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湖南省计算机教育年会(2020)专题
郭克华,朱翡虹,金一粟,奎晓燕,余肖勇

2021 Vol. 20 (4): 1-7 [摘要]( 57 HTML (1 KB)  PDF  (2405 KB)  ( 81 )

谷长龙,罗 娟,李小英

2021 Vol. 20 (4): 8-12 [摘要]( 43 HTML (1 KB)  PDF  (1477 KB)  ( 55 )

杨晓春,张 锦,蔡美玲,胡子达,陆玟冰

2021 Vol. 20 (4): 13-19 [摘要]( 47 HTML (1 KB)  PDF  (1444 KB)  ( 59 )

人工智能
刘纪敏,张楷第,文龙日,贾全秋,谢创森,王 菲

2021 Vol. 20 (4): 20-25 [摘要]( 54 HTML (1 KB)  PDF  (1684 KB)  ( 44 )

秦贵秋,顾长贵

2021 Vol. 20 (4): 26-31 [摘要]( 51 HTML (1 KB)  PDF  (3737 KB)  ( 53 )

韦丽娟,梁建娟,刘 洪,刘本永

2021 Vol. 20 (4): 32-35 [摘要]( 47 HTML (1 KB)  PDF  (1349 KB)  ( 50 )

佘霖琳,孙 红,赵祎彤,李嘉雪,宋雲龙

2021 Vol. 20 (4): 36-42 [摘要]( 48 HTML (1 KB)  PDF  (1987 KB)  ( 43 )

孙翌博,濮泽堃,徐玉华,胡 冰

2021 Vol. 20 (4): 43-48 [摘要]( 49 HTML (1 KB)  PDF  (2562 KB)  ( 45 )

王俊玲

2021 Vol. 20 (4): 49-52 [摘要]( 46 HTML (1 KB)  PDF  (1464 KB)  ( 46 )

武海燕,李坤明

2021 Vol. 20 (4): 53-56 [摘要]( 43 HTML (1 KB)  PDF  (1335 KB)  ( 42 )

朱 青,周石鹏

2021 Vol. 20 (4): 57-62 [摘要]( 48 HTML (1 KB)  PDF  (1991 KB)  ( 50 )

于瑞雨

2021 Vol. 20 (4): 63-68 [摘要]( 40 HTML (1 KB)  PDF  (1400 KB)  ( 38 )

赵 芸,赵 敏

2021 Vol. 20 (4): 69-74 [摘要]( 43 HTML (1 KB)  PDF  (1788 KB)  ( 46 )

朱 叶,李 琳,张佳鹏

2021 Vol. 20 (4): 75-80 [摘要]( 41 HTML (1 KB)  PDF  (2409 KB)  ( 43 )

陈 义,郭香蓉,王世峰

2021 Vol. 20 (4): 81-84 [摘要]( 58 HTML (1 KB)  PDF  (1373 KB)  ( 43 )

纪汉霖,汪晓玲

2021 Vol. 20 (4): 85-89 [摘要]( 44 HTML (1 KB)  PDF  (1329 KB)  ( 40 )

计算机软件与理论
王 文,张 俊

2021 Vol. 20 (4): 90-95 [摘要]( 44 HTML (1 KB)  PDF  (4442 KB)  ( 39 )

范英兵,卢 斌

2021 Vol. 20 (4): 96-100 [摘要]( 45 HTML (1 KB)  PDF  (3534 KB)  ( 53 )

顾亦然,郭玉雯

2021 Vol. 20 (4): 101-105 [摘要]( 41 HTML (1 KB)  PDF  (1781 KB)  ( 51 )

熊玖朋,李旭健,潘纪成

2021 Vol. 20 (4): 106-110 [摘要]( 44 HTML (1 KB)  PDF  (3269 KB)  ( 51 )

童 燮,万茂松,赵奉奎

2021 Vol. 20 (4): 111-116 [摘要]( 44 HTML (1 KB)  PDF  (2158 KB)  ( 55 )

徐远志,张会林,赵星虎

2021 Vol. 20 (4): 117-122 [摘要]( 45 HTML (1 KB)  PDF  (1413 KB)  ( 57 )

张明菊,仇丽青

2021 Vol. 20 (4): 123-128 [摘要]( 42 HTML (1 KB)  PDF  (5048 KB)  ( 50 )

邵云飞,许 冲,胡惠晴

2021 Vol. 20 (4): 129-134 [摘要]( 45 HTML (1 KB)  PDF  (1470 KB)  ( 53 )

徐熠明

2021 Vol. 20 (4): 135-140 [摘要]( 43 HTML (1 KB)  PDF  (1835 KB)  ( 50 )

孙威威,张 峥

2021 Vol. 20 (4): 141-144 [摘要]( 40 HTML (1 KB)  PDF  (1991 KB)  ( 53 )

温晓丽,何子登,余红玲,邹大毕

2021 Vol. 20 (4): 145-149 [摘要]( 39 HTML (1 KB)  PDF  (1744 KB)  ( 51 )

软件设计、开发与应用
许平顺,孙首群,严 亮

2021 Vol. 20 (4): 150-153 [摘要]( 44 HTML (1 KB)  PDF  (1737 KB)  ( 64 )

唐 麟,汪华登

2021 Vol. 20 (4): 154-157 [摘要]( 45 HTML (1 KB)  PDF  (1834 KB)  ( 54 )

包晓敏,李 平

2021 Vol. 20 (4): 158-162 [摘要]( 40 HTML (1 KB)  PDF  (1652 KB)  ( 51 )

毛新光

2021 Vol. 20 (4): 163-166 [摘要]( 44 HTML (1 KB)  PDF  (2232 KB)  ( 61 )

沈 正,粱鉴如,杨明来

2021 Vol. 20 (4): 167-170 [摘要]( 48 HTML (1 KB)  PDF  (1334 KB)  ( 57 )

