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当期目录

    2014年 第44卷 第2期 刊出日期:2014-04-20
      
    机器学习与数据挖掘
    Stiefel流形上沿测地线搜索的自适应主(子)分量分析对偶学习算法
    刘力军1,马玉梅1,孟佳娜2
    2014, 44(2):  1-5.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2013.026
    摘要 ( 905 )   PDF (1562KB) ( 561 )   收藏
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    神经网络在线提取子分量并不成功。基于Oja-Brockett-Xu并行神经网络拓扑结构,通过紧致Stiefel流形上加权Rayleigh商目标函数的优化框架,提出一个通过改变搜索方向并行提取主分量和子分量的自适应对偶学习算法。在正交矩阵群上采用基于右平移不变的Killing度量,通过在单位元处基于指数映射的测地线搜索,得到Stiefel流形上主(子)分量分析的对偶学习算法,提出的算法通过简单的变换步长参数符号,从主分量分析切换至子分量分析,权值矩阵在任意迭代时刻保持正交归一性。数值仿真验证了该算法的有效性。
    针对分组密码S盒的能量分析攻击效率研究
    王丹辉1,王安2*
    2014, 44(2):  6-11.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2014.041
    摘要 ( 1051 )   PDF (1115KB) ( 947 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    为弥补数学分析方法对S盒安全性评估的不足,使用相关能量分析和模板攻击,对DES(data encryption standard)、AES(advanced encryption standard)和Serpent密码算法中不同的S盒结构进行安全评估,使用MATLAB进行仿真实验。对于相关能量分析,Serpent算法的单个S盒抗攻击性能最强,至少需要206条能量迹,AES和DES算法分别需要112条和160条能量迹。对于模板攻击,Serpent算法的S盒也能最有效抵抗模板攻击,而AES次之,DES抗攻击性最弱。实验结果表明,在一轮算法操作比特总数相同的情况下,低位宽S盒抗能量分析攻击的效果优于高位宽S盒。
    基于递归特征消除法的蛋白质能量热点预测
    魏小敏,徐彬,关佶红
    2014, 44(2):  12-20.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2013.378
    摘要 ( 1038 )   PDF (2923KB) ( 563 )   收藏
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    基于蛋白质相互作用能量热点的特性,定义了残基接触数、溶剂可及性面积相对变化量所占比例等18个新特征。分别使用基于支持向量机(support vector machine, SVM)和基于F-Score的递归特征消除法进行特征选择,提出对应的预测模型SVM-RFE和F-Score-RFE用于蛋白质能量热点的预测。实验结果显示,在独立测试中F-Score-RFE模型的F1比当前预测性能最好的方法提高6.25%,表明所定义的新特征对蛋白质能量热点的识别具有较大的贡献。
    恶劣环境下多目标实时跟踪算法研究
    邱晓欣1,2,张文强1,2*,秦晋贤1,2,杜正阳1,2,张德峰1,2
    2014, 44(2):  21-27.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.2.2013.322
    摘要 ( 895 )   PDF (2473KB) ( 615 )   收藏
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    提出一种在恶劣环境下能实时进行多目标跟踪的方法,相比于目前的监控系统,该方法能够更加精确地跟踪场景中的入侵目标,并且算法效率有了较大提升。首先,在动态背景建模codebook作为背景建模算法的基础上,对背景更新方法进行改进,使前景检测准确率相对于原算法有了很大提升,并且在主要性能上优于其他的主流背景建模算法。其次,本研究选用粒子滤波算法作为多目标跟踪方法,对重采样方法进行了较大改进,使之能在实时环境下保持粒子的有效性和多样性。实验证明该系统构建有较好效果,能在实际恶劣场景下进行多目标跟踪,并保持较好的检测和跟踪效果。
    跟踪框自适应的尺度变化目标跟踪算法
    李武,侯志强*,魏国剑,余旺盛
    2014, 44(2):  28-34.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2013.214
    摘要 ( 1095 )   PDF (3121KB) ( 803 )   收藏
