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2016年 第251卷 第07期    刊出日期：2016-07-21

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图像处理

基于超分辨率的地基观测图像增强系统

解 虹1，2，李 展1，2，陈慧琼1，2，郑嘉伟1，2，温 力1，2

2016, 251(07):  1-5,12.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.001

摘要 ( 125 )  

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 为地面望远镜获取高分辨率的观测图像提供可能途径，突破现有地面望远镜的观测效果，本文设计并实现一个集图像预处理、自动搜星定位、图像配准、超分重建和图像增强为一体的地基

观测图像增强系统。系统采用多种图像处理方法增强天文图像，其中超分辨率重建是系统的关键技术和创新之处。系统测试表明，该系统可以自动搜索和精确定位地基观测天文图像中的恒星，有效改善

图像分辨率和视觉效果。

 一种IPSIAST算法及其在遥感影像分割中的应用

孙小丹

2016, 251(07):  6-12.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.002

摘要 ( 104 )  

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 针对PSI（Pixel Shape Index）算法存在的弊端，本文对其加以改进，提出一种光谱阈值自适应的改进型像元形状指数(Improved Pixel Shape Index of Adaptive Spectral

Threshold,IPSIAST)算法。相比原算法，新算法的改进主要体现在： 1)在方向线生成阶段，为了充分考虑不同波段光谱特征的同质性存在的差异，每个波段数据层方向线的生成分开独立进行，提高了方

向线生成的合理性； 2)将每一条方向线长度定义为各波段数据层在该方向的方向线长度的加权和，以体现不同波段光谱特征之间同质性上存在的差异，从而提高像元PSI值的精确性； 3）光谱阈值T

1能根据局部区域内光谱特征同质性的大小而自适应地调整，降低了地物边缘处的对比度对像元形状指数计算的影响。最后，结合目视对比和5个定量评价指标，通过影像分割对比实验证明：相比PSI指

数，IPSIAST指数能进一步提高影像的分割精度。

基于改进Logistic混沌映射的图像自适应加密算法

刘 睿

2016, 251(07):  13-17,23.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.003

摘要 ( 122 )  

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 针对一维Logistic混沌映射迭代序列分布非均匀，处于混沌状态的参数空间较小等问题，在映射原型基础上，增加非线性调节项和控制参数构造改进映射，经过分析证明改进映射具有更大

的混沌范围，更均匀的序列分布，更多正的Lyapunov指数。设计一种基于改进映射的自适应图像加密策略，使改进映射的初值随明文信息自适应改变，且对明文的各种细微改变均非常敏感。通过理论分

析和仿真实验表明，算法的安全性较高，能够抵御统计性分析和攻击性操作。

 基于暗原色先验的海边雾天图像去雾

霍海蒙，徐世许，王汉萍

2016, 251(07):  18-23.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.004

摘要 ( 111 )  

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 在雾、霾等天气的影响下，获取的海边图像严重失真降质。为了更好地恢复图像得到有用的信息，结合暗原色先验理论，提出K-means聚类算法分割天空区域的方法。首先针对海边场景所

具有的特性利用K-means聚类算法分割天空区域，大气光强度的值是将非天空区域的亮度值与天空区域亮度值加权得到的；其次基于大气散射模型对其估计透射率，并对透射率进行改善；最后为了增加图

像的亮度，增强对比度，对复原图像进行色调重映射。通过大量实验表明，该算法针对海边图像有很好的去雾效果，与传统的去雾算法相比，该算法去雾效果更佳，更适合于处理海边雾天图像。

算法设计与分析

 基于缓变特征学习的判别有序回归

李亚克，高 航

2016, 251(07):  24-27,32.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.005

摘要 ( 72 )  

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 有序回归是一种重要的机器学习范式，其目标是针对输出离散且有序的数据建立一个回归器以预测相应有序输出或离散类标。尽管现有的有序回归方法通过利用此类先验有序信息获得了比

