计算机工程与应用


热点与综述

  • 云计算环境任务调度方法研究综述

    田倬璟;黄震春;张益农;

    随着应用程序计算需求的快速增长,异构计算资源不断地增多,任务调度成为云计算领域中重要的研究问题。任务调度负责将用户任务匹配给合适的虚拟计算资源,算法的优劣将直接影响响应时间、最大完工时间、能耗、成本、资源利用率等一系列与用户和云服务供应商经济利益密切相关的性能指标大小。针对独立任务和科学工作流这两类云环境主流任务,结合不同云环境特征对任务调度算法研究进展进行综述和讨论。回顾梳理已有的任务调度类型、调度机制及其优缺点;归纳单云环境和混合云、多云及联盟云等跨云环境下任务调度特征,并对部分相关典型文献的使用方法、优化目标、优缺点等方面进行阐述,在此基础上讨论各个环境下任务调度研究现状;进一步对各类环境下文献使用的调度优化方法进行梳理,明确其使用范围;总结并指出需要对计算数据密集型应用在跨云环境下的任务调度研究进行重点关注。

    2021年02期 v.57;No.969 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1343K]
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  • 面向三维视频的虚拟视点合成技术研究进展

    张博文;周洋;殷海兵;

    基于深度图像的虚拟视点合成技术是三维视频信息处理、虚拟现实和计算机图形学领域的新兴交叉技术。介绍了三维视频虚拟视点绘制(或合成)技术的原理;分别就虚拟视点合成过程产生的重叠、伪影、空洞三种问题的产生机理进行分析总结;分类综述了空洞填补中基于背景重建的方法、基于图像补全的方法和基于相关图像的修复方法,并列举了提升合成图像质量的方法。总结并展望了深度学习等技术是虚拟视点合成技术的未来研究方向。

    2021年02期 v.57;No.969 12-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1448K]
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  • 视差图像配准技术研究综述

    夏丹;周睿;

    传统图像配准技术受限于严苛的初始输入已难以满足人们的需求,近年来,视差图像的配准逐渐成为图像拼接技术中的研究热点。基于视差形成原理介绍了视差图像配准的难点与一般流程。主要研究了基于特征的视差图像配准技术,对近年来视差图像配准的研究成果进行了归纳梳理,并从基于多平面对齐的图像配准、基于网格变形的图像配准以及缝合线驱动的图像配准三个方面进行阐述。通过对各种典型的视差图像配准算法的算法思想、特点以及局限性进行描述和比较,提供该领域研究现状的系统综述,并对视差图像配准技术的研究趋势进行了展望。

    2021年02期 v.57;No.969 18-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 2660K]
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  • 儿童运动协调障碍AI诊断系统研究综述

    陈艳杰;舒大伟;杨吉江;王欢;王青;雷毅;

    运动协调障碍是儿童生长发育过程中的一种高发问题,严重影响儿童身心健康并对成年后的远期健康造成多种不良影响。随着人工智能的发展,可利用计算机视觉领域的人体姿态估计和动作识别技术辅助诊断这类疾病,有利于提升医疗普惠程度和医疗效率,对缓解医疗资源不足有着重要意义。报告了儿童运动协调障碍AI诊断系统的研究现状,介绍了儿童运动协调障碍的临床诊断方式,并基于此提出了计算机辅助诊断该类疾病的诊断技术路线,总结了人体姿态估计和动作识别任务的深度学习方法,分析了目前主流使用的人体姿态估计与动作识别任务评估指标与其对应数据集,讨论了其应用于计算机辅助诊断的问题及挑战。

    2021年02期 v.57;No.969 28-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1166K]
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  • 基于深度学习的小目标检测算法综述

    刘洋;战荫伟;

    随着人工智能技术的发展,深度学习技术在人脸识别、行人检测、无人驾驶等领域得到了广泛的应用。而目标检测作为机器视觉中最基本、最具有挑战性的问题之一,近年来受到了广泛的关注。针对目标检测特别是小目标检测问题,归纳了常用的数据集和性能评价指标,并对各类常见数据集的特点、优势及检测难度进行对比,系统性地总结了常用的目标检测方法和小目标检测面临的挑战,梳理了基于深度学习的小目标检测方法的最新工作,重点介绍了基于多尺度的小目标检测方法和基于超分辨率的小目标检测方法等,同时介绍了针对目标检测方法的轻量化策略和一些轻量化模型的性能,并总结了各类方法的特点、优势和局限性等,展望了基于深度学习的小目标检测方法的未来发展方向。