汤 璐,辛 霖

2021 Vol. 20 (4): 171-176 [摘要]( 45 HTML (1 KB)  PDF  (1934 KB)  ( 74 )

王永锋,李 辉,杨文丽

2021 Vol. 20 (4): 177-182 [摘要]( 44 HTML (1 KB)  PDF  (1409 KB)  ( 55 )

李方云,王云光

2021 Vol. 20 (4): 183-187 [摘要]( 40 HTML (1 KB)  PDF  (1807 KB)  ( 53 )

数据库与信息处理
王 勇,张 跃

2021 Vol. 20 (4): 188-193 [摘要]( 47 HTML (1 KB)  PDF  (1414 KB)  ( 59 )

刘 磊,康瑞华

2021 Vol. 20 (4): 194-198 [摘要]( 43 HTML (1 KB)  PDF  (1679 KB)  ( 59 )

张 鑫,许璐璐

2021 Vol. 20 (4): 199-204 [摘要]( 50 HTML (1 KB)  PDF  (1435 KB)  ( 62 )

计算机网络与通信
郑晓健,李 彤

2021 Vol. 20 (4): 205-210 [摘要]( 42 HTML (1 KB)  PDF  (1466 KB)  ( 57 )

冯 慧

2021 Vol. 20 (4): 211-213 [摘要]( 42 HTML (1 KB)  PDF  (1323 KB)  ( 50 )

赵思远

2021 Vol. 20 (4): 214-219 [摘要]( 45 HTML (1 KB)  PDF  (1667 KB)  ( 58 )

图形图像处理
冯 凯,王 琦,于水源

2021 Vol. 20 (4): 220-225 [摘要]( 38 HTML (1 KB)  PDF  (3384 KB)  ( 56 )

姚梦洁

2021 Vol. 20 (4): 226-230 [摘要]( 40 HTML (1 KB)  PDF  (2611 KB)  ( 53 )

张启轩,袁明辉

2021 Vol. 20 (4): 231-235 [摘要]( 51 HTML (1 KB)  PDF  (1633 KB)  ( 52 )

郭南南

2021 Vol. 20 (4): 236-239 [摘要]( 46 HTML (1 KB)  PDF  (3400 KB)  ( 56 )

研究综述
席欢欢,贺 松,黄 旭,张 硕,张 慧

2021 Vol. 20 (4): 240-246 [摘要]( 51 HTML (1 KB)  PDF  (2139 KB)  ( 58 )

王佳楠,梁永全

2021 Vol. 20 (4): 247-252 [摘要]( 52 HTML (1 KB)  PDF  (1669 KB)  ( 60 )

湖南省计算机教育年会(2020)专题
郭克华,朱翡虹,金一粟,奎晓燕,余肖勇

学生评教是教师教学质量的直接反馈,督导评教是教师教学质量的监督手段。以某所“双一流”大学 8 468名本科生4年的培养过程数据为研究对象,从教学督导、学生角度出发,分析不同视角下教学质量评价结果的一致性。在SPSS软件上采用t检验对督导和学生评教进行一致性检验,对结果进行量化后,发现督导评教和学生评教在90%的课程上具有一致性,并对小部分的差异课程进行分析。特征分析结果表明,差异课程具有规模小、开课学期集中度高、学生成绩偏低的特征;相关性分析结果表明,督导和学生评教与课程属性、开课学期及课程规模相关性显著。鉴于此,提出优化差异课程结构、探索新型教学模式、完善学生评教体系的建议,以更好地指导课程改进。

2021 Vol. 20 (4): 1-7 [摘要]( 57 HTML (1 KB)  PDF  (2405 KB)  ( 81 )

谷长龙,罗 娟,李小英

为提升程序设计基础课程的教学实效,针对非计算机专业程序设计基础课程的教学现状,探讨基于任务驱动的混合式教学改革。通过选取优质慕课资源,制作符合学习需求的微课,抓好翻转课堂,组织教学改革。通过调整考核方式,推动学生由被动学习向主动学习转化,提高学生的课堂参与度与动手实践能力,提升学生编程求解问题的能力,培养计算思维和团队协作能力。通过期末考试成绩对比分析,采用混合式教学模式的班级考试成绩优于实施传统教学的班级。通过满意度调查发现,教学改革获得了学生的认可。

2021 Vol. 20 (4): 8-12 [摘要]( 43 HTML (1 KB)  PDF  (1477 KB)  ( 55 )

杨晓春,张 锦,蔡美玲,胡子达,陆玟冰

通过研究美国高中计算机教育对我国相应教育的启示,促进我国高中计算机教育的发展。介绍中美两国中小学计算机教育发展的背景和过程,总结相关研究进展,描述中美两国高中计算机教育框架的组成和目标,分析比较两国体系中核心概念和核心实践的内容。然后,介绍两国高中课程标准,并以算法和程序实现为例,分析两国课程标准的异同。通过比较两国大学先修课程的内容、教学体系、结构和评价方式,探讨两国高中计算机教育对大学计算机教育的影响以及未来两国大学教育可能存在的差异。最后基于全文内容,提出我国高中计算机教育发展的建议和期望。

2021 Vol. 20 (4): 13-19 [摘要]( 47 HTML (1 KB)  PDF  (1444 KB)  ( 59 )

人工智能
刘纪敏,张楷第,文龙日,贾全秋,谢创森,王 菲

心血管疾病是危害人类生命的高危疾病之一,整合高新技术精准预测疾病发病的可能性、降低发病率是应对该疾病的最佳方法,也是不久的将来实现精准医学的关键技术之一。为了使数据类型标准化并保证数据格式的一致性,提高疾病预测的时效性以及疾病预测结果的精准度,整合国家标准化个人查体报告书及个人日常生活健康指标等相关信息,提出使用基于随机森林与Relief的特征选择方法进行数据降维,结合改进后的误差反向传播神经网络模型对心血管疾病进行预测。为了证实该模型的有效性,进行心血管疾病预测实验,并对实验结果进行可视化比较与分析。研究结果表明,改进的误差反向传播神经网络疾病预测模型在时效性、准确性与扩展性方面表现较好,分类精度达到98.68%,灵敏度达到98.78%,特异性达到98.56%,且预测速度提升了30%左右。

