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最新刊期

2019 年第 5 期

综述

自然语言处理领域中的自动问答研究进展
郭天翼,彭敏,伊穆兰,毛文月,胡星灿,魏格格
2019, 65(5): 417-426. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.05.001

摘要：分别从数据来源、问答范围、会话管理方式等三个方面介绍了自动问答的发展现状，并着重阐述了基于深度学习的自动问答的研究进展，分析并总结了自动问答领域近年的研究成果，指出了自动问答未来所面临的问题。
关键词：人工智能;自然语言处理;自动问答

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发布时间：2021-01-26

人工智能

基于智能手机运动传感器的手写数字字符推测系统
苏涵,李纪平,何琨,陈晶,杜瑞颖
2019, 65(5): 427-433. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.05.002

摘要：为了拓展并完善手机屏幕信息推测的研究，在现有针对虚拟键盘输入的侧信道攻击基础上，提出了基于手机运动传感器的手写数字字符推测系统。设计实现了一种高效的自适应手写事件检测算法，在运动传感器（加速计和陀螺仪）数据流中通过多项式拟合的方式生成数据流中的噪声数据的拟合曲线。在噪声拟合曲线的基础上，结合数据流的方差值，实现目标数据段的识别提取。对每个数据段，本文选择了两种特征提取方法：时域特征提取和频域特征提取。再根据不同字符的数据段的特征差异推测当前数据段所对应的字符。对三种常见的用户手机持握姿态：坐姿、站姿和躺姿分别进行了训练，得到每一个姿态下最合适的姿态特征集合。握机姿态、手机类型、传感器类型和手写方式对推测准确率都有一定影响，其中手机类型影响最小。实验结果表明本文的字符系统推测准确率最高可达93.5%。
关键词：手写输入;隐私泄露;侧信道攻击;传感器;智能手机

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发布时间：2021-01-26
密集卷积神经网络和辅助特征相结合的乳腺组织病理图像有丝分裂检测方法
段慧芳,刘娟
2019, 65(5): 434-440. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.05.003

摘要：显微镜下特定大小视野范围内的平均有丝分裂个数是乳腺癌分级的一个重要指标。传统的人工检测方法耗时费力，结果受病理医生主观因素影响大，容易出错。本文提出将密集卷积神经网络（DenseNet）与辅助特征相结合，构建预测模型，以实现有丝分裂的自动检测。本文方法针对训练过程中正负样本严重不均衡问题，使用代价敏感损失函数缓解该问题。利用本文方法与其他算法对乳腺组织病理图像有丝分裂进行检测，实验结果表明，本文方法在独立测试集上的F分数为0.8019，高于其他方法，验证了其有效性。
关键词：乳腺癌分级;有丝分裂检测;密集卷积神经网络;代价敏感损失函数

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发布时间：2021-01-26
基于深度信息的单幅图像自动阴影检测
吴文君,张玲,肖春霞
2019, 65(5): 441-449. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.05.004

摘要：为解决复杂场景阴影的自动检测问题，提出一种基于深度信息的单幅图像自动阴影检测算法。该算法首先利用深度信息估计图像的法线、点云信息，并对图像进行多尺度纹理滤波；然后利用法线、点云和色度信息估计不同尺度下滤波图像的阴影置信度和亮度置信度，并对两种置信度图分别进行阴影边界相关的多尺度融合，消除纹理影响的同时保留了复杂的阴影边界信息和结构信息；最后利用拉普拉斯算子对阴影置信度进行插值优化，得到更精确的阴影检测结果。实验结果表明，对于简单场景和复杂场景图像，该算法都能完整检测出其中的硬阴影和软阴影，具有较好的阴影检测效果。最后，通过与其他算法的阴影检测结果进行对比，验证了本文算法的准确性和鲁棒性。
关键词：深度图;阴影检测;阴影置信度;多尺度滤波

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发布时间：2021-01-26
基于Storm的城市智能交通规划方法
刘春燕,邹承明
2019, 65(5): 450-456. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.05.005

摘要：为了缓解城市交通拥堵，提高城市道路利用率，增强路径规划的实时性，提出基于Storm的城市智能交通规划方法。该方法在Storm框架的基础上，设计了城市实时动态路径规划模型（UR-MODE），将用户选择的静态目标和实时路况的动态目标相结合，实现城市交通路径的智能规划；针对城市交通数据实时性较强的特点，利用用户偏好值动态选择最优粒子，并结合自适应惯性权重策略和小规模扰动策略，提出改进的自适应粒子群优化（adaptive partner-particle swarm optimization，AP-PSO）算法，保证模型的高效求解；结合开源实时处理系统Storm，实现了海量实时交通数据处理。仿真实验结果表明，相较于现有路径规划算法，本文方法收敛速度更快、稳定性更强，能减少17%的车辆平均行驶时间，道路资源利用率平均提高58%，大大缓解了城市交通拥堵问题。
关键词：智能交通;动态路径规划;多目标优化;粒子群优化;Storm框架