    2021年02期 v.57;No.969 37-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 2817K]
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  • 深度强化学习在智能制造中的应用展望综述

    孔松涛;刘池池;史勇;谢义;王堃;

    深度强化学习作为机器学习发展的最新成果,已经在很多应用领域崭露头角。关于深度强化学习的算法研究和应用研究,产生了很多经典的算法和典型应用领域。深度强化学习应用在智能制造中,能在复杂环境中实现高水平控制。对深度强化学习的研究进行概述,对深度强化学习基本原理进行介绍,包括深度学习和强化学习。介绍深度强化学习算法应用的理论方法,在此基础对深度强化学习的算法进行了分类介绍,分别介绍了基于值函数和基于策略梯度的强化学习算法,列举了这两类算法的主要发展成果,以及其他相关研究成果。对深度强化学习在智能制造的典型应用进行分类分析。对深度强化学习存在的问题和未来发展方向进行了讨论。

    2021年02期 v.57;No.969 49-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1320K]
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  • 基于区块链的食品溯源系统设计

    陈飞;叶春明;陈涛;

    传统食品溯源系统数据层均由核心企业维护的关系型数据库组成,无法保证数据的安全性,且效率低、维护成本高。食品供应链参与主体众多,消费者购买到有质量问题食品往往维权困难,食品的问题来源难以界定,不能及时精准追溯到具体责任人。针对这些问题,设计了一种基于区块链的食品溯源系统,该系统在Ethereum(以太坊)平台中开发,除了实现去中心化、防篡改、可追溯等功能外,还在区块链系统中引入食品药品监督局节点,实现了数据变更服务和食品召回功能。消费者不仅能查询食品的全流程溯源信息,还能在该溯源系统中进行维权投诉。

    2021年02期 v.57;No.969 60-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1653K]
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理论与研发

  • 结合密度峰值和切边权值的自训练算法

    卫丹妮;杨有龙;仇海全;

    针对自训练迭代过程中错误标记样本对算法性能的影响,提出了基于密度峰值和切边权值的自训练算法。用密度聚类方法发现数据集的空间结构,选出具有代表性的未标记样本进行标签预测。用切边权值作为统计量进行假设检验,判断样本是否被正确标记,进而用正确标记样本逐步扩充有标记样本集合,直至所有未标记样本标签预测完成。新算法既充分利用了样本数据的空间结构信息,又解决了部分样本被标记错误的问题,提高了算法的分类准确率。通过在真实数据集上实验验证了新算法的有效性。

    2021年02期 v.57;No.969 70-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1428K]
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  • 高斯差分变异和对数惯性权重优化的鲸群算法

    陈雷;尹钧圣;

    针对鲸群优化算法在处理高维问题时存在收敛速度慢、容易陷入局部最优和收敛精度低等问题,提出一种基于对数惯性权重和高斯差分变异的鲸群优化算法。通过高斯差分变异对鲸鱼位置更新方程进行变异,增加了种群多样性,提高了鲸群算法的全局搜索能力,防止早熟现象发生;将对数惯性权重引入搜寻猎物阶段,平衡全局搜索和局部开发能力,提高了算法寻优精度。通过测试函数优化实验对算法进行测试,实验结果表明,改进算法具有更高的寻优精度和更快的收敛速度。

    2021年02期 v.57;No.969 77-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 4678K]
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  • 利用自然最近邻的不平衡数据过采样方法

    孟东霞;李玉鑑;

    针对现有过采样方法存在的易引入噪声点、合成样本重叠的问题,提出一种基于自然最近邻的不平衡数据过采样方法。确定少数类样本的自然最近邻,每个样本的近邻个数由算法自适应计算生成,反映了样本分布的疏密程度。基于自然近邻关系对少数类样本聚类,由位于同一类簇中密集区域的核心点和稀疏区域的非核心点生成新样本。在二维合成数据集和UCI数据集上的对比实验验证了该方法的可行性和有效性,提高了不平衡数据的分类精度。

    2021年02期 v.57;No.969 91-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1478K]
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网络、通信与安全

  • 基于空间动态划分的差分隐私聚类算法

    张可铧;成卫青;

