计算机工程与科学
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2017年 39卷 07期
刊出日期 2017-07-25

论文
论文
1201 杨胜哲,于俊清,唐九飞
数据流程序动态调度与优化
为了解决数据流编程模型的可用性问题,使其能在兼顾程序并行性的前提下适用于动态数据交互速率的流应用,设计了一种动态调度与静态优化相结合的数据流编译系统。编译器以COStream语言编写的源程序为输入,通过对源程序进行分析,以动态速率的数据通信边作为边界划分程序到粗粒度的子图,在子图内部应用静态优化。根据子图的每个计算单元的工作量估计计算资源的使用状况,实现子图内计算单元到处理器核的映射,经过阶段划分分配子图内计算单元到相应流水阶段。在运行时,每个子图在各个处理器核上均启动一个线程,通过对线程间通信的优化,避免了运行时多个线程对同一段内存同时读写产生的同步开销,减少了线程的上下文切换次数。使用信号量控制子图内线程间的同步,基于各子图计算单元运行时数据交互速率并结合当前线程的状态,动态调度各个子图的执行,构建动态的软件流水线,生成相应多线程目标代码。实验以通用X86-64多核处理器作为实验平台,测试和分析数据流编译的性能。实验结果表明,编译系统可以实现动态数据交互速率的数据流应用,扩大了编译系统可用性并且具有一定加速效果。
 
2017 Vol. 39 (07): 1201-1210 [摘要] ( 18 ) [HTML 1KB] [ PDF 1392KB] ( 44 )
1211 宋梦召,冯仰德
核辐照损伤金属材料的大规模KMC模拟
动力学蒙特卡洛方法可用来模拟核反应堆第一壁材料的辐射效应和缺陷扩散,有助于理解和预测材料在辐照损伤下的微观性质和宏观变化。采用同步子域方法实现了空位跃迁过程的并行模拟。通过采用动态更新通信数据和自适应同步时间步长方法,减少通信次数和通信量,在保证准确性的情况下获得了较好并行性能。实验表明,基于同步子域的串行计算比原始串行算法时间缩短60.31%,并行算法在80核时达到39倍加速比。对于大规模问题,算法也表现出很好的并行效率,适用于大规模问题的模拟。
 
2017 Vol. 39 (07): 1211-1218 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [ PDF 825KB] ( 43 )
1219 王利1,2,王晶1,2,张伟功2,3,邱柯妮2,3,陆克中4
Linux内核参数对Spark负载性能影响的研究
关于Spark性能的研究目前正在成为热点,但调优策略多位于应用层,而不是系统层。操作系统作为硬件之上的第一层软件,对硬件性能发挥起着根本作用。Linux内核提供了丰富的参数作为优化性能的接口,但实际中,这些参数的作用并没有得到充分发挥。人们更多是采用系统默认值,而不是根据具体环境进行调整。然而本文实验发现,系统默认值并不一定是最好的选择,有时甚至是最坏的。定义了“影响比”这一概念,并基于此概念提出了一种通过分析内核函数的执行情况来认识参数对Spark应用影响的方法。针对Spark内存计算的特点,从大页、NUMA这两个与使用内存紧密相关的方面分析了相关内核参数对几种典型Spark负载的性能影响,并由此得出一些结论。希望本文的分析和结论可以为Spark平台合理设置内核参数提供一些参考。

 
2017 Vol. 39 (07): 1219-1226 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [ PDF 1036KB] ( 29 )
1227 周丽1,张天明1,任祖杰1,施巍松2,万健1,3,张纪林1,李尤慧子1,叶正1
面向云文件系统的隔离性度量方法研究
随着云计算的快速发展,云文件系统在云计算基础设施中扮演着越来越重要的角色。尽管目前业界已有不少面向云文件系统的性能评测工具,但大多数评测工具仅关注于传统的系统性能指标,比如IOPS和吞吐量,难以评估云文件系统在多租户环境下的性能隔离性。由于云环境I/O负载的动态性和异构性,所以准确评估云文件系统的隔离性变得更加具有挑战性。提出了一种新型的云文件系统隔离性度量模型,并在一个基准测试工具Porcupine中进行了实现。Porcupine通过模拟真实负载特征的I/O请求,实现对负载与性能的准确仿真并提高文件系统的测试效率。通过对Ceph文件系统的实验,验证了所提出的隔离性度量模型的有效性及准确性。
 
