当期目录

2016年 第0卷 第3期    刊出日期：2016-03-17

上一期    下一期

人工智能

改进的协同过滤算法

路春霞，王移芝

2016, 0(3):  1-4+10.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.001

摘要 ( 315 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

协同过滤是众多推荐技术中最主流的推荐技术，在个性化推荐系统中起着主导作用，然而随着大数据时代的到来，信息过载问题日益严重，评分矩阵越来越稀疏，传统协同过滤算法遇到了瓶颈。为了提高稀疏矩阵下推荐系统的推荐质量，本文对传统协同过滤算法进行改进。首先对项目集进行聚类，然后利用Slope One算法对聚类后的矩阵进行填充，最后在计算相似度时引入用户对每个聚类的喜好程度作为权重。实验结果表明，改进后的算法提高了推荐系统的推荐质量，能够有效缓解评分矩阵稀疏问题。

基于改进非等间隔灰色预测模型的导弹退化状态预测

马洪霞1，丛林虎2

2016, 0(3):  5-10.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.002

摘要 ( 279 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对导弹退化状态预测中存在的测试数据不等间隔、小样本，使用传统非等间隔灰色预测模型(Unequal Interval Grey Model, UGM(1,1))预测精度不高的问题，通过分析传统UGM(1,1)的建模过程，对传统UGM(1,1)的背景值构造方式进行优化，设计一种新的背景值计算公式，进而提出一种基于背景值优化UGM(1,1)预测模型的导弹退化状态预测方法。以贮存状态下的某型导弹为例，实现关键参数预测，结果验证了该方法的合理性与有效性。

一种基于旋转森林的甲状腺疾病分类方法

潘 乔，许 腾，陈德华，徐光伟

2016, 0(3):  11-15.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.003

摘要 ( 255 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

甲状腺疾病是内分泌领域的常见疾病，准确识别不同类型的甲状腺疾病是临床医疗诊断中的首要问题。针对甲状腺检测指标数据，提出一种新的甲状腺疾病分类方法，该方法首先采用主成分分析法对数据集进行特征选择，降低数据维度，然后基于旋转森林集成分类算法实现分类。旋转森林算法使基分类器的差异性更加明显，进而提高分类器的精度，同时可以减少处理时间。实验中，同时分析了UCI标准数据集和真实临床医疗数据集，结果表明该方法的分类准确率分别可以达到96.28%和96.37%。

一种基于成对标签的Rakel算法改进

周恩波，叶荣华，张微微，周子涵

2016, 0(3):  16-18+23.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.004

摘要 ( 321 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Rakel(Random k-labelsets)算法从原始标签集中随机选择一部分标签子集，并且使用LP(Label Powerset)算法训练相应的多标签子分类器。由于随机选择标签的原因，导致LP子分类器预测性能不好。本文基于标签的共现关系选择成对标签来训练LP分类器，提出PwRakel(Pairwise Random k-labelsets)算法。该算法通过挖掘标签相关性扩展训练集，有效提高分类性能。实验结果表明，所提出的算法与Rakel算法以及其他算法对比，分类准确度更高。

一种基于结构相似性的图聚类算法

金 超，张龙波，王海鹏，安建瑞，怀 浩，王晓丹

2016, 0(3):  19-23.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.005

摘要 ( 275 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

图聚类是发现网络中潜在结构的一项重要任务。提出一种基于结构相似性的图聚类算法GNSCAN，给出该算法的相关定义以及算法的执行过程。采用真实数据集对该算法进行测试，从理论分析及结果2方面证明GNSCAN算法在效率上比GN算法得到明显的提高。在GNSCAN算法的基础上，提出一种改进的GNSCAN算法IGNSCAN，算法时间复杂度得到进一步降低。

基于新浪微博的冰雹实况信息挖掘

王 萍，王贺颖

2016, 0(3):  24-29+34.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.006

摘要 ( 235 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为更便捷快速地从新浪微博数据中得到准确的冰雹实况信息，设计并实现一个3层次识别系统，即通过网络爬虫技术的含“冰雹”微博的一次识别、基于分类器的降雹事件的二次识别和基于规则的冰雹实况要素的三次识别。为提高降雹事件的识别性能，新增一个用于提取样本特征的评估函数，提出使用多评估函数共同确定特征向量的方法，给出基于3分类器的组合分类方案。测试结果表明，该方法能够将隐含在新浪微博中的降雹事件的89.5%提取出来，误识信息低于13.4%；对冰雹事件中冰雹实况单要素的提取率超过96.0%，误识信息低于8.6%。

