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色度域亮度域信息融合的监控视频重压缩取证

哈尔滨工业大学学报 2024年第5期56卷 46-55页

作者：公衍超王子琳杨楷芳刘颖林庆帆王富平西安邮电大学通信与信息工程学院西安710121 西安邮电大学、陕西省法庭科学电子信息实验研究中心西安710121 西安邮电大学、陕西省无线通信与信息处理技术国际联合研究中心西安710121 陕西师范大学计算机科学学院西安710119 新加坡XsecPro公司新加坡787820

为解决当前视频重压缩取证方法没有考虑色度域信息、取证准确度低的问题,提出一种面向最新多用途视频编码(versatile video coding,VVC)标准色度域亮度域信息融合的监控视频重压缩取证方法(CLF-SVRF)。基于VVC标准的编码原理,从监控视... 详细信息

为解决当前视频重压缩取证方法没有考虑色度域信息、取证准确度低的问题,提出一种面向最新多用途视频编码(versatile video coding,VVC)标准色度域亮度域信息融合的监控视频重压缩取证方法(CLF-SVRF)。基于VVC标准的编码原理,从监控视频的色度域和亮度域维度分析并确定VVC视频码流中与压缩次数密切相关的基础码流特征;基础码流特征包括色度域和亮度域编码单元(coding unit,CU)的划分类型及预测模式;结合拉格朗日率失真优化技术分析随着压缩次数的增加,色度域亮度域CU划分类型和预测模式的变化;进一步确定色度域亮度域CU划分类型和预测模式可以作为检测视频压缩次数的基础码流特征;接着考虑视频监控应用对重压缩取证方法低复杂度的需求,基于色度域亮度域CU划分类型和预测模式构建低复杂度高级码流特征;将高级码流特征输入支持向量机完成监控视频的重压缩取证。实验结果表明,与当前先进方法相比,CLF-SVRF方法的监控视频重压缩取证准确度平均提升了13.53%,同时可以大幅度地降低重压缩取证耗时,重压缩取证时间平均减少了47.42%。

关键词：视频编码通用视频编码重压缩取证监控视频色度域

融合关系路径与实体邻域信息的知识图谱补全方法

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计算机工程与应用 2024年第13期60卷 136-142页

作者：翟社平亢鑫年李方怡杨锐西安邮电大学计算机学院西安710121 西安邮电大学陕西省网络数据分析与智能处理重点实验室西安710121

知识图谱为许多人工智能应用提供了底层的技术支持,包括电子商务、智能导航、医疗保健、社交媒体等领域。但现有的知识图谱通常是不完整的,大量的知识隐含在其中,因此如何将知识图谱补全完整成为亟需解决的问题。现有方法大多是独立处... 详细信息

知识图谱为许多人工智能应用提供了底层的技术支持,包括电子商务、智能导航、医疗保健、社交媒体等领域。但现有的知识图谱通常是不完整的,大量的知识隐含在其中,因此如何将知识图谱补全完整成为亟需解决的问题。现有方法大多是独立处理实体邻域信息或关系路径,忽略了实体邻域信息对关系路径探索过程的重要性。为此,提出了一种融合关系路径与实体邻域信息的知识图谱补全方法(RPEN-KGC)。RPEN-KGC由采样器和推理器构成,采样器通过在实体对之间随机游走,为推理器提供可靠的推理策略。同时采样器利用实体邻域相似性对比机制约束随机游走的方向,有效提高采样的效率,并且使推理策略更加丰富。推理器通过提取关系路径的语义特征,在语义空间中推理出更加多样化的关系路径。在公开的NELL-995和FB15K-237数据集中通过链接预测任务进行实验验证,结果表明,RPEN-KGC在多数指标上相较于基准方法均有一定的提升,说明RPEN-KGC能够有效预测知识图谱中缺失的知识。

关键词：知识图谱知识图谱补全生成对抗网络多跳推理

复杂产品智能设计与主动运维“双馈式”制造服务方法体系

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机械工程学报 2024年第6期60卷 127-136页

作者：任杉王晋赵欣张映锋西安邮电大学现代邮政学院西安710061 西北工业大学工业工程与智能制造工信部重点实验室西安710072

利用生命周期数据实现设计与运维协同是复杂产品开发和维护的主要模式,也是保证产品稳定、可靠运行的重要途径。在分析当前制造企业面临的挑战与现有制造服务模式研究不足的基础上,提出一种复杂产品智能设计与主动运维“双馈式”制造服... 详细信息