2021 Vol. 20 (4): 20-25 [摘要]( 54 HTML (1 KB)  PDF  (1684 KB)  ( 44 )

秦贵秋,顾长贵

为了解决传统统计学方法在处理《红楼梦》作者存疑问题上对《红楼梦》文本人为提取片面、繁琐等缺点,基于改进的语句分类模型,利用Word2vec技术对字做词向量,通过文本卷积提取文本特征,在《红楼梦》120章回中从25章回开始,之后每隔5章回找出15个章回分割点,训练出15个语句分类模型,并验证和测试准确率分析模型。研究发现,《红楼梦》80章回处模型的验证和测试准确率异常高于其它章回分割点,改进的语句分类模型在准确度上提升3.6%。改进的语句分类模型解决了人为特征提取的不足,同时也推断《红楼梦》前80回与后40回不为同一人所写,为佐证其他作者存疑作品提供了新的思路和方法。

2021 Vol. 20 (4): 26-31 [摘要]( 51 HTML (1 KB)  PDF  (3737 KB)  ( 53 )

韦丽娟,梁建娟,刘 洪,刘本永

针对面部动力谱(FDM)特征易受光照影响、对运动信息描述不准确的缺陷,提出基于FDM特征与时空局部二值模式积分投影(STLBP-IP)特征相结合的微表情识别方法。将FDM特征与STLBP-IP特征相结合,在弥补FDM对运动信息描述不足的同时对人脸面部信息进行补充描述以提升识别率。使用支持向量机进行分类,在SMIC和CASMEⅡ微表情数据库上进行实验。实验结果表明,该算法识别率有所提高,分别达到57.14%和64.59%。

2021 Vol. 20 (4): 32-35 [摘要]( 47 HTML (1 KB)  PDF  (1349 KB)  ( 50 )

佘霖琳,孙 红,赵祎彤,李嘉雪,宋雲龙

传统声源定位算法计算量较大,不适合复杂多变的场景,因此提出基于BP神经网络的声源定位算法。该算法以麦克风阵列接收声音的时间差作为输入,以声源位置坐标作为输出。为了得到较理想的BP神经网络模型,借助MATLAB仿真实验,分别讨论了神经网络中神经元个数、隐藏层层数以及反向传播函数对算法精确性的影响。其中,结合不同反向传播函数的特点和局限性,选择5种反向传播函数分别在不同数据量下进行对比实验。实验结果表明,采用7个神经元、3层隐藏层与LM反向传播函数的BP神经网络模型较适合该研究场景,准确度可达到较高水平,R值可达到1,MSE值在e-11数量级下,位置误差在毫米范围内。

2021 Vol. 20 (4): 36-42 [摘要]( 48 HTML (1 KB)  PDF  (1987 KB)  ( 43 )

孙翌博,濮泽堃,徐玉华,胡 冰

随着电商经济的快速发展,消费者评论的情感预测有助于电商平台和商家研究销售策略实现精准营销。提出一种应用SD-LS-SVM算法的评论情感分析模型。首先构建词网,并利用上下文分析技术计算待检测评论中分词的评分,提取评论数据的特征向量。对LS-SVM进行基于置信区间简单动态优化的向量修剪,由改进的SD-LS-SVM算法对评论数据进行情感分类。为了验证模型的有效性,设计仿真实验对模型训练与预测结果进行统计分析。实验结果证明,该模型可以对评论文本进行有效情感分类且准确率达70%~85%。

2021 Vol. 20 (4): 43-48 [摘要]( 49 HTML (1 KB)  PDF  (2562 KB)  ( 45 )

王俊玲

关键词提取作为自然语言处理(NLP)的重要步骤,其作用是挖掘文本主题,通过几个词高度概括文本内容,在信息检索、文本挖掘中应用广泛。选出的关键词必须包含以下3个特性:易于理解、与文本高度关联、能很好地覆盖文本内容。对TextRank算法进行改进,将一段文本分成若干部分,对其中的每个部分构建关键词图,并在每一部分中提取若干关键词,最后根据词频、长度、位置和词性等综合因素进行打分,选出最终的关键词。通过实验得出,该算法相比传统的TextRank算法准确率提高了2.3%。改进TextRank算法改善了传统TextRank算法将文本按句子划分,且划分过于细致,造成句子之间联系被割裂的现象,提高了算法效率。

2021 Vol. 20 (4): 49-52 [摘要]( 46 HTML (1 KB)  PDF  (1464 KB)  ( 46 )

武海燕,李坤明

为了解决传统机器学习算法对社交网络异常用户检测准确率不高的问题,提出一种基于信息增益的K近邻社交网络异常用户检测方法。首先通过使用信息增益特征选择方法确定数据集中每个属性的重要性,去除冗余属性;然后使用KNN分类算法构建分类模型。为验证所构建模型的效果,使用真实数据集进行实验。实验结果表明,进行特征选择后构建的分类模型在分类精确率和召回率上均优于传统分类模型,其中精确率提升1.6%、召回率提升2.3%。使用信息增益特征选择方法对特征权重进行排序,删除冗余特征后构建的分类模型可以提升对社交异常用户的检测效果。

2021 Vol. 20 (4): 53-56 [摘要]( 43 HTML (1 KB)  PDF  (1335 KB)  ( 42 )

朱 青,周石鹏

为了进一步提高国民经济GDP增速的预测精度,提出LSTM-XGBoost二维组合预测模型。针对GDP增速数据,建立Ridge回归预测模型、XGBoost预测模型和LSTM预测模型,然后使用误差倒数法将Ridge回归、XGBoost与 LSTM模型两两组合建立二维模型进行GDP增速预测,并与传统时间序列预测模型对比。采用国家统计局1980-2018年宏观经济数据进行算例分析,结果表明所构建的LSTM-XGBoost二维组合预测模型的RMSE为2.133,明显低于3种单一预测模型、LSTM-Ridge组和XGBoost-Ridge两种组合模型。将LSTM-XGBoost组合模型与AR、MA、ARIMA模型进行比较,预测精度提高约1.3。因此,LSTM-XGBoost二维组合预测模型更能反映我国GDP增速变化规律。

