2019年, 第45卷, 第12期 刊出日期：2019-12-15
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计算机工程. 2019, 45(12): 1-7. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0056410在物联网、移动互联网的快速发展和大数据的深层驱动下，群体智能进入2.0时代。通过介绍群体智能2.0的定义，分析国内科研团队在群智感知计算、联邦学习及众包等方面的研究成果，明确群体智能2.0的发展趋势，并指出群智感知计算与众包技术将成为群体智能2.0的主要研究方向，数据获取、数据处理及用户隐私保护为需要解决的关键技术难点。
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计算机工程. 2019, 45(12): 8-18. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053279颅面复原是一项依据人的颅骨恢复其对应的面部相貌的研究，在公安法医学、考古学、医学整形等诸多领域有普遍应用，传统手工颅面复原耗费时间长且复原结果难以实现，而近年来逐步兴起的计算机辅助颅面复原方法使得复原结果更加真切、高效。重点归纳和分析计算机辅助颅面复原技术，该复原技术主要基于知识的颅面复原方法和统计模型法，对其中的基于稀疏软组织厚度的颅面复原、基于稠密软组织厚度的颅面复原、统计形变模型和回归模型等重要方法进行详细的阐述，并将各种方法优缺点进行对比，帮助研究人员全面了解颅面复原方法。
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计算机工程. 2019, 45(12): 19-25,37. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0052940从保障内容安全的角度出发，量子密钥能够实现无条件安全的保密通信，将其用于密码应用程序，可以极大程度地提高程序的安全性。结合目前量子密钥实际应用较少的现状，介绍保障内容安全的加密方式，同时对比分析量子密钥与传统密钥的特点，得出量子密钥比传统密钥更具优势的结论。在此基础上，阐述量子密钥分发网络的相关研究，分析量子密钥资源特点，阐述现有应用场景及应用方法，并对未来研究方向进行展望，针对量子密钥在通信协议、应用软件、硬件设备和密码资源改造等方面的应用给出合理建议。
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计算机工程. 2019, 45(12): 26-37. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0054292合理的应急设施选址能够显著提高应急服务的质量和效率，在医疗、救灾和人道主义物流等领域具有重要的研究意义。根据时效性和应用领域对应急设施进行分类，从不同设施种类的角度阐述国内外研究的主要区别。按照基本选址问题、动态选址问题、随机选址问题、鲁棒选址问题和其他选址问题5种类型论述应急设施选址模型的研究现状，从求解方式、优化算法、测试用例3个角度对模型优化求解方法进行对比分析，指出当前研究存在的不足，并对应急设施选址问题的未来研究方向进行展望。
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计算机工程. 2019, 45(12): 38-44. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053682针对下行非正交多址接入系统多用户场景，综合考虑吞吐量、服务质量、公平性、串行干扰消除（SIC）能力等因素，提出一种基于比例速率约束的公平资源分配算法。利用比例公平思想设计自适应比例公平用户配对方案，通过动态调整遗忘因子加快调度优先级的更新速度。设计最优功率分配方案以保证SIC的正确执行，同时为进一步提升配对用户间的公平性，给出基于比例速率约束的2种功率分配方案，获得相对稳定的功率分配关系。仿真结果表明，在保证系统吞吐量的前提下，该算法可有效提升接入系统的用户数和用户间公平性。
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计算机工程. 2019, 45(12): 45-51,70. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0055107为解决小蜂窝网络中基站密集部署导致能耗过高的问题，提出一种基于用户接入的能效优化算法。根据基站邻接关系对小蜂窝网络中的基站进行分簇，并引入合并因子均衡分簇规模。在此基础上，结合用户接入速率与基站负载情况，利用改进的混沌量子粒子群算法求解最佳用户连接矩阵，同时依据网络流量变化实现基站开关的动态切换管理。仿真结果表明，该优化算法在保障用户QoS的前提下，能提升系统能效，适用于5G无线网络。
