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2018年 第0卷 第05期    刊出日期：2018-06-13

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算法设计与分析

一种平稳子空间分析的快速不动点算法

林原灵，陈 前

2018, 0(05):  1.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.001

摘要 ( 702 )  

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平稳子空间分析是新近发展的一种信号处理和数据分析技术，能够从观测到的多维非平稳信号中分离出平稳源信号。标准的平稳子空间分析算法基于Stiefel流形上的梯度下降方法。针对该算法收敛慢、耗时多的缺陷，根据关于Stiefel流形上优化问题的一阶最优性条件构造了迭代公式，提出一种新的平稳子空间分析的不动点算法。仿真实验表明，本文算法能够有效地分离出平稳源信号，分离性能优于已有的平稳子空间分析的不动点算法；与标准的基于Stiefel流形上梯度下降的算法相比，本文算法收敛更快，耗时更少。

一种快速的双重层次包围盒碰撞检测算法

刘 超,蒋夏军,施慧彬

2018, 0(05):  6.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.002

摘要 ( 221 )  

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传统的包含方向包围盒(OBB)的混合包围盒结构大多只是利用了OBB的紧密性特点，没有对OBB之间的相交测试进行改进，而OBB相交测试却占了这类算法的大部分运行时间。基于此，提出一种基于AABB-OBB双重包围盒的碰撞检测算法，外层的AABB可以快速排除分离距离较大的模型对，而当AABB相交时，与传统需要检测15条潜在分离轴的方法不同，内层的OBB之间的相交测试只需检测特定的5条分离轴。最后在算法的基本图元相交测试阶段，利用OBB之间相交测试所计算的中间值代替三角形的坐标值，省去不同模型中的三角形坐标变换，这一步骤进一步提升了整个算法的效率。

FlexRay动态段消息调度优化算法

张良玉1，王 义1，张育贵2，刘志超1，杨 梅1

2018, 0(05):  11.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.003

摘要 ( 211 )  

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研究FlexRay网络动态段，对汽车的安全、稳定、可靠运行很重要。目前针对FlexRay动态段，设计兼顾最坏响应时间与总线利用率的调度算法相对较少。针对现有研究的不足，本文提出一种类DM算法的启发式调度算法，以减少消息最坏响应时间与提高总线利用率的综合效率为目标，找出最佳的FID分配方案。通过Matlab仿真验证，结果表明该优化调度算法的有效性。

数据库与数据挖掘

基于加权中值滤波的MST立体匹配算法

赵大成，许道云

2018, 0(05):  16.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.004

摘要 ( 193 )  

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传统的最小生成树立体匹配算法对低纹理区域和遮挡区域不敏感，虽然最小生成树立体匹配算法后处理的中值滤波能够消除噪点，但是不能够消除边缘模糊。本文提出一种改进算法来克服这些局限性。首先，由于最小生成树匹配成本区分度不够高，研究并提出新最小生成树的匹配成本，使其可以减小不敏感区域的误匹配。其次，在后处理中使用加权中值滤波，以改善深度图像边缘。实验结果表明，在最小生成树立体匹配算法中使用改进匹配成本算法和加权中值滤波算法，在Middlebury数据集中平均误匹配率达到6.9%，本文算法在Middlebury和KITTI场景中都优于最小生成树立体匹配算法。

模式识别

基于Gabor滤波的语音识别鲁棒性研究

缑新科1，2，3,徐高鹏1，2，3

2018, 0(05):  20.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.005

摘要 ( 261 )  

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为了提高语音识别系统的鲁棒性，提出一种基于GBFB（spectro-temporal Gabor filter bank）的声学特征提取方法，并通过分块PCA算法对高维的GBFB特征进行降维处理，最后在多个相同噪音环境对GBFB特征以及常用的GFCC，MFCC，LPCC等特征进行抗噪性能对比，与GFCC相比GBFB特征的识别率提高了5.35%，与MFCC特征相比提升了7.05%，比LPCC特征识别的基线低9个分贝。实验结果表明，在噪音环境下与传统的GFCC、MFCC以及LPCC等特征相比GBFB特征有更优越的鲁棒性。

 基于船舶融合点迹行为识别的雷达监视系统

陈晓利，祁云嵩，林嘉炜

2018, 0(05):  25.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.006

摘要 ( 177 )  

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针对近海监控管理的需求，将电子海图、雷达监控、AIS数据与CCTV技术相结合，通过集成平台对数据的融合处理，实现海洋交通的宏观、动态、实时、立体化的综合智能监控。同时提出一种基于地域信息位置特征点提取（Regional Information Feature Points Extraction, RIFPE）的点迹段划分方法。以某雷达基站为实验点，对已有船只的各项数据运用向量自回归和因子分析进行建模得到区域划分后的轨迹段的轨迹阈值，基于k最近邻算法（kNN）得到对轨迹阈值训练后的结果，最终对测试集进行轨迹行为判别。

