• 2015年第26卷第7期文章目次
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    • 类搜索算法

      2015, 26(7):1557-1573. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004613

      摘要 (3568) HTML (178) PDF 1.33 M (3641) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出利用类结构驱动的群体进化计算方法——类搜索算法(CSA).CSA在个体间构造簇类形态的虚拟连接关系,并通过对类组织的结构和类搜索过程进行动态调节来优化模拟进化系统的计算状态,提高群体的搜索效率.介绍了CSA的基本模型,并基于CSA融合进化算子与差分计算机制设计出数值优化算法CSA/DE.对多个典型高纬函数和复杂混合函数的仿真实验结果说明,CSA/DE是一种对高纬连续问题高效、稳定的搜索优化方法.该工作一方面验证了CSA的可行性和有效性;另一方面则显示:基于类搜索模型可有效融合异构且具有不同计算特性的搜索机制,形成对待求解问题更具针对性且协调性更佳的搜索计算方法.这为高性能优化算法的设计提供了一条新的途径.

    • 基于全局排序的高维多目标优化研究

      2015, 26(7):1574-1583. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004612

      摘要 (3229) HTML (116) PDF 732.13 K (3966) 评论 (0) 收藏

      摘要:目标数超过4的高维多目标优化是目前进化多目标优化领域求解难度最大的问题之一,现有的多目标进化算法求解该类问题时,存在收敛性和解集分布性上的缺陷,难以满足实际工程优化需求.提出一种基于全局排序的高维多目标进化算法GR-MODE,首先,采用一种新的全局排序策略增强选择压力,无需用户偏好及目标主次信息,且避免宽松Pareto支配在排序结果合理性与可信性上的损失;其次,采用Harmonic平均拥挤距离对个体进行全局密度估计,提高现有局部密度估计方法的精确性;最后,针对高维多目标复杂空间搜索需求,设计新的精英选择策略及适应度值评价函数.将该算法与国内外现有的5种高性能多目标进化算法在标准测试函数集DTLZ{1,2, 4,5}上进行对比实验,结果表明,该算法具有明显的性能优势,大幅提升了4~30维高维多目标优化的收敛性和分布性.

    • 基于Cayley图的三维六度环面网络研究

      2015, 26(7):1584-1600. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004588

      摘要 (3613) HTML (0) PDF 1.13 M (3028) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种三维六度环面Cayley图网络模型.针对该网络模型,给出了一种简单的三维节点编址方案,并利用该编址方案得到了任意两个节点间的最短距离公式;开发了一种简单的分布式最优路由算法,该算法可以运行于网络中的任意节点,可以建立任意两点之间的最短路由路径;基于陪集图(coset graph)理论,给出了一种新型的广播通信算法,并对该算法的效率进行了分析;给出了三维六度环绕网络模型直径的界限值.

    • 面向服务匹配问题的协同演化算法

      2015, 26(7):1601-1614. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004698

      摘要 (3222) HTML (180) PDF 1.24 M (3337) 评论 (0) 收藏

      摘要:服务匹配是服务发现的主要环节.目前,原子服务匹配过程主要存在服务匹配概念狭窄、匹配算法的时间复杂度较高及匹配方案的表示难以被智能优化算法处理等问题.针对上述问题,在原子服务匹配的基础上引入复合服务匹配、抽象复合服务匹配过程的适应度函数及约束条件,设计适用于智能优化算法处理的匹配方案的表示方法.同时,结合协同演化算法设计思路,提出基于粒子群和模拟退火的协同演化算法(PSO-SA),用以求解复合服务匹配.实验结果表明:与现有智能优化算法相比,PSO-SA可在有限迭代次数内获得精度较高的匹配结果,对不同维度的服务匹配问题具有较高的适应性,可用于提高服务发现结果的质量.

    • 基于双语协同训练的最大名词短语识别研究

      2015, 26(7):1615-1625. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004630

      摘要 (3156) HTML (130) PDF 796.54 K (3123) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统方法对双语最大名词短语识别一致性差以及跨领域识别能力弱的缺点,提出一种基于半监督学习的双语最大名词短语识别算法.利用汉英最大名词短语的互译性和识别的互补性,把平行的汉语句子和英语句子这两个数据集看作一个数据集的两个不同的视图进行双语协同训练.在协同训练中,把双语对齐标注一致率作为标记置信度估计依据,进行增量标记数据的选择.实验结果表明:该算法显著提高了双语最大名词短语的识别能力,在跨领域测试和同领域测试中,F值分别比目前最好的最大名词短语识别模型提高了4.52%和3.08%.