一般方法更优的性能。但是，并没有考虑缓变学习准则与有序回归的结合。本文通过缓变学习准则对每个样本类构建多个类内时间序列计算缓变类内散度矩阵，然后在有序约束条件的基础上根据线性判

别准则寻找最佳投影进行有序映射,提出一种新的基于缓变特征学习的判别有序回归方法（Slow Feature Learning Discriminant for Ordinal Regression,SFLDOR）。通过在8个标准有序回归数据集上

的对比实验表明，本算法在回归和分类性能上均优于使用普通类内散度矩阵的算法。

 结合用户属性聚类的协同过滤推荐算法

林 康，杨 云，秦 怡，闵玉涓

2016, 251(07):  28-32.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.006

摘要 ( 112 )  

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 协同过滤算法利用大量数据，通过研究用户的喜好可以为用户推荐其感兴趣的项目，在电子商务得到了广泛应用。然而，此类算法在面临扩展性、数据稀疏性和冷启动等问题时，出现推荐准确度下降和推荐效率偏低的问题。针对这些问题，本文引入用户属性相似度的概念，使用K-means聚类算法将用户划分到恰当用户簇，预测用户对项目的评分。然后，通过混合加权的方法，将基于用户属性的K均值聚类的推荐算法与基于项目的协同过滤算法相融合，提出综合用户属性的协同过滤算法。通过在MovieLens数据集上进行实验，结果表明本文所提出的算法具有可扩展性，同时在一定程度上缓解了冷启动问题，提高了推荐算法的预测准确度。

 基于相空间重构和进化高斯过程的短期风速预测

常 纯1，李德胜2

2016, 251(07):  33-36,43.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.007

摘要 ( 169 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

提出一种基于相空间重构和进化高斯过程的短期风速预测方法。首先，运用自相关法和假近邻法分别得出原始风速时间序列的延迟时间和嵌入维数，实现混沌风速时间序列的相空间重构；然后，运用进化高斯过程回归模型进行建模，通过高斯过程模型确定输入量和输出量之间的关系，并用改进粒子群算法求取最优超参数。根据某实测风速数据进行了风速预测，结果表明本文所提出的方法能有效提高风速预测精度。

求解旅行商问题的离散花授粉算法

李 前1，贺兴时1，杨新社1,2

2016, 251(07):  37-43.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.008

摘要 ( 194 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

 针对原始花授粉算法（FPA）无法用于求解组合优化问题，提出一种离散的花授粉算法，并将其应用于求解旅行商问题（TSP）。通过重新定义花朵、全局搜索与局部搜索等概念；并对莱维飞行用一种新的方法进行分段，有效避免算法过早陷入局部最优，增强算法的全局搜索能力。最后通过对10个国际通用的TSP数据（TSPLIB）进行测试，并将实验结果与离散粒子群算法（DPSO）、混合离散粒子群算法(HDPSO)、离散布谷鸟搜索（DCS）算法、带有遗传模拟退火的蚁群粒子群（GSA-ACS-PSOT）算法的实验结果进行对比。实验数据显示，该算法在求解旅行商问题中，能较快、较准确地找到最优解，在相同实验条件下，比其他算法求解偏差百分比明显降低。研究结果表明，本文提出的算法具有较好的求解性能。

 一种带有时间约束故障树分析方法

李 文，徐 慧

2016, 251(07):  44-48,54.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.009

摘要 ( 124 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

 在时间域内的行为对安全苛求系统往往是至关重要的，若出现故障，则大量的故障描述都涉及事件之间的时间因素。针对传统故障树不能直观描述和分析这种时间因素的问题，在原有故障树定义的基础上增加时间约束故障树的语义描述，并根据故障树的扩展语义提出时间约束故障树分析方法。给出时间约束逻辑门和事件平均转移率、输入事件到输出事件传播率和到达率的计算方法。设计故障树基本事件和最小割集到达顶事件的传播率和到达率的算法，该算法遍历故障树中每个节点获得基本事件时间重要度和最小割集到达率，从时间重要度角度对基本事件和最小割集的重要度比较。实验结果表明提出的时序分析方法可以为故障诊断和预防提供理论基础。

