• 2020年第43卷第11期文章目次
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    • 面向嵌入式系统的加密算法性能检测方法

      2020, 43(11):1-10. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.11.001 CSTR:

      摘要 (596) HTML (701) PDF 658.05 K (798) 评论 (0) 收藏

      摘要:嵌入式系统信息安全是保障工业控制系统安全的必然要求,然而有限成本的硬件资源可能无法有效支撑加密算法应用所带来的额外计算开销。为研究面向嵌入式系统中加密算法移植的可行性和对系统性能的影响,提出了一个嵌入式系统加密算法性能度量方法,通过构建等效度量实现系统侧和密码侧两部分抽象层次的联系。实验利用该方法,以运行时间延迟、吞吐量和系统资源使用率为度量指标,完成对包括国产加密算法与轻量级算法等在内的多种不同配置加密算法的性能测评。实验结果表明加密算法密钥长度的增长会增加算法执行的延时,算法分组大小的增大会提高算法的运行速度,使用不同加密模式造成的性能影响随加密算法不同而表现出差异性。直接部署加密算法检测任务执行时系统的指标值可以简化测量,相比其他抽象模型在工业场景中的应用更有实际意义。

    • 磁耦合无线电能传输系统能效性能在线监测器设计

      2020, 43(11):11-20. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.11.002 CSTR:

      摘要 (498) HTML (672) PDF 3.33 M (739) 评论 (0) 收藏

      摘要:无线电能传输(WPT,wireless power transfer)技术目前已被应用到生产生活的很多领域,在WPT系统运行和调试时,需要对系统进行监测以了解系统的实际工作状况。给出了一种上位机与下位机结合的无线电能传输系统能效性能监测器设计方案,以LCC-S型磁耦合WPT系统为监测对象,对监测系统需求进行了分析,给出了WPT系统各能效性能参数的计算公式,提出基于STM32的下位机和基于PC与LabVIEW的上位机系统硬件和软件设计方法。最后通过实验验证了所提出的无线电能传输系统能效性能在线监测器设计方案和设计方法的合理性和可行性。

    • 特征空间中的拓展稀疏人脸识别

      2020, 43(11):21-28. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.11.003 CSTR:

      摘要 (585) HTML (718) PDF 1.63 M (594) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于稀疏表示分类(SRC,sparse representation for classification)是近年来模式识别领域中备受关注的一个研究热点。当每类训练样本较少时,SRC的识别效果往往不理想。为解决此问题,人们提出了拓展的稀疏表示分类算法。它引入了训练样本的类内变量矩阵,来补充每类训练样本信息。但是,该方法很难获取普遍存在于复杂数据如图像中的非线性信息。为此,提出了特征空间中的拓展稀疏人脸识别算法。该算法将样本集非线性映射到新的特征空间中,计算每个训练样本在表示测试样本时所做的贡献。根据贡献大小,给每个训练样本赋予一定的权重。同时,利用类内变量矩阵,共同表示测试样本。实验表明所提出的算法优于其它经典稀疏表示分类算法。

    • 基于城市道路卡口数据的交通流量预测

      2020, 43(11):29-40. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.11.004 CSTR:

      摘要 (2097) HTML (3096) PDF 1.64 M (1412) 评论 (0) 收藏

      摘要:交通流量的预测可以为交通管理部门的工作和车主的出行规划提供很大帮助,如何进行准确且高效的交通流量预测是一个非常重要的问题。传统的交通流量预测数据通常是车速和行车轨迹,研究人员通过在高速上每隔一段距离布置交通传感器获得数据,这些方法应用于城郊地区和高速公路上,取得了很好的效果,但城市道路人口密集且交通情况复杂,不适合大规模布置传感器获得所需交通数据,所以不能使用现有的方法进行预测。笔者提出了一种利用城市道路卡口的交通流量数据进行预测的方法。首先,通过对已有的交通数据分析来总结交通流量周期性变化的特点;然后,基于这些周期性变化的特点来提取相应特征;最后,依据这些特征训练适用于城市卡口的交通流量预测模型。基于真实交通数据集进行了大量实验,结果表明,交通流量预测模型的预测值的RMSE和MAPE分别为15.3和7.3,即预测准确度可以达到92.7%。

    • 融合量子密钥的内网文件加密系统

      2020, 43(11):41-51. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.11.005 CSTR:

      摘要 (543) HTML (536) PDF 3.46 M (659) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着量子计算技术快速发展,基于计算复杂性的加密技术正面临着巨大的威胁,单一的防火墙技术无法完全阻止黑客的侵入和发自内网的攻击。采用防火墙与量子保密通信技术相结合的策略,能够有效解决上述问题。文中设计了一种基于量子密钥的局域网内文件安全系统,使用量子密钥并结合"一次一密"的方式对局域网内部隐私文件进行加密,能够有效防范文件失窃带来的损失。系统包括2个部分:以文件处理单元为核心的客户端软件,以加/解密信息管理模块为核心部件的服务器。为了增加密文的复杂性、密钥的存储安全性、计算可行性,提出了密文混合拼接、弱口令错位置乱、密钥智能匹配3种密钥处理方法,有效提高了系统的整体安全性。经系统功能测试与网络仿真分析,验证了系统的有效性、安全性及可行性。

    • 基于标签辅助边优化的推荐算法

      2020, 43(11):52-62. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.11.006 CSTR:

      摘要 (538) HTML (1041) PDF 1.97 M (867) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的二部图推荐模型只考虑了用户和物品的历史交互行为。为了提供更加准确、多样和可解释的推荐,需要在用户物品交互式建模的基础上充分考虑标签辅助信息及权值的计算方式。文中提出了基于自然语言处理的标签相似性辅助边优化的推荐算法(LWV)。该方法结合用户历史行为和标签辅助信息,通过word2vec在节点间生成新用于节点交互的边并构建边的权重,来更新基础推荐算法的推荐列表。最后,在公开数据集上对文中算法与基准算法在6个公共评测标准进行对比,实验结果表明,LWV更新过的推荐算法相比原算法在准确性、多样性和新颖性方面获得更好平衡。

    • 基于VGGNet改进网络结构的多尺度大熊猫面部检测

      2020, 43(11):63-71. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.11.007 CSTR:

      摘要 (702) HTML (828) PDF 8.05 M (991) 评论 (0) 收藏

      摘要:大熊猫个体识别对研究大熊猫的种群数量非常重要,大熊猫面部检测是基于面部图像的大熊猫个体识别方法中的首要关键步骤。针对现有的大熊猫面部检测方法精确度不高的问题,提出基于VGGNet-16改进网络结构的多尺度大熊猫面部检测方法。首先,以VGGNet-16网络结构为基础,通过增加残差结构与BN层,降低卷积层通道数,并采用LeakyRelu激活函数等改进,构建一个新的特征提取主干网络。其次,将一个3尺度的特征金字塔网络结构与SPP结构结合用于目标检测。最后,使用深度分离卷积结构替代常规卷积结构。实验结果表明,提出的大熊猫面部检测方法在测试集上能够达到99.48%的mAP,检测性能优于YOLOv4。

    • 基于计算机视觉的齿轮齿数、公法线长度变动检测

      2020, 43(11):72-83. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.11.008 CSTR:

      摘要 (794) HTML (888) PDF 6.00 M (1082) 评论 (0) 收藏

      摘要:在基于计算机视觉的齿轮检测中,首次运用极坐标变换算法对预处理后的齿廓采样数据进行变换,将圆周上的齿廓曲线变换到水平方向,并将得到的齿廓看作正弦曲线,再采用Matlab工具箱中傅里叶变换函数得到正弦曲线的拟合表达式,对齿廓采样数据的总数(即列数)与拟合函数的周期比值取整,得到所检测齿轮的齿数。在检测公法线长度变动时,首先求得齿顶圆半径、模数,从而得到基圆半径,可求得基圆与齿廓交点的中点与斜率,利用点斜式方程求得与基圆相切的切线方程,该切线与跨过k个齿的齿廓相交的长度即为公法线长度,根据其最大值与最小值之差得到公法线长度变动。文中提出的基于计算机视觉系统的检测齿轮的齿数以及公法线长度的检测方法,实现了齿轮精度非接触式检测,且其检测精度能够满足工程实践的需求。

    • 邻域自适应的微分变异约束分数阶粒子群优化

      2020, 43(11):84-98. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.11.009 CSTR:

      摘要 (522) HTML (716) PDF 3.92 M (804) 评论 (0) 收藏

      摘要:分数阶粒子群算法(FOPSO)是一种具有路径记忆的改进型粒子群优化算法。在多峰约束优化问题中,针对FOPSO易于早熟和依赖于初始参数的问题,文中提出了一种邻域自适应的约束分数阶粒子群优化方法(NAFPSO)。在算法中,依据进化状态来动态调整邻域拓扑从而更新粒子位置和速度,以提高可行解的全局寻优能力和收敛速度;采用带惩罚因子的罚函数约束处理技术,迫使粒子趋向可行区域;设计了微分变异策略以增加种群多样性,增强粒子逃脱局部最优的能力。用9个约束优化基准函数实验验证了NAFPSO的有效性和收敛性能,并应用于2个约束工程设计问题,结果表明,提出的算法寻优能力强、收敛快、精度高、稳定性好,可用于有效地解决复杂的约束工程设计优化问题。

    • 基于模式的个性化服务定制方法

      2020, 43(11):99-110. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.11.010 CSTR:

      摘要 (439) HTML (698) PDF 0.00 Byte (664) 评论 (0) 收藏

      摘要:在服务互联网环境下,大量的用户需求可能被不同的用户同时提出。如何针对用户的个性化需求快速有效地构造服务解决方案是一个值得研究的问题。文中提出了一种基于模式的个性化服务定制方法,通过实验验证了文中所提算法的有效性。首先,利用历史服务请求及服务解决方案识别出的需求模式和服务模式,建立需求模式和服务模式之间的匹配关系。然后,提出一种基于模式的个性化服务定制算法(LPSC)来处理用户的个性化需求。在LPSC算法中,对于每个用户的个性化需求,根据用户需求的相似度进行分类构造虚拟需求。再用有限个数的需求模式去替代虚拟需求,通过需求模式与服务模式的匹配关系找到需求模式对应的最佳服务模式集,通过服务模式的组合来产生最终的服务解决方案。

    • 以太坊庞氏骗局的类型分析与识别方法

      2020, 43(11):111-120. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.11.011 CSTR:

      摘要 (1482) HTML (1935) PDF 1.62 M (1728) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着区块链投资领域投资者的增多,隐藏在智能合约中的庞氏骗局的影响也愈发恶劣。目前虽然有一些研究人员已经开始关注区块链上的庞氏骗局问题,但大部分还是停留在检测的层面上。将在现有的以太坊庞氏骗局检测方法的基础上进行进一步的研究,提出一种新颖的以太坊庞氏骗局类型识别方法。该方法基于智能合约的源代码和交易记录,通过分析提取关键词,将关键词与待测合约的源代码进行匹配,再结合交易记录的逻辑,进行二次分析,从而判断该合约属于哪一种骗局类型。在以太坊真实数据集上的实验表明:该方法的分类结果与人工分类的结果相比,分类准确率可以达到80%。研究有助于研究人员和投资者更加深入的了解以太坊智能合约庞氏骗局的本质。

    • 陶瓷产品三维互动装饰设计定制服务平台

      2020, 43(11):121-136. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.11.012 CSTR:

      摘要 (556) HTML (570) PDF 19.44 M (619) 评论 (0) 收藏

      摘要:在个性化定制已经成为一种时尚和潮流的今天,个性化定制实现了企业品牌品质和文化的升级。大数据引领的新经济时代,如果企业能及时获取并满足不同消费者的个性化需求,便会在新经济中掌握主动权。以通过网络获取用户对陶瓷产品的个性化定制需求为例,将陶瓷产品各组成配件进行数字化处理并存储于云服务器,借助Web3D技术,实现在线自由3D组合设计陶瓷产品,同时调用云端装饰图案库资源或在线自主设计装饰图案来对陶瓷产品进行图案装饰,并且建立图案资源与器形之间关联度的数学模型,以辅助普通用户提高陶瓷产品设计作品的美感。在线交互式装饰图案设计是利用Fabric.js在Canvas元素上提供的互动对象模型来实现装饰图案的生成和编辑,图案编辑中应用卷积操作实现了图像滤镜处理变换。通过建立设计图案画布与陶瓷三维模型之间的映射关系,生成具有较强真实感的陶瓷产品三维模型虚拟展示。研究成果可用于陶瓷产品在线三维交互式定制和展示宣传,在满足消费者对陶瓷产品个性化定制需求的同时,还可以为当前陶瓷市场创造一种崭新的营销方式,从而实现销量的增长。

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