数据挖掘

基于信息论方法的分类数据相似性度量

郑碧如，吴广潮

2018, 0(05):  30.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.007

摘要 ( 256 )  

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两实例的距离或相似性度量在数据挖掘和机器学习中扮演着重要的角色。常用的距离度量方法主要适用于数值数据，针对分类数据，本文提出一种数据驱动的相似性度量方法。该方法利用属性值与类标签的信息，将属性值的类条件概率结合信息论来度量分类数据的相似性。为了与已提出的相似性度量方法作比较，把各度量方法与k最近邻算法结合，对多个分类数据集进行分类，通过十折交叉验证比较结果的错误率。实验表明该度量结合k最近邻方法使分类具有较低的错误率。

基于fastText的中文文本分类

代令令，蒋 侃

2018, 0(05):  35.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.008

摘要 ( 569 )  

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在保证文本分类准确率的情况下缩短分类时间一直是文本分类领域的一个研究目标。针对目前文本分类处理过程复杂且耗时过长的问题，将Facebook开源的句子分类和单词特征学习模型fastText引入到中文文本分类领域中，并验证其在中文分类中的效果。相对于目前主流的文本分类方法，基于fastText模型的分类方法在保证分类效果的同时，大大缩短了分类时间。此外，在分类准确率和参数设置方面进行分析并得出相应的优化规则。

  基于LSTM的临床血液需求预测方法

郑亚鹏，樊 璐

2018, 0(05):  41.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.009

摘要 ( 272 )  

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为了帮助血液中心制定合理的采供血计划，本文根据江西省血液中心收集的2005-2016年临床用血数据，分析临床用血总量和各种血液成分用量的变化趋势，并基于LSTM神经网络预测2016年各月的临床血液需求量。实验结果表明，相较于传统的ARIMA时间序列模型，本文建立的LSTM神经网络能够有效预测临床用血需求量的变化，得到较为准确的预测结果。

基于移动通信大数据的城市人口空间分布统计

周天绮

2018, 0(05):  45.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.010

摘要 ( 154 )  

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针对移动通信空间大数据的计算与分析，通过Geometry API构建ArcGIS和Hadoop的集成计算平台。采用COO定位技术采集手机用户位置数据。在ArcGIS中用Voronoi图构建地图信息模型；通过圈层人口密度计算构建人口密度模型；通过DBSCAN密度聚类算法构建职住地分布模型；采用核密度估算构建报警电话分布模型。实验选取中国移动杭州分公司2017-04至2017-06之间的移动通话数据，结果显示：杭州市区人口密度Moran’s I值为0.46724，人口分布的总体特征表现为集聚，高值集聚涵盖滨江、上城、下城全境和江干、拱墅、西湖的部分区域。与杭州市2015年全国1%人口抽样调查数据分析结果基本一致。以上各模型适用于城市人口时空分布统计。

软件工程

基于模糊推理的构件度量

陈 晓，孙英昊，赵 攀，刘 倩

2018, 0(05):  50.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.011

摘要 ( 172 )  

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高质量的构件是软件高效开发的基本保障。现有构件度量的研究主要针对构件的可信性和复用性等构件外部质量，而针对构件内部质量的度量研究不多，缺少综合评价构件内部质量的方法。本文提出一种基于模糊推理的构件内部质量度量方法，通过模糊化处理构件代码的静态分析结果，以及模拟专家的模糊推理过程，确定构件的综合内部质量。这种方法应用在构件迭代开发过程中，实现构件质量的自动度量，大大提高构件度量的时效性。

基于VSTO的文档审阅批注自动导出技术

李建波

2018, 0(05):  56.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.012

摘要 ( 221 )  

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针对软件测试活动中文档审查后文档问题入库工作繁琐的问题，提出一种Word审阅批注自动导出方法。该方法基于VSTO进行Word功能扩展，实现自定义的批注自动化导出，提出的批注筛选定位算法实现了批注的分类识别，导出批注的同时为其自动生成定位描述。文档审阅批注以审阅报告的形式导出，通过规范导出的内容要素及描述格式，生成的批注描述可供测试人员在文档问题入库时直接粘贴复制，简化了文档问题的入库过程。

基于Docker的MPI和OpenMP混合编程

赵博颖，肖 鹏，张 力

2018, 0(05):  60.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.013

摘要 ( 255 )  