    差分隐私算法作为当前研究较多的隐私保护机制之一,有着广泛应用。目前有多种基于差分隐私保护的k均值聚类算法,应用场景不一,各有缺陷。以往的算法通过均等划分数据集,构造等宽直方图进行聚类,这会导致没有数据分布的区域也被无差别插入噪声,影响聚类性能。针对这一点,提出了一种新的差分隐私聚类算法DPQTk-means,先通过构建差分隐私四分树,用大小不一的自适应存储桶动态划分数据空间,充分表示数据集同时减少噪声插入,再进行k均值聚类,证明了其满足ε-差分隐私保护。实验结果表明,DPQTk-means算法与以往的差分隐私聚类算法相比具有更好的聚类可用性,且能够在隐私保护水平较高的同时保持稳定的聚类性能。

    2021年02期 v.57;No.969 97-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1660K]
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  • 基于轨迹聚类的连续查询隐私保护方法

    吕鑫;赵连成;余记远;谭彬;曾涛;陈娟;

    在LBS连续查询的应用场景下,攻击者易利用查询时间序列、区域位置、移动趋势等背景知识发起有效的攻击,以获取用户的真实位置或轨迹,进而可推断出用户生活习惯等各类隐私信息。针对此,提出了一种基于轨迹聚类的连续查询隐私保护方法。该方法基于邻近用户的信息共享与协作,设计了一种匿名区域构造机制,用户在查询过程中,首先通过被共享缓存获取所需服务结果,如未命中,再向LBS服务器发起查询请求。同时,提出了一种邻近用户位置更新算法,提高用户的协作效率并保证缓存的有效性,对于由命中缓存完成的查询,采用提出的基于密度聚类的兴趣区提取算法,生成高混淆度的假查询扰乱整体查询序列顺序,以此增强轨迹隐私的保护效果。实验结果表明,该方法降低了连续查询中的时间代价,提高了位置混淆程度。

    2021年02期 v.57;No.969 104-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 3084K]
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  • 便于数据共享的电网数据湖隐私保护方法

    谢裕清;王渊;江樱;杨苗;王永利;

    数据湖是大数据应用最常用的数据共享方式,然而数据共享带来隐私问题仍然是数据湖设计中缺失的部分,特别是应用于电网数据保密性的要求更高。为了促进有价值数据的流通,必须完成现有数据湖缺失的数据隐私,以便数据更为安全的跨域共享。对此,提出一种数据访问与共享模型,并在此基础上对区块链中的智能合约模块进行了优化。实验结果表明,在区块链中存储数据的哈希值并使用可信执行环境将加密后的原始数据存储在数据湖中,不仅实现了数据访问控制和安全共享的目的,也降低了操作所需的gas使用量和系统吞吐量。

    2021年02期 v.57;No.969 113-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1276K]
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  • 基于tPUF的物联网设备安全接入方案

    邹建文;赵波;李想;刘一凡;黎佳玥;

    针对现有的物联网设备安全接入方案不适用于资源受限的物联网设备的问题,提出一种基于tPUF的物联网设备安全接入方案。利用物理不可克隆函数技术(Physical Unclonable Function,PUF),物联网设备不需要存储任何秘密信息,实现设备与认证端的双向认证以及协商会话秘钥;利用可信网络连接技术(Trusted Network Connect,TNC),完成认证端对物联网设备的身份认证、平台身份认证、完整性认证。安全性分析表明,方案能够有效抵抗篡改、复制、物理攻击等。实验结果表明,相较于其他方案,该方案明显降低了设备的资源开销。

    2021年02期 v.57;No.969 119-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1668K]
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模式识别与人工智能

  • 考虑心理行为的区间二元语义动态群决策方法

    钟磊;王应明;

    针对当前属性值为区间语言信息的群决策方法的不足,提出了一种考虑决策者心理行为的区间二元语义动态多属性群决策方法。定义了一种更接近决策者思维习惯的区间二元语义新的距离公式;引入时间度概念,结合考虑专家评价的综合一致性,建立优化模型求解时序权重;并基于前景理论,构建前景偏差值最小化的权重优化模型;采用基于新距离测度的交互式多属性决策(TODIM)方法计算方案的综合总体优势度,以此对方案进行排序。并以供应链协同合作伙伴的选择与评价为例,验证了所提方法的有效性和合理性。

    2021年02期 v.57;No.969 127-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1394K]
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  • 基于犹豫模糊决策算法的云制造系统选择研究

    甘昕艳;高翔;

