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当期目录

    2017年 第0卷 第4期    刊出日期:2017-04-20
    图像处理
    基于串并行处理的多特征交通视频烟雾检测算法
    陈 康,李耀华,游 峰,陈润丰
    2017, 0(4):  1-6,22.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.001
    摘要 ( 173 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    提出一种串并行处理结合的烟雾检测算法,对视频序列进行混合高斯背景建模提取运动前景,圈取感兴趣区域,进而对其进行多特征并行分析。颜色特征分析时,在RGB空间下对各通道信息进行归一化处理,结合烟雾的颜色特征进行阈值判断。形状特征分析时用不规则度突变量作为度量标准,用统计分析的方法,对视频图像中的不规则度突变做监测,检测图像的不规则度的突变情况。采用小波变换法检测图像中的高频信息,结合烟雾扩散快的特点,将小波系数变化率作为检查标准。综合多特征进行加权分析,建立综合判据公式对视频图像作烟雾检测报警。
    基于光学成像模型的水下图像超分辨率重构
    张 颢1,2,范新南1,2,3,李 敏1,3,张学武1,3
    2017, 0(4):  7-13.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.002
    摘要 ( 165 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    目前大多数超分辨率重构算法都是针对空域图像进行恢复。考虑到水下光学条件复杂,直接把现有超分辨率重构算法移植到水下,无法对光线在水中传播产生的散射和衰减进行有针对性的处理。基于此,本文结合不同成像模型,提出一种基于光学成像模型的水下图像超分辨率重构算法。首先,考虑到水中光线散射对图像降质严重,根据水下光学成像模型,利用暗通道原理估算观测数据中的散射光和光线透射图,作为噪声估计的结果;然后对去除散射光的观测数据进行凸集投影超分辨率重构,得到高分辨率图像;最后利用透射图对高分辨率图像进行光线衰减补偿,去除由于水对光线的吸收作用造成的图像亮度降低和模糊,得到最终的恢复图像。对本文算法进行仿真,并与经典的超分辨率重构算法比较,验证了本文算法对恢复图像质量的提高作用。
    一种基于Chebyshev混沌神经网络的视频水印算法
    梁家栋,杨树国
    2017, 0(4):  14-17,43.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.003
    摘要 ( 138 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对视频版权的保护,提出一种基于Chebyshev混沌神经网络的视频水印算法。首先选取二值图像作为图像水印,利用Chebyshev混沌神经网络对图像进行加密;然后对宿主视频进行分帧处理,通过Henon映射产生混沌序列提取关键帧,同时提取关键帧亮度分量的低频系数,将处理后的图像水印自适应地嵌入小波变换后亮度分量的低频系数中。实验结果表明,该算法具有较好的不可见性,且针对噪声、高斯滤波、旋转、帧丢失等攻击具有良好的鲁棒性。
    算法设计与分析
    WSAN中基于改进分布式竞拍的执行器任务分配算法
    齐本胜,苗雪娇,苗红霞,邓志祥
    2017, 0(4):  18-22.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.004
    摘要 ( 95 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对无线传感器执行器网络(WSAN)中的执行器任务分配问题,提出一种基于改进分布式竞拍的任务分配算法。该算法通过计算完成每个任务的效用以及执行器完成任务的代价,得出任务分配方案。算法改进了竞拍过程中响应树的构造方式,并在执行器效用值的计算过程中引入了匹配度的概念,以此来适应动态变化的网络环境。仿真结果表明,本方法均衡了网络能耗、减少了数据包的转发数量和任务完成时间。
    基于项目属性偏好的协同过滤算法
    朱 明,魏慧琴
    2017, 0(4):  23-26.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.005
    摘要 ( 133 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传统的协同过滤算法存在的数据稀疏性问题,提出一种基于项目属性偏好的协同过滤算法(CFBIAP)。该算法利用项目属性和评分计算基于项目属性偏好的用户相似性,并且与基于评分矩阵的相似性线性拟合得到用户相似性,一定程度上减小了传统的仅依据评分矩阵计算用户相似性所产生的误差。在MovieLens数据集上的实验表明,该算法推荐的质量和效果均优于传统的协同过滤算法,有效解决了矩阵稀疏性问题。
    一种动态自适应HTTP流码率切换算法
    王苍灵,李泽平
    2017, 0(4):  27-31,37.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.006
    摘要 ( 144 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    自适应视频流是提高移动网络视频传输质量的一种重要机制。该机制通过在同一个视频的不同码率版本之间动态地切换,来自适应不断变化的网络条件。针对用户缓冲区受限和网络环境不稳定的情况,提出一种新的动态自适应码率选择算法。该算法同时考虑客户端缓冲区、每秒丢失视频帧数量和可用网络带宽3个指标来选择不同码率版本的视频段以提高视频播放质量,并在实际的有线及无线网络环境下对该算法进行了验证。实验结果表明,在动态的网络环境下该算法能够提供良好的视频播放用户体验。