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    为解决尺度变化的目标跟踪问题,借助于对数极坐标变换良好的尺度旋转不变性,提出一种基于椭圆对数极坐标变换域下目标跟踪算法。算法利用一种显著性加权的Mean Shift进行空间定位,进而将目标区域变换到椭圆对数极坐标系下并沿尺度轴进行积分,通过一维的最大相关匹配确定目标的尺度参数。实验结果表明,该算法不仅空间跟踪误差较低,而且能够较稳定地适应目标尺度变化,具有较好的鲁棒性。
    基于显著计算与自适应PCNN的图像融合方法
    杨秀林1,黄硕2*,邓苗1,张基宏1,3
    2014, 44(2):  35-42.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.2.2013.255
    摘要 ( 876 )   PDF (2315KB) ( 429 )   收藏
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    针对多尺度变换的图像融合对低频系数进行简单的加权平均处理时,不能很好地保护源图像中的显著信息的问题,提出一种将视觉显著计算的结果作为自适应脉冲耦合神经网络的链接强度,通过脉冲耦合神经网络指导多尺度图像融合中低频系数融合的方法。首先对源图像进行形态非抽样小波分解,得到低频系数和各尺度的高频系数,对低频系数采用显著计算与脉冲耦合神经网络的融合规则,高频系数选取绝对值较大者,最后通过反变换得到融合图像。实验结果表明,该方法在一定程度上保留了源图像中的显著信息,改善了互信息、信息熵、平均梯度和边缘保持度等融合指标。
    基于新Haar-like特征的Adaboost人脸检测算法
    江伟坚1,2,郭躬德1,2*,赖智铭1,2
    2014, 44(2):  43-48.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2013.003
    摘要 ( 1359 )   PDF (2463KB) ( 2593 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    为解决基于Haar-like特征的Adaboost人脸检测方法存在的特征计算复杂度较高的问题,提出两组Haar-like特征扩展集;利用积分图给出特征组的计算方法;采用Adaboost算法在正脸和侧脸样本库分别训练出正脸和侧脸级联分类器,并将其组成双通道分类器。在开源视觉库OpenCV上的实验结果表明,本方法具有较少的弱分类器数,检测效率高、计算速度快,对于多角度人脸检测具有较好的鲁棒性。
    控制科学与工程
    基于子空间细菌群体趋药性算法的含分布式电源的配电网无功优化
    陈继明,孙名妤,游聚娟,康忠健
    2014, 44(2):  49-54.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2013.125
    摘要 ( 1102 )   PDF (1292KB) ( 815 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    研究了含分布式发电的配电网无功优化问题。结合传统的电容器无功补偿方法,将分布式电源作为连续可调无功源参与到配电网无功优化。针对智能算法容易陷入局部最优解的问题,引入子空间的概念,提出一种基于子空间细菌群体趋药性算法,增强了算法的全局寻优能力。利用IEEE33节点系统计算表明,分布式电源参与配电网无功优化可有效降低系统的网损,提高各节点电压,改善分布式电源并网点电压稳定性,同时验证了改进算法的有效性和可行性。
    不耐烦顾客生产服务系统建模与优化
    王晓燕1,王康周2,祁忠斌1,江志斌3,李娜3
    2014, 44(2):  55-63.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2013.334
    摘要 ( 905 )   PDF (1465KB) ( 457 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    针对服务型制造模式下,企业为顾客提供产品与服务组合,对顾客差异化管理的特点,研究了具有不耐烦顾客的生产服务系统的建模与优化问题。生产设施生产两种产品,服务中心基于对应的产品为两类顾客提供不同的服务,服务每个顾客订单需要消耗对应产品。在考虑企业对顾客差异化管理导致低优先权顾客具有不耐烦行为的情形下,基于基本库存控制策略,建立了生产两类产品的生产服务系统Markov模型,给出了系统稳态分布的求解方法,以及系统的重要性能指标。以系统净利润最大化为目标,给出了最优控制下顾客不耐烦行为对系统性能的影响,并提出相应的管理建议。
    复杂背景下的交通信号灯综合识别方法
    佀君淑,朱文兴*,沙永贺
    2014, 44(2):  64-68.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2013.319