    • 微博中用户标签的研究

      2015, 26(7):1626-1637. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004655

      摘要 (4150) HTML (140) PDF 872.85 K (6491) 评论 (0) 收藏

      摘要:微博环境中用户可以为自己添加标签,用户所添加的标签往往被视为是对自身特点和兴趣的重要描述信息.标签中所包含的信息可能有助于建立精确的用户描述,因此在个性化推荐、专家检索、影响力分析等应用中有潜在的应用价值.首先,在大规模数据上分析和研究了微博中用户添加标签的行为及标签内容分布的特点;之后,通过主题模型对用户的微博内容进行分析,实验结果表明:用户的标签越相似,微博内容也越相似,反之亦然;随后,分析了用户关注关系与微博和标签内容之间的联系,实验结果显示,有关注关系的用户之间微博和标签的内容越相似;基于这个发现,分别使用标签内容和微博内容对真实微博数据中的用户关注关系进行预测,结果表明:基于标签的预测方法其效果明显优于基于微博内容的预测方法,显示出用户标签在描述用户兴趣方面的价值.

    • 基于环境属性的网络威胁态势量化评估方法

      2015, 26(7):1638-1649. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004624

      摘要 (3287) HTML (156) PDF 858.06 K (3619) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的网络威胁态势评估方法主要是基于原始的警报信息,未结合目标网络的环境信息,使得方法的准确性受到很大的影响.提出了一种基于环境属性的网络威胁态势量化评估方法,该方法首先根据目标网络的环境属性对警报进行验证,判定引发警报的安全事件发生的可能性;然后,基于安全事件的风险级别及所针对的资产价值,分析安全事件发生后造成的损失;最后,基于安全事件发生的可能性及造成的损失量化评估网络的威胁态势.实例分析结果表明,该方法可以准确地量化评估网络的威胁态势.

    • 基于多策略融合Giza++的术语对齐法

      2015, 26(7):1650-1661. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004615

      摘要 (3292) HTML (141) PDF 796.84 K (3294) 评论 (0) 收藏

      摘要:跨语系术语对齐质量不高,原因在于其依赖于低质量的术语抽取与对齐.提出的多策略融合Giza++ (AGiza)的术语对齐法,为提高术语抽取质量,用首尾词性规则提高召回率,用独立过滤、停用过滤提高准确率,再识别共句术语对.为提高术语对齐的对准率:基于独立度、停用度,提出独立相关度、停用相关度;由种子对相关度和单词关联度概率加组合成语义相关度;根据首尾对齐情况,提出首尾相关度,并去除值为0者;基于词性组成特征,构造词性相似度;由GIZA++计算得到g值;经过属性的相关系数分析后,乘法组合各属性构造术语对齐度a;最后,过滤a超过术语对齐阈值(由召回率设定)的术语对.实验结果表明,AGiza术语对齐,可有效地处理跨语系术语对齐,质量高于GIZA++,Dice, F2,LLR,K-VEC及DKVEC.

    • 对数-指数形态学联想记忆

      2015, 26(7):1662-1674. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004620

      摘要 (4758) HTML (158) PDF 895.88 K (4266) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用对数和指数算子构建了一种新的形态学联想记忆方法,简称LEMAM.理论分析表明:自联想LEMAM(简称ALEMAM)具有无限存储能力、一步回忆记忆、一定的抵抗腐蚀噪声或膨胀噪声的能力,在输入完全或在一定的噪声范围内,能够保证完全回忆记忆;异联想LEMAM(简称HLEMAM)在输入完全情况下,不能保证完全回忆记忆,但当满足一定条件时,也能够达到完美联想记忆.对比实验结果表明:在一些情况下,LEMAM能够取得较好的联想记忆效果.总体来说,LEMAM丰富了形态学联想记忆的理论和实践,可以作为一种神经计算模型加以研究和利用.