    云制造系统的选择评价是云制造管理中的重要研究课题。针对复杂的云制造系统评价问题,构建了基于信息集成算子和一致性提升算法的犹豫模糊互补判断矩阵(HFCJM)决策模型。由于现有的犹豫模糊加权平均算子存在不能满足幂等性的不足,提出了一种改进的犹豫模糊加权平均(I-HFWA)算子,并验证其满足幂等性这一重要性质;研究了完全乘性一致HFCJM的构造方法,并引入一致性指数概念来衡量HFCJM的一致性水平;建立了基于犹豫模糊决策算法的云制造系统选择模型,并分析了决策模型在每次迭代过程中的信息损失量、一致性水平提高程度、计算复杂度以及模型的收敛性。采用案例进行验证分析。实验结果表明,相对于对比模型,犹豫模糊决策算法在可靠性和有效性上更优。

    2021年02期 v.57;No.969 134-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1296K]
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  • 轻量型高分辨率人体关键点检测改进研究

    刘鹏坤;朱成杰;张越;

    人体关键点检测任务作为一种像素级别的检测任务,深度学习方法通常采用高分辨率特征图表征方法来回归关键点以增强检测效果。针对该方法由于始终采用高分辨率表征导致的参数量过大、运算复杂度要求过高的问题,提出了两种轻量型基础网络模块为Gattneck模块与Gattblock模块,以HRNet(High-Resolution Network)为基础框架,构建出一种轻量型人体关键点检测网络GattNet(Ghost-attention Network)。通过引入线性变换生成冗余特征图与通道注意力机制对通道权重进行重分配对HRNet进行轻量化改进,使用该方法网络参数量下降41.5%,运算复杂度降低36.7%。在MS COCO(Microsoft Common Objects in Context)2017数据集上进行验证,实验结果表明所提出GattNet网络在保留精度的前提下有效降低了参数量与运算复杂度。

    2021年02期 v.57;No.969 143-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1466K]
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  • 静息态功能脑连接的空间动态分析及分类研究

    高晋;赵云芃;Godfred Kim Mensah;李欣芸;刘志芬;陈俊杰;郭浩;

    现有的精神疾病分类模型仅采用脑网络的静态指标作为特征,忽略了脑网络的空间动态信息,导致分类性能不高。为克服这一局限性,提升分类模型的性能,提出了基于功能脑连接空间动态的分类方法。通过高维模板对脑连接进行空间动态分析,提取脑连接空间动态特征。利用统计分析进行特征选择,构建基于静息态功能脑连接的分类模型。通过对抑郁症患者与正常被试的分类实验结果表明,脑连接空间动态特征的分类准确率(83.0%)比传统采用脑网络的静态指标特征的分类准确率(77.8%)高5.2个百分点。

    2021年02期 v.57;No.969 150-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1607K]
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  • 面向主题社团的意见领袖挖掘方法

    陈淑娟;徐雅斌;

    意见领袖在不同的主题社团下对舆情的传播影响力是不同的,为了在社交网络中快速准确挖掘出意见领袖,提出一种面向主题社团的意见领袖挖掘方法。根据提出的兴趣隐含狄利克雷分布(Interest Latent Dirichlet Allocation,I-LDA)主题模型得到主题表达能力更强的主题分布,并在此基础上计算相邻用户的主题相似度。采用基于主题相似度的多标签均衡社团划分算法划分主题社团,使相似度大的用户被划分到相同的主题社团中,由此进一步提升社团划分的准确性与合理性。对于意见领袖的挖掘,提出一种快速意见领袖挖掘算法(Quickly-Ming Opinion Leader Algorithm,QMOLA),先通过结构特征筛选出主题社团中的意见领袖候选人,再结合传播特征和情感特征挖掘主题社团中的意见领袖。对比实验结果表明,QMOLA相对于传统的意见领袖挖掘方法在挖掘效率上具有明显的优势,而且挖掘出的意见领袖具有更高的覆盖率和支持率。

    2021年02期 v.57;No.969 156-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 1629K]
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  • 基于元路径与节点属性的合著关系预测

    张雪婷;程华;房一泉;

