计算机工程与应用


热点与综述

  • 基于深度信息的人体姿态识别研究综述

    田元;李方迪;

    随着RGB-D传感器的出现,深度图像信息可以弥补基于彩色图像的人体姿态识别在复杂环境和光照变化下鲁棒性较差的问题,因此利用深度信息识别人体姿态变得更加便捷。为了解人体姿态识别的发展现状,在广泛调研现有文献和最新成果的基础上,从深度图像预处理、特征提取、姿态识别算法三方面对基于深度信息的人体姿态识别进行阐述,介绍人体姿态识别相关的技术发展及应用领域,并对其中存在的难点与问题进行讨论,为以后的相关研究提供思路。

    2020年04期 v.56;No.947 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1913K]
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  • 单词语义相似性计算综述

    徐戈;杨晓燕;汪涛;

    研究了单词语义相似性计算方法,其中基于知识的方法和基于语料的方法是两种主要方法。这两种方法及其融合方法都把单词看成一个整体,主要利用单词外部信息进行语义相似性计算。近些年,出现了一些利用单词内部信息进行单词语义相似性计算的工作,它们使用汉字、部首、词根、词缀等来计算单词语义相似性。利用单词的内部结构解析,解决从细粒度到粗粒度的语义相似性推导,最终计算出单词间的语义相似性是单词语义相似性计算的必然阶段。当从外部信息转向内部信息时,可以改善已有单词语义相似性计算的性能,尤其是为低频词或未登录词的准确语义相似性计算提供了可能性。

    2020年04期 v.56;No.947 9-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1377K]
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  • 基于人工势场法的AUV避障算法研究综述

    郭银景;刘琦;鲍建康;徐锋;吕文红;

    简述了人工势场法的概念,分析了人工势场法的引力和斥力势场模型,指出了人工势场法在应用中存在的水下复杂环境问题、目标不可达问题、局部极小值问题;从考虑复杂障碍物因素和海流因素两方面阐述了水下复杂环境问题的研究现状,从对势场函数进行重新定义或对斥力势场函数进行修正两方面阐述了目标不可达问题的研究现状,从设置虚拟引导点等方面阐述了局部极小值问题的研究现状,并且阐述了几种组合避障算法的研究现状;从构造更完善的势场函数模型、考虑复杂海流因素影响、算法融合以及在算法中加入路径评价机制等方面对人工势场法未来的发展方向进行了展望。

    2020年04期 v.56;No.947 16-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1772K]
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  • 基于区块链的身份托管模型研究

    邓小鸿;朱年红;黄磊;王智强;王俊彬;

    针对现有中心化信任下用户多身份管理难的问题,提出一种基于区块链的身份托管模型。模型将用户拥有的各个系统的身份信息采用椭圆曲线算法加密签名,确保身份信息的所有权;设计了身份认证区块链模型和身份信息上链的智能合约,将身份签名结果存储到区块链中,确保其安全和不可篡改;设计了登录验证的智能合约,使用用户公钥对签名信息验证用户是否具有登录系统的权限。对该区块链身份托管模型在Hyperledger Fabric中进行实验论证,实验结果表明,该模型具有高的安全性和时间效率,能方便管理用户的多个系统身份信息。

    2020年04期 v.56;No.947 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1446K]
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理论与研发

  • 3D SoC并行测试中TAM调度优化设计

    吴欣舟;方芳;王伟;

    提出了一种在功耗及测试并行性约束下三维片上系统(System on Chip,SoC)绑定中测试阶段并行测试的优化策略,通过最大限度地利用测试访问机制(Test Access Mechanism,TAM)资源,大大减少了测试时间,降低了测试成本。在3D SoC的测试过程中系统TAM资源十分有限,通过设计相应的测试外壳结构,对系统当前状态下空闲的TAM资源与待测芯核内部扫描链进行重新分配,使待调度的芯核提前进入测试阶段,减少了并行测试过程中的空闲时间块。在该结构基础上调整各芯核调度顺序,使测试过程满足各项约束条件。在ITC’02电路上的实验结果表明,在同样的功耗约束及测试并行性约束条件下,所提方法与现有方法相比更有效地降低了测试时间。

    2020年04期 v.56;No.947 31-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1556K]
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  • 基于用户行为的流式应用分发系统缓存设计

    王辉宇;阳旺;