利用生命周期数据实现设计与运维协同是复杂产品开发和维护的主要模式,也是保证产品稳定、可靠运行的重要途径。在分析当前制造企业面临的挑战与现有制造服务模式研究不足的基础上,提出一种复杂产品智能设计与主动运维“双馈式”制造服务新模式,并设计相应的体系架构。提出并讨论上述新模式的关键技术体系,包括融合物联技术的制造与运维数据主动感知与增值计算、运维过程多源异构数据与知识工程融合的智能化设计、基于产品设计知识与运维过程感知的主动预防性维修等。通过上述技术的实施,可有效促进产品生命周期各阶段数据的交互共享和业务的协同优化,进而可构建一种生命周期数据泛在互联、设计前馈指导运维服务、运维反馈改进产品设计的闭环运作机制,以提升产品设计的智能化和产品运维的预见性。所提新模式和技术体系对生命周期数据驱动的智能制造研究和应用有重要借鉴价值。

关键词：产品生命周期智能设计主动运维双馈式制造服务

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鲁棒模糊超像素聚类分割算法及工程实现研究

鲁棒模糊超像素聚类分割算法及工程实现研究

作者：赵景天西安邮电大学

学位级别：硕士

图像分割是图像理解和机器视觉的关键基础,它能有效地区分图像中不同属性的内容,从而实现感兴趣目标的提取。超像素生成技术在计算机视觉中常被用作预处理,是在对原始图像进行过分割后,生成的多组具有统一属性的像素集合,这些像素集合... 详细信息

