计算机工程与应用


热点与综述

  • 基于视觉的目标检测方法综述

    李章维;胡安顺;王晓飞;

    目标检测是计算机视觉的核心,在图像识别、行人检测、大规模场景识别等方面具有广泛应用,提升目标检测的速度与精度可以拓展计算机视觉的应用范围。大数据的出现以及深度学习的发展为目标检测研究注入了新的动力。传统的目标检测主要使用基于手工特征配合机器学习的方法,即Feature-Based方法。目前的检测算法主要以卷积神经网络(CNN)为核心。分析了Feature-Based方法检测效果差的原因并提出改进方法,详细讨论了CNN网络衍生出的TWO-STATE方法和ONE-STATE方法,介绍了每种方法的联系以及相比之前方法的改进,详细描述了其网络的机理与检测过程,指出了每种方法的检测效果与不足。总结了目标检测方法在一些数据集上的检测效果与仍然存在的问题。

    2020年08期 v.56;No.951 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1646K]
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  • 蚁群算法在移动机器人路径规划中的应用综述

    张松灿;普杰信;司彦娜;孙力帆;

    路径规划是移动机器人领域的一个研究热点,蚁群算法在移动机器人的路径规划得到广泛应用。介绍了常见的几种蚁群算法,从蚁群算法结构、参数选取及优化、信息素优化等方面对已有的蚁群算法方法进行了分类综述,同时对多蚁群优化算法、融合蚁群算法在移动机器人路径规划的应用进行了分类比较与分析。从蚁群算法的理论研究、算法融合、多蚁群算法研究等方面对蚁群算法在移动机器人路径规划中的未来研究内容和研究热点进行展望。

    2020年08期 v.56;No.951 10-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1332K]
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  • 改进YOLOv3的全景交通监控目标检测

    孔方方;宋蓓蓓;

    针对城市交通场景复杂、车辆及行人等目标多且尺度变化大等特点,提出一种改进的YOLOv3全景交通监控多目标检测方法。以YOLOv3网络为基础,兼顾大小尺度目标特性设计4个检测尺度,并进行多尺度特征融合处理。利用K-means聚类方法对数据集中的标注目标框进行聚类分析,选取优化的聚类锚点框宽高维度作为改进YOLOv3网络的初始候选框。全景交通监控检测目标包括大型汽车、小型汽车、骑行摩托车、骑行自行车和行人5类。在测试集上目标检测平均精度和召回率分别达到84.49%和97.18%,较原始YOLOv3分别提高了7.76%和4.89%,处理速度可满足交通场景下实时性检测要求。

    2020年08期 v.56;No.951 20-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 2012K]
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  • 基于深度学习的高分辨率遥感图像建筑物识别

    宋廷强;李继旭;张信耶;

    为解决当前深度学习方法在高分辨率遥感图像中存在识别结果过度分割,以及小物体识别差的问题,提出一种基于SegNet架构改进的网络模型AA-SegNet,增加了增强的空间金字塔池化模块和空间注意力融合模块。该网络可以加强特征传播并能够有效传递更高级别的特征信息以抑制低级特征的噪声,并且可以增强小目标特征学习。基于高分二号遥感影像制作数据集并进行实验,AA-SegNet网络总体识别准确率为96.61%,在识别率、F1分数以及训练时间等方面也都优于SegNet、U-Net、DeepLab-V3网络。

    2020年08期 v.56;No.951 26-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 2662K]
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理论与研发

  • 脑网络中不同负连接处理方法的重测信度研究

    薛家玥;姚蓉;牛焱;陈则慈;相洁;

    为了准确刻画和评估脑功能网络的拓扑结构,如何定义网络的节点和边缘至关重要。基于四种节点定义策略和两种负连接处理方法来构建脑功能网络,并对其进行不同时间间隔的重测信度分析,通过绝对值与正相关网络的比较旨在发现负连接对脑功能网络可靠性的影响。实验结果表明,包含负连接信息的绝对值网络表现出相对较低的长期可靠性,并受到节点定义策略的限制。不同负连接处理方法的重测信度差异为人脑的功能网络研究提供了方法学建议。

    2020年08期 v.56;No.951 35-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 10998K]
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  • 基于社区划分的节点重要性评估方法

    王安;顾益军;