    在目前的流式应用分发系统中,客户端通过流式加载的形式按需加载应用资源,因此客户端需要频繁访问远程服务器,从而导致服务器过载、流量消耗增加、应用启动缓慢等问题。针对上述问题,设计了流式应用分发系统的缓存及综合用户行为预测策略A-RBFS(Adaptive Recently Behavior Frequently Size)。该策略同时考虑用户使用行为、客户端状态和应用大小等因素,并根据客户端剩余存储空间大小调节缓存空间总大小。实验结果表明,在同等条件下,该缓存替换策略明显优于LRU和LFU缓存替换策略。

    2020年04期 v.56;No.947 37-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1684K]
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  • 奇异摄动内层问题的宽度估计及其数值求解

    邵文婷;郑烁宇;

    针对奇异摄动内层问题的数值计算,提出了一种内层宽度的估计方法。通过区域分解将原问题拆分为退化问题和内层问题两部分,采用重心形式的有理谱配点法进行离散求解。为了确定内层的宽度,设计了基于一阶导数连续性条件的非线性优化问题。进一步,借助Adomian分解法考虑了一类非线性内层问题的线性化求解。数值实验验证了该方法的可行性和有效性,对线性和非线性问题均给出了内层宽度的一个合理估计,同时数值解也达到了不错的计算精度。

    2020年04期 v.56;No.947 44-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1630K]
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  • 面向视觉变量感知特征的时空过程可视化模型

    王占刚;

    时空过程可视化具有重要的研究价值与意义。以时空过程为目标,在分析时空数据分类与时空过程的基础上,综合考虑时空视觉变量、感知特征、可视化分类与表现形式等要素,提出时空过程可视化模型S-TProc_VisModel。该模型包含模型输入、视觉变量、视觉感知特征、时空过程可视化形式、模型输出五个部分,可以划分为时空数据、时空过程、视觉变量、视觉感知、可视化类型、表现形式、可视化成果七个层次。利用该模型不仅能有效表达时空要素的位置、形态,还能描述事件中的时空过程及时态变化。经实验证明,S-TProc_VisModel模型能够充分展示时空过程内容,并能形象完整地展示过程细节。

    2020年04期 v.56;No.947 50-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1763K]
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网络、通信与安全

  • 基于联盟区块链的体域网信息安全方案

    刘宇;陈哲;李孟恒;覃团发;

    针对无线体域网(Wireless Body Area Networks,WBAN)传感器数据在传输和存储过程中容易遭到劫持、篡改等问题,引入了去中心化的联盟区块链技术,提出了一种应用区块链来保障体域网数据安全的方案。通过采用Hyperledger Fabric搭建联盟区块链,利用联盟区块链的分布式记账和共识算法来保证用户生理数据的完整性和不可篡改性;再利用身份管理机制,构建联盟通道和Private Data技术来保障数据传输的隐私性。该体域网传感器节点,也是区块链的记账节点,彼此一一对应,因此还尝试将传感器之间的通信转移至区块链上来完成。实验结果表明,在使用该方案保证传感器数据安全的同时,传感器的功耗也能维持在很低的水平。

    2020年04期 v.56;No.947 57-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1700K]
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  • 基于密度聚类和随机森林的移动应用识别技术

    朱迪;陈丹伟;

    随着移动终端设备的蓬勃发展,移动应用种类的日益增加,移动应用类型识别成为网络管理、市场营销以及网络攻击防范等领域中一种具有重要意义的技术手段。在实际应用中,几乎所有的移动应用程序都采用SSL/TLS(Secure Sockets Layer/Transport Layer Security)协议进行数据加密,因此使移动应用类型识别工作更具挑战。提出了一种新颖的加密环境下Android移动应用类型识别技术。该技术利用信息熵对DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)聚类算法生成的聚类簇进行纯度分析,通过实验合理设置熵阈值对数据集中的干扰样本进行过滤,最后利用随机森林算法对过滤后的数据集进行建模,实现了移动应用程序类型的识别。由于仅通过捕捉加密数据流传输模式实现应用识别,对于加密和非加密流量均有效。实验表明所述方法缓解了干扰样本的误判问题,有效地提高了数据集利用率,具有更高的识别准确率和召回率。

    2020年04期 v.56;No.947 63-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 3427K]
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  • 基于以太坊区块链的公平可搜索加密方案

    聂梦飞;庞晓琼;陈文俊;弓世明;杨婷;

    传统的对称可搜索加密解决了云存储中加密数据的检索问题,但是没有考虑到检索的公平性问题,即用户在支付了服务费后服务器没有返回检索结果或返回错误的检索结果的情况。随着区块链的出现,基于比特币的对称可搜索加密方案被提出,但是比特币系统的交易周期长,且比特币的脚本语言不是图灵完备的,不能适用于更多的场景。因此提出基于以太坊区块链和智能合约的对称可搜索加密方案,在保证数据隐私性的同时,解决了检索的公平性问题。安全性和性能分析结果表明该方案是可行的。