    在异构社会网络中,合著关系的预测是具有代表性的一类关系预测,与同构网络的链接预测方法在节点表示、网络构造等方面存在较大差异。综合考虑异构社会网络特有的元路径信息和节点属性特征,提出了节点的复合向量化表示:将节点的TF-IDF特征与基于Metapath2vec算法的向量化表示相结合;在元路径的表示上采取元路径中同类型节点归并重构的方法,以提取元路径中同类型节点间的隐含信息;并通过卷积神经网络(CNN)实现学术网络的合著关系预测。实验结果表明,节点的复合向量化表示及重构元路径方法可以更好地表征异构社会网络,与其他方法对比中均获得更好的预测评价指标。

    2021年02期 v.57;No.969 164-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 1319K]
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  • 针对文本情感转换的SMRFGAN模型

    李浩;宁浩宇;康雁;梁文韬;霍雯;

    文本情感转换的任务需要调整文本的情感并保留与情感无关的内容。但是由于缺乏并行数据,很难提取独立于情感的内容并以无监督学习的方式对情感进行转换,并且由于GAN处理文本类的离散数据效果不如处理连续数据,为此使用了强化学习(Reinforcement Learning)的方法来解决GAN处理离散数据的问题。强化学习的奖励机制来自完整序列上的GAN的判别器,并且用蒙特卡罗搜索方法对生成器进行优化,从而提高生成文本的准确性。为了将源文本中的情感词的极性进行转换,在长短记忆神经网络(LSTM)中增加了自注意力机制(self-attention),再通过情感记忆模块(sentiment-memory)结合上下文来生成情感词极性反转后的文本作为SMRFGAN(Self-attention Memory Reinforcement learning GAN)预训练的真实数据。实验结果表明,该模型较好地解决了独立于情感内容进行情感转换的问题,BLEU评分有较好的提升。

    2021年02期 v.57;No.969 170-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 1287K]
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  • 多尺度融合增强的图像语义分割算法

    田启川;孟颖;

    针对现有的图像语义分割算法存在小尺度目标丢失和分割不连续的问题,提出多尺度融合增强的图像语义分割算法,该算法在DeeplabV3+网络模型的基础上,通过构建多尺度特征提取和融合增强网络提高了对小目标特征的描述能力,使网络在分割大目标的同时也能获得小目标的特征信息,从而解决了语义分割时小尺度目标丢失和分割不连续的问题。在Cityscapes数据集上实验的结果表明,改进后的算法明显提升了小目标分割精度,解决了分割不连续的问题。最后在公开数据集PASCAL VOC 2012上进一步验证了改进算法的泛化性。

    2021年02期 v.57;No.969 177-185页 [查看摘要][在线阅读][下载 2084K]
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  • 基于改进A*算法室内移动机器人路径规划

    刘子豪;赵津;刘畅;赖坤城;王玺乔;

    A*算法常用于二维地图的路径规划,但是在利用其进行室内移动机器人路径规划时,存在过多的冗余点和拐点,造成了内存消耗过大和路径不平滑。针对上述问题,提出了一种改进的A*算法。结合跳跃点搜索理论,利用先验信息,用选取的关键点代替了传统A*算法中Openlist和Closelist的点,减小了计算量,提高了运算速度。运用反向搜索策略,对路径进行二次规划,删除不必要的转折点,降低了路径长度。将路径在转折点处进行动态圆平滑处理,提高了路径的平滑性。为了验证改进A*算法的性能,将其应用于不同尺寸仿真栅格环境地图和处于真实室内环境的机器人中,实验结果表明,在相同环境下,改进算法相较于传统的A*算法,在运行时间、路径长度和平滑程度上均有明显的提高。

    2021年02期 v.57;No.969 186-190页 [查看摘要][在线阅读][下载 1600K]
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  • CT影像肝脏转移瘤分割与检测深度网络的研究

    李佳昇;郭树旭;张磊;郑爽;张惠茅;邱云海;李雪妍;

    肝脏肿瘤的评估是结直肠癌肝转移临床诊疗的重要步骤。为了完成腹部CT影像中的肝脏肿瘤自动分割和检测任务,提出一种改进的级联深度学习网络。级联网络采用U-Net和Mask R-CNN模型分别完成分割和检测任务。训练U-Net模型作为级联网络的第一层来分割肝脏器官作为感兴趣区域(ROI);针对ROI区域进行形态学活动轮廓提取;使用U-Net模型和Mask R-CNN模型作为级联网络的第二层分别完成精准分割和检测ROI内肝脏肿瘤的任务。实验结果表明,对于级联U-Net模型的肝脏转移瘤分割平均Dice系数为74%;Mask R-CNN的肿瘤实例分割Dice系数为67%(置信度为95%),均值平均精度(mAP)为88%。

