智能系统学报 /oa 一种新型控制方法—自抗扰控制技术及其工程应用综述 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201711029 自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)是韩京清研究员于1998年正式提出的一种不依赖被控对象模型的新型实用技术,具有很好的工程应用前景。为了便于理论分析与工程实际应用的推广实现,高志强教授在ADRC的基础上提出易于参数整定的线性自抗扰控制(LADRC),极大地推动了自抗扰控制理论发展与实际应用。本文简要介绍了自抗扰控制的基本思想及线性自抗扰控制的基本原理,较为系统地阐述了自抗扰控制理论的研究进展,就自抗扰控制在实际工程领域中的应用进行了分类总结,最后给出需要进一步深入研究的方向。 2018年10月25 00:00 2018年06期 865 877 860185 陈增强<sup>1,2</sup>, 刘俊杰<sup>1,2</sup>, 孙明玮<sup>1</sup> 下肢外骨骼研究进展及关节运动学解算综述 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201804063 随着传感融合、移动计算、智能驱动等技术的发展以及研究者对人体运动中下肢重要生物力学功能认知的逐步深化,下肢外骨骼机器人作为一种与下肢并联,能为穿戴者行走助力的可穿戴智能设备愈发受到世界各研究机构的重视。本文根据下肢外骨骼的用途和结构详细综述了近年下肢外骨骼的研究进展,并借此对下肢外骨骼的未来发展进行展望。并针对下肢外骨骼在实时运动学检测与控制上对小型传感器的迫切需求,提出一种能够用于控制下肢外骨骼的基于惯性测量单元的人体下肢关节运动学测量与解算技术,在基于惯性测量的单自由度关节角度结算上得到较好结果。 2018年10月25 00:00 2018年06期 878 888 1640621 衣淳植<sup>1</sup>, 郭浩<sup>1</sup>, 丁振<sup>1</sup>, 朱瑞<sup>1</sup>, 杨炽夫<sup>1</sup>, 刘绍辉<sup>2</sup>, 姜峰<sup>2</sup> PG-RNN:一种基于递归神经网络的密码猜测模型 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201712006 用户名—密码(口令)是目前最流行的用户身份认证方式,鉴于获取真实的大规模密码明文非常困难,利用密码猜测技术来生成大规模密码集,可以评估密码猜测算法效率、检测现有用户密码保护机制的缺陷等,是研究密码安全性的主要方法。本文提出了一种基于递归神经网络的密码猜测概率模型(password guessing RNN, PG-RNN),区别于传统的基于人为设计规则的密码生成方法,递归神经网络能够自动地学习到密码集本身的分布特征和字符规律。因此,在泄露的真实用户密码集上训练后的递归神经网络,能够生成非常接近训练集真实数据的密码,避免了人为设定规则来破译密码的局限性。实验结果表明,PG-RNN生成的密码在结构字符类型、密码长度分布上比Markov模型更好地接近原始训练数据的分布特征,同时在真实密码匹配度上,本文提出的PG-RNN模型比目前较好的基于生成对抗网络的PassGAN模型提高了1.2%。 2018年10月25 00:00 2018年06期 889 896 927719 滕南君<sup>1,2</sup>, 鲁华祥<sup>1,3,4</sup>, 金敏<sup>1</sup>, 叶俊彬<sup>1,2</sup>, 李志远<sup>1,2</sup> 一种预测miRNA与疾病关联关系的矩阵分解算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201805043 越来越多的证据表明microRNAs(miRNAs)在生命进程中发挥着重要作用。近年来,预测miRNAs与疾病的关联关系成为一个研究热点。然而,现有的方法大多数是基于已知的miRNA-疾病关联,对没有任何关联信息的miRNA或疾病的效果是很不理想的。本文提出了一种矩阵分解的方法LMFMDA(least squares optimization matrix factorization method for mirna-disease association)对miRNAs和疾病的关联关系进行预测。