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计算机工程. 2019, 45(12): 52-57,78. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0055530为提高5G网络中的内容缓存效率并降低网络能耗，提出一种基于Stackelberg博弈的缓存优化算法。将网络服务商和内容提供商建模为一个多主多从的Stackelberg博弈模型，内容提供商从网络服务商处购买基站存储空间，以缓存流行和热门内容。构建博弈双方的策略空间和利润函数，并证明给定一组网络服务商的基站租用价格时内容提供商之间存在纳什均衡点。在此基础上，利用分布式迭代算法对博弈模型进行求解，得到网络服务商的基站最优定价和内容提供商的基站最优租用比例。仿真结果表明，与用户QoS优先算法、果蝇算法和全局最优算法相比，该算法能够提高缓存命中率和网络收益，降低网络能耗。
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计算机工程. 2019, 45(12): 58-63. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0055031在多小区分布式阵列系统中，用户与接入节点（AP）间的距离对频谱效率具有重要影响，边缘用户可以通过不同小区内AP间的协作传输来获得较高的频谱效率。为此，将多小区的边缘用户以及AP组成一个虚拟簇，针对频分双工模式下簇内多用户信道的训练模式与多AP的协作预编码问题，提出一种基于导频重用的信道训练方法。当AP配置较多的接入天线时，服务于同一个用户的多个AP可以重用同一个导频序列，同时结合相应的预编码来抑制用户间的干扰。仿真结果表明，与正交训练完全协作、正交训练部分协作2种方法相比，该方法能够节约导频资源，降低反馈开销与计算复杂度，在对训练和反馈开销进行加权后，其频谱效率可以得到有效提升。
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计算机工程. 2019, 45(12): 64-70. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053219针对卫星通信网络规模不断扩大而卫星资源总量受限导致卫星通信资源紧缺的情况，提出一种基于定价机制的虚拟资源共享分配策略。根据微观经济学理论中边际成本的思想建立用户成本的分段函数模型，通过模型求解得出用户请求的总成本并将其上传至资源分配模块，结合定价机制达到资源利用的最大化和用户请求成本的最小化。仿真结果表明，该策略能提高卫星网络资源利用率及分配公平性，最大限度地实现资源的潜在价值。
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计算机工程. 2019, 45(12): 71-78. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0055489为应对实际环境中网络流量的动态变化，同时降低运营商的运营成本，提出基于在线服务功能扩展的服务功能链部署方法。将空置状态虚拟功能实例的生命周期管理问题建模为雪橇租赁模型，采用雪橇租赁问题的最优解配置空置服务功能实例的生命周期，并设计自适应扩展开销最小化的在线服务功能实例扩展算法。以服务功能实例自适应扩展的结果作为约束条件，将每一时刻的服务功能链部署问题建模为整数线性规划问题，利用遗传算法求解带宽开销最小化的服务功能路径，实现动态场景下的服务功能链部署。仿真结果表明，该方法能根据网络流量变化动态调整虚拟资源，降低服务功能实例自适应扩展成本，节省带宽资源。
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计算机工程. 2019, 45(12): 79-85. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053629静态传感器网络与移动传感器网络分别存在网络覆盖率较低和部署成本高的问题。为此，在混合传感器网络基础上，提出一种基于布谷鸟搜索（CS）的覆盖优化策略。将混合传感器节点随机部署在目标区域，利用CS算法初步确定移动传感器节点的候选目标位置，通过位置优化方案得到移动传感器节点的最佳目标位置以完成覆盖优化。仿真结果表明，与遗传算法和粒子群优化算法相比，该优化策略能够有效缩短平均移动距离，减少移动节点数量，提高目标区域覆盖率。
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计算机工程. 2019, 45(12): 86-90,97. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.00551975G规模化商用可提供高速低延时的通信服务，但由于逐块设计的通信模型可解释性程度较低，增加了其物理层优化的复杂度。针对该问题，利用深度学习在结构化信息表示和数据提取上的优势，在其基础上提出一种自编码器端到端物理层优化方案。通过两阶段训练模式提高神经网络的泛化性，同时利用自编码器压缩特性量化信道状态信息（CSI）并进行重建，降低CSI反馈导致的系统开销。仿真结果表明，该方案通过分阶段训练能有效提升收敛速率，而压缩量化CSI则可缓解系统负载。