    2021年02期 v.57;No.969 191-197页 [查看摘要][在线阅读][下载 2130K]
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  • 复杂场景下的改进核相关滤波跟踪算法

    王蓓;陈金广;王明明;

    为解决视觉目标跟踪的遮挡、尺度变化及背景杂波问题,在核相关滤波算法基础上,引入平均峰值相关能量遮挡判据,提出一种自适应融合多特征的抗遮挡核相关滤波算法(AMFKCF)。初始化目标特征及尺度因子,将提取、融合的目标多个特征和尺度因子训练位置和尺度滤波器,得到目标的中心位置响应,根据遮挡判据,引入卡尔曼位置滤波器,对未遮和遮挡的目标中心位置进行补偿。AMFKCF算法与主流算法在CVPR 2013 Benchmark数据集中进行对比,结果表明,AMFKCF算法与主流算法相比精度提高了0.115,成功率提高了0.083,中心位置误差提高了14.67个像素,距离精度提高了9.75个百分点。能够较好地解决遮挡、尺度变化、背景杂波等问题,且兼具核相关滤波算法的优点。

    2021年02期 v.57;No.969 198-208页 [查看摘要][在线阅读][下载 2866K]
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图形图像处理

  • 通道与空间注意力图像超分辨率网络

    刘璟;宋海川;黄建设;马利庄;

    单幅图像超分辨率(Single Image Super Resolution,SISR)在计算机视觉领域占有重要地位,该技术旨在从低分辨率图像中重建出高分辨率图像。近年来,深度神经网络在SISR领域起到了至关重要的作用,然而,目前利用卷积神经网络平等地对待高频与低频特征,使得高频细节的重建表现不佳,输出过于平滑,缺少纹理信息。另一方面,过于深的网络不容易收敛,并且随着神经网络的深度增长,来自前一层的长期信息很容易在后期层中减弱或丢失,使得重建收益不能正比于网络的深度与计算复杂度。针对以上问题,对用于SISR的卷积神经网络的基本块提出了空间注意力模块与通道注意力模块,在同一通道中,不同位置的信息被空间注意力模块赋予不同的权重,不同通道间的权重由通道注意力模块决定,这使得高频信息在重建任务中获得更高的地位,提高了重建指标。进一步地提出了长期特征调制模块将网络的层深度转化为块深度,大大缩小了网络深度,以解决前层长期信息的丢失问题。在Set5等多个基准数据集上的峰值信噪比(PSNR)均比目前其他基于深度卷积神经网络的方法有所提升,这证明了提出的方法的有效性与先进性。

    2021年02期 v.57;No.969 209-216页 [查看摘要][在线阅读][下载 4571K]
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  • 抗遮挡的单目深度估计算法

    马成齐;李学华;张兰杰;向维;

    目前利用自监督单目深度估计方法对城市街道进行深度估计时,由于物体间存在遮挡和运动,导致估计的深度图结果模糊以及出现边界伪影。针对上述问题,通过对损失函数进行设计,提出了一种抗遮挡的单目深度估计方法。该方法采用最小化光度重投影函数,对目标图像前后帧中选择最小误差进行匹配,忽略掉损失较高的被遮挡像素,同时采用自动掩蔽损失来处理物体运动造成的边界伪影。在KITTI数据集上的对比实验结果表明,所提方法估计的深度图结果更加清晰,并能有效减少深度图中的边界伪影。

    2021年02期 v.57;No.969 217-222页 [查看摘要][在线阅读][下载 1503K]
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  • 多注意力机制网络卫星图像分割算法

    丁成;翁理国;夏旻;崔逸尘;钱俊豪;刘佳;

    针对深度学习的语义分割法,在卫星图像分割中对半岛、小岛和湖泊细小支流的边缘信息提取丢失问题,提出了多注意力机制网络(MA-Net)卫星图像分割算法,弥补了边缘信息提取丢失问题。该算法的框架采用了端到端的对称结构,由编码和解码两部分组成。编码部分采用改进的VGG16网络提取湖泊的纹理特征,解码部分引入全局平均池化注意力融合机制(GPA),能够有效融合编码部分提取的纹理特征,得到高分辨率的卫星图像特征图。在网络的输出端加入注意力机制模块(Attention),充分提取湖泊边缘信息,有效分割出半岛、小岛和湖泊细小支流。实验结果表明,该模型相比现有语义分割算法,具有更好的分割精度,各项分割指标都有提升,并且在公共数据集City Scapes上验证了模型具有通用性。