    对于PageRank方法结果过于集中,未考虑复杂网络社区结构特性的问题,提出了一种改进的,基于复杂网络社区划分的节点重要性排序方法 CD-PR。根据标签传播算法(LPA)对复杂网络进行社区划分的结果,将社区的内外连接关系转化为社区选择的概率表示;按照社区选择概率,分别从各个社区提取一定比例的候选关键节点;将这些候选节点重新排序,得到关键节点排序结果。以4个真实复杂网络作为实验数据,与现有算法进行对比,进行SIR传播性能实验。实验结果表明,CD-PR算法筛选出的节点在整体传播性能上具有更好的效果,CD-PR算法可以有效地对复杂网络的节点进行重要性排序。

    2020年08期 v.56;No.951 42-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1932K]
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  • 基于博弈论的人员疏散演化研究

    刘根旺;周颖;张磊;康增信;

    在人员疏散中,撤离者之间的冲突行为复杂且对疏散的速率影响较大,为了模拟此过程,提出了一种将博弈论与元胞自动机相结合的模型。在该模型中设置了两种策略的人(叛逃者和合作者),并引入恐慌指数和惯性系数两个重要参数,来描述疏散过程中撤离者的恐慌和保持原策略的能力;每一次冲突即是一次博弈,发生冲突的撤离者之间通过收益矩阵来确定成功者;并且在博弈完成时采用费米函数进行策略更新。模型再现了"出口拱形"和"快即是慢"现象;同时发现在相同的恐慌下,叛逃者与合作者的比率总是倾向于一致状态。这些自组织现象支持了模型的正确性。该项工作也有助于理解惯性因素对于合作行为产生与存续的影响。

    2020年08期 v.56;No.951 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1704K]
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  • 一维量子卷积计算

    闫茜茜;王鹏程;刘兴云;

    研究了一维信息编码为量子态后进行量子卷积计算的量子线路模型。基于量子图像表示和经典信息的卷积算法,设计出了一维量子卷积计算的量子线路结构,表明量子卷积计算可以以O(n2)的复杂度计算卷积。与经典卷积相比,量子卷积计算由于利用量子并行计算在计算速率上达到了指数级的加速,为量子卷积神经网络卷积层的设计实施作铺垫。

    2020年08期 v.56;No.951 55-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1359K]
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网络、通信与安全

  • 大规模MIMO系统中优化导频分配方案研究

    瞿拓思;曹海燕;许方敏;方昕;王秀敏;

    针对大规模MIMO系统中小区间干扰而导致的导频污染问题,提出了基于IGTSA(Improved Greedy and Tabu Search Algorithm,改进贪婪禁忌搜索算法)和基于CA(Competition Algorithm,竞争算法)的导频分配方案。提出的ITSA是将遗传算法中的变异操作加入禁忌算法来避免其陷入局部最优解,提升全局搜索能力。为更好地实现全局搜索与局部搜索的协调统一,引入CA进一步优化以系统可达和速率达到最大为目标的导频分配方案。相比于局部搜索算法,如GA(Greedy Algorithm,贪婪算法)和TSA(Tabu Search Algorithm,禁忌搜索算法),所提出的方案能获得更优的系统性能。仿真结果和分析证明了算法的有效性。

    2020年08期 v.56;No.951 60-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1716K]
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  • 基于区间区域的位置隐私保护方法

    宋国超;初广辉;武绍欣;

    现有的k-匿名位置隐私保护机制通过检索历史请求记录来构造匿名位置集,而检索需要花销大量的时间。针对这一问题,运用Geohash编码快速检索的优越性,提出了基于区间区域的位置隐私保护方法。将用户的真实位置泛化到区间区域中,根据Geohash编码原理来检索相同编码的位置作为候选位置集,再根据用户的隐私需求,为用户提供个性化的k-匿名隐私保护服务。仿真实验表明,在相同大小的检索范围内,该方法不仅可以快速地进行匿名处理,还能够给用户提供更加高效安全的位置服务。

    2020年08期 v.56;No.951 66-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1684K]
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  • 基于IGWO-RBF的LTE-R切换算法研究

    苏佳丽;伍忠东;丁龙斌;刘菲菲;

    针对高速铁路LTE-R越区切换中,A3事件下的越区切换算法容易出现乒乓效应(PPE)和无线链路连接失败(WLF)的问题,提出了粒子群优化(PSO)灰狼算法改进的RBF神经网络(IGWO-RBF)的越区切换优化算法。该算法采集大量列车以不同速度(0~100 m/s)运行在特定环境中时切换成功率高的切换迟滞门限(Hys)和触发延迟时间(TTT)参数集,送入改进的RBF神经网络,训练完成后得到不同速度下的Hys和TTT的拟合曲线。根据列车接收到的参考信号接收质量(RSRQ),加入自矫正项对Hys和TTT进行二次优化调整。在matlab上进行仿真实验,结果表明提出的算法减小了掉话率和乒乓切换率,提高了列车在高速环境下的切换成功率及鲁棒性。