 
2017 Vol. 39 (07): 1227-1233 [摘要] ( 17 ) [HTML 1KB] [ PDF 1036KB] ( 37 )
1234 魏朝磊1,闫民2,赵方1
OpenMP多核技术在颗粒流体力学方法GHM中的应用

为了达到提高颗粒流体动力学方法GHM计算效率的目标,分析了GHM模型的主要计算模块,抽取其中的可并行计算模块,基于多核计算机的硬件环境,应用OpenMP多线程并行计算模型,对采用数值积分方法求解颗粒运动方程的部分,实现求解过程的并行计算。最后通过多次实验验证程序的正确性及算法性能。实验结果表明,在Windows 7系统4核8线程处理器的计算机上,并行程序的并行加速比最高达到了2.5,说明OpenMP多核并行技术能较显著地提高GHM方法的计算性能。

2017 Vol. 39 (07): 1234-1240 [摘要] ( 12 ) [HTML 1KB] [ PDF 739KB] ( 45 )
1241 周兰花1,付彬1,2,李仁发1,刘新忠1,黄晶1
基于异构计算的三维FDTD并行算法及其在电磁仿真中的应用
时域有限差分(FDTD)法是求解电磁学中麦克斯韦方程组的重要方法之一,一直以来获得了广泛的使用,但是应用于电大尺寸目标仿真时存在巨大的耗时问题。为解决这一问题,利用图形处理器(GPU)的并行处理特性,结合计算统一设备架构(CUDA),以低通滤波器为算例,实现了时域卷积理想匹配层(CPML)吸收边界的三维FDTD高性能加速计算,目标网格数达5百万。实验在Fermi架构的Quadro 4000和Tesla M2050两款GPU上实测,误差均在10-4范围内,相对于同时期的CPU分别可获得36和55倍以上的加速,结果表明该方法具有精度高、效率高、通用性和实用性强等特点。
 
2017 Vol. 39 (07): 1241-1248 [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [ PDF 806KB] ( 35 )
1249 姜文超1,林德熙1,孙傲冰2,伍小强2
一种新的基于相似度过滤的大数据保序匹配与检索算法

伴随大数据时代的到来,数据快速保序匹配与检索成为众多大数据应用急需解决的关键问题,通过抽象与归约等措施,数据对象可抽象为具有若干属性的点集或序列,从而将数据匹配问题转化为字符或数字序列匹配问题。提出一种基于相似度过滤的数据保序匹配与检索算法,算法分三步:(1)数据转换,基于幅值变化趋势将原始序列转换为二进制,对序列中任何一个字符,通过判断包括其前后邻居在内的三个点的关系定义二进制序列,准确反映相邻三点之间的凸增长(降低)或凹增长(降低)关系;(2)数据归约,为方便候选序列与模式序列之间的相似度计算,运用基于幅度变化比例的数据归约方法,将候选序列与模式序列均归约到固定区间;(3)相似度计算,为区分不同趋势的凸增长(降低)或凹增长(降低)幅度,通过计算候选序列与模式序列对应点之间的差值绝对值之和作为相似度判断依据,提出基于相似度过滤的快速匹配方法,寻找与模式序列变化趋势一致的子序列集合,并按照相似度大小排序。理论分析与实验结果表明:(1)该算法具有亚线性时间复杂度;(2)该算法能有效解决Chhabra 等人算法对数据震荡幅度失控的问题,同时解决数据序列与模式序列分段规律但整体不相似的问题;(3)解决了Chhabra等人算法中对匹配序列排序造成的匹配结果疏漏问题。该方法不仅能更准确、更多地匹配出变化趋势一致的子字符串,同时将多个候选子串根据与模式之间的相似度进行排序,为进一步的数据精确检索提供判断依据。

2017 Vol. 39 (07): 1249-1256 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [ PDF 1478KB] ( 33 )
1257 邢方诚,王素珍,王涛,宗卫华
基于改进Costas环的高精度数字BDPSK通信系统的FPGA实现
随着软件无线电数字通信系统的应用,使用大规模可编程器件FPGA的技术成为数字通信系统研究的热点。在高精度BDPSK系统中,基于传统Costas环的载波提取会占用FPGA器件的较大资源,采用改进的Costas环进行载波同步提取,节省了较多乘法器和加法器,提高了载波提取的运算速度。基于改进Costas环设计的14位数据端高精度BDPSK数字通信收发系统,将所有基本的单元器件集成在一块可编程FPGA芯片上,提高了系统的集成度,增加了电路的可靠性。同时,系统参数及输出数据位宽均可通过编程调整。这种可编程的数字通信系统具有良好的应用前景。
 