    2020年04期 v.56;No.947 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1633K]
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  • Shapley值的LTE系统下行QoS感知资源调度

    王妍;马秀荣;单云龙;

    针对长期演进(Long Term Evolution,LTE)系统下行链路多用户业务传输过程中实时(Real-Time,RT)业务与非实时(Non-Real-Time,NRT)业务传输性能需求问题,提出一种基于合作博弈论Shapley值的信道资源初始控制方法。该方法在MAC(Media Access Control)层根据业务传输数据量大小来计算联盟边界贡献值,然后利用Shapley值来计算各业务占用的信道资源,再根据所分配的信道资源进行RB(Resource Block)调度。链路仿真表明,该方法在保证各业务时延与丢包率的基础上,提升了非实时业务的传输性能,在用户数量从5变化到50的条件下,对比DPVT-MLWDF(Delay Priority Virtual Token-Modified Largest Weighted Delay First)算法,非实时业务的吞吐量平均增加了38.05%,公平性提升了12.51%。实验结果表明,所提出的区分业务的信道资源控制方法在多用户业务条件下保证了实时业务传输性能,提升了非实时业务的吞吐量及公平性,明显优于对比算法。

    2020年04期 v.56;No.947 76-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1687K]
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  • 基于协议状态机遍历的模糊测试优化方法

    张洪泽;洪征;周胜利;冯文博;

    针对现有的协议模糊测试技术存在报文重复交互、输入盲目等问题,提出一种基于协议状态迁移遍历的模糊测试优化方法。该方法将协议状态迁移遍历问题转化为中国邮路问题,求解遍历所有协议状态迁移的最短路径,并依据该最短路径对各个状态迁移进行测试。在测试过程中,通过分析协议实体在执行测试用例后的响应报文,动态调整后续的报文输入,进而避免无效交互。同时利用UIO序列判断协议实体状态是否发生异常迁移,及时检测协议逻辑漏洞。实验结果表明,该模糊测试优化方法可以显著提高测试效率与漏洞挖掘能力。

    2020年04期 v.56;No.947 82-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1577K]
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  • 基于AN和LSTM的恶意域名检测

    周康;万良;丁红卫;

    目前,恶意域名被广泛应用于远控木马、钓鱼欺诈等网络攻击中,传统恶意域名检测方法存在长距离依赖性问题,容易忽略上下文信息并且数据维度过大,无法高效、准确地检测恶意域名。提出了一种自编码网络(Autoencoder Network,AN)降维和长短期记忆神经网络(Long Short-Term Memory network,LSTM)检测恶意域名的深度学习方法。利用实现包含语义的词向量表示,解决了传统方法导致的数据表示稀疏及维度灾难问题。由word2vec构建词向量作为LSTM的输入,利用Attention机制对LSTM输入与输出之间的相关性进行重要度排序,获取文本整体特征,最后将局部特征与整体特征进行特征融合,使用softmax分类器输出分类结果。实验结果表明,该方法在恶意域名检测上具有较好的表现,比传统检测恶意域名方法具有更高的检测率和实时性。

    2020年04期 v.56;No.947 92-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1503K]
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模式识别与人工智能

  • 基于k-近邻与局部相似度的稀疏子空间聚类

    郑毅;马盈仓;杨小飞;续秋霞;

    为了获得结构更加合理的仿射矩阵,提出了一种基于k-近邻与局部相似度的稀疏子空间聚类算法。该算法首先计算每个点的k-近邻,并对其用k-近邻数据点进行线性表示,使仿射矩阵在整体稀疏的情况下保证局部的强线性关系。基于图论知识,利用数据的实际分布情况对仿射矩阵进行约束,使仿射矩阵进一步合理地等价于待进行谱聚类的相似矩阵。在人造数据集、随机生成的子空间数据集、图像数据集以及真实数据集上进行了实验,结果表明该算法是有效的。

    2020年04期 v.56;No.947 99-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 2032K]
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  • 基于R-FCN算法的糖尿病眼底病变自动诊断

    王嘉良;罗健旭;刘斌;冯瑞;邹海东;