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计算机工程. 2019, 45(12): 91-97. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053324在IEEE 802.11n协议中引入帧聚合机制能够提高无线局域网MAC层的效率，但会增加速率自适应算法对信道变化的反应时间，降低网络吞吐量。针对该问题，提出一种改进的速率自适应算法JodaRA。引入权重思想统计聚合帧的发送情况，设计基于子帧丢失加权和的速率选择方案。采取混合型速率选择策略，利用发送端的RSSI与接收端的传感器信息进行链路状态感知，根据链路状态选取合适的速率选择方案并动态设定聚合帧的最大长度，以提高算法的实时性与准确性。仿真结果表明，在不同的节点移动状态下，与RRAA、MinstrelHT和SampleLite 3种算法相比，JodaRA算法的平均UDP吞吐量分别提高90%、57%和22%。
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计算机工程. 2019, 45(12): 98-102,126. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053624AOMDV协议采用路由跳数为选择标准，在用于无人机自组网时存在链路不稳定和路由修复效率低的问题。为此，提出基于节点差异的路由协议ND-AOMDV。通过GPS获得无人机的方向和速度，以速度为向量构建无人机组模型。在此基础上，通过比较无人机速度向量的变化，选择节点差异最小的路径作为路由路径，并在路由修复时从断裂处寻找上下游节点能量最高的共同邻居节点重建链路。仿真结果表明，ND-AOMDV可有效增强路由稳定性和网络性能，与AOMDV和PE-AOMDV协议相比，其剩余能量分别提高42.7%、35.1%，平均端到端时延分别降低90.3%、89.5%，路由恢复频率分别降低79.1%、79.7%，路由开销分别降低50.3%、26.9%。
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计算机工程. 2019, 45(12): 103-108,133. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053199通过对LoRaWAN协议信道接入过程进行分析，发现其在网络负载大的情况下数据传输成功率较低。考虑到提高传输成功率能够有效减少终端重传的次数，降低功耗从而延长终端寿命，因此将LoRaWAN协议与二元指数后退算法相结合，提出一种改进协议。采用简单状态机描述原始协议和改进协议的数据传输过程，并利用概率分析进行数学建模。基于MATLAB的仿真结果表明，改进协议能够有效提升网络传输成功率，虽然网络平均延时相应增加，但可通过增大带宽补偿此方面不足。
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计算机工程. 2019, 45(12): 109-113. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0052608研究多输入多输出通信系统中同时存在无线信息与能量时的安全传输问题。在源端和全双工节点发送端的发送总功率、全双工节点接收端的能量收集限制2种约束条件下，设计人工噪声与全双工节点接收端的能量分配因子，给出保密速率最大化问题的函数表达式，并分别提出基于替代函数和泰勒公式展开的2种优化方法。仿真结果表明，所提2种方法能有效解决全双工模式中的保密速率最大化问题，且与半双工模式相比，全双工模式可以提高系统的保密速率与安全性。
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计算机工程. 2019, 45(12): 114-118. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053144无线网络环境下电子现金、电子投票和电子票据保护等应用场景存在传输带宽受限、超低功耗设备计算性能弱以及传输能力差等问题。为此，通过简化盲化过程和签名过程，提出一种高效的短盲签名方案，并在计算性Diffie-Hellman困难问题假设和随机预言机模型下证明其安全性。分析结果表明，与典型同类方案相比，该方案计算量较小，签名较短，适用于计算能力和传输能力均受限的应用场合。
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计算机工程. 2019, 45(12): 119-126. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053315互联网服务提供商通过使用流量分析攻击技术对流量进行分类和监控，目前的防御措施多数缺乏动态性与应对网络环境变化的灵活性，而且依赖于具体的某种流量的特征，容易被探测和屏蔽。为抵御流量分析攻击，提出一种新的流量隐藏技术，代理服务器将流量动态地伪装成任意目标流量，运用生成对抗网络模型来学习目标网络流量的特征，将源流量变为与目标正常流量不可区分的流量，以保障隐私和规避互联网监控。实验结果表明，该技术在准确率等性能指标上表现良好，且拥有同类方案所不具备的动态性，明显提升了流量的匿名性。