    2020年08期 v.56;No.951 74-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1659K]
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  • 多协议交叉的HMM协议异常检测算法

    吴楚田;陈永乐;陈俊杰;

    随着网络攻击的不断多样化,现有的协议异常检测工作在准确率和实时性方面面临新的挑战。针对目前的协议异常检测方法只面向单一协议的恶意攻击而未考虑协议之间的关联,提出一种基于HMM的协议异常交叉检测算法。使用多个协议的语义关键词和时间标记来构造报文序列作为模型的训练集,提出协议报文语义合并算法并结合Baum-Welch算法构建多协议交叉的HMM,在序列化协议报文的同时收集子序列重复数来进一步校验HMM对存在大量循环操作的攻击行为的检测。通过在视频监控网络中进行仿真实验,证明该检测算法同现有的HMM异常检测方法相比,可以更准确地检测多种恶意攻击,同时具有一定的通用性。

    2020年08期 v.56;No.951 81-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1491K]
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  • 基于BBS产生器和椭圆曲线的改进RC4算法

    陈虹;刘雨朦;肖成龙;郭鹏飞;肖振久;

    针对RC4算法密钥流序列随机性不高,易受故障引入攻击、区分攻击和"受戒礼攻击"的问题,提出了一种基于BBS产生器和椭圆曲线的RC4改进算法。该算法利用随机比特产生器和随机大素数生成种子密钥Key,利用椭圆曲线产生秘密整数,在每次输出后对S盒中元素重新赋值,生成随机性很高的密钥流序列。改进RC4算法可以通过NIST随机性测试,其中频率检验、游程检验和Maurer检验等比RC4算法分别高出0.129 18,0.107 39,0.197 64,能够有效防止不变性弱密钥的产生,抵抗"受戒礼"攻击;密钥流序列分布均匀,不存在偏差,能够有效抵御区分攻击;基于椭圆曲线产生的秘密整数猜测困难,S盒内部状态不能获知,能够抵抗"故障引入"攻击。理论和实验证明改进RC4算法的随机性和安全性高于RC4算法。

    2020年08期 v.56;No.951 87-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1553K]
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模式识别与人工智能

  • 利用改进生成对抗网络进行人体姿态识别

    吴春梅;胡军浩;尹江华;

    针对人体模型中某些重要关节点准确定位的问题,提出了一种新型深度卷积生成对抗网络以进行静态图像中人体姿态的估计的方法。该方法采用了深度卷积的堆叠沙漏网络来准确提取图像上关键关节点的位置,该网络的生成和辨别部分被设计用于编码第一层次结构(亲本)与第二层次结构(子本)中的空间关系,并且展示了人体部位的空间层次。生成器和判别器在网络中被设计为两部分,并按照顺序连接在一起用来编码外观可能的关系,同时为人体部位存在的可能性以及身体的每个部分与其亲本部分之间的关系进行编码。在静态图像中,可以较准确地识别人体模型关键节点以及大致人体姿态。该方法在不同的数据集上进行了实验,在大部分情况下,提出的方法获得的结果优于其他几种对比方法。

    2020年08期 v.56;No.951 96-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 2233K]
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  • 结合预测和模糊控制的移动机器人路径规划

    郭娜;李彩虹;王迪;张宁;刘国名;

    针对移动机器人在复杂未知环境下运行时易出现局部死锁和路径冗余的问题,提出了一种结合预测和模糊控制的局部路径规划方法,并对规划过程中出现的问题提出了解决策略。将普通避障行为与沿墙走行为融合为一个模糊控制器,通过内部规则实现行为交替。针对模糊控制方法存在多U型障碍物的死锁问题,提出了累加转角和的判断方法,帮助机器人逃脱死锁状态。加入陷阱预测机制,使机器人能在一定程度上克服传感器测量范围的局限性,预测前方是否可行并做出决策,减少冗余路段。设计了基于人工势场法的有限状态机,解决了因障碍物对称而无法确定方向所产生的路径冗余。在MATLAB平台中进行了仿真测试,验证了所设计方法的可行性和有效性。

    2020年08期 v.56;No.951 104-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 2086K]
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  • 胶囊网络在知识图谱补全中的应用