    摘要 ( 1184 )   PDF (1956KB) ( 1347 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    针对复杂背景下多类型交通信号灯的自动识别问题,提出一种基于亮度分割、K均值聚类及前景直方图分析相结合的识别方法。首先通过亮度分割、几何特征分析和分类统计方法对信号灯进行自动定位;然后利用K均值聚类算法判断信号灯颜色;最终通过分析信号灯前景直方图对信号灯类型及其包含的方向信息进行判断,从而实现信号灯的自动识别。实验结果表明,该方法对不同场景下的不同类型信号灯均具有很高的识别准确率,证明了该方法的高可靠性和广泛适用性。
    其他
    含油污泥制备高比表面积活性炭
    邓皓,王蓉沙*,张明栋,任雯,谢水祥,岳勇,刘鹏,刘晓辉
    2014, 44(2):  69-75.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2013.264
    摘要 ( 959 )   PDF (1478KB) ( 725 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    以含油污泥为原料,氢氧化钠为活化剂,在氮气保护下,通过室内静态热解炉制备高比表面积活性炭。研究炭化温度、活化升温方式、活化温度、活化时间和碱碳质量比m(NaOH)/m(C)对高比表面活性炭的影响。采用全自动比表面与孔隙度分析仪、钨灯丝环境扫描电子显微镜等测试设备,分别对产品的比表面积与孔径分布、组成及微观形貌进行定性或定量分析。研究结果表明,含油污泥制备高比表面积活性炭的较佳条件为:炭化温度500℃,活化升温方式(c),活化温度800℃,活化时间1h, m(NaOH)/m(C)=2。采用本方法制备的活性炭比表面积大于2000m2/g,平均孔径小于2nm,总孔容大于2cm3/g,性能优于普通活性炭,可作为能源储存介质、电极材料、高效吸附剂的基础材料,为含油污泥的资源化利用提供了一条新途径。
    PET-砖粉砂浆的耐久性研究
    葛智1,孟繁博2,岳红亚1,胡益彰1
    2014, 44(2):  76-79.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2014.048
    摘要 ( 854 )   PDF (1131KB) ( 505 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    采用废旧PET(polyethylene terephthalate)作为胶凝材料制备PET-黏土砖粉砂浆。研究了PET-砖粉砂浆的吸水率、抗硫酸盐侵蚀性、抗氯离子渗透性,并通过SEM观察其微观形貌。研究结果表明,试件的7d吸水率为0.9%;20个循环后浸泡在硫酸盐溶液与清水中的试件抗压强度仅相差1.83%;PET-砖粉砂浆的氯离子电通量为48C。因此PET-砖粉砂浆具有很好的耐久性。SEM结果表明材料内部较好的密实度,呈现极少的孔隙。
    基于EEMD和ICA方法的驾驶室内噪声源时频分析
    王丽,周以齐,于刚,米永振
    2014, 44(2):  80-88.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2013.321
    摘要 ( 1006 )   PDF (3110KB) ( 737 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    为有效控制工程机械驾驶室内噪声,利用集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition, EEMD)后的本征模函数作为稳定独立成分分析(independent component analysis, ICA)算法中的多个虚拟通道,提出了基于EEMD和ICA相结合的驾驶室内噪声盲源分离方法。通过分析仿真信号验证了EEMD-ICA方法研究复杂非平稳信号可行。结合相干分析、时频分析方法研究推土机驾驶室内噪声特性。结果表明,柴油机的1/2阶、1阶转动频率是驾驶室内相关零部件的振动辐射噪声的主要激励来源,柴油机的燃烧噪声也是室内噪声的来源。通过相干分析与时频分析相结合的技术可较准确实现噪声源定位,结合测试对象的相关常识可实现对噪声类型判别、噪声传入途径等复杂的问题进行研究,为进一步实现驾驶室内噪声治理、故障诊断,提供经济实用的分析手段。
    CaCl2添加对煤热解过程中汞形态转化影响的实验
    睢辉,董勇*,张梦泽,喻敏,王鹏
    2014, 44(2):  89-94.  doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2013.308
    摘要 ( 902 )   PDF (1605KB) ( 391 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    基于单质汞是煤热解烟气中主要汞存在形态,提出煤中添加CaCl2并协同SCR催化剂促进热解烟气中单质汞的转化。利用程序升温热解实验台研究煤在热解时汞析出速率及累积释放率,通过积分各形态汞的总析出量分析汞的形态转化,考察煤中添加CaCl2以及与SCR催化剂协同作用对汞的形态转化的影响。结果表明,温度是影响汞析出速率的关键因素,低于430℃时析出速率随温度升高而升高,之后随温度升高而降低;总汞累积释放率在400~500℃随温度呈明显线性正相关关系,600℃时累积释放率达90%左右。随着氯添加量的增加,Hg2+比例明显提高,在催化剂协同作用下,绝大部分单质汞被氧化成氧化态汞,有利于汞的脱除。