2021 Vol. 20 (4): 57-62 [摘要]( 48 HTML (1 KB)  PDF  (1991 KB)  ( 50 )

于瑞雨

财务共享是一种在集团企业中广泛应用的管理模式。虽然许多集团企业财务信息化水平较高,但财务工作仍存在大量的人工操作。集团企业需积极顺应科技变革趋势,通过运用现代化管理手段和工具,优化或重组财务工作流程,以信息化为基础,数字化为工具,智能化为目标,提升传统财务自动化水平,提高风险控制能力,进一步降本增效。从集团企业视角出发,阐述集团企业财务共享中心发展现状,分析存在的问题,梳理出财务共享流程优化的途径,提出将智能化应用于财务共享的措施,实现人工智能与集团企业财务共享的有机结合。

2021 Vol. 20 (4): 63-68 [摘要]( 40 HTML (1 KB)  PDF  (1400 KB)  ( 38 )

赵 芸,赵 敏

移动机器人即时定位与建图(SLAM)技术研究越来越多,但移动机器人SLAM技术存在一些问题,如在构建地图中进行回环匹配时,由于数据信息相似或者数据采集模糊易造成回环出错,从而降低地图精度。对CartographerSLAM在回环检测时使用ScantoMap匹配出现特征点缺失问题进行改进,提出Map to Map策略。该方法利用子图间的匹配闭环检测,去掉连续帧之间的冗余数据,减少运算时间,提高精度。对改进算法结果进行实验对比,选取相关点计算误差作出折线图,可直观看出改进后的算法建图误差比改进前的误差小。

2021 Vol. 20 (4): 69-74 [摘要]( 43 HTML (1 KB)  PDF  (1788 KB)  ( 46 )

朱 叶,李 琳,张佳鹏

针对非限制场景下局部遮挡带来的准确率不高、稳定性差等问题,提出一种基于人脸分块近似对称性预处理的人脸识别算法。根据人脸特征点定位,将人脸分成左眼区块、右眼区块、左鼻区块、右鼻区块、左嘴区块、右嘴区块,将剪裁好的6个人脸区块与背景区块进行遮挡判断,若判断岀来的人脸区块为遮挡区块,则根据人脸近似轴对称,采用迭代梯度下降算法恢复出完整的人脸图像。恢复后的人脸图像用SRC算法进行人脸识别。实验结果表明,在有遮挡的人脸识别情况下,该算法识别率可达97.6%,基于人脸分块近似对称性预处理的人脸识别算法比其它算法鲁棒性好,识别率有所提高。

2021 Vol. 20 (4): 75-80 [摘要]( 41 HTML (1 KB)  PDF  (2409 KB)  ( 43 )

陈 义,郭香蓉,王世峰

传统电机故障诊断方法具有不确定性。多类LS-SVM方法所需样本较少、识别率高,可有效识别电机故障,但该方法计算过程中有庞大的矩阵求逆运算。为降低计算数据复杂度、提升训练速度,提出基于改进粒子群算法的电机故障识别算法。该算法依据种群收敛程度与个体自适应值调整惯性权重,选择一对余的LS-SVM多分类器结构,构造4个改进粒子群的多类LS-SVM分类器,识别电机4类故障。实验验证表明,该算法可保证电机故障识别结果准确率,具有较好的实用性和推广性。

2021 Vol. 20 (4): 81-84 [摘要]( 58 HTML (1 KB)  PDF  (1373 KB)  ( 43 )

纪汉霖,汪晓玲

随着互联网时代到来,人工智能已成为全球发展最关注的焦点之一。上海是中国最重要城市之一,人工智能的引领作用毋庸置疑。为探究适合上海的人工智能发展方向,利用文献研究、对比分析法等,挑选纽约和伦敦作为参照对象,通过对比纽约、伦敦和上海城市基因相似点与不同点,结合三者人工智能发展现状及重点研究领域,提出适合上海学习的纽约、伦敦经验。上海在城市规划中应将AI与金融、医疗等行业有机结合,侧重发展以算法为核心的技术类AI,根据自身实际情况,吸取纽约伦敦两者AI发展的经验教训,努力将上海打造成人工智能创新示范高地。

2021 Vol. 20 (4): 85-89 [摘要]( 44 HTML (1 KB)  PDF  (1329 KB)  ( 40 )

计算机软件与理论
王 文,张 俊

为了研究由于合成孔径雷达成像算法中关于回波信号的建模部分对相控阵雷达接收的回波信号描述不准确所带来的误差对于成像算法的影响,采用理论推导与基于MATLAB仿真验证相结合的方式,将合成孔径雷达成像算法中的回波信号模型针对相控阵天线进行优化处理,提出相控阵天线接收的回波信号模型,并针对回波信号模型改变对成像算法的影响进行理论分析与仿真验证。理论分析结果表明,误差来自包络走动和相位误差,天线孔径大小与成像效果恶化情况呈正相关。仿真实验结果表明,在实验设计参数下,当阵元数量为100时,展宽系数最大可达1.23,阵元数为200时,展宽系数最大可达2.31。该信号模型可以准确描述相控阵雷达接收的回波信号,理论分析结果真实可信,对合成孔径雷达成像功能在相控阵天线上的工程实现具有一定借鉴意义。

2021 Vol. 20 (4): 90-95 [摘要]( 44 HTML (1 KB)  PDF  (4442 KB)  ( 39 )

范英兵,卢 斌

黄金在国家经济发展过程中一直处于较高地位,在新冠疫情的影响下,黄金储备可为国家经济的恢复提供保障。选取2015-2019年黄金储备量及其影响因素,应用Eviews软件建立一元和多元时间序列模型的组合预测模型,对2020年我国全年黄金储备量进行预测,发现组合模型预测结果的相对误差最低,仅为0.3%,说明在基于时间序列的模型背景下,采用组合模型有助于提高预测精度。综合分析结果表明,受疫情影响,2020年我国黄金储备有小幅下降。针对我国黄金储备提出建议,从而为我国黄金储备的政策制定提供依据。