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发布时间：2021-01-26
基于密度峰值的改进K-Means文本聚类算法及其并行化
袁逸铭,刘宏志,李海生
2019, 65(5): 457-464. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.05.006

摘要：针对K均值（K-means）聚类算法进行文本聚类时随机选取初始聚类中心点的问题，提出一种基于密度峰值进行初始聚类中心点选取的适用于文本聚类的K-means算法（DPMCSKM），为了更好地适应大规模聚类计算的要求，设计并实现了基于MapReduce的DPMCSKM并行化算法。实验结果表明，DPMCSKM算法可以有效地进行文本聚类，与K-means、基于密度峰值的快速搜索聚类算法选取初始簇中心点的K-means以及多簇球形K-means算法相比在聚类质量上均有一定的提升，在收敛速度上也有较好的表现；DPMCSKM并行化算法在可扩展性上，具有较好的加速比。
关键词：文本聚类;密度峰值;MapReduce;K均值聚类算法

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发布时间：2021-01-26
基于加权K最近邻改进朴素贝叶斯自训练算法
李婷婷,吕佳
2019, 65(5): 465-471. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.05.007

摘要：针对传统半监督自训练方法在学习朴素贝叶斯分类器过程中容易误标记无标记样本，且整个过程未能利用到训练样本的空间结构信息，导致正确率不高的问题，提出了一种基于加权K最近邻改进朴素贝叶斯自训练算法。该算法利用加权K最近邻算法计算出无标记样本的隶属度，通过隶属度选出与已标记样本空间结构相近的样本，使得朴素贝叶斯分类器在一个较好的空间结构上对未标记样本进行分类，充分地利用样本的空间结构信息，从而降低了自训练过程中的迭代错误。在UCI数据集上的对比实验结果表明，该方法的性能相对于传统半监督自训练算法有所改善。
关键词：半监督学习;自训练方法;朴素贝叶斯;加权K最近邻;置信度

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发布时间：2021-01-26

信息安全

基于特征矩阵的Python克隆代码漏洞检测方法
彭双和,刘佩瑶,赵佳利
2019, 65(5): 472-478. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.05.008

摘要：随着人工智能和机器学习的快速发展，拥有强大第三方库的Python越来越受程序员的青睐。为了缩短开发周期，代码复用成为程序员的首选。代码复用的最直接方式是进行代码克隆，如果被克隆的代码存在漏洞，所造成的损失将是无法预料的。本文提出了一种基于特征矩阵的Python克隆代码漏洞检测方法。首先，针对不同的漏洞类型，提取相应的关键特征，依照不同关键特征对Python脚本进行前向或后向的程序切片。然后，利用基于代码块的抽象语法树，将代码转换为向量，构建特征矩阵。最后，利用机器学习的方法，对特征矩阵进行降维并计算相似度。实验结果显示，该方案可以有效检测出Python脚本的漏洞。
关键词：漏洞;特征矩阵;克隆代码;Python

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发布时间：2021-01-26
FSMS:具有最小本地存储开销的前向安全可搜索加密方案
周钦曦,何琨,杜瑞颖,陈晶
2019, 65(5): 479-487. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.05.009

摘要：提出了一种具有最小本地存储开销的前向安全高效可搜索加密方案FSMS, 设计了一个双层的加密存储结构, 利用该结构构造可搜索加密方案将逆向索引的存储开销转移到服务端。双层加密存储结构中的第一层结构是根据全局状态生成搜索令牌的逻辑结构, 这一结构代替了原来逆向索引的作用, 减少了本地的存储开销; 第二层结构优化了计算开销。利用双层加密存储结构设计的动态可搜索加密方案达到了前向安全属性, 并且没有增加额外的计算和通信开销。将本文方案与三个现有方案进行对比, 结果表明, 本文方案虽然减少了本地的存储开销, 但依旧具备较高的搜索效率。
关键词：可搜索加密;前向安全;本地存储

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发布时间：2021-01-26
基于可信向量的知识图谱上下文感知表示学习
熊盛武,陈振东,段鹏飞,刘晓赟
2019, 65(5): 488-494. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.05.010