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计算机工程. 2019, 45(12): 127-133. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053263针对网络入侵检测准确率偏低而误报率偏高的问题，提出一种融合卷积神经网络（CNN）与双向长短期记忆（BiLSTM）网络的网络入侵检测方法。对KDDcup99数据集进行预处理，并分别使用CNN模型、BiLSTM模型提取局部特征和长距离依赖特征，通过注意力机制计算特征的重要性，利用softmax分类器获得最终的分类结果。实验结果表明，与基于CNN和基于LSTM的方法相比，该方法的网络入侵检测效果较好，其准确率可提高至95.0%，误检率可降低至5.1%。
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计算机工程. 2019, 45(12): 134-140,146. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053415为使RISC处理器平台具备检测代码重用攻击的能力，将控制流完整性机制与可信计算中的动态远程证明协议相结合，提出面向RISC处理器的硬件辅助控制流认证方案。以开源RISC处理器为基础，扩展与处理器紧耦合的硬件监控单元，同时给出控制流认证方案的证明协议，设计用于跟踪执行路径的硬件编码方法以实现信息压缩。实验结果表明，与C-FLAT方案相比，该方案传输延时小且资源消耗少，能够保证RISC处理器控制流的可信安全。
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计算机工程. 2019, 45(12): 141-146. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053136静态漏洞检测通常只针对文本进行检测，执行效率高但是易产生误报。针对该问题，结合神经网络技术，提出一种基于代码相似性的漏洞检测方法。通过对程序源代码进行敏感函数定位、程序切片和变量替换等数据预处理操作，获取训练所用数据。构建基于Bi-LSTM的相似性判别模型，设定漏洞模板数据库，将待测代码与漏洞模板作比对以判别其是否存在漏洞。实验结果表明，该方法的准确率可达88.1%，误报率低至4.7%。
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计算机工程. 2019, 45(12): 147-152. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0052926为提高认知中继网络在物理层上的安全性能，结合能量采集技术与人工噪声干扰技术，构建一种具有能量收集功能的认知中继网络模型。将认知用户的信号传输过程分为能量收集和信号处理2个时隙，在2个时隙中分别从认知源节点和目的节点处向窃听节点发送人工噪声，以干扰其窃听过程。分析各时隙中链路的信噪比情况，利用信噪比推导出选择最优中继和最小残留自干扰中继时中断概率与窃听概率的闭合表达式。仿真结果表明，相比轮询调度算法与设置干扰节点法，该模型能有效降低认知用户信号传输时的中断概率与窃听概率。
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计算机工程. 2019, 45(12): 153-159. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053855神威·太湖之光深度学习库中的并行卷积算法存在批量受限的问题，且传统gemm卷积算法在其硬件架构上效率较低。基于申威异构众核处理器，提出一种无批量限制的通用并行卷积算法。结合异步DMA访存操作和从核间的寄存器通信，使用数据重用和软件流水等方法降低从核访存开销，利用手动向量化的方法充分发挥从核浮点的计算能力。实验结果表明，与基础7层循环算法、gemm算法和Intel平台上的MKL-DNN算法相比，该算法的加速性能较好。
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计算机工程. 2019, 45(12): 160-165,170. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053395基于图的随机游走算法在预测论文影响力时，仅利用学术网络的全局结构信息而未考虑局部结构信息，对预测准确率造成影响。针对该问题，提出一种基于异构学术网络表示学习和多变量随机游走的论文影响力预测算法。通过构建异构学术网络表示模型，将网络中的论文、作者和期刊/会议等不同类型的节点表征到同一个低维向量空间中，同时保留网络的局部结构信息，将节点的向量相似度应用于多变量随机游走方法，实现对论文影响力的准确预测。在AMiner网站公开数据集上的实验结果表明，相比于PageRank、FutureRank等算法，该算法的预测准确性较高。
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计算机工程. 2019, 45(12): 166-170. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053262基于卷积神经网络的远程监督关系抽取方法提取的特征单一，且标准交叉熵损失函数未能较好处理数据集中正负样本比例不均衡的情况。为此，提出一种基于深度残差神经网络的远程监督关系抽取模型，通过改进交叉熵聚焦损失函数，提取句子中的深层语义特征，同时降低损失函数中负样本的权重，避免在NYT-Freebase标准数据集中引入NA关系类别的噪音。实验结果表明，该模型能增强深度残差神经网络对含噪音数据的表示学习能力，有效提高远程监督关系抽取任务的分类准确率。