 基于SVM的降维方法在三类ROC分析中的应用

刘会河，徐维超，刘 舜

2016, 251(07):  49-54.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.010

摘要 ( 120 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

  ROC分析方法已在各个领域有了广泛的应用，但主要应用于两类问题。在三类问题的推广上面临着分析空间高维化，难以理解，表示困难，计算复杂度高等问题。本文基于SVM（支持向量机）分类方法，提出一种新的降维方法，并运用到三类ROC分析中，在避免了上述不足的同时，也继承了ROC分析方法在两类问题中的优点。

基于多层类别主题图模型的教育文本分类方法

李 全

2016, 251(07):  55-59,67.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.011

摘要 ( 118 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

  在互联网大数据时代，网络教育资源信息以爆炸式增长。层次分类能满足大规模教育文本多类别、多层次的分类要求，但传统层次分类的类别表示模型存在向量高维稀疏、缺乏语义理解等问题。针对以上问题，提出一种基于多层类别主题图模型的教育文本分类方法。该方法通过多层类别主题图模型对文本集进行建模，得到文本的多层类别-词项概率矩阵；利用3种特征提取方法的互补性进行组合特征提取，进一步提高特征词和主题类别关联度；利用多层SVM分类器进行分类。实验结果表明，该方法在性能上与传统的多层文本分类方法相比，宏平均MacroP、MacroR和MacroF1等评估值都有一定的提高，具有较好的网络教育文本分类效果和应用前景。

 基于Trie树和有限状态自动机的中文地址解析模型

汪 洋1,2，刘师培1，王 峥2

2016, 251(07):  60-67.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.012

摘要 ( 207 )  

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 目前，无论是在研究或者是商业领域中，中文地址解析都没有一个成熟的模型结果。要素识别是地址解析的关键技术，传统的地址要素识别是基于特征词和字典匹配的方法，难以解决地址命名的多样性问题。利用自然语言处理技术，根据Trie树模型对行政区域寻址的方法和有限状态自动机模型对非规范地址的要素提取方法，本文提出T-FA模型对地址进行分级划分。其中，采用隐马尔可夫模型的切词方法和最长公共子序列算法，可以解决地址要素识别的模糊化搜索。T-FA模型具有良好的泛化能力，在批量处理地址时具有很好的通用效果，能比较有效地解决中文地址多样化的解析难题。

计算机控制

 一种基于数据融合的组合式温度传感器

胡乃平，丁纪祥

2016, 251(07):  68-71,76.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.013

摘要 ( 97 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

 提出一种基于数据融合的组合式温度传感器。将在线性及稳定性方面具有良好性能的铂电阻温度传感器与反应速度快、灵敏度高的热敏电阻温度传感器进行物理组合，使用联邦卡尔曼滤波算法对2种温度传感器的测量数据进行实时数据融合，设计一种兼具铂电阻传感器和热敏电阻传感器优点的组合式温度传感器。实验结果表明，这种基于数据融合的组合式温度传感器，提高了测量系统的准确性和动态响应特性。

 基于MATLAB-Simulink的偏转弹头导弹

梁毅辰

2016, 251(07):  72-76.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.014

摘要 ( 105 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

偏转弹头控制是一种新型的导弹控制方法,与一般导弹相比有着更为复杂的动力学特性。本文给出偏转弹头导弹开环动力学模型，利用MATLAB-Simulink进行计算机仿真，分析其开环动力学特性。根据开环动力学特征，设计纵向平面的控制系统，仿真结果表明，一般导弹的按过载的随动控制系统对于偏转弹头导弹依然适用,所设计的纵向系统具有良好的动态特性，可以满足对导弹弹体的稳定控制要求。

