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当期目录

    2017年 第0卷 第12期    刊出日期:2017-12-25
    算法设计与分析
    基于社团划分的网络聚类布局算法
    周弦1,2,黄廷磊1,梁霄1
    2017, 0(12):  1-5+11.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.001
    摘要 ( 165 )  
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    复杂网络日益受到广大专家和学者们的关注,对其进行可视化展示可以帮助用户发现复杂网络表征的复杂系统中隐藏的知识信息,对计算机科学、社会学、生物学等领域具有重要的意义。力导引布局算法是复杂网络可视化领域的主流算法,它用节点连接图的形式对复杂网络进行抽象表示,布局遵循一定的美学标准如节点的均匀分布、边长尽量一致等,这在一定程度上阻碍了对复杂网络的社团结构的展示。针对以上问题,本文提出引入基于度中心性的社团斥力与引力对力导引算法进行改进,以对复杂网络进行聚类布局。实验结果表明,本文算法可有效地展示复杂网络的社团结构,同时又能保留社团之间边缘节点的信息。
    一种基于路径阻断的求解最短路径算法
    林家祺,卢罡,许南山
    2017, 0(12):  6-11.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.002
    摘要 ( 214 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    全源最短路径的求解是计算机科学、交通工程、地理信息系统等学科中的一个研究热点。随着网络规模不断增大,求解全源最短路径的时间复杂度急剧上升,这制约了复杂网络相关研究与应用的快速发展,因此最短路径算法的效率问题是普遍关注并且在实际应用中迫切需要解决的问题。本文在BFS的基础上,引入路径阻断策略,利用已求得的单源最短路径节点的结果,加速全源最短路径的求解。实验结果表明该方法对大规模网络全源最短路径实现了加速计算。
    基于k-means和决策树的混合入侵检测算法
    李鹏,周文欢
    2017, 0(12):  12-16.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.003
    摘要 ( 151 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    随着网络复杂度的增加,传统的入侵检测方法已经无法满足日益增长的安全需求。采用大数据的挖掘算法提高入侵检测的检测率是当前研究的热点。为此,本文提出一种基于k-means和决策树算法的混合入侵检测算法(KDI)。该算法首先对数据预处理的离散化方法进行改进,获取高质量样本数据,并根据现实中易出现类别信息增益比差异小的特点,利用k-means算法根据增益比差异将样本数据先分类再建立决策树,提升了算法的检测率。实验结果表明KDI算法能够有效地检测网络数据中隐含的已知和未知的入侵行为。
    基于SMC-PHD滤波的显式航迹维持算法
    高乙月1,2,蒋德富2,刘铭2,付伟2
    2017, 0(12):  17-22+116.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.004
    摘要 ( 128 )  
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    多目标跟踪的实时性、目标的状态提取与航迹连续的正确率受杂波、漏检、目标近距离这些因素的干扰。为了解决这些问题,提出一种改进的SMC-PHD滤波器。首先,基于2个“一对一”准则,提出粒子贴标签方法和粒子簇权值重置机制,可屏蔽高先验密度区域杂波以及检测的不确定性对多目标状态估计及其数目的干扰。其次,将多目标状态提取转换为多个可提供身份标识的单目标状态提取,得到显式的航迹维持。此外,提出一种新颖的粒子重采样方法,可减少近距离目标对彼此后验信息的干扰。仿真验证了提出的显式航迹维持算法的有效性。与基本的SMC-PHD滤波器相比,显著地提高了多目标跟踪的性能,包括实时性与精度。
    基于离散鸡群压缩感知的WSNs多目标定位
    董袁泉1,王浩2
    2017, 0(12):  23-27.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.005
    摘要 ( 128 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    对无线传感器网络(WSNs)多目标定位问题进行研究,提出一种基于离散鸡群压缩感知的多目标定位方法。首先给出离散鸡群算法(DCSO)相关定义,设计离散鸡群编码方式和迭代进化策略,在此基础上,构建基于压缩感知(CS)的WSNs多目标定位模型,对测量矩阵和稀疏矩阵进行合理选取,并将离散鸡群算法应用于CS信号重构算法中,实现对稀疏度未知多目标位置信息的精确重构。仿真结果表明,与OMP和MLE定位算法相比,该方法具有较高的多目标定位精度。
    图像处理
    基于CNN回归网络的遥感图像颜色自动校正
    杜尚尚1,2,3,雷斌1,2,3,郭嘉逸1,2,3,卢晓军4
    2017, 0(12):  28-32+121.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.006
