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    2021年 第48卷 第4期 刊出日期:2021-08-30
      
    信息与通信工程&电子科学与技术
    超密集网络中多基站博弈边缘卸载策略
    王汝言,吴和,崔亚平,吴大鹏,张鸿
    2021, 48(4):  1-10.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.001
    摘要 ( 773 )   HTML ( 1380 )   PDF (1919KB) ( 445 )   收藏
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    虽然移动边缘计算在无线接入网处能提供强大的计算能力,但传统的移动边缘计算网络存在覆盖密度小,中心节点负载量过大的问题。将超密集网络和移动边缘计算相结合,可以为上述问题提供可行的解决方案。设计了一种超密集网络下的分布式边缘计算架构。考虑到要最小化系统开销,提出一种多基站博弈卸载算法。该算法首先采用拉格朗日乘数法计算资源分配问题,然后利用用户与移动边缘计算服务器之间的互利最大化,使用匹配博弈理论得到优化卸载策略。仿真结果表明,与随机和贪婪卸载算法相比,提出的算法实现了系统开销的显著降低,平均开销节省可达28.66%。

    异构传感网成本优化的节点部署策略
    李明,胡江平,曹晓莉
    2021, 48(4):  11-19.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.002
    摘要 ( 421 )   HTML ( 173 )   PDF (2929KB) ( 156 )   收藏
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    针对异构无线传感器网络中节点部署密度大、目标覆盖和网络连通容错性能差以及部署代价高的问题,提出了一种基于改进珊瑚礁算法的成本优化的节点异构传感网络容错部署策略。该策略综合考虑了部署位置和节点类型不同造成的部署代价不同,在保证监测目标被传感器节点多重覆盖和传感器节点之间多重连通的条件下,以节点部署成本最优化为求解目标。在改进的珊瑚礁算法中一方面借鉴和声搜索算法的思想增强算法的优化能力,另一方面通过对算法求解过程中优秀解的再利用,增强算法的优化效率。仿真结果表明,较之其他比较算法,提出的改进珊瑚礁算法能有效地在保证目标多重覆盖和节点之间多重连通的条件下降低网络部署成本。

    面向多接入边缘计算的VNFM分布式部署方案
    马悦,张玉梅
    2021, 48(4):  20-26.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.003
    摘要 ( 348 )   HTML ( 123 )   PDF (1529KB) ( 89 )   收藏
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    针对移动边缘计算架构下的虚拟网络功能管理器的部署问题,提出一种基于免疫优化算法的分布式部署方案。首先,利用混合整数规划建立虚拟网络功能管理器的部署模型;然后,给出一种基于免疫优化算法的部署方案。算法以最小化通信开销为目标,综合考虑个体的抗体亲和度和抗原亲和度,结合种群中个体适应度以及免疫系统的多样性特征,实现虚拟网络功能管理器的优化部署。仿真结果表明,相比于现有部署方案,新提出部署方案的个体评价机制能够更全面地描述虚拟网络功能管理器部署问题中个体的适应度和个体间的相似度;能够有效避免算法在部署过程中陷入局部最优解,提高算法性能;并且能够加速算法收敛,降低算法执行的时间。

    动态模糊匹配下的多元相似度定位算法
    秦宁宁,吴忆松,杨乐
    2021, 48(4):  27-35.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.004
    摘要 ( 298 )   HTML ( 235 )   PDF (2360KB) ( 83 )   收藏
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    针对指纹定位中传统的区域划分方式无法保证区域匹配准确率的问题,提出了一种模糊匹配算法,使得匹配范围动态调整,提高定位速度的同时削弱区域划分带来匹配失准的缺陷。在位置计算阶段则结合多维相似度系数,并引入环境参量重新分配近邻点权重,克服环境和设备的变化对定位带来的不利影响,降低定位误差。经实测场景测试,在保障匹配准确率的前提下,所提算法相较于全局匹配减少60%以上的指纹匹配量,且通过实验验证,定位精度较现有的算法提高17%以上。

    板状材料反射系数时域快速测量
    弓明豪,魏兵,胡明玮,王卫东
    2021, 48(4):  36-41.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.005
    摘要 ( 282 )   HTML ( 122 )   PDF (1965KB) ( 52 )   收藏
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    针对实际工程中材料宽频段反射特性频域测量面临的问题,提出一种基于时域法的自由空间超宽带反射特性快速测量方法。通过时域测量系统搭建、基于“时间窗”脉冲信号的提取方法分析、反射系数计算等内容,对系统优势进行了综合分析,形成了实际测量方案。测量结果表明,这种方案具有测量环境要求低、测量速度快、方便准确等优势,一次测量可以得到常见雷达频段(2~18 GHz)板状材料的反射系数。