LMFMDA基于miRNAs相似度矩阵、疾病相似度矩阵和miRNAs-疾病关联关系矩阵,用迭代最小二乘法求解miRNAs和疾病的表达向量,最终利用miRNAs和疾病的表达向量完成对miRNA与疾病关联关系的预测。与常规做法不同的是,我们引入了辅助的miRNAs和疾病变量,来保证在优化时能够收敛到最优解。实验结果表明,采用留一交叉验证法得到的AUC值可达0.820 6,明显优于当前其他方法,尤其在没有任何关联信息的miRNA和疾病上,LMFMDA算法比最新的算法有了极大的提升。 2018年10月25 00:00 2018年06期 897 904 1008021 刘晓燕<sup>1</sup>, 陈希<sup>1</sup>, 郭茂祖<sup>1,2</sup>, 车凯<sup>1</sup>, 王春宇<sup>1</sup> 基于自组织模糊神经网络溶解氧控制方法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201801019 针对污水处理过程中溶解氧浓度难以控制的问题,提出了一种基于自组织模糊神经网络(self-organizing fuzzy neural network, SOFNN)的溶解氧(dissolved oxygen, DO)控制方法。首先,采用激活强度和神经元重要性两个评判标准,来判断神经元对网络的贡献及活跃程度。然后,对不活跃的神经元进行删减,以此来对神经网络结构进行自适应的调整,从而满足实际控制要求,提高控制精度。其次,采用梯度下降算法对SOFNN神经网络的各个参数进行实时调整,以保证网络的精度。最后,将该自组织方法用在Mackey-Glass时间序列预测中,结果表明所提出的自组织模糊神经网络具有较好的预测效果;同时将所提出的SOFNN方法在BSM1仿真平台上进行实验验证。结果表明,所提出的自组织模糊神经网络控制方法能够对溶解氧浓度进行较好地控制,具有一定的自适应能力。 2018年10月25 00:00 2018年06期 905 912 1497864 许进超<sup>1,2</sup>, 杨翠丽<sup>1,2</sup>, 乔俊飞<sup>1,2</sup>, 马士杰<sup>1,2</sup> 基于显著性检测的双目测距系统 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201712005 为了提高双目视觉测距系统中图像匹配的实时性与测距的精度,提出一种将显著性检测与焦距拟合相结合的双目测距方法。首先对双目相机进行畸变矫正,并利用双目相机成像的特点拟合相机焦距与目标距离的关系,随后对所得图像进行显著性检测,并提取目标区域,最后,利用surf算子对提取出的区域进行特征匹配,将匹配点代入测距模型中得到目标物体的距离。结果表明:显著性检测方法明显提升算法执行速度,焦距拟合降低双目测距模型误差,明显提升双目测距精度。 2018年10月25 00:00 2018年06期 913 920 1256056 安果维, 王耀南, 周显恩, 谭建豪 基于排序学习的视频摘要 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201806013 视频数据的急剧增加,给视频的浏览、存储、检索等应用带来一系列问题和挑战,视频摘要正是解决此类问题的一个有效途径。针对现有视频摘要算法基于约束和经验设置构造目标函数,并对帧集合进行打分带来的不确定和复杂度高等问题,提出一个基于排序学习的视频摘要生成方法。该方法把视频摘要的提取等价为视频帧对视频内容表示的相关度排序问题,利用训练集学习排序函数,使得排序靠前的是与视频相关度高的帧,用学到的排序函数对帧打分,根据分数高低选择关键帧作为视频摘要。另外,与现有方法相比,该方法是对帧而非帧集合打分,计算复杂度显著降低。通过在TVSum50数据集上测试,实验结果证实了该方法的有效性。 2018年10月25 00:00 2018年06期 921 927 1036423 王鈃润<sup>1</sup>, 聂秀山<sup>2</sup>, 杨帆<sup>2</sup>, 吕鹏<sup>2</sup>, 尹义龙<sup>3</sup> 多特征融合的lncRNA识别与其功能预测 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201806008 针对传统的基于单一特征的植物lncRNA识别的局限性,提出了融合RNA序列的开放阅读框、二级结构以及k-mers等多特征方法,训练高斯朴素贝叶斯、支持向量机和梯度提升决策树3种经典的分类模型,并实现分类结果的集成,利用交叉验证对模型的性能进行了评估,整体性能优于目前较流行的CPAT、CNCI和PLEK预测软件,在拟南芥数据集上总体的准确率达到了89%。