2021 Vol. 20 (4): 96-100 [摘要]( 45 HTML (1 KB)  PDF  (3534 KB)  ( 53 )

顾亦然,郭玉雯

针对学术资源推荐系统优化,提出一种包含3个维度的学术用户画像,在用户基本信息和行为特征的基础上,融入“学术人格”这一概念。首先通过调查问卷的方式获取真实的用户数据,然后构建多维度学术用户画像模型,最后以主观评价的方式对基于用户画像的推荐结果进行分析验证。结果显示,多维度用户画像完善了学术用户画像的理论体系,优化了学术资源推荐服务策略。

2021 Vol. 20 (4): 101-105 [摘要]( 41 HTML (1 KB)  PDF  (1781 KB)  ( 51 )

熊玖朋,李旭健,潘纪成

ViBe是一种像素级的背景建模、前景分割算法,其效果优于目前人们所熟知的几种算法,但其还是有检测目标不够完整、因背景与目标颜色相近或光照剧烈变化而容易形成鬼影等不足。针对这两个问题,提出一种结合GrabCut与五帧差分法的ViBe目标检测算法。首先通过ViBe与五帧差分法提取的前景进行“与”运算,然后对所得结果进行形态学处理,减少所得目标分割图像的噪声,并且在非理想状态下,对被分割为多个区域的有效区域进行合并,最后利用GrabCut算法对每个有效区域进行分割。实验结果表明,该算法可有效提取出完整的前景图像,并且减少了背景与目标颜色相似或光照变化对ViBe算法的影响。

2021 Vol. 20 (4): 106-110 [摘要]( 44 HTML (1 KB)  PDF  (3269 KB)  ( 51 )

童 燮,万茂松,赵奉奎

针对自动紧急制动系统无法对具有复杂运动状态目标进行精确识别问题,提出一种基于目标运动轨迹的自动紧急制动避撞策略。利用卡尔曼滤波对目标运动轨迹进行预测,依据汽车制动过程确定安全阈值,模糊控制器根据预测结果并结合当前车速得到自车的期望减速度,然后使用PID控制算法对汽车制动压力进行控制。通过CarSim/Simulink联合仿真对避撞策略进行仿真验证,结果表明,卡尔曼滤波预测得到的目标运动轨迹可以满足系统需求,所建立的避撞策略能够得到合理的期望减速度,实现自动紧急制动,保障行车安全。

2021 Vol. 20 (4): 111-116 [摘要]( 44 HTML (1 KB)  PDF  (2158 KB)  ( 55 )

徐远志,张会林,赵星虎

基于传统粒子群算法(PSO)的微网调度模型存在收敛速度慢、精度低、初始化不均匀等问题。以综合运行、环境成本和大电网交易成本为优化目标,提出一种改进的基于双种群混沌的粒子群算法(DCPSO)微网优化调度模型。对比改进前后两种算法的优化结果可知,改进后的算法提升了系统优化精度和收敛速度,系统运行成本降低8.43%,优化速度提升44.54%,证实了改进算法的有效性和实用性。

2021 Vol. 20 (4): 117-122 [摘要]( 45 HTML (1 KB)  PDF  (1413 KB)  ( 57 )

张明菊,仇丽青

为解决以往研究对传播概率时间依赖性和免疫者感染特性考虑不足问题,通过引入未知者怀疑机制建立SIR-CM谣言传播模型。基于平均场理论建立SIR-CM模型的平均场方程,阐述谣言在WS网络和BA网络上的传播过程。仿真结果表明,传播概率和免疫者遗忘概率越大,传播者密度峰值越大;未知者对谣言的怀疑程度越大,谣言被关注度越高,谣言传播范围越广。与SIR谣言传播模型相比,该模型可以更加准确地反映社交网络上谣言的传播趋势。

2021 Vol. 20 (4): 123-128 [摘要]( 42 HTML (1 KB)  PDF  (5048 KB)  ( 50 )

邵云飞,许 冲,胡惠晴

为了制定汽车的能耗规范标准,优化汽车驾驶性能,以城市道路上实际行驶的车辆为研究对象,对汽车行驶工况进行分析。将采集到的汽车实际道路行驶数据划分为运动学片段,并选取18个特征参数作进一步研究。首先基于主成分分析法对提取出的运动学片段特征参数进行降维处理;然后利用K均值聚类(K-means)方法对降维后的主成分参数进行聚类分析;最后基于总体特征参数偏差最小的片段选取方法构建汽车行驶工况曲线并建立汽车运动特征评估体系。将所构建的工况与实车采集数据进行对比,各项特征参数误差均小于8%,分析结果验证了将主成分分析法和K-means聚类算法应用于城市道路行驶工况研究中的可行性和有效性,以及基于聚类分析的汽车行驶工况构建的合理性。

2021 Vol. 20 (4): 129-134 [摘要]( 45 HTML (1 KB)  PDF  (1470 KB)  ( 53 )

徐熠明

为缓解日益增长的城市轨道交通拥堵,避免由此导致的一系列事故发生,以上海地铁客流数据为研究对象,基于灰色理论对上海地铁短期客流数据进行预测,并采用Holt双参数指数平滑法优化传统的灰色新陈代谢预测模型,建立灰色改良新陈代谢模型。实验结果表明,优化后的灰色预测模型在普通工作日、特殊工作日和周末客流量预测上的方差比分别为0.023%、0.06%、0.40%,在预测精度上明显高于传统灰色预测模型的精度;同时,其对于2017-2018年客流量的预测也更接近于真实值。因此,该方法可为城市轨道交通运营组织的客流预测提供参考建议。