    摘要 ( 212 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    目前有很多成熟而有效的图像色彩校正算法,但是针对海量的遥感影像数据尚未有行之有效的大批量自动化色彩校正方法。为了解决这个问题,本文提出一种基于CNN(Convolutional Neural Networks)回归网络的遥感图像颜色自动校正方法——ACCN(Auto Color-Correction Network)模型。该模型通过预测消除遥感图像颜色误差后的RGB通道颜色分布直方图实现其色彩的自动校正。ACCN模型由20000幅GF-1号遥感图像在Tensorflow框架上以KL散度为损失函数训练获得。通过测试样本验证,经过该模型校正后,图像色调和谐,色彩鲜明。实验结果表明,该方法在校正过程中图像无需任何预处理,无需手动调节参数,无需参考图像,适宜遥感图像大规模自动化的颜色校正。
    DCT域内视频分形脆弱水印算法
    杨树国1,张波1,熊鹏程2,薛明宇3
    2017, 0(12):  33-38.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.007
    摘要 ( 124 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对视频完整性认证问题,提出一种DCT域内视频分形脆弱水印算法。首先把视频I帧的RGB色彩模式转换为YUV色彩模式,并对Y分量进行DWT变换;然后提取I帧的分形特征,结合每一帧的位置特征生成认证码,用Logistic混沌映射将认证码置乱;最后将置乱的认证码嵌入每一帧DCT块最后2个非0系数的LSB位上。在视频认证过程中,无需参考原视频,实现了盲检测。实验结果表明,该方法在保证原视频质量的情况下,能有效检测到对原视频的篡改和攻击,并能定位篡改和攻击的位置。
    基于稀疏表示和梯度先验的图像盲去模糊
    薛以梅
    2017, 0(12):  39-42.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.008
    摘要 ( 186 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对目前基于稀疏表示的图像盲卷积算法细节恢复有限等问题,提出一种基于稀疏表示和梯度先验的图像盲卷积算法。虽然每个图像块可以通过字典稀疏表示,但是图像块重构出的图像常常出现“伪像”,本文将梯度先验知识和超拉普拉斯先验知识融入稀疏表示盲卷积模型中,采用迭代方法交替估计中间清晰图像和模糊核,一旦获得模糊核,采用超拉普拉斯非盲去卷积算法恢复出最终的清晰图像。实验结果表明,与其他去模糊算法相比,本文算法在抑制振铃方面效果显著。
    模式识别
    量子衍生布谷鸟算法及在地层对比中的应用
    曹茂俊1,薛诚1,赵静2,孙文龙2
    2017, 0(12):  43-48.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.009
    摘要 ( 103 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为提高布谷鸟搜索算法的寻优能力,通过在经典布谷鸟搜索算法中引入量子计算机制,提出一种量子衍生布谷鸟搜索算法。该算法采用量子比特编码个体,采用泡利矩阵确定旋转轴,采用Levy飞行原理确定旋转角度,采用量子比特在Bloch球面上的绕轴旋转实现个体更新。针对钻井剖面地层对比的具体特点及需要满足的约束条件,提出应用量子衍生布谷鸟算法进行地层对比优化的实施方案,该方法既能对比不同地层之间的相似性,也能处理对比井地层因断层或尖灭等因素造成的缺失。实验结果表明,在复杂地质情况下,该算法是有效的和可行的。 
    基于SVM_KNN的老人跌倒检测算法
    张舒雅,吴科艳,黄炎子,刘守印
    2017, 0(12):  49-55.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.010
    摘要 ( 342 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    跌倒是老年人伤害和死亡的主要诱因之一,我国每年约有4000万65岁以上的老人意外跌倒。本文基于智能手机的加速度、气压计等传感器提出一种人体跌倒检测算法。该算法首先采用支持向量机(SVM)对训练集进行训练,得到一个弱二分类器(包含最优超平面和支持向量集),然后计算待测样本到最优超平面的距离。若该距离大于设定的间隔,直接采用SVM分类;否则,利用支持向量集作为有标签的训练集进行K近邻分类(KNN)。考虑到特征值的多维性,本文引入标准化欧氏距离替代传统的欧氏距离。仿真与实验结果显示,与传统的支持向量机算法相比,该算法能有效提高跌倒检测的准确率,且不受智能手机放置位置的限制。 
    WiFi与惯导融合的渐消因子扩展卡尔曼滤波实时定位算法
    段珊珊1,李昕2
    2017, 0(12):  56-60.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.011
    摘要 ( 131 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对无线信号强度易受干扰,基于RSSI指纹库室内定位技术的定位结果常出现跳跃不稳定现象,提出并实现一种WiFi与惯导融合的渐消因子扩展卡尔曼滤波实时定位算法。该方法基于加速度数据进行多重约束波峰-波谷检测实现自适应步态识别,根据室内几何布局特征划分矢量域修正方向传感器数据确定其航向角,获得行人位移参数。然后建立基于渐消因子扩展卡尔曼滤波融合模型,实现最终位置估计。实验结果表明该算法可以有效抑制无线定位的跳跃或堆积现象,进而增强室内定位稳健性与可靠性,平均定位精度在2 m左右。 