    同轴电缆感性脉冲电流注入试验仿真方法
    崔志同,魏兵,吴伟,孙蓓云
    2021, 48(4):  42-49.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.006
    摘要 ( 293 )   HTML ( 143 )   PDF (1750KB) ( 72 )   收藏
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    为开展同轴电缆感性脉冲电流注入试验的量化分析及设计,利用Spice建模的方法求解电缆屏蔽层的耦合电流,给出了脉冲电流注入仿真中转移阻抗适用的测试方法以及屏蔽层与芯线间耦合的计算方程,建立了同轴电缆感性脉冲电流注入的Spice+Matlab联合仿真方法;另外,基于响应等效原理解决了负值电感的Spice电路表征问题,建立了转移阻抗实测值的拟合电路模型,继而在完成屏蔽层与芯线间耦合的集总近似电路建模的基础上,实现了同轴电缆感性脉冲电流注入的全Spice电路仿真。经数值和实验验证,上述两种方法一致性较好,且均具有较高的仿真精度和良好的时域收敛性,可以用于同轴电缆感性脉冲电流注入试验的设计、分析、效果预估等工作。

    二阶电离层延迟对GPS PPP时间传递的影响
    丁硕,杨海彦,杨旭海,张喆,赵坤娟
    2021, 48(4):  50-56.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.007
    摘要 ( 273 )   HTML ( 205 )   PDF (2358KB) ( 60 )   收藏
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    针对精密单点定位时间传递观测模型无法消除二阶电离层延迟误差的实际问题,推导了顾及二阶电离层延迟误差修正的观测模型。应用两个时段实测数据,比较分析了二阶电离层延迟改正前与改正后的精密单点定位测站钟差和时间传递结果。分析表明,二阶电离层延迟对低纬度地区测站钟差影响显著,对中、高纬度的影响逐渐减弱;测站钟差差异序列呈固定偏差加周日变化,固定偏差在南北半球符号相反。二阶电离层对长基线时间传递的影响最大超过26皮秒,对短基线的影响基本可以忽略。据此,提出亚纳秒级长基线时间传递进行二阶电离层延迟修正是必要的,特别是组成基线的测站位于低纬度地区。

    区域能量聚焦技术中超稀疏阵列优化算法
    杨仲平,周青松,张剑云
    2021, 48(4):  57-63.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.008
    摘要 ( 279 )   HTML ( 161 )   PDF (1318KB) ( 66 )   收藏
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    超稀疏阵列设置是影响区域能量聚焦性能的关键因素。以无人机实施精确电子战为典型应用背景,提出一种区域能量聚焦技术中超稀疏阵列优化算法,以最大化区域能量聚焦效果。首先对超稀疏阵列优化问题建立干扰信号与各阵元位置的联合优化模型;然后采用粒子群算法对阵元位置进行迭代求解;接下来在每个迭代过程中,针对已知的阵元位置求解干扰波形子问题,将子问题的目标值作为粒子群算法的适应度准则,最终得到超稀疏阵列与干扰信号的最优解。仿真实验表明,该方法能有效优化超稀疏阵列,提升精确电子战中的多项评估指标。在各阵元有定位误差和无定位误差两种情况下,均比现有仅设计干扰信号的算法具有更好的精确干扰性能。

    多星敏感器协同观测的短弧关联算法
    黄秋实,张雅声,冯飞
    2021, 48(4):  64-72.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.009
    摘要 ( 239 )   HTML ( 159 )   PDF (1562KB) ( 55 )   收藏
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    星敏感器是一种高精度姿态传感器,将星敏感器断续观测的航迹段准确关联是实现空间目标精确定轨的前提。为解决因目标观测时长过短而无法确定初轨的航迹关联问题,提出一种基于假设边值的空间目标短弧关联算法。通过运用多星敏感器联合定位方法,将星敏感器的仅测角数据转换为目标的空间坐标,从待关联航迹段中各取一点作为边界。基于边界关联假设,计算出所有假设边界条件下空间目标轨道的理论值。利用马氏距离及卡方检验进行关联判决。这种算法能够更好地适应多对多航迹关联,并且可以较为准确地拒绝不相关航迹。仿真结果表明,该算法在关联准确率和执行时间上优于基于容许域确定初轨及正弦拟合的短弧关联方法。