    陈恒;李冠宇;祁瑞华;王维美;

    知识图谱补全旨在发现三元组中缺失链接,解决知识图谱数据稀疏问题。提出一种基于胶囊网络的知识图谱嵌入方法,该方法能够对关系三元组(头实体,关系,尾实体)进行建模。将三元组表示为3列矩阵,它与多个滤波器卷积以产生不同的特征映射;将这些特征图重建成相应的胶囊,每个胶囊是一组神经元,通过和权重点积生成较小尺寸的胶囊,然后生成一个连续矢量;该矢量和权重向量进行点积运算获得对应得分,所有分数求和的结果用来判断给定三元组的正确性。实验结果表明,和其他模型相比,该方法有效提高了三元组的预测精度,知识图谱补全的效果更好。

    2020年08期 v.56;No.951 110-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1397K]
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  • 结合尺度估计MST和粒子滤波的视频目标跟踪

    孙新领;张皓;赵丽;

    在视频序列的实时目标跟踪中,针对经典均值漂移跟踪(MST)方法不能应对遮挡、尺度变化等问题,提出一种结合MST、自学习尺度探测器和粒子滤波的跟踪方法。采用MST算法在视频帧中跟踪目标,当目标收敛到局部最小值时重新初始化目标。提出一种基于在线学习的探测器,用来自适应更新MST的目标模型,使其能够自动调整目标尺度。另外,当出现完全遮挡时,启动粒子滤波器,通过概率计算来估计目标位置,使MST能够在目标离开遮挡时恢复跟踪。在通用数据集PETS视频序列上的实验结果表明,相比其他几种较新的MST方法,提出的方法具有更高的跟踪准确性,可以应用于实时检测和目标跟踪等应用中。

    2020年08期 v.56;No.951 117-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1447K]
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  • 嵌入语言深度感知的汉语作文评分算法

    钟启东;张景祥;

    从语言深度感知设计了一种汉语作文自动阅卷评分算法,抽象出语感特征的计算模型以模拟人类对自然语言的评价标准,弥补了早期作文自动阅卷中的机械统计式自然语言处理技术的不足。采用AC自动机对语感支撑要素,即作文作者的个人语言素材,进行快速分析。利用文本分词和主干提取等技术实现了对诸如句子流畅度等语句级评价,并将待评测作文的上下文结构与标准作文框架进行相似性比对,从而在作文自动评分系统中建立对作者语言运用能力的综合评价。实验结果表明,该算法增强了自动评分的语言能力评定的合理性,也更加贴切与专家校准后的人工评分样本。

    2020年08期 v.56;No.951 124-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1403K]
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  • 结合余弦相关性的卷积网络识别汉字的方法

    刘虹;王烈;

    为了提高卷积神经网络(Convolution Neural Network,CNN)的识别率,增强卷积网络的特征提取能力,使其在模糊、光照不均等恶劣条件下能够有更好的识别效果,因此提出将余弦相关性加入神经卷积网络作为相似度度量的方法。较传统神经卷积网络相比较,有着更强的模式检测能力、更快的收敛速度以及更高的准确率的优点。在卷积神经网络的卷积层加入余弦相似性度量,最后通过对比传统神经卷积网络方法和余弦相关性神经卷积网络在脱机手写汉字的识别实验,在进行20次实验后,得出了在相同训练参数以及相同层数的卷积神经网络上,基于余弦相关性的神经卷积网络在手写汉字数据集上的准确率比传统的神经卷积网络的识别率平均提高了2.01%,并且有着更快的收敛速度。最后通过与现今流行的算法在MNIST数据集上的实验进行准确度、损失函数、时间复杂度的比较,得出结合余弦的卷积神经网络在准确度和损失函数上有一定的优势性,在时间复杂度上还需进一步提高。

    2020年08期 v.56;No.951 130-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 1593K]
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  • 脑磁图脑功能连接网络癫痫棘波识别方法研究

    张航宇;李彬;尹春丽;刘凯;王玉平;张军鹏;

    脑磁图(MEG)现在被广泛用于临床检查及很多领域的医学研究中,基于静息态的脑磁图脑网络分析能用于研究大脑生理或病理机制。脑磁图分析对癫痫疾病的诊断具有重要的参考价值。对癫痫脑磁信号的自动分类可以及时对患者的情况作出判断,在临床上有很重要的意义。现有文献中对癫痫脑电信号的自动分类方法的研究已比较充分,但对癫痫脑磁信号的研究比较薄弱。提出了一种基于脑功能连接网络的全频段机器学习癫痫脑磁棘波信号自动判别方法,对四种分类器进行了综合判别对比,选择了效果最优的分类器,判别准确率可达到93.8%。因此,该方法在脑磁图癫痫棘波的自动识别与标记方面有较好的应用前景。