2017 Vol. 39 (07): 1257-1263 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [ PDF 1031KB] ( 29 )
1264 马骏1,2,李想1,郭红1
民航气象资料接收模型研究
在民航业务流程的基础上,对原有民航气象信息处理与传输系统进行研究。分析发现,随着业务量的增加,原有系统在接收气象资料实时性等方面已无法满足需求,进而提出了新一代民航气象资料接收模型。该模型使用多节点并行处理、负载均衡、内存数据库等技术提高了气象资料解码、质量检测、存储等方面的效率。该模型现已成功地应用在民航气象信息处理与传输验证系统上。
 
2017 Vol. 39 (07): 1264-1268 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [ PDF 1750KB] ( 32 )
1269 晏敏1,何欣1,李沙1,祝龙1,赵丽2
基于一阶泰勒级数查表法单精度倒数的设计与实现

在分析了单精度倒数算法在图形处理器中存在的不足的基础上,设计了一阶泰勒级数单精度倒数算法。与传统算法相比,在资源消耗、运算周期和效率方面得到了有效改善。本浮点倒数算法的主要逻辑模块由一个24位整数加法器、一个ROM和一个24位乘法器组成。将在[1,2)范围的尾数平均分为4 096个区间,将每个区间起始点倒数平方放入查找表,并对每个区间采用一阶泰勒级数计算倒数值。仿真结果表明:仿真的结果与理论结果一致,满足单精度浮点数的精度要求。目前此算法已经成功流片,应用于国产第三代图形处理器JM7200。

2017 Vol. 39 (07): 1269-1272 [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [ PDF 656KB] ( 38 )
1273 聂祥林1,2,张玉梅1,2,吴晓军1,2,吴霞1
基于节点依赖度和相似社团融合的社团结构发现算法
社团结构作为复杂网络的拓扑特性之一具有重要的理论和实践意义。提出一种基于节点依赖度和相似社团融合的社团结构发现算法,首先根据依赖度和相似度的定义将整个网络划分成若干个平均集聚系数较大的局部网络,构成网络的基础骨架社团;然后根据连接度的定义不断将社团边缘的节点和小社团吸收到相应的骨架网络中去,直到所有节点都得到准确的社团划分。算法在Zachary空手道俱乐部网络和海豚社会网络中进行了社团划分实验,并与GN算法和Newman快速算法进行了比较,结果表明该算法可以有效地划分社团边缘的模糊节点,社团划分结果具有较高的准确度。
 
2017 Vol. 39 (07): 1273-1280 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [ PDF 1076KB] ( 27 )
1281 李耀芳1,2,吴斌2,肖杰2,李玮1,刘琦1,孙莹光1
基于骨干网的数据中心网络服务规划设计
数据中心是云计算的核心,而当前基于电交换器、传统多级交换网络、集中放置与管理的数据中心架构无法满足未来云服务对高性能数据中心在可生存性、高可用性与设计灵活性等方面的要求。以网络可生存性和最小化网络代价为目标,针对数据中心的放置、服务路由及保护进行联合优化设计。首先通过设计ILP获取最优解。该ILP集成了p-cycle、服务量备份以及快速重路由等思想,分别针对单个链路或单个服务器损坏进行快速保护。然后进一步给出一种启发式算法,该算法包含数据中心的放置及服务路由和快速保护两大步骤。ILP和启发式两种方法最终都通过广泛的仿真实验进行了验证。
 
2017 Vol. 39 (07): 1281-1287 [摘要] ( 7 ) [HTML 1KB] [ PDF 1034KB] ( 40 )
1288 陈泳希1,刘任任1,陈益强2,王双全2,蒋鑫龙2
情境自适应的RSSI分段异构拟合定位方法
室内定位在公共安全、健康监护、定位服务等领域具有重要价值,提高定位精度和模型对环境的适应性已经成为室内定位的核心问题。其中通过接收信号强度指示RSSI值来获取距离是比较通用的方法。针对室内复杂环境中传统的对数距离损耗路径模型适用性不高的情况,提出了一种情境自适应的RSSI分段异构拟合定位方法。该方法利用信号在不同应用情境下传播损耗的差异性,将RSSI数据分为多个不同的拟合段,根据RSSI数据的区分特性寻找最优的分段拟合点,并为每个分段选择最优的拟合函数,使得分段数、分段位置和每个分段的拟合函数都适应相应的应用场景,从而实现高精度的RSSI信号拟合。实验结果表明,本文所提出的方法在RSSI拟合精度上均优于传统的单一拟合函数,可明显提高定位算法的精度。
 