    糖尿病眼底病变(Diabetic Retinopathy,DR)是糖尿病患者常见的致盲疾病,可使用深度学习算法对患者的糖尿病眼底图片进行图像识别,实现对糖尿病眼底病变的辅助诊断。针对以往普通卷积神经网络只能进行分类和输入尺寸固定的问题,提出了基于目标检测的区域全卷积网络(Region-based Fully Convolutional Networks,R-FCN)算法,实现同时对任意尺寸输入的糖尿病眼底图片的分类和病变区域检测。针对原始R-FCN算法对小目标(极小的出血点和血管瘤)检测困难的问题,对R-FCN算法做了一定的改进,加入特征金字塔网络(Feature Pyramid Networks,FPN)结构,升级主干网络,修改区域建议网络(Region Proposal Network,RPN)。实现结果表明,改进后的RFCN算法能以很高的正确率实现对糖尿病眼底图片的五级分类(健康、轻度、中度、重度、增殖)和病变区域检测(血管瘤、眼底出血、玻璃体出血)。

    2020年04期 v.56;No.947 109-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1774K]
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  • 基于生成对抗网络的人脸表情数据增强方法

    孙晓;丁小龙;

    基于深度学习的方法已经在人脸表情识别中取得了重大进展,然而人脸表情数据库的规模普遍不大。为了解决数据量不足的问题,提出了一种静态图像数据增强方法。在StarGAN的基础上修改重构误差实现多风格人脸表情图像转换,利用生成器由某一表情下的面部图像生成同一人其他表情的面部图像。在CK+表情库上的实验表明,该方法有利于提高人脸表情识别模型的识别率和泛化能力,同时对解决数据量不平衡的问题也有借鉴作用。

    2020年04期 v.56;No.947 115-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 1628K]
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  • CNN多层特征融合与ELM的乳腺疾病诊断方法

    赵京霞;钱育蓉;南方哲;张晗;行艳妮;

    针对传统计算机辅助诊断方法准确率低、耗时长的问题,提出卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)多层特征融合与极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)的乳腺疾病诊断方法。利用CNN从乳腺X光图像中提取多层特征;提出多尺度池化操作将各层提取的特征进行融合;使用极限学习机分类器进行乳腺疾病的快速诊断。实验结果表明,该乳腺疾病检测方法平均准确率高达97.13%,诊断时间是6.43 ms。该方法能有效地提高乳腺疾病诊断的准确率,缩短诊断时间,且具有较好的鲁棒性和泛化能力。

    2020年04期 v.56;No.947 122-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 1476K]
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  • 麦克风阵列下互相关函数分类的声源定位

    张岁岁;黄丽霞;王杰;张雪英;

    传统的基于麦克风阵列的声源定位方法,往往容易受到低信噪比或高混响等不利的声学条件的影响。近年来,基于模式识别和机器学习技术的方法被用来在恶劣环境下进行声源定位。引入了一种基于Fisher判别理论的加权方法,实现了基于Fisher加权朴素贝叶斯分类器(Fisher Weighted Naive Bayes Classifier,FWNBC)的声源定位。通过基于相位变换(Phase Transformation,PHAT)加权的互相关函数来计算每个位置的特征向量,利用Fisher加权朴素贝叶斯分类器估计声源位置。在实际的定位系统中进行实验,验证改进算法的性能。实验结果表明,与使用朴素贝叶斯分类器(Naive Bayes Classifier,NBC)相比,FWNBC算法有效提高了声源定位的精度。

    2020年04期 v.56;No.947 128-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1918K]
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  • 基于模板匹配和支持向量机的点阵字符识别研究

    马玲;罗晓曙;蒋品群;

    食品、药品包装上的点阵字符信息一般包含生产日期和其他重要信息。针对目前单一的点阵字符识别方法准确率不高,且对点阵字符在复杂环境下(既包含点阵字符又包含连续字符)字符定位准确性低的问题,提出了一种基于模板匹配和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的组合点阵字符识别方法。该方法利用点阵字符的离散性质来准确定位点阵字符,然后分别通过基于灰度的模板匹配和基于特征的模板匹配方法得到两个判定结果。若判定结果相同,则识别出字符;若判定结果相异,将这两个结果送给SVM进行识别,得出识别结果。实验结果表明,该方法在点阵字符的定位准确性和识别率方面都优于传统字符识别方法,且识别鲁棒性较好,字符识别率达到96.10%。

    2020年04期 v.56;No.947 134-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 2484K]
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  • 基于卷积神经网络的中文景点识别研究

    刘小安;彭涛;

    命名实体识别是自然语言处理任务的重要环节。近年来,基于深度学习的通用命名实体识别模型取得显著效果。而在旅游领域,中文旅游景点实体识别主要依赖于特征工程的方法。提出一种基于CNN-BiLSTM-CRF的网络模型,该模型不使用任何人工特征,通过神经网络充分对文本的局部信息特征进行抽象化抽取和表示,并学习和利用文本的上下文信息,实现对景点实体的识别。实验结果显示,该方法能够有效识别中文旅游景点实体,并在实验中取得F1值93.9%的效果。