    2020年08期 v.56;No.951 136-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1887K]
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  • 基于目标预测的扩展目标量测集划分算法

    王文慧;李鹏;胡韵迪;

    扩展目标高斯混合概率假设密度(Extended Target Gaussian Mixture Probability Hypothesis Density,ET-GMPHD)跟踪算法是扩展目标跟踪领域内最为重要的跟踪算法之一。然而当多个目标邻近时,该算法的状态估计精度降低,这是由于距离-Kmeans++(Distance Partitioning-Kmeans++,DP-Kmeans++)量测集划分算法无法输出正确的结果所导致。为解决该问题,提出了改进的DP-Kmeans++量测集划分算法,利用目标预测信息来分割量测集,从而提高了划分精度。仿真结果表明,当目标邻近时,使用提出划分算法使ET-GM-PHD跟踪算法的OSPA误差距离减小。

    2020年08期 v.56;No.951 143-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1510K]
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  • DAPC:结合双注意力和指针覆盖的文本摘要模型

    张敏;曾碧卿;韩旭丽;徐如阳;

    基于注意力机制的序列到序列模型在生成式摘要方法中得到广泛应用,并取得较好的表现。但现有模型方法生成的摘要普遍存在语义无关、句内重复和未登录词等问题。为了解决这些问题,在典型基于注意力机制的序列到序列模型基础上,提出了结合双注意力和指针覆盖机制的生成式文本摘要方法DAPC(Dual Attention and PointerCoverage based model)模型。组合局部注意力和卷积神经网络,提取输入文本的更高层次的语言特征;引入指针-生成网络来解决未登录词问题;使用覆盖机制解决模型生成摘要句内重复的问题。实验结果表明,模型在CNN/Daily Mail数据集中有较好的表现。

    2020年08期 v.56;No.951 149-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 1456K]
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  • 正态重采样的改进行人再识别度量学习算法

    宋丽丽;李彬;赵俊雅;刘国峰;

    跨场景的行人再识别任务,现有度量学习算法由于小样本问题使得对模型参数的估计存在偏差,从而导致识别精度较低。在交叉二次判别分析度量学习算法的基础上,提出了一种基于样本正态性重采样算法,建立了半监督学习度量模型,以增强度量模型的泛化能力。综合泛化后的度量模型和交叉二次判别算法,构建了加权组合的联合模型。选取了公开数据集VIPeR和CUHK01进行测试,测试结果显示该算法相比于原交叉二次判别算法以及相关的行人再识别算法有着明显的优势,尤其在rank-1上的识别精度分别超过了MLAPG算法和NFST算法7.79%和4.68%,且该算法对于训练数据量的变化具有较强的鲁棒性。

    2020年08期 v.56;No.951 158-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 1852K]
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图形图像处理

  • 基于注意力机制的乳腺X线摄影分类方法

    盛龙帅;李策;李欣;

    环境的日益恶化导致癌症的发病率不断升高,2018年全球乳腺癌的发病率在所有癌症中已经位居首位。乳腺X线摄影价格实惠且易于操作,目前被认作是最好的乳腺癌筛查方法,也是早期发现乳腺癌最有效的方法。针对乳腺X线摄影不容易分辨、特征不明显等特点,提出了基于RNN+CNN的注意力记忆网络对其进行分类。注意力记忆网络包含注意力记忆模块和卷积残差模块。注意力记忆模块中,注意力模块提取乳腺X线摄影的特征,记忆模块在RNN网络加入注意力权重来模拟人对所提取关键信息的重点突出;卷积残差模块使用CNN对图像进行分类。该方法创新之处在于:提出注意力记忆网络用于乳腺X线摄影图像分类;所设计网络在RNN+CNN结构上引入注意力权重,提取图像关键信息以增强特征描述。在乳腺X线摄影INbreast数据集上的实验结果显示,注意力记忆网络的运行时间比预训练的Inceptionv2、ResNet50、VGG16网络少50%以上,同时达到更高的分类准确率。

    2020年08期 v.56;No.951 166-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1746K]
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  • 基于Mask R-CNN改进的遥感图像舰船检测

    顾振辉;姜文刚;