    • 基于本体的智能信息检索系统

      2015, 26(7):1675-1687. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004622

      摘要 (3906) HTML (169) PDF 830.07 K (5327) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,基于本体的智能信息检索系统已成为智能信息检索系统领域最为活跃的研究方向之一.如何利用本体进一步提高其检索性能和智能性,成为基于本体的智能信息检索系统的主要研究目标.从面向过程的角度,对近几年基于本体的智能信息检索系统的研究进展进行了综述,对其框架、所需本体知识的获取和使用、关键技术、性能评测等进行了前沿概括、比较和分析.最后,对基于本体的智能信息检索系统有待深入研究的难点和热点进行了展望.

    • 基于内部罚函数的进化算法求解约束优化问题

      2015, 26(7):1688-1699. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004623

      摘要 (3411) HTML (175) PDF 853.84 K (3554) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决现有约束处理方法可行解的适应度函数不包含约束条件的问题,提出了一种内部罚函数候选解筛选规则.该候选解筛选规则分别对可行解和不可行解采用内部罚函数和约束违反度进行筛选,从而达到平衡最小化目标函数和满足约束条件的目的.以进化策略算法为基础,给出了基于内部罚函数候选解筛选规则的进化算法的一个实现.进一步地,从理论和实验角度分别验证了内部罚函数候选解筛选规则的有效性:以(1+1)进化算法为例,从进化成功率方面验证了内部罚函数候选解筛选规则的理论有效性;通过13个测试问题的数值实验,从进化成功率、候选解后代是可行解的比例、进化步长和收敛速度方面验证了内部罚函数候选解筛选规则的实验有效性.

    • 车联网RSU单元下行流量的性能研究

      2015, 26(7):1700-1710. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004616

      摘要 (3078) HTML (148) PDF 865.58 K (5046) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于802.11p/WAVE的车联网是一项涉及道路交通、无线通信、自组织系统等多学科综合性的技术领域,车联网中,RSU单元可作为AP,让在行驶的汽车中的人们可以随时随地接入Internet,其中,如何建立RSU单元的下行流量模型是一个关键问题.通过引入车辆密度概率质量函数,分析车联网MAC层车辆通过RSU设备访问Internet的信道竞争情形,提出了适用于高速公路交通场景的RSU单元网络吞吐量模型,并推导出RSU上行及下行流量的性能解析式.针对RSU单元通信范围有限、相邻RSU单元之间可能存在盲区的问题,提出了一种利用同向行驶的车辆协助数据下载的VCoDS方案,以达到提高某时间段RSU的下行流量的目标.仿真实验结果证实,VCoDS方案可有效提高RSU单元的下行流量.

    • 一种高效有向无线充电器的布置算法

      2015, 26(7):1711-1729. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004618

      摘要 (3511) HTML (149) PDF 1.42 M (4277) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的传感器节点通常采用电池供电,有限的电池能量限制了传感器网络整体的寿命.无线能量传输技术可将能量以无线方式从充电器发送至传感器,从而可以彻底解决这一问题.无线可充电传感网中的一个重要问题是无线充电器的布置问题,即,如何有效地布置充电器,使得传感器网络的整体充电效用最大化.已有的工作主要考虑的是全向充电器的布置问题,且充电器可布置的位置受限,如只能布置在三角形顶点或网格中的格点处,因此具有相当的局限性.首次考虑了有向充电器的一般布置问题,即,充电器充电区域为扇形,并且充电器可布置在区域内任何位置处,其朝向可任意调节.另外,首次基于实测数据建立了有向充电器的充电模型,并提出一系列创新方法将问题进行转化,设计了一种近似比为(1-1/e)/(1+e)的高效算法——CDG(charger deployment-greedy)算法来解决这一问题.仿真实验结果说明了CDG算法的有效性.与其他提出的两种随机算法相比,CDG算法的性能分别提升了将近300%和100%.