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计算机工程. 2019, 45(12): 171-175. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053019通过优化Spark MLlib机器学习库中的隐含狄利克雷分布（LDA）主题模型，提出一种改进的学术研究热点挖掘方法。采用LDA主题模型对学术论文关键词进行建模，利用困惑度确定主题模型的最佳主题个数，并将文档-主题和主题-词概率分布矩阵转化为文档-主题和主题-词评分矩阵。通过计算背景主题与评分矩阵中各主题之间的相似度对主题进行排序，挖掘出学术论文中的研究热点。实验结果表明，该方法能提高LDA主题模型的挖掘效果，有助于发现有价值的学术研究热点主题。
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计算机工程. 2019, 45(12): 176-181,200. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0052783在多标准协同过滤中，存在稀疏性处理方法单一以及传统粒子群优化（PSO）算法早熟、易陷入局部最优等问题。为此，基于矩阵填充及改进PSO算法，提出一种多标准协同过滤模型。采用矩阵填充方法对稀疏数据的缺失部分进行估算，以避免降维方法对原始数据信息造成损失，同时结合高斯算子快速收敛的优势以及遗传算子对生物进化模拟的有效性对PSO算法进行改进，聚合多标准评分生成TopN推荐列表。实验结果表明，与基于标准PSO算法以及基于遗传算子改进PSO算法的模型相比，该模型的评分预测准确度较优，能为个性化推荐提供有效的支持。
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计算机工程. 2019, 45(12): 182-188. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053287标准粒子滤波算法用于无线传感器网络运动目标跟踪时，非高斯噪声环境会降低其跟踪精度和计算效率。针对该问题，结合多传感器测量模型和Kullback-Leibler距离（KLD）采样方法，提出一种自适应粒子滤波算法。在满足预设阈值条件时，引入补偿函数对重要性概率密度函数（IPDF）进行迭代更新，同时利用具有自适应退火参数的模拟退火算法使粒子快速接近高似然区域。在此基础上，结合KLD采样动态调整粒子规模，在保证跟踪精度的同时减少运算量。仿真结果表明，与KLD-PF算法相比，该算法的IPDF分布接近真实后验概率密度分布，跟踪精度较高，能够在不同参数的非高斯噪声下进行有效跟踪。
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计算机工程. 2019, 45(12): 189-195. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053030为提高二值描述子的分辨力和鲁棒性，提出一种新的特征组合二值描述子算法。将采样点圆形邻域划分为多个环域，通过比较任一对采样点对应环域的灰度均值获得灰度二值向量，计算采样点圆形邻域内像素点的高斯一阶梯度均值和高斯二阶偏导数均值，获取采样点对的梯度二值向量，将所有采样点对的灰度二值向量和梯度二值向量串联得到特征点的初始描述子，并采用特征筛选策略来降低描述子的维数得到低存储、强区分力的描述子。在Oxford数据集和复杂光照图片上的实验结果表明，该算法在光照变化、模糊变化和JPEG压缩条件下具有较好的鲁棒性。
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计算机工程. 2019, 45(12): 196-200. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0052987针对鱼眼镜头的高精度标定需求，提出一种基于除法畸变模型的线性标定方法。通过除法模型将标定问题转换为线性方程组求解问题，在确定相机畸变中心后对畸变方程与投影矩阵进行解耦，分别求解相机内外参数和畸变系数，从而实现鱼眼镜头的快速鲁棒标定。实验结果表明，与非线性标定方法相比，该方法在保证标定准确性和可靠性的同时，计算效率提高了约10倍。
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计算机工程. 2019, 45(12): 201-206. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0054950在利用卷积神经网络进行人脸表情识别时，可借助其他数据集进行辅助训练以应对缺少标记数据的情况，但源域数据库和目标域数据库之间的数据分布差异会影响分类正确率。为此，以AlexNet网络为原型构建基于域适应的卷积神经网络结构。通过引入包含注意力机制的SE模块进行特征重标定，同时利用域适应方法减小领域差异性。在人脸识别公开数据集上的实验结果表明，与AlexNet和GoingDeep等网络相比，该网络能够以较少的参数量获得较高的识别正确率。
