信息科学

  • 基于粒子群遗传禁忌的武器目标分配优化算法

    佘维;牛文涛;孔德锋;田钊;

    针对传统的粒子群算法与遗传算法在解决武器目标分配优化时存在收敛精度不高的问题,提出了一种基于粒子群遗传禁忌的武器目标分配优化算法WTAO-PGT。通过引入自适应选择比例调控种群多样性,并改进遗传算法的交叉、变异算子以及禁忌搜索的邻域动作,使算法具有较强跳出局部极值的能力。仿真实验结果表明,所提算法在收敛精度上较粒子群禁忌混合搜索等算法有较大提升。

    2023年05期 v.55 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1016K]
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  • 基于多视角序列图像的高光去除CycleGAN网络

    郭圣逸;李丽;沈彬;陈常念;胡新荣;

    光线照射镜面物体产生的镜面反射使得采集的图像产生高光现象,高光会影响很多视觉任务的精度。针对图片的去高光问题,在经典无监督学习CycleGAN的框架下提出了一种端到端的分层网络,该模型的输入为已标定的序列高光图像,输出为去除高光的图像。为了获取成对数据集以训练网络,使用可微分渲染器生成视角、光照可控镜面反射-漫反射成对合成数据集。无监督CycleGAN图像风格迁移网络作用于输入图像时,仅使用小批量的背景图片,即可将图像分解为前景与背景,图像风格迁移网络仅作用于前景,进一步提高了图像转换的精度。实验结果表明,该方法可有效去除高光。

    2023年05期 v.55 11-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 4283K]
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  • 基于流形混合增强的小样本图像分类算法

    林龙;王洪元;田珍珍;王阳;

    针对训练样本不足,导致训练模型容易过拟合的问题,提出了一种流形混合增强方法。首先,将经过简单数据增强处理的样本输入网络,在训练过程中,随机选择一个输出特征层;然后,从训练集中随机抽取训练样本,按照混合参数进行不同方式的混合增强处理后,再送入下一个特征层,以此来缓解模型过拟合的问题。最后,针对传统神经网络获取长距离依赖关系困难的问题,融入一种光谱非局部块,使得特征提取网络可以更稳健、灵活地捕获远程依赖关系,以此来优化网络,提高网络性能。实验结果表明,在CIFAR-FS、CUB200和miniImageNet三个数据集及跨域分类上进行5-way 1-shot任务的平均与基准算法准确率对比,所提算法准确率有较高提升,验证了所提算法的有效性。

    2023年05期 v.55 17-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 2920K]
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  • 基于共邻节点相似度改进的DPoS共识算法

    李美玲;赵金东;田志宏;武栓虎;

    针对委托权益证明(delegated proof of stake, DPoS)中节点投票不积极和恶意节点操纵选举结果的问题,提出一种基于共邻节点相似度改进的DPoS(DPoS based on similarity of common neighbor nodes, S-DPoS)共识算法。首先,引入共邻节点相似度模型实现社区划分,缩短投票周期,提高共识效率。其次,计算节点的信誉度,各社区选出一个信誉度最高的节点作为见证节点且负责生产区块,通过节点身份转换机制及时更新节点类别。最后,通过奖惩机制对节点进行奖惩,快速剔除错误节点。仿真实验结果表明,S-DPoS共识算法的节点参与度比DPoS算法提高30%~40%,并且能够有效降低恶意节点操纵选举结果的可能性,增强了系统的安全性。

    2023年05期 v.55 25-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1123K]
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  • 基于局部搜索NSGA2算法的含油污水资源分配

    尚福华;张豪鹏;杜睿山;解红涛;

    针对目前油田含油污水回收分配存在运营成本较大以及回收作业区资源利用率较低的问题,提出一种基于局部搜索NSGA2算法的含油污水资源分配方法。首先,引入采油厂回收总成本以及回收作业区负载均衡度等指标建立组合评价体系,构建了面向含油污水产生方及回收作业区处理方的双角度多目标分配模型。其次,为了改善NSGA2算法计算过程中种群分布不均匀的情况并提高其收敛速度,提出一种基于混合移民策略的局部搜索机制,使用解的密度来衡量解的稀疏度,在稀疏解和种群领先解周围进行局部搜索,引导算法快速收敛。最后,以某采油厂为例,与多个算法进行比较,结果表明,所提算法所求解的质量均优于其他对比算法,验证了模型的适用性和有效性。