 电力拖动典型负载模拟系统设计与实现

加 棱，孙培德

2016, 251(07):  77-79,86.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.015

摘要 ( 87 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

 动态高品质的负载模拟器是电力拖动实验的重要设备，电动负载模拟系统是负载模拟技术领域的一个新方向，因此研究电动负载模拟系统的设计和实现具有十分重要的价值。本文分析电机在实际运行中的恒转矩负载、恒功率负载和风机泵类负载的特征，通过实验实现了以磁粉制动器为负载模拟元件的恒转矩负载、恒功率负载和风机泵类负载的特性。

网络与通信

  一种基于SDN的数据中心网络动态流量调度方法

庄怀东，杜庆伟

2016, 251(07):  80-86.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.016

摘要 ( 102 )  

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 在数据中心网络中，多路径广泛存在，而传统的基于ECMP的流量调度方法容易造成大流碰撞问题，因此提出一种基于SDN的数据中心网络动态流量调度方法。利用SDN集中控制，具有全局视图的优点，对网络中的大象流进行调度。首先使用sFlow协议收集网络信息，然后基于多商品流问题对大象流的路径选择进行建模，最后使用粒子群算法求得全局最优解。仿真实验结果表明，与ECMP算法相比，本文提出的算法能够提高网络的利用率，获得更高的对分带宽。

 一种内容分发网络的设计与实现

陈明基，黄凤娟

2016, 251(07):  87-90,94.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.017

摘要 ( 104 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

 内容分发网络（Content Delivery Network,CDN）主要用于为互联网内容提供商（Internet Content Provider,ICP）提供网络加速服务，该网络主要由中心控制节点、域名解析服务器以及边缘缓存服务器3个部分组成。本文首先介绍内容分发网络的概念和基本原理，在此基础上提出内容分发网络的一种设计与实现方案，并对提出的方案在Linux系统上用Bind和Varnish进行验证，结果表明这种内容分发网络系统能够实现用户的智能路由和内容的有效分发功能。

 时序化LDA的舆情文本动态主题提取

万红新1，彭 云2，郑睿颖1

2016, 251(07):  91-94.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.018

摘要 ( 88 )  

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 随着互联网的发展，网络上产生了大量的舆情文本，提取这些文本的主题可以获取舆情的话题热点和演化趋势。由于舆情文本数据量巨大，并且主题具有随时间动态变化的特点，提出一种加入时间约束先验的LDA主题模型TC-LDA(Time Constrained LDA)。TC-LDA可以将文本数据转化为主题向量，大大降低了文本表示的维度，同时加入时间约束知识后实现了LDA的时序化转换，可以提高LDA捕捉动态主题的能力。实验结果表明，TC-LDA在主题词提取的准确率和召回率上与同类主题模型比较，具有更好的效果。

 基于SVM和TF-IDF的恶意URL识别分析与研究

甘 宏，潘 丹

2016, 251(07):  95-97,102.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.019

摘要 ( 137 )  

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随着互联网尤其是移动互联网的快速发展，全球范围内出现了越来越多带欺诈和破坏性质的站点。本文通过分析URL的文本特征和站点特征，提出一种基于机器学习的URL检测方案，用TF-IDF算法细化了URL的站点特征，并结合以上特征使用基于RBF核的SVM进行URL安全检测，得到了96%的准确率和0.95的F1分数。

 一种适用于城市车载网的改进的AODV协议

曹文君，薛善良

2016, 251(07):  98-102.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.020

摘要 ( 104 )  

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 为了增强城市车载网的链路稳定性，提出一种基于链路生存时间的改进的AODV(Enhanced Routing Protocol on Ad Hoc On-demand Distance Vector with Speed Variance，SV_AODV)路由协议。SV_AODV要求源节点转发路由请求至目的节点时包含节点的移动速度和方向，目的节点通过搜集路径上节点的速度信息得出每条链路的速度方差，并反馈给源节点，使其能够选择链路较稳定的传输路径。网络模拟软件仿真实验表明，改进的SV_AODV协议在节点快速移动的情况下能够减少数据包的丢失，缩短端到端的时延，更适用于城市车载网。