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计算机工程. 2019, 45(12): 207-213,221. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0052799为解决活动轮廓模型在分割灰度不均匀的图像时存在的对初始轮廓位置敏感、参数选取繁琐及迭代次数多等问题，构建一种基于局部熵拟合能量与全局信息的改进活动轮廓模型。选取灰度图像的中心作为水平集初始轮廓的中心点，改变轮廓半径的大小以确定初始轮廓的位置。使用局部熵项来增强图像边缘处的响应，将局部熵图像拟合能量项与RSF模型共同构成局部能量项，并引入图像的全局信息来避免陷入局部极小值。在此基础上，修正正则项中的长度项，以提高图像分割的效率。在灰度不均匀的合成图像及真实医疗图像上的实验结果表明，与CV模型、RSF模型相比，该模型在进行图像分割时迭代次数较少，精度较高。
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计算机工程. 2019, 45(12): 214-221. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053358为增强水印算法的鲁棒性并兼顾其虚警率和透明性，提出一种基于低频奇异值均值的零水印算法。利用离散小波变换获得载体图像的稳定低频区域，采用离散剪切波变换提取其中较优尺度的低频分量，从而构造稳定特征区域。对该区域做分块离散余弦变换并计算奇异值矩阵，通过比较分块与整体的奇异值均值大小构建特征矩阵，并将其与水印图像进行异或运算构造零水印。构造水印时采用Arnold加密提高水印图像安全性，提取水印前则利用Radon变换校正载体图像加强算法鲁棒性。对不同纹理图像进行压缩、噪声、滤波和几何攻击，实验结果表明，在保证低虚警率和良好透明性的基础上，该算法具有较强的鲁棒性，所得到的归一化互相关函数值均高于0.98，部分可达到1.00。
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计算机工程. 2019, 45(12): 222-231,236. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0052746在单目视觉同步定位与建图（SLAM）过程中，由于特征匹配阶段存在误匹配且耗时长，使得机器人初始化速度慢、定位精度不高。针对此问题，基于概率运动统计特征匹配，提出一种单目视觉SLAM算法。通过设置自适应的阈值提取ORB特征点并使用四叉树进行保存，根据运动的平滑性与特征匹配的一致性估计特定区域内特征匹配的概率模型，得到正确的特征匹配点进行匹配，完成系统自动初始化与机器人位姿跟踪。在TUM数据集上的实验结果表明，该算法在特征匹配阶段耗时仅为1.4 ms，机器人初始化时间和定位精度分别为1.7 s和0.54 cm，且具有良好的实时性。
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计算机工程. 2019, 45(12): 232-236. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053108双向二维主成分分析（（2D）2PCA）易受异常值影响，鲁棒性差，且所提取的特征向量是非稀疏的。针对上述不足，提出基于L1范数的稀疏双向二维主成分分析方法（2D）2PCA-L1S。在（2D）2PCA目标函数中加入L1范数约束，以提高算法的抗干扰能力，同时引入弹性网约束，通过Lasso与Ridge惩罚函数实现稀疏性。在Feret和Yale数据库中进行基于最近邻的人脸分类、人脸重构和基于粒子群优化SVM参数的人脸识别实验，结果表明，相较于2DPCA、（2D）2PCA、（2D）2PCA-L1等主成分分析方法，该方法能准确提取人脸主要信息，人脸识别和人脸重构效果较好。
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计算机工程. 2019, 45(12): 237-242. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0054915为解决共享单车随意停放给交通管理带来的困难，提出一种基于计算机视觉的共享单车违规停放检测方法。通过多尺度检测训练以及k-means维度聚类改进YOLOv3网络，在此基础上获取共享单车在图片上的特征矩阵，根据特征矩阵计算当前场景下共享单车的运行状态并进行状态统计。在交通监控视频数据集上的测试结果表明，该方法的检测准确率达到87%以上，能够实现共享单车违规停放的有效检测并给出实时预警。
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计算机工程. 2019, 45(12): 243-248. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053020基于HTTP的动态自适应流媒体（DASH）技术是主流的互联网视频传输技术之一，可适应动态网络和异端客户端，然而传统DASH使用高级视频编码（AVC），存在编码块复用性低、码率波动性高等问题。为此，在终端设备具有多网络接口的环境下，以可伸缩视频编码（SVC）代替AVC，提出一种基于视频块优先级的联合调度算法。通过SVC编码将整个缓冲区组织为一个包含时间维度和编码层次维度的二维空间，确定视频块在二维缓冲区的位置，将其放入待下载队列，并按照优先级对队列中的视频块进行重新排序。根据每个网络接口的带宽，将队列中的视频块分配给不同接口执行下载操作。实验结果表明，相比于单接口基于带宽和缓冲的调度算法，该算法的平均视频质量提高46.04%，切换次数降低36.84%，并且可使缓冲水平下降44.11%。