    2020年04期 v.56;No.947 140-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 1397K]
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  • 采用双变异策略的自适应差分进化算法及应用

    沈鑫;邹德旋;张强;

    为了克服差分进化算法早熟收敛和寻优精度低的缺点,提出一种采用双变异策略的自适应差分进化算法(Adaptive Differential Evolution Algorithm using Double mutation strategies,DADE)。DADE引入基于种群相似度和中心解的双变异策略,有效平衡了算法的全局搜索和局部搜索;自适应交叉概率使种群个体向更新成功的个体学习,有利于后续种群的进化。在7个测试函数和3个电力系统动态经济调度(Dynamic Economic Dispatch,DED)问题上的优化结果表明,DADE算法与其他4种DE算法相比具有更强的全局寻优能力,且对电力系统动态经济调度问题的优化结果优于文献中所报道的结果。

    2020年04期 v.56;No.947 146-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 1966K]
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  • 多智能体系统的非震颤固定时间一致性

    茆汉国;张建德;

    研究了多智能体系统的非震颤固定时间一致性问题。基于李雅普诺夫稳定性理论,导出了实现固定时间一致性的充分条件,其中到达一致时间的上界估计不再依赖于多智能体系统的初始状态条件。此外,与传统含有符号函数的有限时间和固定时间控制器不同的是,所提出的新颖控制方案是非震颤的,有利于多智能体系统的一致性性能表征。最后,用一个数值例子验证了理论分析结果的有效性和可行性。

    2020年04期 v.56;No.947 158-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1480K]
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  • 一类生物系统的参数辨识方法及其应用

    徐恭贤;邱添;贾府生;魏顺行;

    针对S-型生物系统的参数辨识问题,给出了以极小化误差函数为优化目标的参数辨识模型。基于修正配置和B样条插值,提出了一种有效的参数辨识模型求解方法。计算研究表明,该方法可以获得更为精确的参数辨识结果。将该方法应用到甘油生物发酵系统中,进一步验证了该方法的有效性。

    2020年04期 v.56;No.947 163-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 1748K]
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  • 简单0-1规划问题的动态DNA折纸计算模型

    斯燕方;殷志祥;崔建中;杨静;唐震;

    DNA折纸是一种全新的DNA自组装方法。将一个由DNA折纸卡槽、双态DNA机器、DNA行走机器人组装而成的动态折纸应用于求解0-1规划问题。其中DNA折纸卡槽由1条M13脚手架链和202条钉书钉链折叠而成。双态DNA机器分为不修饰和修饰金纳米颗粒两种情况,对应于0-1规划问题约束变量的取值为0或者1。DNA折纸卡槽和DNA双态机器组装成折纸基底。DNA行走机器人是7条单链折叠成的带有粘性末端的DNA折纸。在链的驱动下,DNA行走机器人在折纸基底上顺时针旋转行走,每步旋转120°。DNA行走机器人每走两步,与折纸基底上的DNA双态机器进行链置换,接收修饰的金纳米颗粒。当整个动态行走过程结束,根据透射电镜下DNA行走机器人接收的金纳米颗粒的大小和个数来判断约束变量的取值是否为可行解。该计算模型采用模块化结构,DNA折纸卡槽、双态DNA机器、DNA行走机器人等折纸均单独设计,且采用透射电镜读解,因而提高了模型实现的可行性。

    2020年04期 v.56;No.947 168-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 1501K]
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  • 基于重点博文的突发事件检测方法

    李东昊;杨文忠;仲丽君;张志豪;王雪颖;

    突发事件容易引起社会舆论,是监管的重要对象。传统事件检测忽略了博文间影响力的差异。考虑到不同微博对事件的影响力不同,针对时序微博数据流,提出一种结合微博影响力与突发词的突发事件检测框架。在综合考虑用户及博文影响力的基础上,挖掘时间窗口内的重点微博,根据重点微博及历史数据计算突发词,再通过突发词检索的方式构建出具有突发性的潜在事件数据集,通过聚类算法检测突发事件。对比两种常见的事件检测方法,实验表明所提方法在准确率与效率上均有明显提升。

    2020年04期 v.56;No.947 175-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 1426K]
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图形图像处理

  • 基于自适应步长果蝇优化算法图像分割

    宋杰;许冰;杨淼中;