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针对当前搭建集群并行系统复杂且耗时等问题，提出基于Docker搭建并行系统。介绍轻量级虚拟化技术Docker的核心概念和基本架构，并基于Docker技术在Linux平台上搭建集群并行开发环境。简要阐述并行计算的思想，叙述MPI和OpenMP并行计算的基本概念和特点，针对矩阵并行乘法的算法建立MPI和OpenMP的混合编程模型，并给出混合编程模型与MPI并行编程模型以及OpenMP并行编程模型的性能对比，分析出现差异的原因。基于该混合编程模型比较Docker与传统物理机两者搭建的并行系统的并行效率。

基于堆叠降噪稀疏自动编码器的软件缺陷预测

薛参观1,2

2018, 0(05):  65.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.014

摘要 ( 219 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

特征提取是软件缺陷预测中的关键步骤，特征提取的质量决定了缺陷预测模型的性能，但传统的特征提取方法难以提取出软件缺陷数据的深层本质特征。深度学习理论中的自动编码器能够从原始数据中自动学习特征，并获得其特征表示，同时为了增强自动编码器的鲁棒性，本文提出一种基于堆叠降噪稀疏自动编码器的特征提取方法，通过设置不同的隐藏层数、稀疏性约束和加噪方式，可以直接高效地从软件缺陷数据中提取出分类预测所需的各层次特征表示。利用Eclipse缺陷数据集的实验结果表明，该方法较传统特征提取方法具有更好的性能。

信息安全

SecDr：一种内容安全的Docker镜像仓库

魏兴慎1，苏大威2，屠正伟1，刘 苇1，祁龙云1，吕小亮1，杨 斌1

2018, 0(05):  70.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.015

摘要 ( 211 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Docker在方便地实现系统快速部署的同时，引发了镜像内容安全问题。对此，设计一种内容安全的Docker镜像仓库SecDr，首先，对推送到仓库的Docker镜像文件逐层进行静态漏洞检查，确认镜像中安装的软件包是否包含已知的漏洞。其次运行镜像对容器进行渗透测试，尝试检测出开发人员在二次开发过程中引入的代码漏洞。运行结果表明，SecDr能够很好地发现已知公开的系统漏洞和研发引入的其他漏洞，解决了Docker镜像的内容安全问题。在企业级项目开发中，SecDr的功能得到有效验证。

基于CP-ABE的隐藏属性外包解密访问控制

陈 成，努尔买买提·黑力力

2018, 0(05):  74.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.016

摘要 ( 270 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

传统的属性基加密方案中数据拥有者将访问结构和密文保存在一起，于是用户收到密文消息的同时也收到了访问结构，但访问结构本身就可能包含数据拥有者的隐私信息。本文提出一种基于密文策略属性基加密(Ciphertext-Policy Attribute-Based Encryption, CP-ABE)的隐藏属性外包解密访问控制方案。该方案既能隐藏数据拥有者制定的访问控制策略中的属性，同时将计算密集型解密操作交给代理服务器完成，又能保证未经授权的属性授权中心或代理服务器不能独自解密共享的加密数据。

双重触发的嵌入式系统内核安全访问控制

黄姝娟1,朱怡安2,高武奇1,罗钧旻1

2018, 0(05):  79.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.017

摘要 ( 171 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

随着外部事件的不可预知性和实时任务复杂性的增加，传统的仅采用基于事件触发机制的嵌入式实时操作系统的设计变得更加困难，在很多情况下，该系统难以保证实时运行过程中的安全性与可靠性。本文针对μC/OS-II在设计之初并没有考虑时间触发以及安全访问控制机制的特性，结合OSEK时间触发标准，设计并实现一种符合OSEK标准的、基于时间/事件双重触发的内核任务调度机制，并在该调度机制中，提出通过采用通用访问控制框架（GFAC）和安全属性映射表的方法，保证了不同角色对系统访问的安全访问控制。实验结果表明，所设计的调度机制和访问控制方法不仅满足了时间和事件双重触发特征，而且加强了对内核的安全访问控制操作并具有良好的使用效能。

人工智能

基于极限学习机的武器装备作战效能全局敏感性分析

董 雪，张德平

2018, 0(05):  86.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.018

摘要 ( 172 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

作战效能是衡量武器有效性的关键指标。通过寻找影响作战效能的敏感性指标来提高武器装备的作战效能是一种简单有效的方法。为解决复杂评估模型计算成本高、计算时间缓慢的问题，本文引入极限学习机作为代理模型，替代  复杂的效能评估模型。运用基于方差的全局敏感性分析，找到影响武器作战效能的敏感指标，进而找到与其关联的武器设备，对其功能进行完善和提高，从而提高武器的作战效能。本文以潜艇典型作战任务为作战效能敏感性分析的案例，  分别与基于前馈神经网络模型、支持向量回归模型为代理模型的全局敏感性分析进行对比，验证该模型的有效性和高效性。