另外,基于内源性竞争规则以及RNA结构信息,分别对lncRNA-microRNA和microRNA-mRNA进行靶向预测、筛选,再通过整合预测数据建立互作网络,并对网络模块中的lncRNA进行功能预测。通过GO术语分析,对与mRNA相关的lncRNA可能参与的生物调控过程进行预测,推测它们的相应功能。 2018年10月25 00:00 2018年06期 928 934 774832 常征, 孟军, 施云生, 莫冯然 基于核心向量机的多任务概念漂移数据快速分类 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201712019 通过协同求解多个概念漂移问题并充分挖掘相关概念漂移问题中蕴含的有效信息,共享矢量链支持向量机(shared vector chain supported vector machines,SVC-SVM)在面向多任务概念漂移分类时表现出良好性能。然而实际应用中的概念漂移问题通常有较大的数据容量,较高的计算代价限制了SVC-SVM方法的推广能力。针对这个弱点,借鉴核心向量机的近线性时间复杂度的优势,提出了适于多任务概念漂移大规模数据的共享矢量链核心向量机(shared vector chain core vector machines,SVC-CVM)。SVC-CVM具有渐近线性时间复杂度的算法特点,同时又继承了SVC-SVM方法协同求解多个概念漂移问题带来的良好性能,实验验证了该方法在多任务概念漂移大规模数据集上的有效性和快速性。 2018年10月25 00:00 2018年06期 935 945 1044130 史荧中<sup>1,2</sup>, 王士同<sup>1</sup>, 邓赵红<sup>1,3</sup>, 侯立功<sup>2</sup>, 钱冬杰<sup>2</sup> 基于Object Proposals并集的显著性检测模型 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201801009 针对当前常见的显著性检测模型得到的结果会包含大量的背景区域的缺点,本文提出了基于Object Proposals并集的显著性检测模型。该模型首先对于输入图片生成一系列Object Proposals,并通过其并集计算得到背景图;然后结合纹理特征和全局对比度得到初始显著图;最后,用得到的背景图对初始显著图进行背景抑制得到最终显著图。实验结果表明,在通用MSRA1000数据集上,本文提出的显著性模型与其他5种方法相比取得了很好的效果。 2018年10月25 00:00 2018年06期 946 951 1197549 赵闰霞<sup>1</sup>, 蹇木伟<sup>1,2</sup>, 齐强<sup>1</sup>, 王静<sup>1</sup>, 王瑞红<sup>1</sup>, 董军宇<sup>1</sup> 面向多机器人动态任务分配的事件驱动免疫网络算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201707022 为实现多机器人系统的动态任务分配与协作,提出了一种面向多机器人动态任务分配的事件驱动免疫网络算法。将生物免疫网络的工作机理应用到多机器人动态任务分配算法中,借鉴Jerne的独特型免疫网络假说和Farmer提出的抗体激励动态方程,设计了多机器人任务分配与自主协作模型;基于事件驱动机制,设计了多机器人动态任务分配算法,并引入焦躁模型来解决任务死锁问题。仿真和实际多机器人系统实验结果表明,基于本文算法的多机器人系统在动态任务场景中具有较强的适应性和自主规划协调能力。 2018年10月25 00:00 2018年06期 952 958 1174375 曹鹏飞, 郝矿荣, <u>丁永生</u> 一种具有迁移学习能力的RBF-NN算法及其应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201705021 经典的径向基人工神经网络学习能逼近任意函数,因而应用广泛。