    应用统计线性回归的系统误差最大似然配准
    李佳炜,江晶,吴卫华,郑玉军
    2021, 48(4):  73-82.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.010
    摘要 ( 230 )   HTML ( 143 )   PDF (1477KB) ( 41 )   收藏
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    针对协同多传感器系统探测目标过程中存在着非随机系统误差的问题,提出一种基于统计线性回归的最大似然配准算法。首先通过联合最大化目标状态和系统误差的似然函数,建立多传感器系统的配准方程;然后利用一组不完全相同的回归点处理非线性量测转换的线性化问题,通过统计线性回归,构建目标状态关于去偏量测的回归方程,并得到投影后目标状态的前二阶统计特性;最后利用似然最大化迭代求解配准方程,实现对系统误差和目标状态的联合估计。仿真结果表明,基于统计线性回归的最大似然配准算法能在各观测维度上实现多个传感器的配准,且相比经典最大似然配准算法具有更高的配准精度和相当的计算复杂度。

    面向高炉料面监测的宽带微带阵列天线设计
    王宇,于静娜,陈先中,侯庆文
    2021, 48(4):  83-90.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.011
    摘要 ( 223 )   HTML ( 210 )   PDF (1600KB) ( 108 )   收藏
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    针对高炉雷达高分辨率成像和高集成度的设计需求,设计了一种宽带微带阵列天线。通过寄生贴片和空气层的设计展宽天线带宽,将多输入多输出雷达与合成孔径雷达成像原理相结合,设计了线性多输入多输出阵列。通过波数域成像算法,对模拟料线进行了近场仿真成像实验。实验结果表明,天线主瓣方向增益可达14.05 dBi,反射系数小于-10 dB,绝对带宽为5.25 GHz,工作频率为20.67~25.92 GHz。距离向分辨率较现有高炉雷达提高至3 cm,模拟料线成像的方位向平均误差为0.008 m,距离向平均误差约为 0.001 1 m。与传统微带阵列天线相比,此天线有效地拓宽了带宽,距离向分辨率比传统高炉雷达高,可以准确地获得模拟料线形状信息,对高炉料面监测有工程应用价值。

    一种宽温度范围的低温度系数带隙基准源设计
    安景慧,吴晨健
    2021, 48(4):  91-96.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.012
    摘要 ( 396 )   HTML ( 174 )   PDF (921KB) ( 104 )   收藏
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    为了满足不同应用和市场对物联网芯片精度和可靠性的要求,提出了一款宽温度范围的低温度系数带隙基准源。在传统的Banba型带隙基准源结构上,采用高阶温度补偿技术和分段温度补偿技术改善输出基准电压的曲率,降低了电路的温度系数,同时扩展了电路的工作温度范围。基于TSMC 180 nm CMOS工艺,完成了电路性能验证。测试结果表明,电路在-40 ℃~160 ℃温度范围内的温度系数低至7.2×10-6/℃,低频时电源抑制比为-48.52 dB,1.8 V电源电压下电路的静态电流为68.38 μA,芯片核心面积为0.025 mm2

    用于X射线探测的多通道电荷读出芯片
    刘宏,徐乐,田彤
    2021, 48(4):  97-102.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.013
    摘要 ( 243 )   HTML ( 75 )   PDF (1118KB) ( 63 )   收藏
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    针对传统用于X射线探测的多通道电荷读出电路面积大、功耗高的问题,提出一种新型的多通道电荷读出电路结构。该电路集成32个电荷读取通道,主要包括电容积分器、差分输出缓冲电路和数字控制逻辑电路等功能模块。通过将采样保持电路和相关双采样集成到输出缓冲器,大大地降低了整体芯片的功耗和面积。为减小失调和低频噪声,电路采用相关双采样技术;同时采用奇偶通道交叠输出方式,实现多通道信号连续输出。芯片采用CMOS 0.25 μm工艺制造,面积为2.87 mm×2.68 mm。测试结果显示,在5.0 V供电和2.5 V参考电压下,每通道的功耗为1.5 mW;当积分电容为7.8 pF时,积分非线性小于0.1%,动态范围达到13 100。