摘要：面向知识图谱的表示学习在低维语义空间中对实体和关系进行编码, 提升了知识理解和推理能力。传统的平移模型在处理知识图谱中的一对多、多对一以及多对多这些复杂关系时, 难以区分在某一属性具有相同语义的实体。本文构建了一种基于二值可信向量的平移模型(TransV), 通过向量不同维度的元素值控制对应属性的激活与抑制程度, 使不同的关系关注不同的实体属性信息, 提高模型处理复杂关系的效果。除了知识图谱中的三元组信息, 非结构化文本中包含了丰富的语义信息, 能够提高实体表达能力。利用与实体相关的文本信息, 构建了一种融合上下文信息的基于二值可信向量的知识图谱表示学习模型(CKRV), 使得三元组信息与语义信息能相互影响、相互融合。实验结果表明, 该方法复杂度更低, 在实体预测准确性方面有明显提升。
关键词：表示学习;可信向量;上下文感知

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发布时间：2021-01-26

物理学

单玻色子交换势模型下对Y(4390)的研究
黎栩,龙鸿健,高诗剑,李新强
2019, 65(5): 495-502. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.05.011

摘要：针对2016年BESⅢ合作组发现的新粒子Y(4390)，采用单玻色子交换势(one-boson-exchange potential，OBEP)模型分析其组成；综合考虑了π、σ、ρ、ω、η介子的交换效应，轨道波函数S-D波的混合效应，以及交换势函数中δ项的贡献，给出Y(4390)的完整单玻色子交换势。将Y(4390)理解为量子数为J^PC=1^--的D₁D^*/D₁D^*系统，利用薛定谔方程求解了系统波函数的数值解，对系统的质量、方均根半径、组分等性质进行了预言，认为Y(4390)可以看作是J^PC=1^--的D₁D^*/D₁D^*强子分子态。
关键词：强子分子态;单玻色子交换势;束缚态;截断参数

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发布时间：2021-01-26
不同环境下双量子点初态的保真度
易孝锋,全先富
2019, 65(5): 503-509. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.05.012

摘要：针对初态都为自旋单重态的两对双量子点，数值模拟了不同环境下双量子点初态的保真度随着时间的演化，其中环境包括真空态、福克态、相干态、热态、耗散场以及外加随机磁场。模拟结果表明，在给定参数情况下，当环境为耗散场时，量子点的初态保真度会逐渐降至最低。无论环境是相干态还是热态，当平均光子数达到一定数目时，双量子点初态的退相干效果较显著。
关键词：量子点;环境;保真度;退相干

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发布时间：2021-01-26

电子信息

极区电离层VHF电波闪烁的统计
姜珂,徐良
2019, 65(5): 510-518. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.05.013

摘要：利用位于挪威斯瓦尔巴岛黄河站的三频信标接收系统的VHF波段信号强度数据，对2011年10月至2015年10月期间极区电离层VHF电波闪烁的强度、功率谱、闪烁发生次数的季节和地方时特性以及信号强度的概率密度进行了统计分析。结果表明，谱指数n与S₄指数之间存在明显正相关，且随着n的增加，S₄指数趋向饱和。强地磁活动对S₄>1. 5的强闪烁有明显抑制作用，对S₄ >0. 4的闪烁也表现出一定程度的抑制作用。闪烁发生率春季最高，秋季最低，但季节依赖性不明显；闪烁的地方时依赖性主要表现为夜间发生率较低，午后发生率最高。闪烁信号强度的概率密度在 S₄＜0. 6时更接近Nakagami-m分布，在S₄>0. 6时更接近Rayleigh分布。
关键词：极区电离层闪烁;S₄指数;闪烁出现率;地磁活动;概率密度

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发布时间：2021-01-26
磁暴期间中高纬度电离层离子上行的统计分析
徐畅,徐良
2019, 65(5): 519-526. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.05.014

摘要：利用美国国防气象卫星计划（defense meteorological satellite program, DMSP）F13和F15卫星观测数据, 统计分析了2000—2016年294个磁暴（Min. Dst≤-50 nT）期间中高纬度电离层离子的上行特征。结果表明, 磁暴期间, 北半球有3个稳定的离子上行源区:磁黎明前, 磁正午前后和磁黄昏后；南半球有2个稳定的离子上行源区:磁下午和几乎整个夜侧极光椭圆区。南北半球上行事件对季节的响应特征基本一致:冬季离子上行发生率和离子上行速度高于夏季；夏季离子上行数密度和离子上行通量高于冬季。研究发现, 磁暴期间离子上行具有季节响应特征是由于冬季电离层离子摩擦加热和电子沉降事件发生频率大于夏季, 会使离子的压力梯度力和向上的双极性电场增强, 使离子加速上行。
关键词：电离层;磁暴;离子上行

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发布时间：2021-01-26

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