计算机与现代化

李梓齐,许道云

2019, 0(01): 1. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.001

摘要 ( 221 )

PDF (719KB) ( 117 )

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可满足性问题的求解算法和结构性质研究是计算机科学中重要问题之一，为寻求某些CNF公式子类问题有效算法或算法改进途径，对公式的结构加以某些限制，其中限定子句长度为恒定常数和变元出现次数是常见的处理方式。研究具有正则结构且每个变元正负出现均衡的结构化公式的可满足性问题求解，其随机生成模型的构建及随机实验测试有助于观察解分布状况。并且，随机局部搜索算法在求解具有一定规则结构CNF公式实例中具有良好效率。本文集中研究平衡正则(k, 2r)-CNF公式的求解问题，即限制每个子句的长度为k，每个变元出现的次数为偶数2r,并且每个变元正负出现的次数在相等情况下的可满足性问题求解。给出BR(n, k, 2r)模型，以此模型来生成具有特殊结构的平衡正则(k, 2r)-CNF公式实例，利用随机局部搜索算法求解问题。通过限制初始指派的0文字和1文字各占一半且均匀生成，以WalkSAT算法和NSAT算法做实验对比，发现对于平衡正则(k, 2r)-CNF公式，实例具有明显效率。

基于改进的核相关滤波器的长期目标跟踪算法

张雪1,倪建军1，2,陈颜1

2019, 0(01): 6. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.002

摘要 ( 202 )

PDF (3952KB) ( 133 )

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针对核相关滤波器跟踪算法在视觉目标跟踪中因遮挡产生的目标丢失后，无法重新准确地跟踪目标问题，提出一种基于GM(1,1)灰色预测模型和间隔性模板匹配的改进的核相关滤波器跟踪算法。实验结果表明，在复杂环境下，所提出的改进算法与传统的核相关滤波器目标跟踪算法相比，综合性能有很大的提高，与其他跟踪算法相比也有一定的优势。

基于多基表示的滑动窗口椭圆曲线多标量乘算法

李艳梅1,殷新春1,2,邵梦丽2

2019, 0(01): 11. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.003

摘要 ( 323 )

PDF (857KB) ( 216 )

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标量乘运算从整体上决定了椭圆曲线密码体制的快速实现效率，在一些椭圆曲线公钥密码体制中需要计算多标量乘。多基数链的标量表示长度更短、非零比特数目更少，较好地适用于椭圆曲线标量乘的快速计算。为了提高椭圆曲线密码的效率，在已有的二进制域和素域的标量乘算法的基础上，结合滑动窗口技术、多基算法，提出新的更高效的多标量乘算法。实验结果表明，新算法与传统Shamir算法和交错NAF算法相比，其所需的运算量更少，能有效地提高椭圆曲线多标量乘算法的效率，使多标量乘的运算更高效。相比于其他算法，新算法的计算效率比已有的多标量乘算法提高了约7.9%~20.6%。

迭代最近点算法的改进策略

赵夫群,方荣

2019, 0(01): 17. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.004

摘要 ( 179 )

PDF (2055KB) ( 97 )

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迭代最近点（Iterative Closest Point, ICP）算法是一种最为常见的点云配准方法，虽然配准精度高，但收敛速度慢，对含噪声、覆盖率较低点云的配准效果不佳。鉴于此，本文提出3种ICP算法的改进方法。针对含噪声的点云，采用概率ICP算法来抑制噪声点对配准结果的影响，提高配准精度；为了提高点云配准速度，采用坐标ICP算法实现点云的快速配准；针对低覆盖率点云，采用盒子ICP算法实现配准，可以大大提高配准精度和速度。通过兔子点云配准实验表明，3种改进的ICP算法在点云配准精度和速度方面都有很大程度的提高，均为有效的点云配准方法。

基于标记分水岭的植物重叠叶片改进分割算法

张宁,王志明,郑健

2019, 0(01): 21. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.005

摘要 ( 251 )

PDF (3245KB) ( 120 )

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针对番茄穴盘幼苗的重叠叶片，提出一种基于HOG描述子的改进标记分水岭分割算法。首先，利用超绿变换和最大类间方差法分割叶片区域和背景区域，确定叶片分割的总体轮廓；然后利用形态学彩色图像梯度计算方法计算图像梯度；再借助图像梯度的HOG描述子，筛选出有叶片边缘的区域和没有叶片边缘的区域，将没有叶片边缘的区域进行形态学操作后作为分水岭分割的标记；最后利用标记对图像梯度进行重建，执行分水岭分割，得到重叠叶片的分割结果。实验结果表明，该算法可以较为准确地选定分水岭标记和实现叶片分割，能够为穴盘幼苗分级研究提供支持。