2021 Vol. 20 (4): 135-140 [摘要]( 43 HTML (1 KB)  PDF  (1835 KB)  ( 50 )

孙威威,张 峥

为改善模拟植物生长算法收敛速度较慢、计算过程复杂以及全局最优解受初始值和步长参数设置影响的缺陷,参考竹子快速生长和节点特征,对模拟植物生长算法步骤进行简化与改进,去除生长素计算步骤;借鉴随机森林思想,通过多棵竹子生长计算全局最优解,提出模拟竹林生长算法。通过常见的Ackley、Beale、H?lder Table、Sphere、Rastrigin和Bukin等6种测试函数验证算法性能。与模拟植物生长算法相比,模拟竹林生长算法平均计算时间最短为0.035s,最长为0.701s,比PGSA平均计算时间减少了79%,平均收敛次数最低2次,最高14次,比PGSA平均收敛次数降低了48%,6个测试函数有5个搜索到全局最优解,比PGSA多3个。模拟竹林生长算法具有迭代收敛快、计算过程简洁、不易陷入局部最优解的优点。

2021 Vol. 20 (4): 141-144 [摘要]( 40 HTML (1 KB)  PDF  (1991 KB)  ( 53 )

温晓丽,何子登,余红玲,邹大毕

为了解城市公共交通出行的时空特征,改善城市公交的运营服务,提升居民公共交通出行效率,对居民使用公共交通出行下车站点及下车时间的计算方法进行研究。利用出行链的思想,对连续出行的乘客采用阈值内最近邻算法判定公交下车站点信息。针对一些出行链头部或尾部断裂的情况,通过分析乘客中长期历史乘车记录,利用Mean Shift聚类算法得出每个乘客的居住地中心点O与工作地中心点D,采用阈值内最近邻算法计算离工作地中心或居住地中心最近的距离,从而对下车站点进行补充。实验结果表明,该方法能补充居民行程中85%的下车站点及时间,且准确率较高。

2021 Vol. 20 (4): 145-149 [摘要]( 39 HTML (1 KB)  PDF  (1744 KB)  ( 51 )

软件设计、开发与应用
许平顺,孙首群,严 亮

针对传统油气管道数据管理系统数据交流同步困难、效率低等问题,利用ASP.NET4.0 开发技术和SQL Server2008 数据库构建基于B/S 系统模型架构的油气管道工程事故处置数据库管理系统。该系统界面简洁、操作简便、功能完备,可对管道工程泄漏点检测、不停输带压补漏、带压焊接补漏等技术与方法进行一系列数据管理。

2021 Vol. 20 (4): 150-153 [摘要]( 44 HTML (1 KB)  PDF  (1737 KB)  ( 64 )

唐 麟,汪华登

完善的实验教学过程登记有助于规范实验教学过程管理,能为课程持续改进提供真实有效数据。为方便教师进行实验教学过程记录,设计制作基于Android的实验教学过程登记软件。软件具有课程管理、学生名单管理、实验教学过程记录、成绩计算、成绩统计、实验教学过程登记表预览及导出等多种功能。与传统实验教学过程登记方式相比,具备易于备份、方便携带、方便记录以及能进行基础数据统计等优点。使用结果表明,该软件功能齐全,操作简便,能满足实验教学过程登记管理需求。

2021 Vol. 20 (4): 154-157 [摘要]( 45 HTML (1 KB)  PDF  (1834 KB)  ( 54 )

包晓敏,李 平

为改善工业生产车间安全防护手段低效、防护设备造价高等缺点,基于运动目标检测技术设计安全防护系统,通过摄像头采集的视频信息对图像进行预处理,利用OpenCV软件库,将相邻三帧图像进行两两差分运算得到差分图像,依据最大模糊熵准则自适应选取阈值,对差分图像进行二值化,对所得二值化差分图像进行逻辑“与”运算,检测运动目标。系统还可根据距离判断运动目标是否进入设定的危险区域,从而实现自动报警。实验结果表明,改进的最大模糊熵阈值三帧差算法准确率、系统自动报警功能正检率较高,分别达到98.8%、96.7%。该安全系统能够实现危险自动报警,保障工业安全生产,具有一定的应用价值。

2021 Vol. 20 (4): 158-162 [摘要]( 40 HTML (1 KB)  PDF  (1652 KB)  ( 51 )

毛新光

为解决传统建模软件构建三维数字校园速度慢和不能分析属性的缺点,提出基于ArcGIS Engine和空间地理数据库相结合的快速建模方法。通过ArcGIS Engine组件的地理描述和地理数据库的动态调用获取三维场景模型构件,动态构建所需要的三维数字校园场景,从而提高三维数字校园构建速度。将该快速建模方法应用到闽江学院三维数字校园动态构建中,通过使用GIS技术建立的虚拟三维数字校园场景能将空间地理数据、属性数据和动态数据联系在一起管理、分析和应用。实践证明该方法能实现三维数字校园场景快速构建且效果很好。

2021 Vol. 20 (4): 163-166 [摘要]( 44 HTML (1 KB)  PDF  (2232 KB)  ( 61 )

沈 正,粱鉴如,杨明来

随着信息化社会的发展,计算机软件在人们日常生活中的应用越来越广泛,嵌入式软件也应运而生。对嵌入式软件概念、分类、开发过程及开发技术等进行分析,同时介绍了嵌入式软件在计算机系统中的应用,以期为后续嵌入式软件开发提供参考。

2021 Vol. 20 (4): 167-170 [摘要]( 48 HTML (1 KB)  PDF  (1334 KB)  ( 57 )

汤 璐,辛 霖

目前肌疲劳研究已应用于许多领域,在体育运动和日常健身中尤为重要。表面肌电信号因其无创、方便获取的特点可以较好地应用于肌疲劳分析。针对运动科学领域,开发了一套基于Android平台的肌疲劳分析系统。该系统由表面肌电采集系统和肌疲劳分析软件组成,其中肌电采集系统采用32位STM32微控制器,实现了两通道表面肌电信号采集、预处理和蓝牙传输的功能;肌疲劳分析软件基于MVC框架进行开发,实现了表面肌电信号实时显示、肌疲劳参数计算与分析以及数据存储的功能。对6名受试者的肌疲劳分析实验验证了系统的有效性。研制的基于Android平台的肌疲劳分析系统具备肌疲劳分析功能,同时具有便携、可穿戴、使用方便的特点,适用于体育运动和日常健身肌疲劳检测。