    遥感图像中舰船朝向不确定性,舰船种类的多样性以及和其他海上及港口物体之间的相似性,使舰船检测的性能下降严重。针对这一问题,使用一种简单且有效的方法来训练有旋转不变性和Fisher判别的Mask R-CNN舰船检测模型,通过优化模型的目标函数以提高舰船检测性能,在保持原有检测模型结构不变的基础上引入两个正则化器,第一个正则化器加强训练样本旋转之前和之后的特征联系,第二个正则化器限制卷积神经网络有小的类内散度和大的类间散度。实验中,在Kaggle遥感图像船只检测数据集上验证了所提出的方法提高了检测遥感图像中舰船目标的性能。

    2020年08期 v.56;No.951 171-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 1827K]
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  • 分块检测尺度自适应的圆形目标相关跟踪

    王国屹;孙永荣;吴雷;曾庆化;

    为解决传统基于核相关滤波器(KCF)的目标跟踪方法中跟踪框尺度无法自适应及目标被遮挡导致的跟踪失败问题,以空中加油视觉导航中圆形锥套目标的跟踪为例,提出了一种分块检测尺度自适应的圆形目标相关跟踪方法。利用目标外部边缘特征点的提取与轮廓拟合方法解决了圆形目标跟踪所存在的目标尺度变换问题,通过分块检测将跟踪过程中目标遮挡情况与跟踪失败情况区分开来,消除了遮挡情况下跟踪积累误差,实现了部分遮挡情况下目标的跟踪。实验结果表明,提出的圆形目标尺度自适应相关跟踪方法具有较高实时性、可靠性与准确性,实现了空中加油对接过程中对于锥套的稳定、可靠跟踪。

    2020年08期 v.56;No.951 177-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 2762K]
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  • 基于残差网络的图像超分辨率重建算法

    陈晨;刘明明;刘兵;周勇;

    传统的卷积神经网络用到的方法是在稀疏表示的超分辨率图像的基础上学习高/低分辨率图像之间端到端的映射,输入的是高分辨率的图像,输出的是低分辨率的图像,拥有三层卷积层的SRCNN虽然有一定的重建效果,但是感受野较低,因此,提出加深网络结构的方法,此次改进使得后面的网络层拥有更大的感受野,这样结果的像素点可以根据更多的像素点来推断。但是考虑到网络结构加深对传输速率的影响,通过引入局部残差学习和全局残差学习相结合的方法来提高学习率,通过该办法有效地加快了收敛速度,并且通过实验结果验证,与已有的Bicubic、SRCNN和VDSR相比,重建效果在峰值信噪比、结构相似性和视觉效果上均有所提升。

    2020年08期 v.56;No.951 185-191页 [查看摘要][在线阅读][下载 1797K]
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  • 分区最大化色域边界描述器的空区插值算法

    朱明;赵兴运;

    针对分区最大化色域边界描述器在计算图像色域边界时所产生的空缺分区问题,提出了一种基于相邻分区加权平均的色域空区插值算法。将空缺分区的边界点置于该分区的中心,求出边界点的球坐标角度;利用邻域加权平均法插值计算出该分区的球坐标半径。在线色域边界计算中,针对相邻分区边界点连线与等色相面重合所导致的求交问题,将交点设定为其中一个分区的色域边界点,避免了线色域边界和色域映射计算中出现的色域边界缺失问题。在评价部分,借助等比例压缩的色域映射方式,设计心理物理学实验评价了色域空区插值算法的效果,同时测试了算法的计算效率。评价结果显示:提出的色域空区插值算法能够有效提升色域边界描述器的精度,改善色域映射效果,而且不影响色域边界的计算效率。

    2020年08期 v.56;No.951 192-198页 [查看摘要][在线阅读][下载 2399K]
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  • 基于对抗网络的验证码识别方法

    曹廷荣;陆玲;龚燕红;贾惠珍;

    在人机智能交互中,让机器自动识别验证码是机器模拟人的一项基础技术。基于文本的验证码识别一般先对验证码图片进行预处理,然后切割,最后对字符分类识别。字符切割的准确程度直接影响最终识别结果。提出一种对抗学习方法识别文本型验证码。先训练一个Pix2pix网络对验证码图片进行预处理,然后对抗训练出一对分割和识别网络。分割网络不仅能分割粘贴字符,而且可以筛选出难以分割的验证码结果。识别网络采用上下文相关的多通道卷积网络,能有效解决分割过程中因信息丢失而无法识别的问题。实验结果表明,该方法能提高文本验证码识别的准确率。