基于深度强化学习DDPG算法的投资组合管理

齐 岳1，2，3，黄硕华1

2018, 0(05):  93.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.019

摘要 ( 885 )  

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将深度强化学习技术应用于投资组合管理，采用深度强化学习中的深度确定性策略梯度DDPG（Deep Deterministic Policy Gradient）算法，通过限制单只股票的投资权重，分散风险，并采用丢弃算法（Dropout），即在训练模型时随机丢弃节点，解决过拟合问题。以中国股市为例，选取16只中证100指数成分股作为风险资产进行实验。结果表明，本文基于深度强化学习方法构建的投资组合，在实验期间的价值增幅显著高于对照组（等权重组合），2年达到65%，约为对照组的2.5倍，表明了本文方法的有效性。而且通过进一步实验，表明了当用于训练的数据离测试数据时间越近，则本文构建的投资组合表现越好。

基于跳跃显露模式挖掘算法的癌症分类

乔 媛，廖小平，邵开霞

2018, 0(05):  100.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.020

摘要 ( 119 )  

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分类问题是数据挖掘中的一项重要课题，然而目前对于癌症数据的分类研究还相对较少。近年来提出的强跳跃显露模式SJEP是一种具有很强区分能力的新模式，对于癌症数据的分类具有明显的优势。为了使癌症数据的分类精确度得以进一步提升，本文引入集成学习的思想，对原有的Boosting算法做出一些改进，并将改进后的Boosting算法与SP-树分类算法相结合，提出一种以SP-树分类算法作为基学习算法的SP_Boost算法。

数据库与数据挖掘

 基于马尔科夫链的大学生自主学习能力预测方法

刘德春1，张秀国2，姜 微2

2018, 0(05):  106.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.021

摘要 ( 144 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以反映大学生自主学习能力的现时状况数据指标为基础，利用马尔科夫链工作原理，分析研究自主学习能力的有效评估方法，构建大学生自主学习能力预测方法模型并提供算法流程，测试表明预测与实际结果高度吻合。所提供的研究模型精细、稳定、实用，能有效应用于提高自主学习能力和相应的预测软件开发当中。

计算机辅助教学

面向中亚的大学汉语辅助学习软件设计与教学应用

杨 勇,赖 如,任 鸽

2018, 0(05):  111.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.022

摘要 ( 160 )  

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随着中国国际地位的提高，汉语在与中亚各国的交流中的交际价值得到凸显，世界上很多实体学校和教育机构在开展汉语教学，但外派汉语教师困难及海外本土教师自身汉语水平及发音问题，成为制约汉语学习发展的重要因素。针对这些问题，本文设计并开发了面向中亚的大学汉语辅助学习软件，利用HTML5Plus、MUI框架、百度语音合成等技术，利用移动学习的特点，为汉语学习者提供课文朗读、课文跟读、单词学习等功能模块进行汉语学习，并且利用课程资源云平台及时更新课程资源，克服了许多软件存在的课程资源不可更新的缺点。此软件的开发应用，缓解了中亚各国汉语教师匮乏的问题，提高了学习者的学习效率与汉语教学质量，有利于汉语在中亚各国的传播。

网络与通信

 延迟抖动在TFRC拥塞控制策略中的应用

谭志勇1，赵甫哲2

2018, 0(05):  116.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.023

摘要 ( 141 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

研究在多媒体实时业务中得到广泛应用的基于速率控制的TCP友好性拥塞控制机制TFRC，分析其基本工作流程、吞吐量模型和关键参数的计算。针对实时业务对于网络传输的要求，提出将延迟抖动作为网络拥塞的预警信号应用于TFRC的拥塞控制中，并采用自适应抖动阈值和调整因子来改进TFRC的速率调整机制。仿真实验结果表明，该方法在实时业务的网络传输中能够取得较好的效果，其友好性和平滑性均得到一定程度的改善。

基于内容分析的网络协议指纹识别

夏 琨1，丁 波1，刘 俊1，刘子豪1，林亮成2

2018, 0(05):  121.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2018.05.024

摘要 ( 194 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对当前网络协议识别面临的网络带宽持续增加、许多新应用的出现和端口识别局限性的挑战，分析各种识别方法所使用的协议指纹存在的基础、局限性和匹配的难易程度，提出一种基于协议指纹匹配和协议规则验证的协议自识别技术实现协议自识别方法，通过提取不同网络协议类型之间的细微差别，建立网络应用协议指纹特征库，并通过协议验证规则验证协议识别结果的正确性。最后通过实验表明该方法的有效性。