2017 Vol. 39 (07): 1288-1294 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [ PDF 774KB] ( 36 )
1295 郭豪,王国才,罗聘
一种基于Cookie的跨域单点登录方案设计
针对多应用系统下用户需多次进行身份认证导致工作效率较低及系统安全性差的问题,提出了一种基于Cookie的跨域单点登录方案。用户可以在不同域内的应用系统间安全有效地实现“一处登录,多处访问”。给出了方案的总体模型,分析了登录流程,解释了跨域的实现,详细地说明了双向认证过程,保证通信双方的身份合法性。引入角色认证管理,降低了单点登录系统与应用系统的耦合。
 
2017 Vol. 39 (07): 1295-1299 [摘要] ( 7 ) [HTML 1KB] [ PDF 582KB] ( 33 )
1300 李娟1,张冰怡1,冯志勇1,徐超2,张铮3
基于隐马尔可夫模型的视频异常场景检测

视频技术的广泛应用带来海量的视频数据,仅依靠人力对监控视频中的异常进行检测是不太可能的。异常行为的自动化检测在公共安全等领域的地位极其重要。提出一种综合考虑目标特性和时空上下文的异常检测方法,该方法利用光流纹理图描述移动物体的刚性特征,建立基于隐马尔可夫模型HMM的时间上下文异常检测模型。在此基础上,提取异常目标的Radon特征,以支持向量机SVM的异常预分类结果为基础,通过HMM建立异常场景的空间上下文分类模型。该模型在公共数据集UCSD PED2上进行了实验验证,结果表明,本算法不仅在异常检测方面优于已有算法,而且还能给出异常分类。

2017 Vol. 39 (07): 1300-1308 [摘要] ( 11 ) [HTML 1KB] [ PDF 867KB] ( 35 )
1309 孔锐1,2,揭英达1,程霖1
基于扫描线处理的指针式仪表快速读数算法
针对光照不均匀、指针检测速度过慢等因素造成指针式仪表读数算法无法快速、准确读取示数的问题,提出一种基于扫描线处理的快速准确读数新算法。新算法首先利用单尺度Retinex提取光照鲁棒性特征图像,然后应用提出的扫描线处理算法快速抽取进行Hough变换的特征像素点,最后用双阈值Hough变换检测直线。实验表明,所提算法创新性地将指针图像细化与双阈值Hough变换等相结合,不仅解决了光照变化的影响以及检测速度慢等问题,而且具有读数精度高、读取速度可调节等特点。
 
2017 Vol. 39 (07): 1309-1316 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [ PDF 751KB] ( 31 )
1317 安静,张贵仓,刘燕妮
基于多尺度top-hat变换的自适应彩色图像增强
针对传统彩色图像增强过程中的过度增强及空间变化所引起的信息丢失现象,在RGB空间提出一种基于数学形态学top-hat算法,以各分量标准差权重比例为调控因子的彩色图像增强方法。首先,提取R、G、B通道多尺度下的亮、暗细节特征,然后利用控制因子对有应用价值的细节特征进行增强,最后组合三个分量,得到增强的目标图像。实验结果表明,该方法能有效增强图像对比度,避免过度增强,且能很好地保持亮度,视觉效果良好。
 
2017 Vol. 39 (07): 1317-1321 [摘要] ( 11 ) [HTML 1KB] [ PDF 564KB] ( 27 )
1322 卢万杰,蓝朝桢,施群山,吕亮
基于Mashup的用户自定义空间态势可视化表达
当前空间态势可视化方案不能根据快速变化的数据和任务要求实现用户自定义表达。在Web应用领域,Mashup能够将多个不同来源的支持Web API的应用按照一定的模式进行糅合,产生新的Web应用,并利用从外部数据源检索到的内容来创建全新的服务。基于Mashup技术,设计用户自定义的空间态势可视化表达,实现内部Widget之间的数据交互;实现三维和二维态势信息可视化Widget,并能够同步显示空间态势信息;通过网络图层管理进行态势信息的显示管理,实现事件的订阅与发布。实验结果表明,基于Mashup技术的用户自定义空间态势可视化表达能够适应快速变化的任务和数据需求。
 