    2020年08期 v.56;No.951 199-204页 [查看摘要][在线阅读][下载 2933K]
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  • 基于背景约束与卷积特征的目标跟踪方法

    王思奎;刘云鹏;亓琳;张钟毓;林智远;

    针对目标跟踪中因背景混叠和遮挡等因素导致的目标丢失问题,提出了一种基于背景约束与卷积特征的目标跟踪方法(TBCCF)。对输入图像进行多特征融合并降维,增强目标特征判别性能的同时降低特征计算的复杂度;在滤波器训练过程中引入背景约束,使得滤波器更专注于目标响应,以提升抗干扰能力;通过设置记忆滤波器与峰值旁瓣比检测,判断目标是否丢失。若丢失,引入卷积特征滤波器进行重检测,实现目标的重捕获。在Visual Tracking Benchmark数据集50个复杂场景视频序列上的实验结果表明,所提算法总体精度和总体成功率优于现有的多数跟踪算法。

    2020年08期 v.56;No.951 205-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 10942K]
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工程与应用

  • 分数Brown运动扰动风险模型的破产概率模拟计算

    王琪;薛红;陈毛毛;

    分数Brown运动具有长程相依性,且已被应用于风险理论研究。考虑到现实中保险公司盈余过程序列具有长程相依性,建立分数Brown运动扰动风险模型来刻画盈余过程序列,并对有限时破产概率进行了Monte-Carlo模拟计算。结合Cholesky分解方法模拟分数Brown运动样本轨道;提出一种有效的数值模拟算法对有限时破产概率进行了模拟计算,并通过数值算例研究了Hurst指数和波动系数对破产概率的影响;结合中国太平洋财产保险股份有限公司在2008—2017年间的数据进行实证分析,从而根据有限时破产概率的数值模拟结果分析保险公司的运营状况。

    2020年08期 v.56;No.951 215-219页 [查看摘要][在线阅读][下载 1506K]
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  • 时滞分布参数系统间歇非周期中和控制器设计

    周笔锋;罗毅平;

    针对时滞分布参数系统,设计中和控制器。考虑该控制器作用过程中各控制点的控制过程可能存在非连续性的问题,将中和控制方法与非周期间歇控制方案结合,研究系统稳定性。利用Lyapunov稳定性理论并结合LMI处理方法,得出时滞分布式参数系统间歇非周期中和控制器存在的充分条件。最后结合所给条件,给出一个数值仿真说明其有效性。

    2020年08期 v.56;No.951 220-225页 [查看摘要][在线阅读][下载 2207K]
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  • 考虑时间窗的集装箱港口场桥全局调度优化

    梁承姬;黄帅;

    合理高效的场桥调度计划有助于减少场桥与集卡相互等待的时间从而提高港口的运营效率,考虑到在实际操作中会出现多箱区多场桥同时工作、互相冲突等情况,建立了以场桥移动成本和延误成本最小化为目标的数学模型,利用计划时间段和时间窗的概念对场桥作业进行约束,通过遗传算法编码进行求解,并将计算结果与实际操作及其他算法的优化结果相对比,进而验证该模型和算法的有效性和稳定性。

    2020年08期 v.56;No.951 226-232页 [查看摘要][在线阅读][下载 1559K]
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  • 集装箱轻重货物混合平衡装载模型与算法

    雷定猷;洪舒华;张英贵;

    负载平衡是集装箱装运过程中的基本约束,轻重货物混合装载时较难满足,如何精确量化负载平衡、实现轻重货物混合平衡装载亟待研究。以集装箱轻重货物混合平衡装载问题为研究对象,构造负载平衡函数,综合考虑负载平衡、位置、重量和旋转等约束,建立轻重货物混合平衡装载模型;根据对负载平衡的影响程度,将待装货物分类组成轻重货物单元,在采用评估函数和中心骨架等启发式方法分类处理的基础上,设计轻重货物混合平衡装载算法。3 000个算例表明:所提出的模型和算法能够在保证集装箱容积利用率不低于90%的同时使负载平衡约束满足率达96.07%以上。

    2020年08期 v.56;No.951 233-240页 [查看摘要][在线阅读][下载 1623K]
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  • 基于赋时Petri网的景区游客分流研究

    陆文星;王琥珀;王彬有;