应用与开发

  基于传感的农业种植环境监控系统的设计与实现

刘波平1,2，裘 锋1,2，王 蕾1,2，付 康1,2，胡 敏1,2

2016, 251(07):  103-106.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.021

摘要 ( 83 )  

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  信息技术的发展给人们的生产生活带来了极大的便利。本文从设计与实现2个方面介绍一套基于传感的农业种植环境监控系统，该系统实现了农业种植环境的实时监控与预警，为种植过程提供决策支持。

 基于LBS人口数据可视化监测系统

姜保庆1,2，郝锐朋1,2

2016, 251(07):  107-110,114.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.022

摘要 ( 136 )  

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 主要介绍基于LBS的人口数据可视化监测系统的设计和应用。通过统计人口数据，利用计算机图像生成技术，将人口数据生成热力图形式的可视化图片，对人口流动的状态绘制成动态迁徙效果，提供位置服务（Location Based Service,LBS）。本文详细论述了系统的设计原理、功能模块和业务流程。

 基于支持向量机的咳嗽自动识别

朱春媚1，2，黎 萍1

2016, 251(07):  111-114.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.023

摘要 ( 91 )  

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 为了进一步改善咳嗽自动识别的效果，本文以支持向量机作为咳嗽识别的分类模型，详细介绍样本采集、MFCC特征参数提取和支持向量机咳嗽识别的实现过程，并与隐马尔可夫模型和动态时间规划的识别结果及运行时间进行比较。实验结果表明在识别率方面，当训练样本集较大时，支持向量机与隐马尔可夫模型的识别结果相近且优于动态时间规划；当训练样本集较小时，支持向量机的识别率最高。在训练和识别效率方面，支持向量机具有明显的优势。

 一款新型智能电子门童的设计

伍世云，王益艳

2016, 251(07):  115-117,123.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.024

摘要 ( 107 )  

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 设计一款新型智能电子门童，该系统主要由单片机STC89C52、LCD12864、热释电红外传感器、语音合成及键盘等模块组成。正常模式下，系统可以自动感应人体进门和出门2种动作，并完成相应的语音播报。该系统还扩展了防盗报警模式，使得该智能电子门童具备自动报警功能。

 合成少数类过采样过滤器方法在二手车推荐中的应用

邱海波1，钱忠民1，钱默抒2

2016, 251(07):  118-123.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.025

摘要 ( 118 )  

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 由于二手车推荐的数据集具有非平衡特性，因此，二手车推荐可视为非平衡分类问题，可借助解决非平衡分类问题的方法来实现二手车推荐。本文对非平衡数据分类的数据集重构进行研究，通过分析合成少数类过采样方法(Synthetic Minority Over-sampling Technique, SMOTE)的特点与不足，提出合成少数类过采样过滤器方法(Synthetic Minority Over-sampling Technique Filter, SmoteFilter)，对SMOTE方法合成样本进行过滤，减少合成样本中的噪声数据，提高训练样本“质量”。使用支持向量机对SMOTE合成的数据和SmoteFilter合成的数据进行实验对比，结果表明SmoteFilter方法相较传统的SMOTE过采样方法，提高了二手车推荐中少数类的预测精度，提升了对二手车推荐的整体预测性能。

 高校信息化建设与成本

郑凤妮

2016, 251(07):  124-126.  doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.07.026

摘要 ( 83 )  

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  移动互联、大数据、云计算等信息技术引起的新一轮社会生产变革，推动高校从数字校园向智慧化校园迈进。回归以人为本，强调以服务为核心，高校信息化工作进入新的阶段，即意味着高校信息化建设需投入更多成本。本文介绍及分析高校信息化工作的建设现状、建设成本和建设目标，并提出建设建议。