    • 基于预测的机会车载网络中继选择策略研究

      2015, 26(7):1730-1741. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004629

      摘要 (3278) HTML (145) PDF 867.60 K (2828) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了应对DTN网络的动态连通特性,现有路由策略常常利用“携带-转发”消息传输技术,通过推测未来相遇机会选择消息中继路径.但这种机会数据传输方式的效果具有偶然性.对中继选择策略的性能进行实证性研究,以获得关于中继效率不确定性特征的基本认识.首先,介绍一种基于剩余延迟比较的机会中继选择策略,该策略以移动节点对之间的历史联系记录和最近相遇以来的经历时间为基础,估计消息的直接转发剩余延迟,通过比较剩余延迟选择合适的中继节点;由于仅使用本地信息,该策略的运算和通信开销小,并且易于实现;其次,在基于大规模实际车辆移动轨迹的车载DTN环境中,对机会传输的中继效率进行经验性研究.主要关注的问题是:基于推测所选择的中继能够使得端到端传输延迟降低的概率是多少?恰当选择的中继节点可以降低的延迟比例是多少?这种实证性的研究对于未来机会车载网络中的协议设计和应用推广有着重要的实际价值.

    • 一种基于多属性决策的DDoS防护措施遴选方法

      2015, 26(7):1742-1756. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004673

      摘要 (3459) HTML (183) PDF 1.45 M (4036) 评论 (0) 收藏

      摘要:DDoS攻击是网络中最大的威胁之一,选取合适的防护措施,能够更加有效地保护目标网络和目标系统.现有的评价方法对于防护措施选择的指导性不足.针对该问题,首先构建了面向DDoS攻击的防护措施遴选模型(DCSM).在此基础之上,提出基于多属性决策的DDoS防护措施遴选算法.以多属性决策方法综合考虑各方面评估指标;从攻防两方面,以基于历史攻击偏好的方法和熵权法计算重要性权重,消除了传统评价方法中人为指定权重带来的主观性影响.提出的方法为防护措施的选择提供了参考,并通过模拟实验验证了方法的适用性和有效性.

    • 一种可完全恢复的门限多秘密视觉密码方案

      2015, 26(7):1757-1771. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004611

      摘要 (3330) HTML (176) PDF 2.30 M (2923) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对门限结构下恢复多幅秘密图像存在信息损失的问题,给出了一个完全恢复的门限多秘密视觉密码定义,能够适应门限值与秘密数量之间的各种对应关系.在此基础上,通过构造具有上下门限值的单门限多秘密视觉密码方案,并设计旋转规则融合算法和区域合并算法,提出了一种多门限方案.最后,对方案的有效性进行了理论证明和实验验证.

    • E-UIDL用户界面描述语言下的开发方法

      2015, 26(7):1772-1784. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004584

      摘要 (3174) HTML (166) PDF 1.46 M (3359) 评论 (0) 收藏

      摘要:当前的用户界面开发过程需要产品经理、交互设计师、视觉设计师及用户界面开发工程师等多个角色的共同参与,各个角色的分工越来越细致,并且不同的角色在开发过程中使用的工具各不相同,这导致了界面开发过程中沟通成本的增加以及工作效率的降低.介绍了一种基于用户界面描述语言的开发方法,该方法能够降低用户界面开发过程中不同角色之间的沟通成本及转换成本,提高用户界面开发的效率.首先介绍E-UIDL(extensible user interface description language)——一种新的用户界面描述语言,并在此基础上设计了基于E-UIDL的开发方法及辅助开发工具,最后,通过实例介绍了利用基于E-UIDL的开发工具进行界面开发的过程,证明了基于用户界面描述语言的开发方法的可行性及优势.

    • 基于几何测量和变形的真实感织物模拟

      2015, 26(7):1785-1799. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004614

      摘要 (3277) HTML (160) PDF 8.09 M (2646) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种有效、直观的基于几何测量和网格变形的织物模拟方法,可以获得具有不同面料属性的织物真实感形态.织物几何测量方法能够度量反映面料几何属性的3个关键特征,包括复原性、拉伸性和弯曲性.对应这3个几何属性度量,建立包括顶点位置、边长和二面角约束能量项的基于微分网格变形的泛函能量优化模型.3个变形能量项各自对应的权重是从每种真实面料测量数据中量化统计得到.该变形能量函数可以统一在最小二乘数值优化中求解,通过过程优化和权重设置,即可模拟到真实织物行为.实验结果表明,该方法可以有效地仿真到不同面料材质的织物真实感效果.