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计算机工程. 2019, 45(12): 249-256,262. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053838针对均值漂移（MS）目标跟踪算法受背景环境变化干扰较大的问题，提出一种基于背景加权的多特征融合目标跟踪算法BWMMS。引入基于目标模型与目标周围背景模型差分的加权函数，细化各像素对准确描述目标的重要程度，从而提高目标模板的分辨能力。结合颜色与纹理特征进行目标跟踪，构建基于目标和目标背景区域的特征自适应融合机制，使BWMMS算法能够根据跟踪场景变化自适应调整颜色与纹理特征的权值。实验结果表明，与MS算法、HRBW算法相比，该算法对环境变化的适应性较好，能取得更鲁棒的跟踪结果，且跟踪成功率高达94.84%。
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计算机工程. 2019, 45(12): 257-262. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053184现有视频行为检测方法在生成候选区域时采用滑窗操作，处理长视频速度较慢。针对该问题，通过对静态行为主体进行定位，提出一种快速检测方法。将长视频分割为若干个视频单元，在每个单元的第1帧中运用Fast R-CNN算法进行行为主体检测，对检测到行为主体的单元划定时间区域生成行为发生候选区域，以减少行为检测网络的输入数据。在此基础上，采用3D卷积神经网络判别候选区域类别，对行为类区域进行边界回归，得到准确的行为时间轴定位。实验结果表明，该方法检测速度较TURN方法提升2倍以上，其mAP指标只降低0.7%。
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计算机工程. 2019, 45(12): 263-266,273. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053482针对语音判别系统中单个分类器分类能力有限的问题，提出一种基于AdaBoost算法的回放语音检测方法。以常量Q倒谱系数和均值超矢量分别作为特征参数和AdaBoost算法的输入，将多个分类器的检测结果相结合并进行加权投票，从而降低系统的等错误率（EER）。研究关系因子、均值超矢量维数以及弱分类器数量对检测结果的影响，以设置系统的最优参数。实验结果表明，该检测方法在开发集和评估集上的EER值分别为4.17%和16.81%，相比GMM-ML方法分别降低了65%和44%。
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计算机工程. 2019, 45(12): 267-273. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053258基于视频图像特征点配准的目标跟踪算法无法兼顾精确性、实时性和鲁棒性，针对该问题，提出一种基于特征位置预测与邻域一致性约束的视频特征快速配准算法。以标注点与目标标记框为模板，通过ORB特征匹配与邻域一致性检验，获得帧间标注点集的对应关系，并计算点集间的尺度变换以确定当前目标框，利用多帧已知标注点位置信息与运动连续性进行多项式回归预测，得到标注点集的位置。在此基础上，对特征点进行局部搜索、提取和描述，根据邻域一致性约束，利用邻域内的支持特征点集实现标注点的稳健匹配。实验结果表明，该算法可对多姿态目标特征点进行配准，与GMS、ORB、SIFT和SURF算法相比，该算法的实时性、准确性和鲁棒性明显提高。
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计算机工程. 2019, 45(12): 274-280,293. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053623针对视频动作识别中数据处理效率不高的问题，建立一种基于视频帧间差分序列的动作识别模型。利用帧间差分检测视频帧中的运动区域，以该区域为中心进行相应的图像剪切和增强处理。整个识别模型采用双流架构，在数据样本制作时通过适当的隔帧差分来扩大样本的时间跨度。采用分阶段逐步增加训练样本量的方法，以提升模型识别性能并解决训练过程中易出现的过拟合问题。实验结果表明，该模型可以在CPU级配置的电脑中完成快速动作识别，且在UCF11和UCF25数据集中的识别准确率均高于85%。