基于OpenCL大规模种群并行遗传算法

徐沛彦，施慧彬

2016, 0(3):  30-34.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.007

摘要 ( 306 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了提高RNA二级结构预测的准确率和加速遗传算法，提出基于OpenCL大规模种群并行遗传算法。通过研究遗传算法中潜在的并行性，以Acer TMP246M-MG-5086为实验平台，先在CPU中实现遗传算法，再使用OpenCL技术在GPU中实现大规模种群并行遗传算法。测试结果表明，并行遗传算法对于RNA二级结构预测的准确率平均提高了约49.88%，使用GPU平均加速比为9.76x。

基于离群点检测的学生学习状态分析方法

陆柳生，余明晖

2016, 0(3):  35-40.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.008

摘要 ( 241 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对高校学生工作者任务繁多且直接管理的学生人数众多，难于对每个学生进行个性化的学习指导的实际问题，提出基于离群点检测的学生学习状态分析方法，将有限的教育资源分配给最迫切需求的学生。使用基于密度的局部离群点检测算法对学生考试成绩数据进行挖掘，找出可疑离群学生，然后对可疑离群学生进行学习状态分析。案例研究结果表明，本方法能够有效地找出学习状态异常的学生，可以提升高校学生工作者的管理效率。

软件工程

基于SMT的PTACTL限界模型检测方法

毛良文1，徐 亮2,3

2016, 0(3):  41-45.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.009

摘要 ( 243 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

概率时间自动机是在时间自动机的基础上加上各个状态迁移的概率以后形成的一种扩展的时间自动机，能用来对基于时间的随机协议、容错系统等进行建模，具有很强的实用性。本文针对概率时间自动机给出一种基于SMT的限界模型检测方法来验证该模型下的PTACTL性质，该方法由基于SMT的限界模型检测算法演变而来，通过将迁移时间和迁移概率融入ACTL性质中，改变模型的编码以及待验证性质的编码方式来实现对性质的验证。通过2个实例说明检测过程的有效性和高效性。

基于函数占用和需求分析测试代码用例自适应优先排序

薛一帆1，毛宇光1,2

2016, 0(3):  46-51.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.010

摘要 ( 287 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

在采用函数占用（覆盖）的测试代码用例优先级排序过程中，其特征一般是以函数占用代码率信息表示，容易忽视其他优先排序影响因素，对此提出基于函数占用和需求分析的测试代码用例自适应优先排序方式。首先，以测试代码用例优先级排序过程中的调用函数存在路径为参照，利用源代码信息变更影响，进行影响域的回归测试分析，并对测试代码用例集进行回归范围确定。其次，考虑测试代码用例优先级排序的需求影响因素，并确定其需求优先级评价指标，然后与调用函数源代码变更影响指标进行权重自适应融合，并设计基于函数占用和需求分析评价优先级的动态调整算法。最后，通过仿真对比显示，所提方法可提高缺陷检测正确率，降低测试成本。

图像处理

复杂背景下基于深度卷积神经网络的森林火灾识别

傅天驹，郑嫦娥，田 野，丘启敏，林斯俊

2016, 0(3):  52-57.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.011

摘要 ( 517 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对森林火灾的特点，提出并设计一种基于深度学习的森林火灾图像识别方法。通过实验，给出用于复杂背景下森林火灾识别的深度卷积神经网络结构，并对该结构进行训练和测试。并且，针对小样本林火识别存在识别率低的问题，提出一种参数替换方法。结果表明，该方法具备较高的正确率，正确率达到98%。同时网络可自动提取特征，无需对输入图像进行复杂预处理，克服了传统算法许多固有的缺点，将其应用在森林火灾识别领域取得了很好的效果。

一种快速火灾识别方法

张永梅1,2,3，杜国平1,4，邢 阔1

2016, 0(3):  58-63.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.012

摘要 ( 243 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

智能火灾识别系统是构建智慧城市、预防火灾发生的重要组成部分，能够在很大程度上保障人民的生命财产安全。针对图像型火灾识别方法准确度和实时性间的矛盾，本文提出一种快速火灾识别方法。采用分水岭分割与自动种子生成算法相结合的方法进行复杂环境中疑似火焰区域的分割，利用多线程处理技术，提高处理速度，有利于实时火灾识别。提取最能够描述火焰图像疑似区域的圆度、尖角、腐蚀性、焰心相对坐标、相对面积等显著特征作为火灾分类依据，降低特征空间的维数，减少计算量；采用径向基函数神经网络完成火灾识别，缩短火灾识别时间，提高火灾识别的正确率。实验结果表明，疑似区域提取的准确率为90%，火灾识别准确率为85%，在保证火灾识别精度的同时，提高了火灾识别的速度。