基于自编码器图像重构的织物瑕疵检测算法

欧庆芳,谢伙生

2019, 0(01): 27. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.006

摘要 ( 232 )

PDF (2214KB) ( 120 )

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针对含周期图案织物瑕疵检测通常要计算周期，而这又不适应纯色织物，本文提出适应2类织物的检测方法。首先设定检测块大小，按其在无瑕疵图像中随机提取图像块，并训练自编码器。然后将待检图像按设定大小分块，用自编码器重构，并计算重构前后的均方误差。最后对计算结果进行异常值检测，均方误差值偏大的为瑕疵块。实验表明，本文算法适应2类织物，容易实现，检测效果较好。

基于背景先验与低秩恢复的显著性目标检测方法

申扬1,李巍1,刚毅凝1,赵睿1,郝跃冬2,王超3

2019, 0(01): 33. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.007

摘要 ( 167 )

PDF (2651KB) ( 99 )

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显著性检测是指计算机通过算法自动识别出图像中的显著性目标，广泛应用于目标识别、图像检索与图像分类等领域。针对现有基于稀疏与低秩矩阵恢复的显著性检测模型中低秩转换矩阵的获取、前景稀疏矩阵的处理以及超像素块之间的关系，需对现有的稀疏与低秩矩阵恢复模型进行优化，使之更好地适用于图像的显著性检测。首先，根据背景的对比度和连通度原则获取图像低秩的背景字典，采用3种尺度分割图像的多个特征矩阵获得图像的前景稀疏矩阵；其次，通过计算邻居像素点之间的影响因子矩阵与置信度矩阵对显著图的结果进行结构约束，并且采用稀疏与低秩矩阵恢复模型对图像进行显著性检测；最后，利用K-means聚类算法的传播机制优化得到的显著图。在公开数据集上进行实验验证,结果证明本文方法能够准确有效地检测出显著性目标。

基于Faster R-CNN的办公用品目标检测

房靖晶,成金勇

2019, 0(01): 40. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.008

摘要 ( 188 )

PDF (2184KB) ( 107 )

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RCNN网络与全卷积网络框架等技术使得目标检测技术能够快速发展。RCNN网络与全卷积网络框架不仅训练速度快，推断速度也十分的迅速，此外还具有良好的鲁棒性以及灵活性。在人工智能领域的发展中，提高目标检测效率的关键在于好的技术，以及得到更加有效的、深层的特征表示，通过使用深层网络的多层结构来简洁地表达复杂函数。本文用到的目标检测方法先要用区域建议网络得到建议位置再进行检测，因为Fast R-CNN和R-CNN等目标检测算法已经在运行时间方面有了很大的提高，所以计算区域建议成为目标检测的一个计算瓶颈。本文通过在算法中加入特征融合技术，将每一卷积层提取的特征进行融合，使用区域建议网络来进行候选区域提取。区域建议网络和检测网络共享全图的卷积特征，从而很大程度地缩短候选区域的提取时间，提高目标检测的精度。

基于纹理特征改进的GFL运动目标提取方法

窦修超,李志华,王宁

2019, 0(01): 45. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.009

摘要 ( 119 )

PDF (3059KB) ( 80 )

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基于广义融合套索（GFL）前景模型，融合视频的纹理特征，提出一种基于纹理特征的运动目标提取方法。方法通过GFL前景模型提取前景运动目标和背景，再利用LBP算法提取前景与背景在多个方向上的纹理特征，比较两者纹理特征的相似度，去除前景中的投射阴影，解决由于运动目标遮挡产生的阴影问题，同时还引入误判率去描述模型的准确度。通过对广场、办公室以及体育馆等实际场景进行测试，实验表明提出的算法能够有效去除运动目标产生的阴影。

基于双阶段位置修正的室内定位算法

张鑫1，刘建航1，商永涛2，何雅1，王升志1，李世宝1，陈海华1

2019, 0(01): 51. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.010

摘要 ( 134 )

PDF (1593KB) ( 110 )

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WLAN指纹定位技术已经成为室内定位领域的研究热点，但空间环境变化易导致传统定位算法精度降低。针对此问题，提出基于双阶段位置修正的室内定位算法。分析空气介质电导率变化对RSSI的影响，以传统算法的定位结果作为初始位置，首先利用K邻近法（KNN）构建初始位置指纹映射；在此基础上，利用多维标度法（MDS）计算离线、在线阶段的用户间相对位置修正值；最后，利用双阶段位置修正值对初始位置进行优化，得出最终目标位置。实验结果表明，该算法能够有效应对环境变化，修正定位结果，传统算法经其优化后平均误差均有10%以上的降低。

基于多传感器数据融合的转向参数测量仪设计

陈浩龙,黄春榕,李擎

2019, 0(01): 58. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.011

摘要 ( 142 )