    面向MOOC的垂直搜索引擎
    李 全,林 松,田 俊,刘兴红
    2017, 0(4):  32-37.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.007
    摘要 ( 127 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    近年来随着大型网络开放平台MOOC的大量出现,学习者需要花费大量的时间在不同的平台搜索自己满意的MOOC课程。为了提高MOOC教育资源的利用率,本文设计并实现面向MOOC领域的垂直搜索引擎系统,提出一种多线程并行紧耦合爬取和索引优化方案;根据课程列表的3种加载方法,实现课程相关信息的下载;分析被提取课程网页的特征定制相关信息抽取规则;提出一种检索排序相似度评分的优化方法。实验结果表明:该垂直搜索引擎在平均爬取及索引时间、排序效果和平均正确率均值等方面都有一定的提高,实现了MOOC教育资源的整合、存储和检索功能,满足了教育信息化发展的要求。
    基于自组织映射的遗传聚类算法
    徐 聪,黄文准,黄世奇
    2017, 0(4):  38-43.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.008
    摘要 ( 182 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    遗传聚类算法往往需要较大的种群规模才能得到最优解,导致收敛速度慢,针对这一问题,本文提出一种基于自组织映射的超启发遗传聚类算法。首先利用自组织映射把数据空间转换到特征空间,再在特征空间里利用遗传算法进行搜索,然后进行反映射,即把聚类结果在数据空间里表现,从而得到一组解,同时利用K-means算法在数据空间里进行粗聚类,获得另一组解,最后比较2组解的聚类结果,相同的样本保留,不同的再次聚类,进而有效地保证了最优解的获得。计算机仿真实验验证了所提算法在种群规模较小的情况下,可以获得较高的准确率。
    应用与开发
    基于SysML的航电系统架构安全性评估方法
    邓佳佳1,陈海燕1,张育平1,何亦征2
    2017, 0(4):  44-47,126.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.009
    摘要 ( 163 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对现有系统安全性分析方法中安全性分析与航电系统架构设计过程无法融合的问题,提出基于SysML的航电系统架构安全性评估方法。首先在EA中基于SysML建模语言建立系统架构模型;然后利用XML解析技术从中提取系统关键信息,并建立故障树模型对其失效概率与区域安全性等进行分析,得到安全性评估结果;最后基于SysML语言对IMA架构下的显示系统进行架构设计和安全性评估,评估结果验证了所提出安全性评估方法的有效性。
    分布式计算系统回卷恢复容错的仿真设计
    董 奇1,黄 斌1,颜 耀1,李韦韦2,曾玮妮2,张 恒1,3
    2017, 0(4):  48-51.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.010
    摘要 ( 149 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了解决分布式计算系统回卷恢复容错的验证评估问题,设计一种分布式计算系统的回卷恢复容错算法的仿真机制,依据分布式计算系统回卷恢复容错的总体架构,将分布式计算系统中的节点任务过程使用离散事件模拟,在网络系统仿真工具的应用层增加支持多任务回卷恢复容错仿真的模块,并设计用于回卷恢复容错仿真的结构、功能模块和系统参数设定。结果表明本文提出的仿真机制能够实现分布式计算系统的回卷恢复容错算法的模拟验证,为不同容错算法间对比、改进与优化提供参照。
    美国海军军械缺陷报告系统建设分析
    冯玉光,唐金国,唐嘉钰
    2017, 0(4):  52-55,72.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.011
    摘要 ( 193 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在介绍美军械缺陷报告法规的基础上,重点对美国海军军械缺陷报告类型、管理信息系统以及缺陷报告流程和时限进行分析,以期对我海军军械装备质量建设有所启发和借鉴。
    基于加固计算机智能电池系统的研究与设计
    甄云青,胡晓吉
    2017, 0(4):  56-61.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.012
    摘要 ( 168 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了改善加固笔记本电池系统性能,针对各种不同嵌入式计算机的电池供电需求,对加固笔记本样机供电技术进行研究,为其设计一套可通用的智能电池系统。利用嵌入式计算机都有串口的特点,将电池作为主机的串口设备进行管理而实现通用化。最后给出充放电性能曲线,表明在不同设备和系统下本系统工作良好,保证了加固计算机工作的高安全性,高工作效率,并具备广泛通用性。
    协同系统中三维图形渲染的分布式架构
    庄天龙,梁正和,王怀亭
    2017, 0(4):  62-66.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.013
    摘要 ( 150 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在三维协同系统中,三维图形的渲染效率和传输速度影响到了系统的整体效率。本文采用分布式架构保证三维图形在协同系统中的渲染和传输效率。把渲染好的三维图形以拍照的形式生成图片在网络中传输,打破了传统三维图形渲染对浏览器的限制以及对移动终端消耗巨大资源的局限。服务器端通过建立多线程TCP通信,既保证了用户交互操作的可靠性,同时又避免了多个用户同时操作三维图形时出现的操作二义性。最终实现用户与三维图形的实时交互,从而提高用户体验。