基于ImageJ的数字图像处理课程实验教学案例

赵毅力1,2，徐 丹1，张 雁2

2016, 0(3):  64-67+73.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.013

摘要 ( 276 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对计算机科学与技术专业中的数字图像处理实验教学问题，提出一种基于Java语言和ImageJ平台的数字图像处理实验教学方案。数字图像处理课程实验教学的目的是通过给学生布置难易适中的实验，让学生在实验课程中独立完成数字图像处理问题的解决。虽然学生已经学过Java语言，考虑到并不是所有学生都熟悉ImageJ软件，实验任务的起点通常是首先让学生理解并且测试已有的ImageJ插件的代码模板。其次教师要求学生在已有数字图像处理代码的基础上根据实验要求逐步对现有的插件进行扩充。由于ImageJ软件是开源的，并且本身是开放式的插件架构体系，使得这种构造性的实验教学方法成为可能。

一种基于子空间学习的图像标签推荐方法

祁 超

2016, 0(3):  68-73.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.014

摘要 ( 212 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以Flickr和Picasa为代表的社会化图像分享网站允许用户对图像使用标签进行标注，帮助用户更加方便高效地组织和检索图像资源。为了能使用户对所标注的图像提供高质量的标签，自动化图像标签推荐系统成了近年来的热门研究领域。以往的图像标签推荐系统在解决标签推荐冷启动问题上只是简单地利用标签频率信息或者图像的视觉特征相似性进行标签推荐，忽略了图像视觉内容和标签内容之间的关系，往往导致标签推荐结果不是特别理想。本文提出一种新的图像标签推荐方法，该方法利用矩阵分解算法从训练数据集中学习，得到一个图像视觉特征和标签内容语义共享的隐式子空间。对于一幅未打任何标签的新图像，可以利用训练得到的线性转换矩阵将其视觉特征向量映射到隐式子空间中，然后计算得到与各个标签的关联程度进行推荐。本文提出的方法在NUS-WIDE的数据集上进行验证，实验结果比现有代表性方法有大幅提高，表明了该方法的有效性。

一种精确的运动目标外轮廓提取方法

陈泓佑，李郁峰

2016, 0(3):  74-77.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.015

摘要 ( 224 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

视频监控系统中的运动目标外轮廓是对运动目标语义分析的重要信息源。针对经过简单的形态学处理运动目标区域而提取的外轮廓方法中的一些缺陷，提出一种更精确的方法。首先通过前景检测得到粗略确定的运动目标区域，然后通过分水岭方法进行外轮廓区域粗略定位，最后通过阴影去除及目标重构进行外轮廓区域精确定位，从而提取精确的外轮廓。利用外轮廓的准确率、查全率、综合性能指标，实验结果表明，能够得到精确的外轮廓。

网络与通信

异构信息网络的相似性度量方法

伍转华

2016, 0(3):  78-84.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.016

摘要 ( 280 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

随着社交网络和文献索引网络等大规模互联多类异质信息网络的浮现，为相似搜索提出许多挑战，其中相似性度量是关键问题之一。现有适用于同构网络的相似度量方法没有考虑网络多个路径的不同语义。本文提出一种新的基于元路径的相似性度量方法，可以在异构网络中搜索相同类型的对象。元路径是由在不同对象类型中定义的一系列关系所组成的路径，可以为网络中相似搜索引擎提供共同的基础。在真实数据集上的实验表明，与无序相似性衡量方法相比，本文提出的方法支持快速路径相似性查询，可广泛地应用于社交网络和电子商务领域。

通用型远程在线状态监测终端

施成威1，曹桂宁1，陈祥献1，周 杰2

2016, 0(3):  85-90.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.017

摘要 ( 250 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对传统远程在线状态监测终端通用性不强，数据计算处理不灵活等缺点，设计一种通用型远程在线状态监测终端。通过提供多种标准接口实现硬件通用性，使用配置文件实现软件通用性，该监测终端可接入多种传感器获取状态数据，并将其通过GPRS上传至远端服务器，实现设备的远程在线状态监测。经过测试，该终端兼容GPIO、RS232、RS485等接口的传感器，内置多种数据计算方法，包括快速傅里叶变换、均值计算等。结果表明本终端满足通用性的特点，可用于远程设备的在线状态监测。

基于HTML5大文件断点续传的实现方案

王莉敏，梁正和，段全锋

2016, 0(3):  91-95.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.018

摘要 ( 236 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

在Web应用中，文件上传是一个常用的功能，而目前的文件上传方式在处理大文件上传方面不尽人意，常常因为文件过大或者网络中断导致上传失败，不得不重新上传。随着HTML5相关技术的发展，出现了一系列对文件操作的API，如FileList、Blob、File、FileReader等接口，使得Web端能够使用JavaScript对本地文件进行分片操作进而实现文件断点续传功能。本文在此基础上解决了服务器端文件合并过程中用户等待超时问题以及如何保证合并文件正确性的问题。