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计算机工程. 2019, 45(12): 281-288. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053285为提高瓦斯突出风险预测的准确率和效率，在极限学习机（ELM）模型的基础上构建预测模型ACFPA-ELM。采用核线性鉴别分析（KLDA）对瓦斯突出样本数据进行特征抽取，利用代价敏感思想修正ELM适应度函数，同时将Tent混沌搜索和自适应算子引入花朵授粉算法（FPA）中，优化ELM的初始输入权值和阈值，从而提高对瓦斯突出风险的预测能力。实验结果表明，相较于经典的SVM、BP和ELM单一预测模型以及改进的FPA-ELM和PSO-ELM复合预测模型，ACFPA-ELM模型在瓦斯突出风险预测的准确率、预测一致性以及运行效率方面均具有明显的优势。
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计算机工程. 2019, 45(12): 289-293. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0052582近似计算作为一种有效权衡精度与性能的新型计算方式，已被广泛运用于图像处理、数据挖掘和多媒体技术等能够容忍少量计算错误的相关应用中，然而此类应用存在大量乘法操作。为加快数据处理速度，设计一种新型的近似乘法器，采用近似加法实现部分累加运算，从而减少近似乘法器的资源消耗，同时通过流水线结构增加系统的时钟频率，进而提高数据吞吐率。统计结果表明，与精确乘法器相比，该设计可节省32.2%的查找表资源。在图像处理应用中，相较AMA、UDM等近似乘法器，该设计的峰值信噪比较高，图像重构的效果较好。
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计算机工程. 2019, 45(12): 294-299. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053029在已有PageRank算法构建的微博用户影响力评估模型中，存在用户自身属性信息欠缺以及在用户不活跃期间其影响力被误判下降的问题。为此，综合考虑用户自身的属性，基于用户的活跃度、认证信息及博文质量来确定其自身的基本影响力，通过引入用户博文的传播率挖掘用户的潜在影响力，结合用户不同好友的质量，基于改进的PageRank算法构建微博用户影响力评估算法。实验结果表明，与改进BWPR算法相比，该算法准确率、召回率和F值分别提高13.5%、10.1%和12.3%，能准确、客观地反映微博用户的实际影响力，可为社交网络中的意见领袖挖掘、信息传播和舆论引导等研究提供参考。
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计算机工程. 2019, 45(12): 300-307. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053323为加快变电站三维场景可视化的加载速度，提出一种地物模型集群聚合与多叉树混合索引结构动态调度的数据组织方法。将地物模型投影生成正投影图得到集群划分子集，基于聚合度函数聚合集群后的地物模型，利用多叉树混合结构建立索引并动态调度生成场景树进行三维展示。对特高压输变电工程案例进行三维测试的结果表明，集群聚合地物模型和动态调度多叉树混合索引结构能够提高三维输变电场景的加载速度，可有效支撑电网工程数字化移交中三维场景交互可视化的应用。
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计算机工程. 2019, 45(12): 308-313. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053025多层次多视图模型是在不确定需求环境下进行业务建模的主要方法，不同层次或不同视图模型之间的语义一致性直接影响业务建模的完整性。鉴于此，设计一种业务目标模型与业务场景模型的语义一致性验证方法。分别以范畴模型和扩展Petri网模型代表业务目标模型和业务场景模型，通过定义形式化业务目标模型的紧邻序列和形式化业务场景模型的执行顺序序列，设计这两种模型之间完全语义一致性、部分语义一致性和弱语义一致性的验证条件和验证步骤。Travel Agency业务系统上的一致性验证结果证明了该方法的可行性和有效性。
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计算机工程. 2019, 45(12): 314-320. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0053216心音信号和肺音信号在时频域上的混叠会影响听诊效果，而传统基于非负矩阵分解（NMF）的心肺音分离方法在获取参考信号过程中没有利用心音和肺音的标签信息，使得分离精度受限。为此，在NMF的基础上引入标签约束，提出一种心肺音分离方法。将心肺音特有的频率特性以标签形式加入到心肺音分离算法中，经NMF分解得到心音和肺音的参考信号。在此基础上，通过分析参考信号和原始信号的相关性完成聚类，采用时频掩码实现心肺音信号分离。实验结果表明，与传统NMF方法和带通滤波法相比，该方法获得的信噪比和相关系数较高，且能对真实心肺音混合信号进行有效分离。
2024
第50卷 第9期
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(1975年创刊 月刊)
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