    随着旅游规模的不断扩大,旅游高峰期庞大的客流量给景区热门景点的管理工作带来了巨大的压力和挑战。针对景区高峰期游客在热门景点超载和游客分布不平衡的问题,以游客在景区中的动态游览为基础,提出了赋时Petri网的游客分流模型和四种分流策略。在以游客满意度以及景区负载率方差为评价标准下,通过仿真实验来分析不同策略的优点和不足,并对不同评价标准提出合适的策略,对于景区的游客分流管理具有实际的参考价值。

    2020年08期 v.56;No.951 241-248页 [查看摘要][在线阅读][下载 1412K]
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  • 面向医疗辅助诊断的可视化多属性决策方法

    陈杰;程胜;徐梦;史豪斌;

    传统的医疗辅助诊断决策通常通过专家依靠经验对备选方案进行决策,但是这种方法依赖于专家已有的经验并且可能会为专家带主观疲劳。基于多属性决策理论,提出了一种可视化多属性决策方法。该方法使用有序加权几何算子将数据进行降序排序,生成一个有序序列;通过可视图理论将有序数据转化为复杂网络中的结点,通过复杂网络中结点之间的连接关系将有序数据可视化;借鉴库伦定律,使用结点之间的距离与结点自身数值的大小设置支持度函数用以描述结点的支持度。实验通过病因诊断与病情诊断两个案例验证提出的医学辅助诊断多属性决策方法的可行性与有效性。

    2020年08期 v.56;No.951 249-255页 [查看摘要][在线阅读][下载 1678K]
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  • 不平衡样本下的金融市场极端风险预警研究

    温廷新;孔祥博;

    为了提高金融市场极端风险识别及预警能力,采用沪深300指数作为研究数据,通过少数类样本过采样算法(SMOTE)解决样本不均衡问题,利用因子分析提取特征,通过粒子群(PSO)优化的最小二乘支持向量机(LSSVM)算法构建(SMOTE-PSO-LSSVM)预测模型。使用SMOTE-PSO-LSSVM模型对2007—2010年沪深300指标样本进行预测,样本含极端风险样本193条,模型成功识别风险样本154条,识别准确率达到了83.1%。研究结果表明SMOTE-PSO-LSSVM模型对金融风险数据识别能力较强,能够较为精准地识别风险样本,且求解速度快运行效率高,比传统BP网络和支持向量机等方法性能更优秀。该研究结论对金融市场的风险识别、市场趋势把控、股市交易管制以及投资者决策具有一定意义。

    2020年08期 v.56;No.951 256-260页 [查看摘要][在线阅读][下载 1747K]
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  • 改进遗传算法求解订单分批优化模型

    冯爱兰;王晨西;孔继利;

    以流利式货架分区拣选系统为背景,考虑减小相邻拣选区域的作业时间差值以减少任务在缓存区中的滞留时间和拣货员在系统中的等待时间。建立以最小化订单分批数量和最小化所有相邻区域作业时间差值之和为目标的数学模型,设计遗传算法求解其订单分批结果及任务释放顺序;从拣货员拣选的便捷性出发,考虑将周转频率较高的货品存放至拣货员最易拣取的层数,提出了分类随机指派方式。案例分析结果表明:该模型结果在所有任务的总完成时间、总滞留时间、平均履行周期和所有拣货员在系统中的总等待时间等指标上均表现良好;分类随机指派方式从根本上减少了总拣货时间,进而缩短了任务的平均履行周期和总完成时间,提高了系统处理效率和订单响应速度。

    2020年08期 v.56;No.951 261-269页 [查看摘要][在线阅读][下载 1676K]
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  • 改进蚁群算法在AGV路径规划中的应用

    胡春阳;姜平;周根荣;

    针对传统蚁群算法在路径规划时,易陷入局部最优、前期路径有效性差等问题,对传统蚁群算法进行改进并应用到AGV(Automated Guided Vehicle)路径规划上。采用栅格地图建立小车工作空间模型,利用改进的头尾搜索机制,提高并加快了算法的全局搜索能力和前期收敛速度;引入奖惩因子与信息素最大最小阈值,对每代最优路径上的信息素进行奖励,最差路径上的进行惩罚,提高全局搜索能力;引入遗传算法变异因子,使算法跳出局部最优能力加强;采用遗传算法对改进的蚁群算法进行参数优化,减少参数对算法的影响。在VS2017和MATLAB软件平台上进行算法仿真。结果表明了该算法在避免局部最优和加快收敛速度方面有很大改进。

    2020年08期 v.56;No.951 270-278页 [查看摘要][在线阅读][下载 3761K]
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