    2023年05期 v.55 32-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1643K]
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  • 基于多尺度残差子域适应的轴承故障诊断方法

    刘晶;宁森;徐伟杰;盛译瑶;季海鹏;

    针对不同工况下轴承监测数据分布差异性大且带有标签数据稀缺的问题,提出一种基于多尺度残差子域适应的轴承故障诊断方法。首先,构建多尺度残差网络,提取源域与目标域的可迁移特征;其次,通过局部中心距差异对齐源域和目标域中同一类别的相关子域分布;最后,将局部中心距差异和分类器损失作为目标优化函数,完成模型训练,实现目标域数据的状态识别,并通过实验表明,该方法在目标域数据无标签的情况下准确率可以达到98%以上,满足工程应用的实际需求。

    2023年05期 v.55 39-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 4472K]
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  • 基于卷积注意力网络的卫星观测任务序贯决策方法

    彭双;伍江江;陈浩;杜春;李军;

    星上自主任务规划能够提高对地观测卫星应对星上任务、资源变化等动态不确定因素的快速响应能力,是卫星任务规划领域的一个重要研究热点。考虑到星上计算资源有限这一特点,现有研究主要采用启发式搜索算法对卫星星上自主任务规划问题进行求解,优化性还有待提升。基于观测任务序贯决策框架,利用卷积神经网络并行计算和注意力机制更易获取到高价值信息的优势,提出了一种基于卷积注意力神经网络的观测任务序贯算法,并设计了与之匹配的输入特征表示方法,实现对观测任务的实时决策。最后将提出算法和两种深度学习算法、两种启发式搜索算法进行了实验比较。实验结果表明,提出方法的平均响应时间不到已有深度学习算法的1/2,收益误差远低于启发式搜索算法,证实了所提方法的可行性和有效性。

    2023年05期 v.55 47-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1059K]
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  • 融合关联信息与CNN的实体识别研究

    李明键;李卫军;王海荣;

    引入外部词汇是提升实体识别效果的有效方法,然而现有的方法未能对词汇的关联字符向量进行表征,从而忽略了字符之间的联系。基于此,提出一种融合关联信息与卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)的实体识别方法。在使用SoftLexicon引入外部词汇的基础上,根据字符所对应的外部词汇发现关联字符并以词频方式进行归一,从而与字符、词汇向量融合以构建多特征信息来扩充字符特征表示,之后使用CNN与双向长短期记忆网络联合获取深层信息。在Resume、Weibo和CCKS2017数据集上进行实验,结果表明,相比SoftLexicon方法,所提方法能有效提升实体识别效果。

    2023年05期 v.55 53-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 971K]
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  • 基于时频复值特征的多尺度扩张DenseNet条件源分离网络

    向进;陈爱斌;彭伟雄;温治芳;

    目前时频域音乐源分离方法大多基于幅度谱,这些方法忽略了相位信息而具有局限性。提出一种基于复值谱图的条件多尺度扩张密集卷积网络(C-MDilDenseNet)用于音乐源分离。首先,频谱图中时间轴和频率轴具有受音频速率和音调等独立影响而变化的声学特性,提出时频扩张密集块,有效增大了网络对频谱特征的感受野。其次,引入特征线性调制(FiLM)以扩展网络适应多源分离任务,并提出门控特征线性调制(GFiLM),从而更灵活、更有表现力地调节中间特征。最后,实验结果表明,在MUSDB18数据集的音乐源分离任务上,所提出的网络模型与基准模型相比,平均信号失真比提高了0.49 dB,与现有一些时域和时频域分离方法相比,具有更好的分离性能且参数量相对较少。

    2023年05期 v.55 60-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 2407K]
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  • 基于多领域条件生成的语音情感转换

    姚文翰;柯登峰;黄良杰;胡睿欣;项敏特;张劲松;