    人工智能
    维吾尔文情感语料库的构建与分析
    伊尔夏提·吐尔贡,吾守尔·斯拉木,热西旦木·吐尔洪太,于 清
    2017, 0(4):  67-72.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.014
    摘要 ( 202 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对维吾尔文情感语料库标注体系不规范、语料库规模小、没有合适的标注平台等问题,分析英文和中文比较著名情感语料库的优点,结合维吾尔语文本的特点,建立维吾尔文情感语料标注规范,利用Python语言构建集数据采集与标注为一体的情感标注平台,最后构建在舆情分析和舆情监控中可以应用的维吾尔文情感语料库。实验结果表明,该标注规范具有可扩展性和实用性,标注平台可以有效地减轻标注人员的工作量,提高情感语料库的质量,情感语料库可以用于舆情分析任务。
    基于卷积神经网络模型的互联网短文本情感分类
    刘小明1,2,张 英1,2,郑秋生1,2
    2017, 0(4):  73-77.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.015
    摘要 ( 122 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    情感分类旨在发现用户对热点事件的观点态度,但由于现今互联网短文本格式随意,语言规范性不够,所以目前传统方法的情感分类效果并不理想。面向大数据互联网短文本信息,本文提出一种基于深度卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNNs)模型的互联网短文本分类。首先选择词向量作为原始特征,然后通过卷积神经网络进一步提取特征,最后训练出基于深度卷积神经网络的互联网短文本情感分类模型。实验结果表明,该模型不仅可以有效处理互联网短文本中的情感分类这一任务,而且明显提高了情感分类的准确率,平均提高约5%。
    基于卷积神经网络的互联网短文本分类方法
    郭东亮,刘小明,郑秋生
    2017, 0(4):  78-81.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.016
    摘要 ( 138 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    互联网短文本的分类是自然语言处理的一个研究热点。本文提出一种基于卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNNs)互联网短文本分类方法。首先通过Word2vec的Skip-gram模型获得短文特征,接着送入CNNs中进一步提取高层次特征,最后通过K-max池化操作后放入Softmax分类器得出分类模型。在实验中,该方法和机器学习方法以及DBN方法相比,结果表明本文方法不仅解决了文本向量的维数灾难和局部最优解问题,而且有效地提高了互联网短文本两级分类准确率,证实了基于CNNs的互联网短文本分类的有效性。
    数据库与数据挖掘
    大数据查询综述
    张玉杰,于双元
    2017, 0(4):  82-88.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.017
    摘要 ( 165 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    大数据具有传统数据所不具有的数量大、种类多、速度快、真实性等特点,传统的数据查询技术满足不了日益增长的大数据查询需求,大数据查询技术应运而生并迅速发展。从大数据查询的角度出发,着重分析大数据存储技术、大数据处理平台以及大数据查询引擎等。分别对比介绍传统关系型数据库、NoSQL、NewSQL和它们在大数据查询处理上的应用,介绍当前流行的大数据处理平台以及在这些平台上运行的大数据查询引擎,对其优缺点进行了综合阐述。
    基于MOOC的大数据分析技术
    孙笑音,周 围
    2017, 0(4):  89-93,108.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.018
    摘要 ( 227 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    MOOC近几年发展迅猛,在使用过程中,大规模的学习者和海量的教学资源积累了庞大的学习行为数据。因此,基于MOOC的大数据分析成为了一个新兴的研究热点,其分析框架中涉及的四大核心是:大数据从哪里获取(Where)、MOOC大数据的类型(What)、如何进行大数据分析(How)和大数据分析应用(Do)。本文通过对MOOC现状的分析、特征及分类的梳理,提出一种Where-What-How-Do大数据分析框架,并对上述的四大核心进行阐述和回答。最后,结合Canvas Network数据集进行聚类分析和多元回归分析,得出关于MOOC数据的一些启示和应用。

    信息安全
    软件定义网络中的多流时间式隐信道设计
    印苏凯1,刘光杰1,刘伟伟1,翟江涛2,戴跃伟1,2
    2017, 0(4):  94-98,104.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.019
    摘要 ( 182 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    软件定义网络(Software-defined Networking, SDN)是实现传统网络体系中的应用层、控制层和数据层解耦的一种新型网络架构。本文研究该网络环境下的隐蔽通信问题,基于OpenFlow控制器与交换机之间的交互特性,提出一种基于响应报文次序组合调制的多流时间式隐信道设计方案,该方案利用控制器与多交换机之间的链路层发现协议(Link Layer Discovery Protocol, LLDP)响应报文到达的次序分布构建组合累计分布函数并调制秘密信息。仿真实验结果表明所提方案具有较好的隐蔽性和鲁棒性。