2021 Vol. 20 (4): 171-176 [摘要]( 45 HTML (1 KB)  PDF  (1934 KB)  ( 74 )

王永锋,李 辉,杨文丽

教学辅助系统可为教育教学提供重要支持,教师通过系统自定义生成相应课程,易于操作和管理。基于互联网,采用B/S模式和三层体系架构,设计并实现面向教师的自定义教学辅助系统,并阐述系统总体结构和功能、数据库设计以及各功能模块。以《程序应用教程》教辅系统实现为例,验证系统的有效性和可用性。自定义教学辅助系统作为对传统教学方式的一种辅助和补充,既有助于教师进行教学管理,提高工作效率,也为学生学习提供了便利。

2021 Vol. 20 (4): 177-182 [摘要]( 44 HTML (1 KB)  PDF  (1409 KB)  ( 55 )

李方云,王云光

针对目前超短波治疗仪存在的仪器与使用者交互性弱、医生工作负担重等问题,设计出一款集合语音助手功能的多模块、交互性强、操作简便的超短波治疗仪软件系统。该系统基于Pycharm软件采用Python编程,利用PyQt5进行界面设计,最终在树莓派系统运行。系统由注册登录模块、病人信息管理模块、病人登记模块、病人治疗记录模块和语音助手模块构成,不仅可完成对病人基本信息的增、删、改、查,以及超短波治疗仪相关参数软件设置,还基于百度语音及图灵机器人平台实现了语音助手模块,帮助医生通过对话形式快速获取超短波治疗仪、相关疾病介绍等信息。该软件系统将病人信息与治疗模式相结合,可以提高医生工作效率,具有重要临床意义。

2021 Vol. 20 (4): 183-187 [摘要]( 40 HTML (1 KB)  PDF  (1807 KB)  ( 53 )

数据库与信息处理
王 勇,张 跃

越来越多的可穿戴传感器用于监测身体各种重要指标,但大规模健康监测数据的存储、管理和利用仍面临很多问题。为解决传统健康监测信息不能有效采集和存储从而形成数据孤岛等问题,基于Kafka的发布—订阅模式,实现健康监测大数据采集、传输、发布共享架构,使用HBase 组件对数据进行持久化存储。通过Kafka集群测试以及建立HBase二级索引优化平台性能。实验结果表明,平台吞吐率达到27MB/s左右,查询效率比二级索引建立前提高近3倍,能有效满足健康监测大数据平台发展需要。

2021 Vol. 20 (4): 188-193 [摘要]( 47 HTML (1 KB)  PDF  (1414 KB)  ( 59 )

刘 磊,康瑞华

为了探究互联网时代下学生的培优情况,通过问卷调查形式面向广大高校学子进行信息收集,基于Apriori算法对数据进行布尔关联规则频繁项集挖掘,并对传统Apriori算法进行改进。通过变换数据库的数据结构,使得整个算法对项目数据库只进行一次扫描操作;基于算法特有的定律特性,针对性地设计剪枝操作,减少项集连接时产生的大量冗余无关项。实验结果表明,当数据量为8 000时,改进Apriori算法相比传统算法可减少7.15%的运行时间,从而有效提升算法运行速度。

2021 Vol. 20 (4): 194-198 [摘要]( 43 HTML (1 KB)  PDF  (1679 KB)  ( 59 )

张 鑫,许璐璐

基于标签的推荐算法在景点推荐领域取得了良好效果,但仍然存在一些问题,如仅采用用户对景点的评分值表示用户对标签的喜爱程度,忽略了用户、标签、景点之间的关联,从而导致结果精度不高。提出一种融入景点标签的矩阵分解个性化推荐方法,通过文本挖掘技术构建适用于景点推荐领域的景点标签,并将其引入矩阵分解推荐算法的因子向量,然后利用矩阵分解技术深入挖掘用户、标签、景点之间的潜在联系,从而预测用户对景点标签的感兴趣程度,最终通过用户对景点标签的感兴趣程度以及景点对标签的隶属度预测用户对景点的评分值。实验结果表明,该方法相比基于用户的协同过滤景点推荐算法,MAE和RMSE分别降低68.28%、61.23%,相比基于标签的协同过滤景点推荐算法,MAE和RMSE分别降低67.02%、59.93%,其性能明显优于现有相关景点推荐算法,能够为景点推荐提供有力支撑。

2021 Vol. 20 (4): 199-204 [摘要]( 50 HTML (1 KB)  PDF  (1435 KB)  ( 62 )

计算机网络与通信
郑晓健,李 彤

针对P2P节点自由退出和加入网络时产生访问节点资源文件失败问题,提出一种基于P2P共享文件资源备份的前切换算法。通过对网络节点存留时间预测,将资源文件节点的访问服务提前切换至备份节点,从而缩短了因系统服务节点的监测周期造成的检索服务盲区,减少访问失败事件发生。实验结果表明,该方法使访问失败事件发生率降至0.039%以下,远低于原有被动式切换方法的1%,提高了系统可用性及网络服务质量。

2021 Vol. 20 (4): 205-210 [摘要]( 42 HTML (1 KB)  PDF  (1466 KB)  ( 57 )

冯 慧

为使多核处理器资源得到充分利用,基于多核的进程拓扑感知映射方法,结合硬件架构信息,将MPI中的进程映射到计算核心上。针对拓扑感知方法进行分析,在两种多核架构(TH-1A和曙光)上使用当前拓扑感知映射方法对两种类型应用(CG kernel和分子动力学)进行测试分析。实验验证了在拓扑感知映射过程中需要考虑硬件的架构及应用通信特点。

2021 Vol. 20 (4): 211-213 [摘要]( 42 HTML (1 KB)  PDF  (1323 KB)  ( 50 )

赵思远

面对激增的互联网用户,企业对应用的并发性能提出了更高要求。为了改善传统Java IO服务器无法处理高并发流量的缺点,基于 Java 中实现高并发的主要方式 NIO,提出一种新的多Reactor服务器模型,对传统IO模型与多种NIO模型进行性能对比测试,并探究多种方式之间出现性能差异的主要原因,以选择最适合高并发应用场景的编程模型。实验结果表明,新服务器在处理10 000并发时的平均响应时间为2.09ms,CPU占用率为 68.5%。基于NIO的多Reactor服务器模型相比传统IO服务器模型,不仅能处理高达 10 000以上的并发流量,同时服务器负载相比其它NIO服务器模型也处于较低水平。