PDF (1094KB) ( 99 )

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针对目前场（厂）内机动车方向盘转向参数测量仪装夹机构复杂、测量结果误差大的问题，提出一种基于多传感器技术的转向参数测量仪方法。通过加速度传感器、地磁计对陀螺仪角速度进行补偿，采用四元数融合算法对9轴MEMS传感器采样数据进行融合，修正因方向盘倾角对转向角测量结果的影响。通过设计转向参数测量仪硬件平台验证算法的可行性，实验结果表明融合算法能够提高转向角的精度。

基于深度强化学习的计步方法

彭琛,韩立新

2019, 0(01): 63. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.012

摘要 ( 182 )

PDF (862KB) ( 157 )

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针对计步软件使用中用户行为不定，容易产生各种噪声以及传统算法中参数不能持续优化的问题，本文提出基于深度强化学习的计步方法。将噪声判别及步数统计作为智能体的动作，在步数统计中改进波峰检测法，提出均值穿越波峰波谷检测法。利用循环神经网络保存内部状态，将用户对计步器计步好坏的反馈作为奖励信号，指导参数持续优化。实验结果表明，该方法在采集设备放置于不同位置并且有噪声时，噪声识别率为0.9151，计步误差率为0.0623，有较高的精度以及较强的抗干扰能力。

融合多特征的中文集成实体链接方法

冯钧,柳菁铧,孔盛球

2019, 0(01): 69. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.013

摘要 ( 163 )

PDF (1082KB) ( 115 )

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实体链接技术是将文本中的实体指称项正确链接到知识库中实体对象的过程，对知识库扩容起着关键作用。针对传统的实体链接方法主要利用上下文相似度等表层特征，而且忽略共现实体间的语义相关性，提出一种融合多特征的集成实体链接方法。首先结合同义词表、同名词表产生候选实体集，然后从多角度抽取语义特征，并将语义特征融合到构建的实体相关图中，最后对候选实体排序，选取top1实体作为链接目标。在NLP&CC2013中文微博实体链接评测数据集上进行实验，获得90.97%的准确率，与NLP&CC2013中文微博实体链接评测的最优系统相比，本文系统具有一定的优势。

一种基于竞争型群体优化的数据聚类方法

秦映波1,曹步清2,邓春晖1

2019, 0(01): 75. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.014

摘要 ( 147 )

PDF (860KB) ( 108 )

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数据聚类在智能信息处理中具有非常重要的作用。传统的数据聚类方法，如K-means算法，存在对初始聚类中心敏感等问题。随着智能优化算法的发展，人们用智能优化算法进行数据聚类取得了一定的效果，但存在容易陷入局部最优等问题。为此，本文将在高维优化问题中取得良好效果的竞争型群体优化算法中引入数据聚类，利用竞争型群体优化算法强大的全局探索能力搜索聚类中心进行数据聚类，在UCI的5个数据集上的实验结果表明竞争型群体优化算法比遗传算法、粒子群算法不仅能得到更好的聚类效果，而且收敛性能更好。

基于不可靠通信链路的数据共享模块

李慧鑫,姚文明

2019, 0(01): 80. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.015

摘要 ( 177 )

PDF (2481KB) ( 93 )

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随着企业规模的逐步扩大和计算机网络与企业信息技术的飞速发展，大中型企业陆续建立了很多业务系统，对各个系统之间数据同步的安全性提出了更高的需求。针对此需求，基于RabbitMQ消息队列中间件，本文设计并实现基于不可靠通信链路的数据共享模块，解决在企业内部两级数据中心之间的双向数据同步问题，并通过RabbitMQ的消息确认机制和持久化机制，保证数据的安全送达、无丢失。经过实践证明，该数据共享模块功能稳定，可提高两级数据中心的数据传输效率并保证其安全性。

基于布尔表达式约束的测试用例生成技术

孙溢1,阳小华1,刘杰1,余童兰1,吴志强2,陈智2

2019, 0(01): 86. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.016

摘要 ( 123 )

PDF (947KB) ( 101 )

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布尔表达式约束在软件规格说明和程序中广泛存在，这些约束可作为软件系统的模型，成为测试用例生成依据。本文调研分析基于布尔表达式约束的测试用例生成方法，主要分为基于约束语法的测试和基于约束语义的测试。归纳总结基于约束语法测试的各种故障类型和测试策略，并比较各种测试策略的适用情形和故障检测能力，也对基于约束语义测试的各种约束获取和求解方法进行性能分析，并介绍了典型工具。最后对未来的研究发展进行展望。

基于蚁群算法的电力数据网络APT攻击预警模型

梁晶亮,黄军胜,白树军,王鹏,李睿

2019, 0(01): 95. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.017

摘要 ( 182 )