    为了解决大津法抗噪性能不佳和分割效率不足等问题,提出了一种自适应改进步长的果蝇优化算法,并对大津法图像分割阈值进行优化。根据浓度平均值变化率改变步长的果蝇优化算法,对传统的步长进行改进,前期升半柯西分布为指数变量,开始时均匀递增然后呈S状上升自适应增加步长。后期利用柯西分布容易产生远离原点的随机数作为指数的算子进行扰动,根据浓度平均值变化率自适应改变果蝇寻优步长,利于跳出局部最优解。实验证明,改进的算法在收敛速度和寻优精度上都取得了较好的结果,在对图像分割的应用中的效果也较优于其他算法。

    2020年04期 v.56;No.947 184-190页 [查看摘要][在线阅读][下载 2375K]
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  • 改进的生成对抗网络图像超分辨率重建

    李诚;张羽;黄初华;

    近年来,生成对抗网络在约束图像生成方面表现出了较好的潜力,使其适用于图像超分辨率重建。针对基于卷积神经网络的图像超分辨率重建算法存在的特征信息利用率低的问题,基于生成对抗网络框架,提出了残差密集生成对抗网络的超分辨率重建算法。该算法定义生成器网络、判别器网络,通过构建残差密集网络作为生成器网络及PatchGAN作为判别器网络,以解决基于卷积神经网络的超分辨率算法中特征信息利用率低以及生成对抗网络收敛慢的问题。该重建算法在Set5等标准数据集上与主流的超分辨率重建算法进行对比,实验表明,该算法能够有效地提高特征信息利用率,较好地恢复低分辨率图像的细节信息,提高图像重建的质量。

    2020年04期 v.56;No.947 191-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 1715K]
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  • 基于马尔科夫随机场的改进FCM图像分割算法

    王燕;亓祥惠;段亚西;

    针对模糊聚类算法邻域信息与空间信息利用率低,易受噪声影响的问题,提出一种结合马尔科夫随机场模型的改进模糊C均值算法(Fuzzy C-Means,FCM),即FKMFCM算法。在FCMKM算法基础上添加马尔科夫随机场先验概率,利用先验概率改进FCM算法的目标函数,提高FCM算法抗噪性。为验证FKMFCM算法的性能,选取Bezdek划分系数、Xie_Beni系数、运行时间、迭代次数4个评测指标作为对比实验的评价标准。实验结果表明,FKMFCM算法能有效地提高模糊聚类算法的抗噪性。

    2020年04期 v.56;No.947 197-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 2325K]
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  • 基于DCNN的人脸特征点检测及面部朝向计算

    郭克友;马丽萍;胡巍;

    在介绍人脸特征点检测的理论知识的基础上,提出了一种基于深层卷积神经网络(Deep Convolutional Neural Network,DCNN)解决人脸5点特征点(眼角、鼻子、嘴角)预测问题的方法。通过添加更多的卷积层稳定地增加网络的深度,并且在所有层中使用3×3的卷积滤波器,有效减小参数,更好地解决了人脸特征点检测问题。然后计算双眼角与嘴角所成平面与正视时此平面的单应性矩阵,最后利用等效算法求解驾驶员面部转角。实验结果表明,面部特征点检测准确率达到97.96%,算法在角度判断上的误差是1°~5°,这证明了该算法对注意力分散监测的有效性。

    2020年04期 v.56;No.947 202-208页 [查看摘要][在线阅读][下载 3213K]
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工程与应用

  • RS-GA神经网络无人机受风情况估计

    张博;贾华宇;马珺;

    针对现有无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)风场估计方法中存在的计算复杂、需额外搭载传感器等问题,提出基于粗糙集遗传神经网络的无人机受风状态估计方法。该方法利用粗糙集分析方法对无人机上采集的姿态信息数据集进行约简;利用遗传算法全局搜索能力强的特点优化神经网络的初始权值;用简化的无人机数据集训练神经网络即得到所需神经网络风场估计模型。仿真结果表明,该方法具有较高的识别率以及较短的训练时间,证明了其在无人机风场估计上应用的有效性。

    2020年04期 v.56;No.947 209-213页 [查看摘要][在线阅读][下载 1577K]
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  • 结合神经网络与多列特征图聚合的人群计数

    吴青科;吴晓;袁雨阳;官锌强;