2021 Vol. 20 (4): 214-219 [摘要]( 45 HTML (1 KB)  PDF  (1667 KB)  ( 58 )

图形图像处理
冯 凯,王 琦,于水源

图像中的直线检测是检测复杂物体的基础,传统方法在检测较复杂的边缘图像时往往不太稳定,容易出现漏检和误检的现象。针对传统检测方法中的问题,提出一种基于合并短线段的算法。该方法对偏向水平的直线与偏向竖直的直线分开进行处理,首先将边缘图划分成若干区域,通过构造若干个短线段匹配矩阵以检测每一块区域中的短线段,再将属于同一条直线上的短线段合并,最后探测断裂的线段。该方法鲁棒性较好,改善了传统检测方法中的漏检和误检问题。另外,除能检测直线段外,该方法还能够检测曲线段。实验结果表明,相比霍夫变换算法,该算法检测直线的精度提高了3.9个百分点,达到35%。

2021 Vol. 20 (4): 220-225 [摘要]( 38 HTML (1 KB)  PDF  (3384 KB)  ( 56 )

姚梦洁

为解决工业质检中粘连单元分割、计数较为困难的问题,基于边缘检测算法,提出基于连通域的复杂背景下粘连单元分割算法。首先利用波段运算方法去除复杂背景,降低背景对粘连单元分割的影响;然后采用方向梯度法提取粘连单元边缘特征,并利用形态学算法对边缘特征进行优化,以获得稳定性强、鲁棒性高且连续的边缘特征,有效实现单元间分离;最后基于连通域的方法实现单元计数。实验结果表明,基于连通域的复杂背景下粘连单元分割算法可对粘连单元进行精确分割,实现检测单元精确计数。传统算法难以分割粘连程度较严重的单元,相比之下,该算法可较精确分割粘连程度较为严重的单元,计数个数误差在10%以内。

2021 Vol. 20 (4): 226-230 [摘要]( 40 HTML (1 KB)  PDF  (2611 KB)  ( 53 )

张启轩,袁明辉

为了实现物体图像的边缘缺陷识别,拟合绘制出完整的物体轮廓,并应用于太赫兹安检仪的图像处理过程中,基于OpenCV视觉库与C++语言,对采集的原始图像首先进行二值化、空洞填充与形态学预处理操作,然后分别采取边缘识别法、角点检测法与轮廓坐标记录法,初步进行人体边缘轮廓的提取,最后采用迭代算法筛选出符合预先设定的阈值坐标,拟合绘制边缘轮廓。实验结果表明,物体图像边缘缺陷识别算法相比传统图像处理算法,抗干扰能力强,误判率在2.2%以下,并能去除99%以上的噪声。基于OpenCV的物体图像边缘缺陷识别算法可降低缺陷误判率,同时在背景噪声处理方面也有较好效果,可提升太赫兹安检仪对人体边缘缺陷检测的识别率。

2021 Vol. 20 (4): 231-235 [摘要]( 51 HTML (1 KB)  PDF  (1633 KB)  ( 52 )

郭南南

卷积神经网络可自动提取高光谱图像中的光谱空间特征,因此被广泛用于高光谱图像分类。但是,由于缺乏足够的标记样本,限制了分类性能进一步提高。针对该问题,提出一种新颖的轻量级空间注意力网络(LSANet)用于高光谱图像分类。首先,设计分割核主成分分析(SPCA)方法用于降低高光谱图像维数;然后提出LSANet,它主要由3个轻量级光谱空间卷积块(SSC)与空间注意力模块组成。在SSC卷积块中使用空洞卷积和深度可分离卷积提取丰富的光谱空间特征;为进一步细化地物结构与细节,引入循环交叉注意力机制,增强空间特征,提高HSI分类准确性。在公开的高光谱数据集Indian Pines上进行实验,可实现97.56%的分类精度与良好的视觉效果,证明了方法有效性。

2021 Vol. 20 (4): 236-239 [摘要]( 46 HTML (1 KB)  PDF  (3400 KB)  ( 56 )

研究综述
席欢欢,贺 松,黄 旭,张 硕,张 慧

核磁共振成像(MRI)是辅助脑肿瘤诊断和治疗的重要手段,精准分割脑肿瘤病变区域和组织对于辅助诊疗具有重要作用。为使研究者对脑肿瘤MR图像分割现状有一个较清晰的了解,在参阅大量文献基础上,梳理近几年脑肿瘤MR图像分割发展情况,对传统的分割方法和基于深度学习的分割方法基本思想、方法理论和优缺点进行综述。对比发现,基于深度学习的分割方法较传统的分割算法有较好的效果,是当前主流的分割方法,推动了脑肿瘤MR图像自动分割方法在临床诊断上的应用,具有良好的发展前景。

2021 Vol. 20 (4): 240-246 [摘要]( 51 HTML (1 KB)  PDF  (2139 KB)  ( 58 )

王佳楠,梁永全

分词作为自然语言处理(NLP)的第一步,有着不可或缺的作用。中文分词(CWS)由于语言的复杂性成为学者研究热点。根据历年文献资料,分词方法主要包括词典分词、统计分词以及神经网络分词。随着机器学习的发展,神经网络成为分词领域主流算法,基于神经网络的长短时记忆网络和基于统计的条件随机场分词在提高准确度方面作用巨大,准确度达97%。在此之后,分词歧义和未登录词识别得到很大改进,但研究发现改进模型结构带来的准确度波动不大,且增加了模型复杂性,降低了运算速度。卷积神经网络能更好地理解语义信息,利用稀疏连接缩短运算时间、提高效率,成为下一步工作重点。

2021 Vol. 20 (4): 247-252 [摘要]( 52 HTML (1 KB)  PDF  (1669 KB)  ( 60 )

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