    基于Isabelle/HOL的安全操作系统形式化验证方法
    郭 毅,杨维永,刘 苇
    2017, 0(4):  99-104.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.0020
    摘要 ( 350 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    操作系统作为信息时代的基石,其安全性不言而喻。常规的软件测试方法不足以保障操作系统的安全性,需使用更为严格的基于数理逻辑的形式化验证方法。本文提出一种软件形式化验证的新思路:通过在Isabelle中构造模拟运行环境,使汇编代码运行其中,并记录系统状态的变化,最终根据程序运行前后系统状态的变化情况判断程序的正确性和安全性。重点介绍了顺序、分支和循环等3种程序结构的证明方法,并通过一个程序实例证明,得到在任意前提条件下程序执行前后系统状态的变化情况。
    一种基于身份的盲签名方案及其安全性证明
    毛昱昉,邓伦治
    2017, 0(4):  105-108.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.021
    摘要 ( 167 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    盲签名是一种特殊的数字签名,它可以保护用户的个人隐私。目前,已有的盲签名方案中,使用了比较多的双线性映射,因此计算成本过高,而且部分方案并没有给出严格的安全性证明。针对这些情况,本文提出一种新的基于身份的盲签名方案,基于n-CDH问题,在随机预言模型下证明了该方案是安全的。该方案在签名阶段没有使用双线性映射,验证阶段只使用1次双线性映射,因此与其他盲方案比较,计算成本更低。
    基于BPSO-NB算法的Android恶意应用检测方法
    韩静丹,孙 磊,王帅丽,王泽武
    2017, 0(4):  109-113.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.022
    摘要 ( 165 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提高Android恶意应用检测效率,将二值粒子群算法(BPSO,Binary Particle Swarm Optimization)用于原始特征全集的优化选择,并结合朴素贝叶斯(NB,Nave Bayesian)分类算法,提出一种基于BPSO-NB的Android恶意应用检测方法。该方法首先对未知应用进行静态分析,提取AndroidManifest.xml文件中的权限信息作为特征。然后,采用BPSO算法优化选择分类特征,并使用NB算法的分类精度作为评价函数。最后采用NB分类算法构建Android恶意应用分类器。实验结果表明,通过二值粒子群优化选择分类特征可以有效提高分类精度,缩短检测时间。
    高效完全可验证外包解密属性基加密方案
    王 瑶,李非非,王 刚
    2017, 0(4):  114-117.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.023
    摘要 ( 170 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    属性基加密虽然能够很好地保护用户的数据安全,但是用户解密的计算代价随着访问结构的复杂性而线性增加。外包解密技术的提出使得用户只需要很少的开销就能够解密得到明文。然而,外包解密技术是将大量的解密操作交由云服务器来处理,而云服务器通常被认为是半可信的。因此,对云服务器部分解密得到的转换密文进行正确性验证是很有必要的。本文提出一种高效的完全可验证外包解密属性基加密方案,使得授权用户以及非授权用户都能够实现转换密文正确性的验证。
    指定服务器的基于身份加密连接关键字搜索方案
    王 刚,李非非,王 瑶
    2017, 0(4):  118-121.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.024
    摘要 ( 181 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    公钥加密关键字搜索(PEKS)允许用户发送关键字陷门给服务器,服务器可以通过陷门定位到包含用户搜索的关键字的密文。为了消除已有基于身份加密的关键字搜索(IBEKS)方案中服务器和接收者之间的安全信道,Wu等人提出了一种指定服务器基于身份加密的关键字搜索(dIBEKS)方案。可是,Wu等人提出的dIBEKS方案不满足密文不可区分性。为了克服Wu等人方案的不足,本文提出一种指定服务器基于身份加密的多关键字搜索方案。安全性分析表明,本文所提方案同时满足了密文不可区分、陷门不可区分和离线关键字猜测攻击的安全性。效率分析显示,本文的方案更高效。
    基于隐马尔科夫模型的网络爬虫检测算法仿真
    琚兴空
    2017, 0(4):  122-126.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.04.025
    摘要 ( 189 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在网站的建设与维护中,为了提升服务器效率,加强安全保密性等原因需要区分普通用户和网络爬虫程序。但是一些不完善或恶意的设计使得针对爬虫程序的检测变得困难,这些爬虫程序不仅加重网站的负担,也危害了网络的安全。为了解决这一问题,本文提出一种利用行为模式进行检测的技术,采用隐马尔科夫模型描述行为模式,并使用Matlab仿真实现高精度的检测效果。结果表明,利用隐马尔科夫模型的检测技术可以实现高精确度和低错误率的网络爬虫检测。