    • 基于增强稀疏性特征选择的网络图像标注

      2015, 26(7):1800-1811. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004687

      摘要 (3561) HTML (137) PDF 866.04 K (3741) 评论 (0) 收藏

      摘要:面对网络图像的爆炸性增长,网络图像标注成为近年来一个热点研究内容,稀疏特征选择在提升网络图像标注效率和性能方面发挥着重要的作用.提出了一种增强稀疏性特征选择算法,即,基于l2,1/2矩阵范数和共享子空间的半监督稀疏特征选择算法(semi-supervised sparse feature selection based on l2,1/2-matix norm with shared subspace learning,简称SFSLS)进行网络图像标注.在SFSLS算法中,应用l2,1/2矩阵范数来选取最稀疏和最具判别性的特征,通过共享子空间学习,考虑不同特征之间的关联信息.另外,基于图拉普拉斯的半监督学习,使SFSLS算法同时利用了有标签数据和无标签数据.设计了一种有效的迭代算法来最优化目标函数.SFSLS算法与其他稀疏特征选择算法在两个大规模网络图像数据库上进行了比较,结果表明,SFSLS算法更适合于大规模网络图像的标注.

    • 黎曼核局部线性编码

      2015, 26(7):1812-1823. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004714

      摘要 (3175) HTML (154) PDF 1017.22 K (3608) 评论 (0) 收藏

      摘要:最近的研究表明:在许多计算机视觉任务中,将对称正定矩阵表示为黎曼流形上的点能够获得更好的识别性能.然而,已有大多数算法仅由切空间局部逼近黎曼流形,不能有效地刻画样本分布.受核方法的启发,提出了一种新的黎曼核局部线性编码方法,并成功地应用于视觉分类问题.首先,借助于最近所提出的黎曼核,把对称正定矩阵映射到再生核希尔伯特空间中,通过局部线性编码理论建立稀疏编码和黎曼字典学习数学模型;其次,结合凸优化方法,给出了黎曼核局部线性编码的字典学习算法;最后,构造一个迭代更新算法优化目标函数,并且利用最近邻分类器完成测试样本的鉴别.在3个视觉分类数据集上的实验结果表明,该算法在分类精度上获得了相当大的提升.

    • Ripple-RAID:一种面向连续数据存储的高效能盘阵

      2015, 26(7):1824-1839. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004606

      摘要 (3138) HTML (165) PDF 1.09 M (3624) 评论 (0) 收藏

      摘要:视频监控、备份、归档等应用具有独特的负载特性和I/O访问模式,需研究特定的存储节能方法.磁盘阵列的局部并行策略有利于实现该类存储系统的节能,但通常会导致RAID执行小写操作而严重影响性能.为此,提出一种面向该类存储系统的高效能盘阵——Ripple-RAID,采用新的局部并行数据布局,通过综合运用地址转换、异地更新、基于流水技术渐进生成校验、分段数据恢复等策略,在单盘容错条件下,保持了局部并行的节能性,又有效解决了局部并行带来的小写问题.Ripple-RAID具有突出的性能和节能效率,在80%顺序写负载情况下,请求长度为512KB时,写性能为S-RAID 5的3.9倍,Hibernator、MAID写性能的1.9倍,PARAID、eRAID 5写性能的0.49倍;而比S-RAID 5节能20%,比Hibernator、MAID节能33%,比eRAID 5节能70%,比PARAID节能72%.

    • 多核处理器的功耗估算模型

      2015, 26(7):1840-1852. DOI: 10.13328/j.cnki.jos.004706

      摘要 (2903) HTML (198) PDF 904.72 K (5063) 评论 (0) 收藏

      摘要:精确的功耗估算能够为操作系统调度、软/硬件能效优化提供有效的指导.以往的研究表明:通过监测处理器内部相关硬件事件(如提交的指令数、Cache访问次数等),可以对功耗进行估算.但是,已有的相关功耗模型的精度并不理想,误差通常在5%以上.通过分析处理器提供的硬件事件,并在众多事件中筛选出一组与程序运行功耗密切相关的事件,使用逐步多元线性回归分析,建立了一个与应用无关的实时功耗估算模型,该模型可以直接移植到支持SMT的平台上.通过PARSEC和SPLASH2两个基准测试程序集进行了验证,估算误差分别为3.01%和1.99%.针对建模耗时长的问题,提出了基于两阶聚类的优化改进方法.所提出的估算模型能为构建具有动态平衡功耗和平滑峰值功耗的智能功耗感知系统提供借鉴.

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