    2021年02期 v.57;No.969 223-229页 [查看摘要][在线阅读][下载 1704K]
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  • 融合邻域回归和稀疏表示的图像超分辨率重构

    丁玉祥;卞维新;接标;赵俊;

    对于图像超分辨率重建而言,通常会将图像的整体信息作为研究对象。然而图像本身含有的大量结构信息并没有得到充分利用。为了提高超分辨率重建的效果,实现对不同特征信息的利用,提出了一种融合邻域回归和稀疏表示的图像超分辨率重构算法。依据图像所具有的低秩性对高分辨率图像进行分解,获得高分辨率图像的低秩部分和稀疏部分;将对应的低分辨率图像与高分辨率图像的低秩部分和稀疏部分进行训练,学习得到对应的特征字典;基于高分辨率图像的低秩部分和稀疏部分分别基于稀疏表示和邻域嵌入进行高分辨率重构;基于低秩矩阵恢复理论,融合邻域回归和稀疏表示重构的高分辨率图像,得到最终的高分辨率图像。在测试集Set5和Set14上将提出的算法与几种经典算法进行对比实验,可视化和量化结果均表明,相比传统超分辨率算法,提出的算法在PSNR和SSIM都有很好的提升。

    2021年02期 v.57;No.969 230-236页 [查看摘要][在线阅读][下载 2203K]
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工程与应用

  • 多目标多时间窗车辆路径问题的鸽群-水滴算法

    马龙;王春嬉;张正义;董睿;

    针对智能水滴算法求解带时间窗车辆路径规划收敛速度慢、计算精度差的问题,根据带时间窗车辆路径问题的应用要求,利用整数线性规划方法,以配送车辆的最小运输总成本、最短运输距离和最少安排数量为目标,综合考虑了车辆出发点、服务点、装载量、行驶距离、服务时间窗等诸多约束条件,构建了多目标多时间窗车辆路径模型;为了精准快速求解多目标多时间窗车辆路径模型,提出一种鸽群-智能水滴互补改进优化算法,将河道水滴离散二进制变换后,采用地图罗盘算子和地标算子分别改进水滴的流动速度和方向,并利用自适应变邻域扰动策略干扰水滴携带的泥土量,提高水滴算法的开发和探索能力;利用理想点法和罚函数与多目标优化混合方法分别处理多目标函数与约束条件,并以两种经典的带时间窗车辆路径问题为实例,通过与遗传算法、智能水滴算法和鸽群-水滴算法的计算结果进行比较,结果表明:在相同的算法参数和经济指标下,鸽群-水滴算法相比于智能水滴算法求解模型中的运输路径缩短20 km左右、运输成本节约403元左右,且该算法的求解时间和迭代次数也明显优于其他两种人工智能算法。

    2021年02期 v.57;No.969 237-250页 [查看摘要][在线阅读][下载 1672K]
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  • 自动化码头堆场穿越式双ASC调度

    周亚民;杨勇生;仲美稣;王宇生;许学谦;

    随着人工智能等科技的发展,海铁联运的运输模式加快了集装箱码头自动化的发展进程,自动化已经成为集装箱码头发展的必然趋势。对自动化集装箱码头堆场内可穿越式双自动堆垛起重机(ASC)在同一箱区内进行作业的过程进行研究,考虑不同大小的ASC的运行速度和单位时间内耗能不一样,以及在同一贝位两个ASC存在冲突的情况,建立多目标混合整数模型,得出完成所有集装箱任务的总时间和总耗能。并通过改变不同的参数来设计三组实验,实验结果表明,可以通过调整集装箱任务量、双ASC的速度、双ASC装载和空载的耗能之比来减少码头作业集装箱任务的总时间和总能耗。

    2021年02期 v.57;No.969 251-256页 [查看摘要][在线阅读][下载 2585K]
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  • 运用含复杂网络结构的多种群遗传算法求解FJSP

    石宇强;田永政;张雨琦;石小秋;

