUT-FBP和FaceScrub数据集上进行实验,结果表明,该方法的Pearson相关系数高达0.90,残差值低至0.25。
  • 李一, 冯楠, 谭顺成
    计算机工程. 2019, 45(8): 230-235. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053924
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    针对增强现实(AR)系统在进行虚拟信息叠加时待注册区域被遮挡的情况,提出一种基于实时特征检测与目标跟踪的AR系统三维注册方法。使用KCF算法对待注册目标区域与模板进行实时FAST特征匹配,通过改进ORB算法,提出SIFT-ORB-MRANSAC融合算法,完成特征点的提取、匹配以及误匹配去除。在此基础上,根据特征点之间的匹配关系计算注册矩阵,通过注册矩阵叠加虚拟信息实现对现实世界的增强。实验结果表明,该方法在光照变化、遮挡以及旋转变换的情况下,可将虚拟信息快速、准确地叠加到待注册区域,提高AR系统的运算效率。
  • 多媒体技术及应用
  • 张盛峰, 肖傲, 黄胜
    计算机工程. 2019, 45(8): 236-240. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0052795
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    为降低屏幕内容编码的计算复杂度,提出一种针对编码单元(CU)划分和预测单元(PU)模式选择的快速算法。根据时空域相邻CU的深度信息及平均率失真代价,对CU划分进行早期决策。依据merge模式的率失真代价均值,终止PU模式的选择过程。实验结果表明,与SCM6.0相比,该算法在平均码率仅增加1.59%的情况下,编码时间节省了35.4%,有效降低了编码的计算复杂度。
  • 官洪运, 欧阳江坤, 杨益伟, 吴炜
    计算机工程. 2019, 45(8): 241-247. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051612
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    为解决LCT算法在目标形变与快速移动情况下跟踪效果差的问题,提出一种基于特征融合的跟踪算法。在梯度方向直方图特征相关滤波的基础上,提取目标与背景颜色直方图特征,得到颜色特征的目标预测位置。在此基础上,根据跟踪置信度确定特征融合权重,综合考虑梯度特征与颜色特征得到跟踪结果。实验结果证明,与LCT算法相比,该算法的距离精度和重叠精度分别提高了11.5%和21.2%,平均中心位置误差减少了15.3像素。
  • 王忠民, 刘戈, 宋辉
    计算机工程. 2019, 45(8): 248-254. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053232
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    在语音情感识别中提取梅尔频率倒谱系数(MFCC)会丢失谱特征信息,导致情感识别准确率较低。为此,提出一种结合MFCC和语谱图特征的语音情感识别方法。从音频信号中提取MFCC特征,将信号转换为语谱图,利用卷积神经网络提取图像特征。在此基础上,使用多核学习算法融合音频特征,并将生成的核函数应用于支持向量机进行情感分类。在2种语音情感数据集上的实验结果表明,与单一特征的分类器相比,该方法的语音情感识别准确率高达96%。
  • 袁文浩, 梁春燕, 夏斌
    计算机工程. 2019, 45(8): 255-259. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051780
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    传统的基于深度神经网络(DNN)的语音增强方法由于采用非因果形式的输入,在处理过程中具有固定延时,不适用于实时性要求较高的场合。针对这一问题,从网络结构角度展开研究,通过实验对不同网络结构在不同输入形式下的语音增强性能进行对比,寻找适用于因果形式输入的网络结构,在此基础上,结合卷积神经网络和长短期记忆网络建立一个能充分利用先前帧信息的因果语音增强模型。实验结果表明,该模型在提高基于DNN的语音增强方法实时性的同时,保证了语音增强性能,其PESQ与STOI得分分别为2.25和0.76。
  • 单礼岩, 李新伟
    计算机工程. 2019, 45(8): 260-265,274. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0052107
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    为满足视频拷贝检测系统的鲁棒性、独特性和紧凑性,提出一种包含时空信息特征的视频指纹算法。利用时空切片和关键帧构成时空信息,将包含视频关键帧空域信息的Gabor特征和时空切片时域信息的直方图特征加权融合,量化后得到视频指纹。在公开数据库上进行对比实验,结果表明,与结构图模型、时间信息表示图像、梯度方向质心等算法相比,该算法ROC性能突出,鲁棒性得到明显提高,整体性能更优。
  • 王任华, 沈剑宇, 蒋敏
    计算机工程. 2019, 45(8): 266-274. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0052593
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    基于核相关滤波器的跟踪算法对于目标的空间结构具有较强的依赖性,无法有效应对遮挡、形变等干扰因素,且单一的特征模型在复杂的跟踪场景下无法准确表述目标信息。为此,提出一种基于自适应多模型联合的算法。通过自适应权重将相关滤波模型与颜色直方图模型进行联合,并将稀疏表示的思想引入相关滤波模型的训练过程中,以增强算法的鲁棒性。OTB视频序列数据集上的实验结果表明,该算法可有效缓解跟踪过程中的遮挡、形变等因素的干扰,与Staple算法、KCF算法相比,目标跟踪的精度显著提升。