    语音情感转换是在不改变话者声纹、语义的情况下,将一种情感语音转换成另一种情感语音的技术,本质是实现语音的风格迁移。主流的风格迁移技术有对抗生成技术(如CycleGAN,StarGAN)和实例规一化技术(如IN,CIN)。CIN相对于IN添加了均值方差选择性模块,具有更强的风格迁移能力。提出了将StarGAN和CIN结合的语音情感转换模型CIN-StarGAN,将CIN模块嵌入到StarGAN生成器。在ESD数据集上的实验结果表明,CIN-StarGAN比基于CycleGAN的情感转换模型收敛速度快28%,具有较好的风格转换能力。在多领域情感转换方法上具有潜在研究价值。

    2023年05期 v.55 67-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 2044K]
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  • 基于视觉辅助与自适应粒子滤波的机器人自定位

    刘超凡;于文涛;曲枫;张祺;徐浩;

    为解决机器人自定位粒子退化问题,提出一种基于视觉辅助与自适应粒子滤波的机器人自定位方法。首先采用改进萤火虫优化算法调整基于双里程运动模型的建议分布,然后使用融合视觉标签验证信息的子群互助重采样算法,在缓解粒子退化的同时提高粒子多样性。从位姿跟踪误差和粒子多样性两个方面对算法进行评价,结果表明,所提算法在仿真和真实环境下都具有较高的定位精度和稳定性。

    2023年05期 v.55 73-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 2407K]
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  • 基于L_(2,0)范数约束和冗余度学习的无监督特征选择算法

    蒙莹莹;李巧艳;杨小飞;袁林;

    为了更好地消除特征间的冗余,结合稀疏学习,提出一种融合特征冗余度学习的稀疏无监督特征选择算法。首先,该算法利用L_1范数度量投影数据点与聚类标签之间的损失,引入辅助变量将聚类标签的编码矩阵的正交性与非负性分离,确保编码矩阵是非负的且更接近理想的标签;其次,利用余弦相似度方法构造特征的冗余度矩阵,并将其作为正则项约束来学习投影矩阵;最后,通过L_(2,0)范数约束投影矩阵,可以恰好得到它的k个非零行,进而选出原始数据的k个特征。由此得到基于L_(2,0)范数约束和特征冗余度学习的稀疏无监督特征选择模型。所提算法在12个公开数据集上与10个相关算法进行比较,实验结果表明该算法在多数情况下可以选出更具判别性的特征。

    2023年05期 v.55 81-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 5848K]
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基础科学与工程技术

  • 基于形式背景转化的概念格属性约简

    任苡嘉;张贤勇;张敏;杨霁琳;

    借鉴形式背景下概念格的经典属性约简,立足决策形式背景,通过转换提出一种新的概念格属性约简,其对一般约简具有结构诱导性。首先,在决策形式背景下定义一致集,提出概念格的一致属性约简及对应算法,得到一致属性约简与三分属性的关系。其次,研究新建的一致约简与已有的强一致约简和弱一致约简之间的关系,得到一致约简具有关于概念格属性约简的严格强性,并由此设计由强至弱的启发式约简算法。最后,给出具体实例,说明与验证相关的约简、性质和算法。

    2023年05期 v.55 89-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 900K]
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  • 《郑州大学学报(理学版)》征稿简则

    <正>《郑州大学学报(理学版)》(原刊名《郑州大学学报(自然科学版)》)是郑州大学主办的自然科学综合性学术刊物(双月刊,国内外公开发行),中文核心期刊,主要刊登信息与计算机科学、数学、物理学、化学、生物工程科学、材料科学、电气工程科学等自然科学的基础研究及应用研究方面的学术论文。1要求及注意事项1.1来稿应具有创新性、科学性、准确性和可读性。稿件必须包括(按顺序):题名、作者姓名、作者单位(具体到院系)及省份、城市邮政编码、中英文摘要(100~300字)、关键词(3~8个)、中图分类号、文献标志码、正文、参考文献。

    2023年05期 v.55 95页 [查看摘要][在线阅读][下载 509K]
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