2017 Vol. 39 (07): 1322-1327 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [ PDF 696KB] ( 30 )
1328 宋建辉,代涛,刘砚菊
基于改进人工势场法的移动机器人路径规划
基于传统人工势场法的机器人路径规划存在障碍物附近目标不可达和局部极小点的问题。在研究该问题产生原因的基础上,提出了一种基于改进人工势场法的移动机器人路径规划算法。该算法在斥力函数中引入了机器人和目标点之间的距离,在极小点附近自主建立虚拟目标牵引点并隔离原有目标点,解决了传统人工势场法的局部极小点问题,使机器人到达了目标点。仿真结果说明了改进后算法的有效性。
 
2017 Vol. 39 (07): 1328-1332 [摘要] ( 16 ) [HTML 1KB] [ PDF 710KB] ( 30 )
1333 王召月,陈丽芳
基于mean-shift全局立体匹配方法
针对图像全局立体匹配精度高、计算量大的问题,提出基于mean shift图像分割的全局立体匹配方法。首先,通过mean shift算法对图像进行分割,获取图像同质区域数量和区域的标号。在计算匹配代价时,根据像素所属的分割区域,对像素进行筛选,从而提高匹配代价计算速度;其次,在代价聚合前,将mean shift算法获取的同质区域数K值赋值给K-means聚类算法,对像素再次聚类,提高立体匹配精度和速度;最后通过TRW-S置信传播解决能量最小化问题。实验表明,该算法明显提高了匹配的准确性和速度,与单纯的全局匹配算法相比,具有更大的优势。
 
 
2017 Vol. 39 (07): 1333-1337 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [ PDF 498KB] ( 28 )
1338 姬孟洛1,舒云星1,黄辰林2,高翔1,陶荣1
嵌入式控制系统程序模式的自动分析方法
嵌入式控制系统通常都有模式,比如启动模式、正常工作模式以及紧急模式等。程序模式是由其输入变量值范围组合构成的输入变量约束表达式表示的。基于源程序,获取其模式,不仅能够验证实现的模式与设计是否一致,还能够更加精确地计算程序的WCET。在对源程序进行分析的基础上,提出了一种自动获取程序模式的新方法。该方法基于C语言源程序,针对程序控制流程图,通过调整循环中节点流向以及去除与输入变量无关的节点,获得输入变量相关控制流程图ICFG,通过对ICFG每条路径建立线性规划问题并求解,获得每一个潜在的程序模式及其输入变量约束表达式。对基准程序的实验结果,表明了该方法的可行性和有效性。

 
2017 Vol. 39 (07): 1338-1345 [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [ PDF 800KB] ( 36 )
1346 李剑锋,秦拯
一种基于局部近邻Slope One协同过滤推荐算法
经典的Slope One算法采用线性回归模型对目标项目进行预测评分,但在项目评分偏差表构建过程中产生了部分噪声数据,影响了算法的推荐性能。为了解决该问题,建立了一种基于局部近邻Slope One协同过滤推荐算法。算法计算了当前活跃用户针对不同推荐商品的近邻用户集,其邻居用户集根据目标项目的不同而动态变化;根据活跃用户关于不同目标项目的邻居用户数据来进一步优化项目之间的平均偏差,进而产生推荐。对比实验说明,该算法在MovieLens数据集上具有较高推荐精度。
 
 
2017 Vol. 39 (07): 1346-1351 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [ PDF 496KB] ( 28 )
1352 王帅,雷跃明
一种德州扑克的牌力评估方法
德州扑克是机器博弈领域中一种很好的研究对象,与国际象棋、西洋棋等不同,其涉及了诸如不完整信息抽象与处理、多智能体竞争、风险评估与管理、对手建模等多方面的问题研究。其中,不完备信息抽象与处理是其他问题研究的基础,抽象与处理信息就是要对当前牌局进行评估以供后续工作使用。针对牌局信息不完整的情况,讨论了一些评估牌力方法,分析了这些方法的利弊,并提出了一种新的牌力评估方法,以提升计算速度,减少资源占用。实验结果表明,新的方法摒弃了查找表,达到了节省空间的目的,同时也具备较快的计算速度。
 
2017 Vol. 39 (07): 1352-1358 [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [ PDF 470KB] ( 31 )
1359 陈玲娟1,2,代炯1,王殿海2
基于前景值的多类型出行者逐日路径选择模型