    数据库与数据挖掘
    基于改进贝叶斯网络的健康大数据分类模型
    梁聪1,2,廖欣3,郑欣1,陈雷霆1,4
    2017, 0(12):  61-64.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.012
    摘要 ( 135 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    贝叶斯网络是数据挖掘领域的研究热点,它是一种确定事物间不确定性依赖关系的有效工具。本文研究传统贝叶斯网络结构学习算法的优点和不足,并针对原算法的不足之处提出了改进。将改进后的算法应用于健康大数据集上,确定了数据集中各个健康属性之间的依赖关系,建立了相关属性依赖关系的网络结构。最终运用该网络结构对数据集中的数据进行自动分类。实验结果表明,本文基于贝叶斯网络建立的健康大数据分类模型具有良好的性能,实现了预期效果。
    Storm流处理平台中负载均衡机制的实现
    张楠,柴小丽,谢彬,唐鹏
    2017, 0(12):  65-70+76.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.013
    摘要 ( 194 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    Storm流处理平台解决了传统的基于Hadoop的批处理系统实时性不高的问题,为多源异构大数据处理提供了高效、快速、实时的数据处理框架。然而Storm平台在任务分配过程中只考虑了不同节点之间可用Slot的排序,并没有充分考虑节点的实际负载情况,从而容易产生负载不均衡的问题。针对以上问题,本文在Storm分布式流处理系统上实现对可用Slot和节点负载情况的加权排序改进Storm调度算法,通过数据结构设计,保证rowkey的随机性和唯一性,确保RegionServer的负载平衡;同时通过批量写入的机制,提高Hbase数写入速度,从而提高流数据存储效率。通过与原生Storm系统的对比实验,表明本文算法的改进和机制优化保证了数据的快速写入,提高了集群资源的利用率,改进后的系统在实用性与效率上具有明显的优势。
    知识图谱中的语义推理算法
    郭琳,翟社平,高山
    2017, 0(12):  71-76.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.014
    摘要 ( 255 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提高查询推理系统对高度动态和迅速扩张的知识图谱的适应性,向用户返回更加高效、实时、准确的结果,在对目前流行的知识图谱推理算法对比研究的基础上,提出一种基于语义张量的推理算法。通过筛选简化2个公开的网络规模的知识图谱,利用该算法进行训练测试。实验结果表明,该算法可提升效率,节省内存,提高推理精确度,能够适应高度动态化和不断演变的知识图谱数据信息,提高搜索引擎的智能化程度。
    基于LDA模型和AP聚类的主题事件抽取技术
    张建恒,黄蔚,胡国超
    2017, 0(12):  77-81+87.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.015
    摘要 ( 145 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    目前,事件抽取技术一般是对文本的事件信息进行直接抽取,忽略了文本的信息结构,并且抽取结果易受文本词语分布的影响。本文对文本的概念层级结构进行分析,并提出一种基于二次聚类并再划分的主题事件抽取方法。该方法可以提取文本的主题-事件层次化信息,并通过信息词的二次提取减小相关事件信息的干扰,优化抽取结果,并利用事件时间轴展示出事件的发展状态信息。实验结果表明本方法可以有效地提取文本的主题事件信息。
    基于OPTICS聚类和关联分析的轨迹伴随模式分析
    胡文博,黄蔚,胡国超
    2017, 0(12):  82-87.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.016
    摘要 ( 269 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    目前,主流的轨迹伴随模式挖掘方法大多是对连续短时间内轨迹的一次挖掘,忽略了前后非连续时间上的关联分析,因此对隐含伴随模式的挖掘不准确。本文对轨迹伴随模式进行了分析,并提出一种结合密度聚类和关联分析的伴随模式分析方法。该方法首先挖掘轨迹数据中的局部模式簇,通过非连续时间片局部模式簇的关联分析,优化挖掘结果。实验结果表明本文方法可以有效地挖掘轨迹中的伴随模式。
    基于半监督协同训练的百科知识库实体对齐
    张伟莉1,2,黄廷磊1,梁霄1
    2017, 0(12):  88-93.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.017