    计算机科学与技术&网络空间安全
    一种应用博弈和L0约束的盲图像修复方法
    冯象初,王萍,何瑞强
    2021, 48(4):  103-112.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.014
    摘要 ( 212 )   HTML ( 117 )   PDF (1509KB) ( 54 )   收藏
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    图像修复是利用原始图像的先验信息从缺失像素的观察图像出发恢复原始图像的过程。大多数图像修复模型假定图像缺失区域是已知的,但在实际应用中,这些缺失区域的信息很难直接获得。为了解决这类问题,利用L0范数的稀疏性先验和博弈理论,建立了新的图像修复模型。新模型适用于图像缺失区域已知和未知两种情况。根据目标函数的结构,提出了有效的临近交替方向乘子法和基于博弈的交替框架来解决相应的最小化问题,分析了文中模型在一定的条件下的收敛性。与现有的修复模型进行了对比,数值实验表明,所提出的模型和算法在主观和客观质量评价上比现有修复模型具有更好的结果和稳健性。

    非MDS码存储系统的通用可靠性模型
    聂世强,郑旭达,刘钊华,伍卫国,董小社,张兴军
    2021, 48(4):  113-119.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.015
    摘要 ( 305 )   HTML ( 156 )   PDF (986KB) ( 49 )   收藏
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    为了量化基于非最大距离可分码的分布式存储系统的可靠性,从非最大距离可分码的构造矩阵入手,提出了一种求解采用非最大距离可分码编码的数据对象在丢失若干块后数据对象的可修复概率算法。该算法穷举丢失若干块的所有可能组合,并在生成矩阵中判断每种组合相对应的矩阵是否可逆以计算可恢复的概率。随后采用马尔可夫理论,针对此类系统建立较为通用的度量存储系统可靠性的理论模型。该模型能够量化非最大距离可分码容错配置、存储规模、修复带宽、单节点可靠性、单节点容量对存储系统可靠性的影响。最后采用数值分析的方法,以局部修复码为例验证了模型的正确性,比较了不同因素对存储系统可靠性的影响。本模型为采用非最大距离可分码的存储系统的设计和实现提供了理论基础。

    一种自适应模拟退火粒子群优化算法
    闫群民,马瑞卿,马永翔,王俊杰
    2021, 48(4):  120-127.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.016
    摘要 ( 582 )   HTML ( 197 )   PDF (1377KB) ( 190 )   收藏
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    为了提高粒子群算法的寻优速度和精度,避免陷入局部优解,提出一种自适应模拟退火粒子群优化算法。采用双曲正切函数来控制惯性权重系数,进行非线性自适应变化;利用线性变化策略控制社会学习因子和自我学习因子,达到改变不同阶段寻优重点的目的;引入模拟退火操作,根据种群的初始状态设置一个温度,根据米特罗波利斯准则和温度指导种群以一定的概率接受差解,保证了算法跳出局部最优解的能力。为验证这种算法的效果,选择7种典型测试函数与已有文献中提出的5种粒子优化算法进行对比实验,根据寻优结果的平均值、标准差以及迭代次数等数据,证明文中所提算法在迭代精度、收敛速度以及稳定性上都有很大的提升,有效地弥补了经典粒子群算法的缺陷。

    博弈方法下的图像去噪与边界提取
    乔鱼,冯象初
    2021, 48(4):  128-135.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.017
    摘要 ( 249 )   HTML ( 227 )   PDF (2724KB) ( 69 )   收藏
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    由于半二次正则化模型得到的边界过于模糊,去噪效果也不够理想,因此使用博弈的方法对半二次正则化模型加以改进,对图像同时进行去噪和边界提取。定义了两个参与者,采用经典的半二次正则化方法作为去噪的目标函数,选取比较新颖的全局稀疏梯度模型作为边界提取的目标函数。图像去噪与边界提取这两个参与者在一个博弈过程中交替迭代,将其收敛点作为纳什均衡点。实验结果说明,所提算法能够有效地改进半二次正则化模型,从而得到更好的去噪与边界提取效果。将提出的模型用于各种类别的图像,无论从数值结果还是视觉效果上,所提算法都得到了较好的结果。