点格棋计算机博弈平台通信接口

张利群1，曹 杨1，李 厦2

2016, 0(3):  96-99+126.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.019

摘要 ( 226 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对传统计算机博弈方式存在的不足，构建点格棋计算机博弈平台。将点格棋计算机博弈平台和博弈程序客户端置于网络环境中，通过博弈平台中的通信接口模块完成各种信息的传送，实现博弈平台与博弈程序之间的信息交互，进而达到对博弈双方的控制，实现自动博弈。实验结果表明这种通信接口的设计安全可靠，通信性能好。

信息安全

基于角色驱动的需求响应安全接入机制

郭龙华1，夏正敏1，郑生军2，王红凯3，马志程4

2016, 0(3):  100-104+110.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.020

摘要 ( 238 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

研究并提出基于角色驱动的需求响应安全接入机制。在需求响应主体发起接入请求后，对接入主体进行一次一密算法的安全认证。认证通过后，利用主动或被动数据采集技术对接入主体的网络设备通信数据进行采集。数据分析首先采用聚类算法消除数据中的噪声（异常数据），再将处理后的数据与角色类型中其他主体的信息进行关联分析。安全控制机制根据关联分析的结果，对接入主体进行角色分配，并授予受保护的系统和数据资源上执行某种操作的权限，完成安全接入过程。对比评估表明，在开销增长允许的范围内，该机制增强了需求响应接入的安全性和灵活性。

一种基于主机特征的未知恶意程序动态识别系统

刘志永1，王红凯2，李高磊3，伍 军3，宿雅婷1

2016, 0(3):  105-110.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.021

摘要 ( 192 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

分析可疑程序执行前后的主机状态变化，利用虚拟执行技术设计一种新型的基于主机特征的未知恶意程序动态识别系统。所有可疑程序被重定向到特定沙箱中执行，通过对沙箱中的文件、注册表、进程、服务和网络的实时监控与深度分析识别未知恶意程序，再根据其执行过程记录动态生成告警信息，从而保护真实环境文件不受篡改、破坏。实验表明，该系统能显著提高对未知恶意程序攻击的识别精度，从而高效防御智能电网遭受未知恶意程序的攻击。

应用与开发

船舶救助撇缆作业可视化仿真

陈 卓，张晓磊，王志文，熊 伟

2016, 0(3):  111-115+121.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.022

摘要 ( 252 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对海上救助作业模拟训练的要求，有必要将救助作业的可视化仿真引入救助船模拟器的视景系统中，其中撇缆作业是船舶拖带救助的重要工作之一。本文在基于Vega Prime开发的视景系统中引入OpenGL，通过事件公布订阅机制实现二者的混合编程，在此基础上采用基于能量守恒的内弹道模型与基于空气阻力外弹道模型，实现弹体运动与弹道轨迹的可视化仿真。仿真视觉效果形象、直观，弥补了单独使用Vega Prime在特定效果可视化仿真中的不足。

一种多层分布式情境装配模型

宋 晨，刘惠义

2016, 0(3):  116-121.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.023

摘要 ( 228 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

提出一种以Agent技术为基础的多层分布式的虚拟场景模型。先从装配体的视角构建装配信息模型，根据刻画特征对象的各项参数定义装配知识层；装配决策层将零件视为Agent，并定义Agent间传输状态参数的消息模板，同时根据虚拟装配任务的过程特点，建立决策规则；最后，定义用户控制层的运动控制算法，实现对用户的运动引导。实验表明该场景模型可在虚拟场景中有效呈现装配任务，并根据上下文情境准确理解用户意图。

基于SOPC的家庭智能用电控制器

苏 畅

2016, 0(3):  122-126.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.03.024

摘要 ( 229 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

智能电网鼓励用户与电网双向互动，针对当前家庭用电设备智能化程度无法满足智能用电要求的问题，基于SOPC技术设计一款适用于家庭用电的智能控制器。以FPGA为硬件核心实现，包含电能计量、无线通信、继电器控制等多个功能电路，并完成了相关应用程序设计和开发，使控制器具有采集负荷用电信息、与用户手机终端交互、控制电器电源通断的能力。经实验验证，本文设计电路功能全面、结构简单，能实现对家用电器的智能化改造的目标，可获取家庭内负荷用电信息，促进科学、合理用电和节能。