为研究非平衡态下的出行者逐日路径选择行为,以前景理论为基础,综合考虑出行者对路网随机性和逐日路径调整行为中的有限理性,基于出行经验数据逐日更新预留出行时间参考点,根据有限记忆规则和理解行程时间更新计算逐日路径前景值,并构建基于转移系数的逐日流量更新规则。最后结合算例分析了有限理性、完全理性、完全历史信息和非完全历史信息出行者所占比例及预留行程时间可靠度值对路网达到平衡态的演化时间及最终流量分布状态的影响。

2017 Vol. 39 (07): 1359-1364 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [ PDF 714KB] ( 30 )
1365 邢长征,安维国,王星
垂直数据格式挖掘频繁项集算法的改进
针对现有的基于垂直格式挖掘频繁项集采用正交的方式两两进行比较耗费大量时间和产生的Tid集可能很大浪费存储空间的问题,提出了一种基于三角矩阵和差集的垂直数据格式挖掘频繁项集的挖掘算法。该算法利用差集解决了对稠密数据集进行频繁项集挖掘时的Tid集可能很大的问题,并且利用一种前提方法判断是否有必要连接产生候选频繁k+1项集,减少时间的开销,而且在存储上用三角矩阵的数据结构可以进一步节省存储空间。实验结果表明,本算法大大减少挖掘频繁项集时间和空间内存的开销。
 
2017 Vol. 39 (07): 1365-1370 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [ PDF 486KB] ( 36 )
1371 谢小军1,2,俞春强3,王博1,何弦1,徐章艳1,2
基于免疫量子粒子群优化的测试代价敏感属性约简算法

为了解决测试代价敏感属性约简的高效性和准确性问题,提出一种基于免疫量子粒子群优化的最小测试代价属性约简算法。依据条件信息熵和测试代价因素定义适当的适应值函数,将最小测试代价属性约简问题转化为0-1组合优化问题,提出最小属性的属性约简问题是一种具有特殊测试代价的最小测试代价属性约简问题。最后结合量子粒子群和人工免疫方法给出约简算法。实验对比已有的最小属性约简算法和测试代价敏感属性约简算法,实验结果表明本算法是有效的。

2017 Vol. 39 (07): 1371-1378 [摘要] ( 27 ) [HTML 1KB] [ PDF 542KB] ( 39 )
1379 麦超,邹维宝
稀疏受限玻尔兹曼机研究综述
人类的视觉系统采用稀疏编码方式来描述被感知的图像特征,而稀疏表示被认为是图像特征最合理而且有效的表示形式。由于受限玻尔兹曼机具有强大的无监督学习能力,所以它被用于深度学习中。将多个稀疏受限玻尔兹曼机堆叠起来,不仅可以模拟大脑的分层结构,还可以学习到图像更加抽象的特征信息。因此,采用受限玻尔兹曼机获得图像特征的稀疏表示在人工智能领域得到了广泛的关注。首先介绍了受限玻尔兹曼机的基础知识,紧接着阐述了稀疏化的原因,并描述了稀疏受限玻尔兹曼机的优点。然后,文章详细介绍了稀疏受限波尔兹曼机的国内外研究现状。最后总结了目前研究中存在的问题及将来的发展方向。

 
2017 Vol. 39 (07): 1379-1384 [摘要] ( 18 ) [HTML 1KB] [ PDF 552KB] ( 35 )
1384 尚允坤,段锁林,潘礼正
基于ERS/ERD的二级共空间模式的运动想象脑电信号特征提取
针对多类运动想象EEG信号在脑-机接口方面存在分类识别率低和被试者差异性的问题,提出了一种基于ERS/ERD现象的二级共空间模式特征提取的方法。首先对全部导联进行特定频段的小波包降噪和分解;其次对分解系数重构后的信号以手(左、右)和脚(脚、舌)这二类进行一级共空间模式获取空间滤波器并对其采用2-范数筛选准则,提取权重系数较大的N个导联;然后以优化导联的投影矩阵对手与脚进行空间滤波后的信号分别作为原始信号进行二级空间模式特征提取;最后采用支持向量机进行分类。采用BCI2005IIIa中三位被试者的数据进行仿真验证,得到分类正确率最高达到92.55%。结果表明,该方法对EEG信号的特征提取具有较好的效果。
 
2017 Vol. 39 (07): 1384-1390 [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [ PDF 764KB] ( 30 )
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