    DB-SMOTE及多层堆叠用于心律失常识别
    王波,邓科
    2021, 48(4):  136-143.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.018
    摘要 ( 208 )   HTML ( 108 )   PDF (2012KB) ( 45 )   收藏
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    为提高心电图的识别效果,尤其是少数类疾病的识别准确率,设计了基于聚类插值过采样算法和多层堆叠模型的心律失常识别方法。由于合成少数类过采样算法忽略了少数类数据的类内不平衡性,提出了聚类插值过采样算法生成少数类边界样本。该算法利用有噪空间密度聚类算法把少数类数据分为多个簇并滤去噪声样本,以各簇的边界数据为主体生成新样本,并利用t分布随机邻近嵌入算法可视化分析样本生成情况。因单一的分类器性能不能满足需求,故使用多层堆叠模型组合多个不同分类器来进行识别。多层堆叠模型分为两层:第一层基模型K近邻、极端梯度提升树和梯度提升树将特征F映射为F',第二层逻辑回归模型识别特征F'。用MITBIH数据集进行检测,上述识别方法的分类准确率达99.66%,能较大地提升少数类样本的识别效果,因此该方法能够有效地用于心律失常识别。

    一种时空卷积的步态识别方法
    许缓缓,李洪梅,李富余,孙学梅
    2021, 48(4):  144-150.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.019
    摘要 ( 241 )   HTML ( 119 )   PDF (1428KB) ( 77 )   收藏
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    由于步态识别的准确率会受到外部因素的影响,例如拍摄角度、行人穿着以及携带包的状态变化等,所以提出基于时空卷积的步态识别算法。该方法通过卷积神经网络提取步态特征,并通过对相邻帧进行重复提取来弥补当前帧丢失的信息,从而在步态轮廓序列图里挖掘更丰富的时空信息。最后,在CASIA-B数据集上对所提出的方法进行验证。实验结果表明,所提出的方法在正常行走、携带包和穿外套的情况下,Rank-1准确度都得到了很大的提升。

    结合帧间目标回归网络的无人机视频车辆检测
    张智,郑锦
    2021, 48(4):  151-158.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.020
    摘要 ( 282 )   HTML ( 121 )   PDF (2030KB) ( 76 )   收藏
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    无人机视频具有视角灵活、视域连续、监视范围广等优点,但同时也存在目标分布密集、运动噪声强等问题,给准确的目标检测造成了困难。针对这些问题,提出结合帧间目标回归网络的无人机视频车辆检测算法。根据无人机视频中车辆目标密集分布的特点,提出软化非极大值抑制作为单阶段全卷积目标检测的检测框合并策略,进而构建单帧车辆检测器;为应对单帧检测器直接应用于视频检测时易受运动噪声干扰、造成同一目标置信度变化的问题,设计帧间目标回归网络,利用帧间运动连续性融合相邻多帧的目标特征,并与当前帧目标特征进行匹配回归输出预测结果;最后利用单帧检测结果修正,实现检测性能的提升。通过对已有无人机数据集进行筛选、融合和补充标注,构建一个更全面的无人机视频车辆数据集。该方法在数据集上的平均精度较单阶段全卷积目标检测和基于光流引导特征融合的视频目标检测分别提高约2%和5%,可达47.42%。实验结果表明,该方法优于单阶段全卷积目标检测和基于光流引导特征融合的视频目标检测等视频目标检测算法,具有更好的鲁棒性和泛化性。

    一种面向时空神经网络的潜在情绪识别方法
    宋剑桥,王峰,牛锦,师泽洲,马军辉
    2021, 48(4):  159-167.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.021
    摘要 ( 229 )   HTML ( 67 )   PDF (1490KB) ( 53 )   收藏
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    微表情对情绪识别有着一定的作用,但在人为隐藏的情况下则容易出现误判。生理信号的识别效果虽然较为准确,但其数据的采集往往复杂,不便于用于快速的人员情绪检测中。针对上述问题,采用非接触基于色度模型的方式采集脉搏信号,并根据脉搏信号提取特征,融合提出的时空神经网络实现潜在情绪识别,平均识别率约78.59%和76.91%。实验结果表明,提出的双路潜在情绪识别框架可以很好地融合微表情和生理信号中所包含的情绪信息,在微表情识别中的效果较现阶段常用的微表情识别算法的效果有一定提升。

    利用密集卷积神经网络的语音变换欺骗检测
    王泳,苏卓艺,朱铮宇
    2021, 48(4):  168-175.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.022
    摘要 ( 196 )   HTML ( 59 )   PDF (1700KB) ( 30 )   收藏
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    语音变换欺骗是指利用语音处理算法改变原说话人的语音特征,从而导致说话人识别系统产生极高的错误拒绝率,达到隐藏说话人身份的目的。其实现成本低廉,并且已集成在众多的音频处理工具中,对社会安全带来严重威胁。然而,目前对于变换欺骗的检测研究仍然不足。为此,提出了一种基于密集卷积神经网络的语音变换欺骗检测方法,以区分欺骗语音和真实语音。该网络总共包含135层的网络层,通过最大化短路径地连接强化数据传输,可同时利用深层和浅层的边缘特征进行分类,抑制退化现象,从而进一步提高检测的准确率。实验结果表明,该算法对不同欺骗因子下的欺骗语音的检测准确率超过了98%。