但其存在的一个重要缺陷是,在已标签样本过少、不能反映数据集整体分布情况下,容易产生过拟合现象,从而导致泛化性能严重下降。针对上述问题,探讨具有迁移学习能力的径向基人工神经网络学习算法,该算法在引入<i>ε</i>不敏感损失函数和结构风险项的同时,学习源领域径向基函数的中心向量及核宽和源领域模型参数,通过充分学习历史源领域知识来弥补当前领域因已标签样本少而导致泛化能力下降的不足。将该算法应用于人造数据集和真实发酵数据集进行验证,和传统的RBF神经网络算法相比,所提算法在已标签样本少而存在数据缺失的场景下,具有更好的适应性。 2018年10月25 00:00 2018年06期 959 966 1252763 许敏<sup>1,2</sup>, 史荧中<sup>2</sup>, 葛洪伟<sup>1</sup>, 黄能耿<sup>2</sup> 基于Faster R-CNN的人体行为检测研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201801025 由于人体行为类内差异大,类间相似性大,而且还存在视觉角度与遮挡等问题,使用人工提取特征的方法特征提取难度大并且难以提取有效特征,使得人体行为检测率较低。针对这个问题,本文在物体检测的基础上使用检测效果较好的Faster R-CNN算法来进行人体行为检测,并对Faster R-CNN算法与批量规范化算法和在线难例挖掘算法进行结合,有效利用了深度学习算法实现人体行为检测。对此改进算法进行实验验证,验证的分类和位置精度达到了80%以上,实验结果表明,改进的算法具有识别精度高的特点。 2018年10月25 00:00 2018年06期 967 973 929671 莫宏伟, 汪海波 SUCE:基于聚类集成的半监督二分类方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201711027 半监督学习和集成学习是目前机器学习领域中的重要方法。半监督学习利用未标记样本,而集成学习综合多个弱学习器,以提高分类精度。针对名词型数据,本文提出一种融合聚类和集成学习的半监督分类方法SUCE。在不同的参数设置下,采用多个聚类算法生成大量的弱学习器;利用已有的类标签信息,对弱学习器进行评价和选择;通过集成弱学习器对测试集进行预分类,并将置信度高的样本放入训练集;利用扩展的训练集,使用ID3、Nave Bayes、 kNN、C4.5、OneR、Logistic等基础算法对其他样本进行分类。在UCI数据集上的实验结果表明,当训练样本较少时,本方法能稳定提高多数基础算法的准确性。 2018年10月25 00:00 2018年06期 974 980 938253 闵帆, 王宏杰, 刘福伦, 王轩 利用多模态U形网络的CT图像前列腺分割 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201806012 计算机断层扫描(computed tomography,CT)可应用于前列腺癌的检查诊断,但是它对软组织结构对比度不高,因此很难从中分割病变;而核磁共振成像(nuclear magnetic resonance imaging,MRI)具有较高的对比度,能为病变提供丰富的影像信息。为了提升CT图像的前列腺分割精度,本文提出一种新的基于深度学习的多模态U形网络图像分割模型MM-unet,充分运用MRI图像与CT图像间信息互补的特点。具体地,首先运用迁移学习思想分别训练MRI与CT图像的初始分割模型,然后通过设计一种新型的多模态损失函数MM-Loss,建立不同模态分割模型之间的联系,联合训练基于MRI与CT图像的MM-unet。为验证所提模型MM-unet的有效性,我们在某合作医院提供的Prostate数据集上进行了实验,实验结果表明,与U-net方法相比,MM-unet能够获得高出3个百分点Dice的CT图像分割精度。 2018年10月25 00:00 2018年06期 981 988 1006153 凌彤, 杨琬琪, 杨明 一种特征字典映射的图像盲评价方法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201805027 图像质量评价对于许多计算机视觉任务来说,是至关重要的一环。传统的方法往往聚焦于人类直观打分,其最大不足就是打分数据的庞大性。为了解决这个难题,本文提出了一种图像质量盲评价框架。首先分别提取图像的局部结构特征和全局统计特性,在学习阶段,提出了一种基于字典池的映射策略来加速打分的进程。