  • 开发研究与工程应用
  • 吴涛, 王伟斌, 于力, 谢蓓敏, 尹维崴, 王洪玉
    计算机工程. 2019, 45(8): 275-280. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053695
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    绝缘子是输电线路的重要组成部分,其能否正常工作直接影响电网的稳定运行。为此,研究了智能绝缘子缺陷检测方法。通过无人机的航拍图像制作数据集,利用K-means++算法确定先验框,基于YOLOV3检测架构构建一种改进的轻量级网络。实验结果表明,该方法提升了高清绝缘子的图像检测速度,且能够完成绝缘子定位及缺陷检测。
  • 张景莲, 彭艳兵
    计算机工程. 2019, 45(8): 281-286,295. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051790
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    基于特征码匹配的静态分析方法提取的特征滞后于病毒发展,且不能检测出未知病毒。为此,从病毒反编译文件及其灰度图出发进行特征提取及融合,采用机器学习中的随机森林(RF)算法对恶意代码家族进行分类,提取恶意代码的操作码指令和灰度图纹理2个局部特征,并将颜色直方图作为恶意代码的全局特征。实验结果表明,融合恶意代码特征与RF算法可实现恶意代码家族的有效分类,平均准确率达到99.59%。
  • 李岩, 邓胜春, 林剑
    计算机工程. 2019, 45(8): 287-295. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051603
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    利用社交网络用户的静态行为特征识别水军用户,无法检测水军用户的动态行为且难以应用于在线检测的环境。为此,构造社交网络用户的动态行为特征,分析正常用户和水军用户间的差异,以半监督模型为基础,结合动静行为特征构建在线检测模型,通过静态行为特征聚类及动态行为特征过滤筛选,使半监督模型利用最有价值的未标记用户数据进行增量学习,从而检测水军用户。实验结果表明,该模型的F1值高达93.33%,平均训练时间约为2 min,能够有效检测社交网络上的水军用户。
  • 谷建光
    计算机工程. 2019, 45(8): 296-299,308. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051468
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    为在资源受限的安全芯片中兼顾标量乘运算的安全性与效率,设计一种抗能量分析攻击的椭圆曲线密码标量乘算法。采用带门限的非相邻形式编码方法对标量进行编码,以提高标量乘运算的效率。在此基础上,结合预计算和基点掩码技术,使算法可以抵抗多种能量分析攻击。分析结果表明,该算法不仅能够抵抗简单能量分析攻击、差分能量分析攻击、零值点能量分析攻击和修正能量分析攻击,而且可以提升预计算效率,减少存储空间。
  • 王海起, 费涛, 彭佳琦, 李谊让, 龚蔚青
    计算机工程. 2019, 45(8): 300-308. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051617
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    在对油田地上下二三维建模过程中各类数据分类和解析的基础上,采用地上CSG+地表GRID+地下Pillar混合模型建立地上下统一的数据结构和接口,分析三维地形、三维油藏、三维地物、地表二维矢量三维化、坐标系与坐标转换等可视化建模方法,根据OSG平台建立统一的三维场景,提出基于面的三维网格消隐算法和基于离散属性值的邻域作用力网格平滑算法,研究三维垂向剖切、剖切面展布与井轨迹在剖面上的投影,实现基于遗传算法的水平井水平段设计优化技术。以内蒙古某油田为实验对象,结果表明,该系统可用于数字油田地上下三维集成建模。
  • 严海升, 李强, 孙开伟
    计算机工程. 2019, 45(8): 309-314. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0052437
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    基于机器学习的Android平台恶意软件检测方法提取的权限信息特征维度高且类别区分能力弱,导致检测精度低及复杂度高。为此,提出一种基于特征占比差与加权随机森林的恶意软件检测方法。通过获取Android软件的权限信息和硬件组件信息,分析各类特征的占比差,并将特征属性作为分类模型的输入。在此基础上,对随机森林中的树模型赋予不同的权值,验证树模型对最终分类结果的影响。实验结果表明,与神经网络方法相比,基于特征占比差的特征构建方法所提取的特征具有较好的类别区分能力,且改进后的随机森林能提高恶意软件检测的准确性。
  • 王仁武, 张文慧
    计算机工程. 2019, 45(8): 315-320. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051831
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    在线评论文本具有口语化的特点,其评价词缺少对应的评价对象,影响了细粒度情感分析的效果。为此,提出一种利用深度学习自动识别评价对象的方法。设计研究领域的文本序列标注规范,在对评论语料分词后,进行评价词与评价对象的命名实体标注,得到单词序列、词性序列和标注序列。将单词序列、词性序列转为神经网络语言模型的词向量,并用循环神经网络进行训练,采用条件随机场(CRF)输出评价对象标签,得到缺失的评价对象。实验结果表明,与单一CRF模型相比,BiLSTM+CRF模型和BiGRU+CRF模型的识别效果较好,BiGRU+CRF模型的F1值最高可达0.84。