    不平衡数据加权边界点集成欠采样方法
    何云斌,冷欣,万静
    2021, 48(4):  176-183.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.023
    摘要 ( 207 )   HTML ( 59 )   PDF (749KB) ( 31 )   收藏
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    为了有效地解决不平衡数据中边界点直接被删除的问题,保持多数类数据的信息,提出一种基于聚类的加权边界点集成欠采样算法。首先该算法通过提取少数类数据集的数据点作为多数类数据集的初始聚类中心个数进行聚类;然后引入变异系数将边界点识别出来,对识别出的边界点进行加权,使得加权后的边界点可以加入到不平衡数据的处理中;再利用簇密度将多数类数据集分为高密度簇和低密度簇,把低密度簇删除;最后获得约简后的多数类样本集。再将约简后的多数类样本和少数类样本结合,形成平衡的数据集,利用Ada Boost对其进行训练,得到最终的分类模型。利用该方法可以实现对数据集的约简操作,提高执行效率。结果表明,所提方法可以有效地处理不平衡数据的问题,提高了不平衡数据加权边界点集成欠采样算法的执行效率和结果的精确性。

    一种信息系统业务波及影响评估方法
    谢丽霞,白宇
    2021, 48(4):  184-191.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.024
    摘要 ( 177 )   HTML ( 60 )   PDF (940KB) ( 27 )   收藏
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    为有效地评估业务连续中断对信息系统造成的影响,提出一种信息系统业务波及影响评估方法。首先,识别系统主要业务并量化其脆弱性;然后,以业务为网络拓扑节点并基于业务重要性值对节点赋权,以业务间有序关联为边并基于资产-业务关联对边赋权;最后,根据有向加权网络结构熵方法评估业务中断至恢复时间段内信息系统受影响的程度。实验结果表明,这种方法在评估准确性方面与其他方法相比有明显优越性,在保障信息系统安全方面具有一定应用价值。

    AES相关故障注入攻击
    王省欣,胡伟,谭静,朱嘉诚,唐时博
    2021, 48(4):  192-199.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.025
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    由于故障注入攻击方法大多对故障注入的位置、时机和数量有严格的要求,密钥恢复过程中往往需要复杂的数学分析,或者需要大量时间来训练故障攻击模板,故提出一种针对不同密钥长度高级加密标准算法实现的简单相关故障注入攻击方法,利用高级加密标准故障效应传播中的相关关系恢复密钥。该攻击方法对故障注入位置和数量要求更为灵活,且只需通过简单的相关性分析即可破解密钥。实验结果表明:在不同密钥长度高级加密标准算法实现倒数第3轮(Nr- 2)列混合变换前至S盒变换之间任意位置注入随机故障后,分析最后一轮S盒输入的故障效应相关关系即可恢复最后一轮的轮密钥;在192位和256位高级加密标准算法实现倒数第4轮(Nr- 3)列混合变换前至S盒变换之间任意位置注入随机故障后可恢复倒数第2轮(Nr- 1)列的轮密钥。该方法的密钥搜索复杂度为216,只需2个正确-错误密文对或同一明文下的4条错误密文即可恢复128位高级加密标准初始密钥;只需4个正确-错误密文对或同一明文下的8条错误密文即可恢复192和256位高级加密标准初始密钥。

    一种主辅路径注意力补偿的脑卒中病灶分割方法
    回海生,张雪英,吴泽林,李凤莲
    2021, 48(4):  200-208.  doi:10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.026
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    当脑卒中病灶特征不明显、病灶边界与正常脑组织区别度低的时候,基于自注意力机制的分割模型极易生成关注区域错误的注意力系数图,从而影响分割性能。针对此问题,基于所改进的全局注意力上采样U-Net模型,提出了一种主、辅路径注意力补偿网络结构。主路径网络负责进行精确病灶分割,并输出分割结果;辅路径网络生成宽松的辅助注意力补偿系数,其对主路径网络可能存在的注意力系数错误进行补偿。同时提出了两种混合损失函数,以实现主、辅路径网络各自的功能。实验证明,所改进的全局注意力上采样U-Net和所提出的主辅路径注意力补偿网络在分割性能上均有明显的提升。