    摘要 ( 188 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传统实体对齐方法中的有监督学习算法依赖大量标注数据,以及特征表示不适用于百科知识库等问题,提出一种基于半监督协同训练的实体对齐方法。将实体对齐建模为一个带约束的二分类问题,充分利用实体名、属性、描述文本及其中的时间、数值等关键信息,组合生成多维特征;将特征划分为2个相对独立的视图,通过2个视图上分类器的协同训练,迭代地从未标注数据中学习同义实体的分布情况。在2个中文百科上的实验结果表明,使用半监督协同训练方法进行实体对齐的F1值达到84.3%,较其他方法效果最优,证明了其有效性和在百科知识库上的实用价值。
    信息系统
    基于中间件的竞赛数据分发系统设计
    马佳艳,王萍,申红伟
    2017, 0(12):  94-97.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.018
    摘要 ( 121 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    体育竞赛系统结构复杂,各业务终端交互的数据量大、种类繁多,且终端之间存在异构性,难以实现数据的直接交换。针对此问题,提出基于中间件的竞赛数据分发系统。利用中间件封装终端和数据分发中心的所有功能和方法,解决不同终端的异构性问题,增加数据传输的可靠性和时效性。实验结果表明系统能满足多个终端间的数据交换,符合竞赛要求。
    基于微信小程序的电源监测管理系统设计
    张雪云,牟艳,张九博
    2017, 0(12):  98-102+107.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.019
    摘要 ( 338 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对当前工程维护中的电源故障排查智能化程度低,需要人工现场排查的缺点,设计基于微信小程序的电源监测管理系统,用户通过微信小程序可以实时地查看电源采集器的电源运行状态。系统采用基于Java NIO的Socket和基于HTML5的WebSocket技术,实现实时地采集和发布电源采集器数据,且系统开发周期短,软件升级、维护方便。在工程中的实测结果表明,本系统运行稳定可靠,达到了实时监测电源点状态的要求。
    基于T-Petri网的舰船损管指挥过程建模
    李凯,郭福亮,周钢
    2017, 0(12):  103-107.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.020
    摘要 ( 104 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    分析舰船损管指挥过程的活动内容和流程。基于T-Petri网理论,建立舰船损管指挥过程T-Petri网模型。对模型进行合理简化,并对其进行对比分析,提出对降低整个舰船损管指挥过程平均延迟时间的改进方法。该研究可为舰船损管指挥仿真模型的开发提供理论依据。
    人工智能
    对于不平衡数据的模糊时间序列预测
    霍旭1,吴涛1,2
    2017, 0(12):  108-110.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.021
    摘要 ( 147 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    模糊时间序列自从被提出便得到广泛的关注。在运用模糊时间序列进行预测时,增加预测的准确度为研究的根本点。为了使预测结果更加精准,本文首先对不平衡数据集分类,将数据进行初始的划分,然后进行模糊时间序列预测,最后通过实验表明了该方法的实用性。
    基于模糊C均值改进算法和ANFIS的蓄电池SOC预测
    杨慧婕,刘微,黄先莉,刘守印
    2017, 0(12):  111-116.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.022
    摘要 ( 104 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    蓄电池剩余电量预测作为蓄电池智能管理系统的核心部分,为合理控制蓄电池的充放电情况、延长蓄电池的使用寿命提供了判据。然而蓄电池剩余电量的影响因素复杂、预测难度较大。针对这一挑战性课题,提出一种基于改进的模糊C均值聚类和自适应模糊神经推理系统(ANFIS)的预测算法,采用减法聚类和加权模糊C均值聚类生成初始模糊推理系统,通过梯度下降法和最小二乘法混合算法对自适应模糊神经网络中的前件参数和后件参数进行训练,建立非线性预测模型。仿真结果表明,改进的聚类算法解决了传统模糊C均值聚类稳定性差以及对噪声点、错误点敏感的缺点,加快了收敛速度,在此基础上建立的蓄电池剩余电量预测模型也具有较高的预测精度。
    基于PLC无线控制的喷涂流水线设计
    苏百兖1,2,汤敏2,倪建军2
    2017, 0(12):  117-121.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2017.12.023
    摘要 ( 163 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    依据机械元件表面处理工艺,进行机械元件打磨、喷涂、烘干流水线系统总体方案设计,包括无线控制系统工作流程设计、PLC选型分析及I/O点分配、无线通信配置、人机界面程序设计等,并完成整体软件开发,实现基于PLC的机械元件喷涂流水线系统。系统运行稳定、高效。