    在公共安全领域,基于图像的人群计数具有重要的社会意义和应用前景,难题在于人群遮挡、密度分布不均、背景噪声和人在场景中的尺度和外观变化范围大。提出一种深度卷积神经网络结构,一方面使用类似于VGG16的网络结构来学习图片中的深层语义信息,另一方面使用多列神经网络来学习各种头部尺寸的特征信息。将拥有不同大小感受野和深度的分支网络得到的特征图融合在一起,可有效地收集到图片中的底层细节特征和高层语义信息。通过将这两部分结合在一起计算人群数量。在ShanghaiTech数据集上测试,Part_A和Part_B的平均绝对误差分别为72.0和10.1;Part_A和Part_B的均方误差分别为107.9和16.0。

    2020年04期 v.56;No.947 214-218页 [查看摘要][在线阅读][下载 1741K]
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  • 面向高维数据的个人信贷风险评估方法

    廖文雄;曾碧;梁天恺;徐雅芸;赵俊峰;

    随着电商平台分期付款方式和P2P信贷平台的不断推广,如何从海量的用户信贷数据中挖掘出潜在的用户模型并对未知用户进行信贷风险评估,以降低信贷业务的风险,已经成为研究的主流。针对现有方法无法高效处理高维度信贷数据的问题,使用一系列的数据预处理方法和基于Embedded思想的特征选择方法 XGBFS(XGBoost Feature Selection),以降低用户信贷数据维度并训练出XGBoost评估模型,最终实现用户信贷风险评估。实验表明,与现有的方法相比,该方法能够从高维的数据中选择出重要属性,并且分类器在精确率、召回率等方面具有较为突出的性能。

    2020年04期 v.56;No.947 219-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 1444K]
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  • 基于GPU的最小二乘蒙特卡罗算法期权定价

    杜伟;傅游;

    期权是以金融产品作为行权品种的交易合约。随着期权交易规模和交易量的迅速增长,期权定价的计算量越来越大,在传统CPU平台上对期权进行定价变得越来越困难。图形处理器(GPU)平台的出现和发展为解决期权定价计算提供了解决方案。在GPU上使用最小二乘蒙特卡罗算法(Least Squares Monte Carlo,LSM)实现了对一维和四维美式期权定价计算:首先利用CURAND库产生大量随机数,然后并行化期权标的价格变化路径,最后对最小二乘法和贴现定价进行并行化。为提高GPU平台上LSM方法的计算效率,对整个过程进行了优化。实际测试结果表明,在CPU+GPU上实现一维和四维美式期权定价相对CPU平台的加速比最高分别达到20.275和47.538,且比其他文献的方法整体性能有较大的提升。

    2020年04期 v.56;No.947 225-229页 [查看摘要][在线阅读][下载 2153K]
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  • 协同自适应巡航控制车队仿真

    覃频频;裴世康;吴达;莫基强;万千;

    如何评估道路环境等外部条件变化对协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车队行驶安全性的影响,对于保障道路交通安全尤为重要。为此,结合Matlab/Simulink和CarSim搭建车辆-环境仿真平台研究道路环境对车队行驶安全性的影响。利用美国NGSIM车辆轨迹数据对平台采用的校正的预瞄驾驶员模型、加速度控制模型、节气门控制模型和制动器控制模型的控制器进行验证;利用平台开展红灯状态、隧道行驶和匝道行驶三种道路环境对车队行驶状态影响的仿真实验。仿真结果表明:车队可以顺利通过路口红绿灯;在安全车速范围内车队进出隧道口时方向控制良好;匝道坡度主要影响车辆加速度和车间距,坡度分别为3%和5%时,车队均保持稳定车间距安全行驶。

    2020年04期 v.56;No.947 230-240页 [查看摘要][在线阅读][下载 4029K]
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  • 基于人工探路蚁的波浪滑翔机路径规划

    陈茜;高军伟;官晟;

    波浪滑翔机是一种由海洋波浪驱动的新型海洋环境监测平台,为了实现波浪滑翔机的路径规划,提出了一种改进的蚁群算法,引入了人工探路蚁的概念,通过探路蚁对可行节点方向的障碍物分布提前探索,并将障碍物分布情况作为选择下一节点的考虑因素,如果障碍物分布复杂,如U型陷阱,就避免该节点。在此基础上,考虑了影响波浪滑翔机速度的主要环境因素,通过波浪滑翔机的速度预测模型,将所有海洋环境因素归一化为航行速度,并引入到算法的节点转移状态规则中。最后用最优最差奖惩机制改进蚁群算法的迭代信息素更新策略。实验结果表明,改进后的算法有效避免了算法死锁和局部最优解,提高了算法的收敛速度,规划出来的路线距离短,安全性高。

    2020年04期 v.56;No.947 241-246页 [查看摘要][在线阅读][下载 4554K]
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  • DBN在蛋白质编码区识别问题中的应用研究

    胡青渝;刘广臣;