实验结果显示,本文所提方法准确度和鲁棒性相比较时下其他算法,取得了更加令人满意的结果。 2018年10月25 00:00 2018年06期 989 993 4284093 王伟<sup>1,2</sup>, 刘辉<sup>2</sup>, 杨俊安<sup>2</sup> 基于加权聚类集成的标签传播算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201806011 标签传播算法(LPA)是一种高效地处理大规模网络的社区发现算法,由于其近乎线性的时间复杂度而受到广泛关注。然而,该算法每个节点的标签依赖于其邻居节点,其迭代速度和聚类有效性对标签信息的更新顺序非常敏感,影响了社区发现结果的准确性和稳定性。基于该问题,提出了一种基于加权聚类集成的标签传播算法。该算法利用多次标签传播算法的结果作为基聚类集,并用模块度评估每个基聚类的重要性,使其作为节点相似性度量的权值形成加权相似性矩阵,最后通过层次聚类得出最终的社区划分结果。在实验分析中,该算法和其他5个具有代表性的标签传播算法的改进算法在真实数据集上进行了比较,展示了新算法能有效地提高标签传播算法的社区发现精度。 2018年10月25 00:00 2018年06期 994 998 746386 张美琴<sup>1</sup>, 白亮<sup>2</sup>, 王俊斌<sup>1</sup> 融合协同过滤与用户偏好的旅游组推荐方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201802011 近年来,组推荐系统已经逐渐成为旅游推荐领域的研究热点之一。传统的推荐系统面临的数据稀疏性问题在组推荐系统中同样存在。基于评分的推荐系统中,可以把组推荐系统分为对单个用户的偏好预测和对组内成员预测结果的融合两个阶段。为提高推荐的效果,提出了一种融合协同过滤与用户偏好的旅游组推荐方法,它考虑了用户的预测评分和组推荐结果的准确性。在协同过滤中通过加入相似性影响因子和关联性因子进行预测评分,然后在均值策略和最小痛苦策略的基础上,提出了满意度平衡策略,该策略考虑了组内成员的局部满意度和整体满意度。实验表明,所提出的方法提高了推荐的准确率。 2018年10月25 00:00 2018年06期 999 1005 1010464 陈君同, 古天龙, 常亮, 宾辰忠, 梁聪 酒店在线评论数据的特征挖掘 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201806016 论文以酒店在线评论数据为研究对象,对酒店在线评论数据的特征挖掘进行了研究。论文首先从酒店在线评论数据的获取出发,经过数据清洗、词性分析、特征抽取、指标确定、特征筛选、特征确定、特征校验几个环节,实现了酒店在线评论数据特征挖掘的目的。论文以词频为基础,融合了词性分析、聚类分析等方法,利用词频数(TF)、词频率(TF<sub>1</sub>)、词频权重(TTW)、评论频率(DF)、逆文档频率(IDF)和TF1-IDF等指标对候选特征词进行降维,得出酒店在线评论数据的特征,并对特征词进行校验,完成了酒店在线评论数据的特征挖掘的过程。论文将为以评论为依据的客户分类、酒店分类、智能推荐奠定基础。 2018年10月25 00:00 2018年06期 1006 1014 3321426 秦海菲<sup>1</sup>, 杜军平<sup>2</sup> 联合加权重构轨迹与直方图熵的异常行为检测 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201706070 为解决多目标打斗、抢劫等异常行为检测精度不高的问题,提出一种联合加权重构轨迹与直方图熵的异常行为检测算法。首先,采用背景相减法结合宽高比提取行人目标;然后将卡尔曼滤波器及HOG特征融入时空上下文算法中,实现短时间内被完全遮挡行人的鲁棒跟踪;最后对跟踪轨迹进行训练,构造正常行为字典并稀疏重构待检测轨迹,通过联合加权最小重构残差和直方图熵,实现对异常行为的有效检测。通过对比实验,表明该算法对于打斗和抢劫等异常行为具有较好的检测效果,在静态背景且无遮挡的情况下,检测率可达92%以上。 2018年10月25 00:00 2018年06期 1015 1026 1686553 徐志通<sup>1,2</sup>, 骆炎民<sup>1,2</sup>, 柳培忠<sup>3</sup>