PDF (1632KB) ( 142 )

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高级持续性威胁(Advanced Persistent Threat, APT)是通过预先对攻击对象的业务流程和目标系统进行多维度、多阶段、多对象的持续信息采集，隐匿地实现网络空间的数据窃取。电力网络具有天然的稳定性需求，其覆盖广、涉及面大、灾后损失大。当前APT攻击预警技术存在网络节点碎片化的有限安全域以及全域特征动态检测问题。本文提出基于蚁群算法的电力数据网络APT攻击预警模型。通过设计电力网络的全域可信系统模型，采用流形进行安全边界扩散，将碎片化节点进行柔性关联，确保全域安全控制。构建APT攻击的时效模型，实现攻击对可信系统的损害分析。将APT攻击特征等效为蚁群信息素，实现对APT攻击的自动跟踪和适应。通过实际测试表明，蚁群APT监测预警算法的预警精度有效提升12.6%。

改进布谷鸟算法在乙烯工业能效分析中的应用

徐凯1,2

2019, 0(01): 101. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.018

摘要 ( 173 )

PDF (1021KB) ( 119 )

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通过考虑乙烯综合能耗计算方法、指标分解方法(Index Decomposition Analysis, IDA)和节能潜力分析方法，建立一种严格的乙烯能耗分析模型，并提出一种改进的布谷鸟算法应用于该模型进行辨识参数，得到乙烯生产耗能工质能源折算系数，基于能源折算系数得到综合能耗和节能量对乙烯装置进行能效评价。为了验证改进算法的有效性，对该算法在测试函数上测试，实验结果显示改进后算法具有较好寻优能力，明显优于粒子群算法和布谷鸟算法。最后，基于乙烯数据实例验证了该方法的可行性和有效性，可以很好地作为不同规模不同技术下乙烯标准能源折算系数计算的补充，为乙烯装置能效分析的准确性提供更为实用的方法。

架空输电走廊地表三维重建网格中杆塔的剔除

周伟才1,黄翔翔2,刘丙财1,林国安1,裴慧坤1,江万寿2

2019, 0(01): 108. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.019

摘要 ( 173 )

PDF (5212KB) ( 112 )

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由于立体匹配和模型自动重建的不确定性和不完整性，基于无人机多视影像重建输电走廊三维表面模型时，很难精确完整地构建出架空输电区域内的杆塔模型。自动重建的杆塔不仅无法加以利用，而且还会与人工重建的矢量杆塔叠加显示，影响可视化效果。为此，提出一种基于矢量杆塔模型的自动重建杆塔剔除方法。首先，根据矢量杆塔类型构建裁切空间包围盒；其次，根据矢量杆塔的空间位置和裁切空间包围盒，定位出残缺塔身在重建模型中的空间范围；最后，基于射线碰撞检测算法，设计一种附有自适应距离约束的残缺杆塔三角面检测方法来自动剔除残缺塔。该算法能够自适应处理杆塔底座细节，剔除不需要的三角面，同时保留塔脚基座和其他地面信息。实验结果表明本文方法的正确性和实用性。

具有组态功能的光纤通信网络图编辑系统设计

郭燕1,刘景1,2,郦睿翔1

2019, 0(01): 114. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.020

摘要 ( 136 )

PDF (1248KB) ( 65 )

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为了提高某供电局对各通信站进行信息管理的便利性和高效性，设计开发一个针对电力光纤通信网络的矢量图编辑系统。该系统不但具有图形对象的创建、删除、选择、缩放、移动、Undo/Redo等常用的编辑功能，而且通过建立与关系数据库的关联，实现对图形对象的双向数据配置功能。为了提高矢量图形的编辑效率，通过分析矢量图中相互连接的通信站对象的位置关系，提出一种折线动态生成算法。测试结果表明，所设计的系统稳定、方便、高效，可满足电力光纤通信网络矢量图的绘制需求。

面向通信态势的三维标号生成

孙禹楠,聂颖,任菲

2019, 0(01): 120. doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.01.021

摘要 ( 155 )

PDF (6060KB) ( 106 )

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传统标绘以二维为基础，在平面上绘制标号再放到三维球上，使得表示复杂联系关系时，贴地存在明显遮挡问题且绘制性能低以及不同高度的空间联系难以表达。本文引入球面细分曲线和贝塞尔曲线，对传统标绘中坐标转换进行修改，采取分割出子线绘制图元的方法，利用子图元模拟网络攻击、电子干扰等真实效果提高视觉辨识，并由de Casteljau算法证明并计算得出三段贝塞尔曲线，加速图元计算过程。新生成的标号能够解决标号贴地遮挡和空间标绘的问题，大大提升贴地绘制效率，使得联系关系态势展示具备实用性。

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