    针对真核生物DNA序列中蛋白质编码区的识别问题,提出基于深度置信网络(Deep Belief Network,DBN)的组合模型。通过信号处理技术对真核生物的DNA序列进行数值转换,并结合统计学知识提取转换后DNA序列的数值特征;利用随机森林对所提取的特征变量降维;用深度置信网络模型对DNA序列分类判别;根据短时傅里叶变换(Short Time Fourier Transform,STFT)技术对外显子区准确定位。在三个标准测试集上比较组合模型与传统Logistic回归模型、贝叶斯判别模型的判别效果,结果显示,深度置信网络组合模型的准确率和特异度等指标都明显优于Logistic回归模型和贝叶斯判别模型。

    2020年04期 v.56;No.947 247-255页 [查看摘要][在线阅读][下载 1781K]
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  • 钻井液设计专家系统规则库的检测算法

    李建;习文风;

    钻井液设计专家系统规则库的规模随着规则的更新与日俱增,对规则库的维护工作变得日益重要。针对规则库的从属、冗余、环路和冲突等问题提出一种检测算法。引入有向超图来表示规则库中的规则;用邻接矩阵表示该有向超图,并计算出它的可达矩阵和总可达矩阵;用总可达矩阵对规则库进行检测,找出规则库中存在的问题。实验表明,与已有的检测算法相比,该算法能够有效地检测出规则库中存在的问题,同时构建的邻接矩阵规模较小,在保证算法简洁的基础上提高了效率。

    2020年04期 v.56;No.947 256-261页 [查看摘要][在线阅读][下载 1445K]
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  • 低光照度下人机界面背景色眼动分析评价研究

    冯纾;王军锋;蔡勇;冯登明;王文军;

    为研究在低光照度情景下不同明度背景色人机界面的视觉工效,从而为此情景下的人机界面设计提供一定的参考,针对1.0~3.5 lux光照条件下的低光照度情景,对两个不同明度背景色的汽车中控人机界面设计方案进行视觉目标捕捉的眼动测试与主观感受评测,筛选出视觉工效较好的设计方案。在此过程中,对设计方案进行眼动测试,并收集用户主观评分,最后通过评价指标数据与权重进行计算,并依据两个设计方案的加权得分对其进行比较。结果表明,在1.0~3.5 lux的光照条件下,低明度背景色人机界面的视觉工效优于高明度背景色人机界面。

    2020年04期 v.56;No.947 262-267页 [查看摘要][在线阅读][下载 1759K]
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  • LTE-A空口监测仪下行基带板的可行性分析

    王美乐;张治中;席兵;

    针对国内研制出的多类仪器仪表中基带板的设计仅限于通过实现来验证其可行性的问题,提出在基带板设计之前对可行性进行分析,防止在实现时芯片资源不足而导致人力和时间等资源的浪费,同时为增强型长期演进空口监测仪中基带板的设计提供参考。根据增强型长期演进特性以及监测仪需求确定核心处理器的选型;重点对基带板上存储器的存储能力和总线能力进行分析,确保所选的元器件有足够的能力并留有一定的余量;最终通过在基带板上的测试证明该可行性分析的正确性,也为其他的硬件芯片选型提供参考。

    2020年04期 v.56;No.947 268-273页 [查看摘要][在线阅读][下载 1976K]
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  • 低能见度环境下多出口场馆人群疏散研究

    鲍东宾;马飒飒;张磊;魏欢欢;

    为了提高多出口场馆人群疏散效率,针对低能见度环境下多出口场馆人群疏散问题,在基本的社会力模型上加入了领导者吸引力和能见度范围的限制,建立了低能见度环境下多出口场馆人群疏散仿真模型,研究低能见度条件下人群疏散行为及疏散领导者对疏散结果的影响。在改进的社会力模型中,每个待疏散人员只对能见度范围内的其他个体或墙壁存在心理作用力,并且只有疏散领导者和出口附近的个体能够准确地判断出口位置,而其他个体只能根据能见度范围内的环境信息或疏散领导者的领导进行疏散。仿真结果显示,该模型可以较好地模拟出低能见度环境下多出口场馆人群疏散情形,疏散领导者选择距离最近的出口为疏散方向,普通个体会跟随能见度范围内的大多数个体或疏散领导者进行疏散,且疏散领导者的存在和其初始位置的合理设定能够提高疏散效率。

    2020年04期 v.56;No.947 274-278页 [查看摘要][在线阅读][下载 2054K]
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  • 欢迎订阅2020年《计算机工程与应用》

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  • 《计算机科学与探索》投稿须知

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