    多种群是为了克服遗传算法易早熟收敛而提出的一种有效方法,但是传统的多种群遗传算法较少考虑子群结构对算法性能的影响,且算法子群数有限。因此,为了弥补以上不足,提出一种含复杂网络结构的多种群遗传算法(Multi-population Genetic Algorithms with Complex Network Structures,MGA-CNS),以求解柔性作业车间调度问题为例,研究子群大小、子群数、可控参数(α)、可控参数(β)以及初始网络规模对MGA-CNS寻优性能的影响。仿真表明:子群大小越大,MGA-CNS的性能越好;子群数不能取值过小,更不能取值过大;α的值不能太大,以不大于0.3为宜;β的取值也不能太大,以不大于0.8为宜;初始网络规模以不大于4为宜。将参数优化后的MGA-CNS用于求解更多的柔性作业车间调度问题并与多种其他算法比较,验证了其有效性。

    2021年02期 v.57;No.969 257-266页 [查看摘要][在线阅读][下载 1486K]
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  • 基于Swarm模型的微博用户影响力评价方法

    王利;于磊;吴渝;

    微博作为一种重要的社交媒体,许多学者都对微博中用户的影响力进行研究,但大多数影响力的评价算法都是根据微博话题中用户的静态属性或微博话题发生后用户的行为特征对用户影响力进行评价。从用户的转发、评论和点赞三种行为入手,结合突现计算模型,提出一种基于Swarm模型的用户影响力排序算法,SMRank算法可以在微博话题发生的过程中对用户每个时间段的影响力进行计算,给出了一种计算微博话题用户影响力的新方法。通过使用真实的微博话题数据进行实验,结果表明提出的SMRank算法可以有效地发现微博话题中影响等级较大的用户,并能计算出不同用户不同时刻的影响力。

    2021年02期 v.57;No.969 267-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 1451K]
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  • 流式文档排版效果自动化测试方法

    左阔;李宁;田英爱;侯霞;

    为提高流式文档格式的标准符合性和兼容性测试效率,面向基于XML的流式文档,提出了一种排版效果自动化测试方法。结合流式文档特点和图像分析技术,通过逆向关联分析和排版格式分析实现对流式文档的排版效果分析,通过统计和层次分析法构建评价模型,对分析结果进行评价,给出量化的测试结果。相比人工测试可以大幅提高测试的自动化程度和准确率,对于文档格式标准的研制以及提高文字处理软件的质量均有重要的作用。

    2021年02期 v.57;No.969 273-278页 [查看摘要][在线阅读][下载 1478K]
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  • 欢迎订阅2021年《计算机工程与应用》

    <正>中国科技核心期刊、北大中文核心期刊、RCCSE核心学术期刊、中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊、中国学术期刊综合评价数据库统计源期刊、中国科技论文与引文数据库统计源期刊、中文科技期刊数据库收录期刊、《中国学术期刊文摘》首批收录源期刊,被收录在英国《科学文摘》(SA/INSPEC)、俄罗斯《文摘杂志》(AJ)、美国《剑桥科学文摘》(CSA)、美国《乌利希期刊指南》(Ulrich’s PD)、《日本科学技术振兴机构中国文献数据库》(JST)、波兰《哥白尼索引》(IC),中国计算机学会会刊,中国期刊方阵双效期刊、中国精品科技期刊、工业和信息化部精品期刊、中国最具国际影响力学术期刊、中国"百强科技期刊"、中国"期刊数字影响力100强",入选"庆祝中华人民共和国成立70周年精品期刊展"

    2021年02期 v.57;No.969 4页 [查看摘要][在线阅读][下载 653K]
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  • 《计算机科学与探索》投稿须知

    <正>《计算机科学与探索》是由中国电子科技集团公司主管、华北计算技术研究所主办的国内外公开发行的高级学术期刊,中国计算机学会会刊,中国百强科技期刊,工业和信息化部优秀科技期刊,北大中文核心期刊,中国科学引文数据库(CSCD)核心期刊,中国科技论文统计源期刊(中国科技核心期刊),中国学术期刊综合评价数据库(CAJCED)统计源期刊,中国科技论文与引文数据库(CSTPCD)统计源期刊,中文科技期刊数据库(VIP)收录期刊,并被"英国《科学文摘》(SA/INSPEC)""美国《剑桥科学文摘》(CSA)""美国《乌利希期刊指南》(Ulrich’s PD)""《日本科学技术振兴机构中国文献数据库》(JST)""波兰《哥白尼索引》(IC)"收录,入选"庆祝中华人民共和国成立70周年精品期刊展"。月刊,大16开。欢迎踊跃投稿。

    2021年02期 v.57;No.969 5页 [查看摘要][在线阅读][下载 521K]
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