图像分割是图像理解和机器视觉的关键基础,它能有效地区分图像中不同属性的内容,从而实现感兴趣目标的提取。超像素生成技术在计算机视觉中常被用作预处理,是在对原始图像进行过分割后,生成的多组具有统一属性的像素集合,这些像素集合可作为后续图像分割的对象,从而降低计算机视觉的计算成本。结合超像素生成的图像分割技术,可显著提高图像分割效率和分割精度。通过利用超像素内像素集合的共性,获得有意义的区域特征,从而高效地捕捉图像中的语义信息。因此,深入研究基于超像素的图像分割算法对于满足计算机视觉日益增长的需求具有重要的理论价值和实用意义。虽然基于超像素的图像分割无需预先的训练就可完成语义分割,但其需要两个步骤来实现分割。此外,其提供的分割效果容易受到超像素质量的影响,同时对噪声和异常值较为敏感。而模糊聚类算法通过对样本分配隶属度实现样本聚类,具有存储开销小、执行效率高等优点,是应用最为广泛且具有良好扩展性的聚类算法之一。因此,为了降低基于超像素的图像分割算法的模型复杂性并增强对噪声的抑制能力,本文将基于超像素的图像分割算法与模糊聚类理论相结合,进行系统研究并提出了一系列改进算法,并且将提出算法在FPGA开发平台进行了实现。本文主要研究内容如下:(1)为了增强现有超像素生成算法对噪声的抑制能力,提高生成超像素在噪声环境中的边界附着性和规整性,本文提出了一个基于模糊聚类的超像素生成算法。首先,将可能性理论与现有的模糊超像素生成算法相结合,构建了一个局部搜索的可能乘积划分聚类目标函数,利用模糊隶属度和可能典型性描述划分像素过程中的不确定性;其次,在当前像素隶属度迭代过程中,引入邻域像素的隶属度,并对局部窗口中不同位置的像素分配不同权重提高超像素内部像素的空间连接性。在此基础上,使用现有的模糊超像素图像分割算法对超像素图像进行分割。通过对不同类型噪声干扰自然图像测试,证实所提出的算法具有较高的分割效率和鲁棒性。(2)基于超像素的图像分割需要两个步骤实现分割,分别是超像素产生和超像素图像分割,本文对这两个步骤分别进行改进,提出了一种鲁棒的模糊超像素图像分割算法。首先,在超像素生成阶段,添加像素的纹理轮廓特征构造了一个自适应加权欧氏距离,提高对图像低对比度区域的捕捉能力;其次,在引入可能性理论的基础上,进一步在局部搜索的模糊可能乘积划分聚类目标函数中嵌入模糊因子提高超像素生成算法对噪声的鲁棒性;最后,在超像素图像分割阶段,利用超像素的邻域信息构建新的超像素隶属度划分矩阵,进一步改善超像素正确分类的准确性。通过对图像添加不同类型噪声的测试,表明该算法具有预期的鲁棒性和分割性能。(3)基于超像素的图像分割需要两个不同阶段,增加了算法陷入局部最优解的概率。受模糊C-多均值聚类的启发,本文提出了一种结合超像素产生和超像素图像分割的联合学习算法。首先,模糊超像素生成的目标函数和模糊超像素分割的目标函数被加权融合为一个目标函数,从而可以优化一个目标函数生成超像素并分割图像;其次,通过在隶属度迭代过程中,引入像素局部空间信息,提高了生成超像素对噪声的抑制能力;最后,通过优化联合目标函数,聚类中心被引入到超像素质心的迭代过程中,使超像素质心产生偏移,将在图像中一些区域生成更密集的超像素。实验测试表明,本文所提出算法在性能指标和视觉效果优于现有的超像素图像分割算法。(4)为了进一步提高算法的分割性能并增强对高强度噪声的抑制能力,本文在超像素产生和超像素图像分割联合基础上引入稀疏子空间聚类,提出了一种基于超像素产生和模糊稀疏子空间聚类的联合学习算法。首先,构造一个加权结合模糊超像素生成和模糊稀疏子空间聚类的目标函数,引入稀疏子空间聚类的自表示系数矩阵描述超像素之间的内在关联性;其次,构建了一个包含自表示系数的加权欧氏距离,增强算法对噪声的抑制能力;最后,利用最优化理论,证明了算法的收敛性和可行性。通过自然图、合成图和噪声干扰图的分割测试,验证了所提出算法对噪声图像和无噪声图像具有满意的分割性能和较强的抗噪性能。(5)为了提高算法的运行效率并有效缩短开发周期,在ZYNQ7020芯片的FPGA开发平台利用HLS软环境复现所提出算法。实验结果表明,该系统对分辨率为800*480的彩色图像的分割效率明显优于传统PC平台,其中LUT和BRAM的利用率分别为85%和92%,达到了预期设计目标。针对目前基于超像素的图像分割算法存在的问题,本文提出了一系列改进算法,并利用最优化理论分析了算法的合理性和收敛性。多种数据集测试表明,本文所提出的算法不仅优于现有的基于超像素的图像分割算法,而且具有良好的普适性。

关键词：图像分割超像素模糊聚类稀疏子空间聚类 FPGA

电子投票系统中基于区块链的无证书环签密方案

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计算机工程与应用 2024年第16期60卷 288-301页

作者：兰祥郭瑞王俊茗西安邮电大学网络空间安全学院西安710121 西安邮电大学无线网络安全技术国家工程研究中心西安710121

将区块链技术应用在各种应用场景下已成为研究热点,区块链技术与电子投票系统的结合在保证投票人匿名性的同时还可以保障投票数据不被篡改,使投票结果更加公正可信。一方面可以解决传统投票方式带来的中心服务器可能丢失选票数据的问题... 详细信息

将区块链技术应用在各种应用场景下已成为研究热点,区块链技术与电子投票系统的结合在保证投票人匿名性的同时还可以保障投票数据不被篡改,使投票结果更加公正可信。一方面可以解决传统投票方式带来的中心服务器可能丢失选票数据的问题。另一方面还可以保护投票者的数据隐私,提高投票的公平性与安全性。然而也存在着用户数量增多时验证选票效率较低的问题,以及存在恶意用户进行多次投票影响最终投票结果的问题。针对上述问题,提出了一种基于无证书密码体制的条件隐私保护环签密方案。该方案能够在保证降低计算开销的情况下提供安全的电子投票通信。通过将跟踪标记添加到签密消息中,设计了一种针对恶意用户的跟踪算法,使受信任方能够从环成员列表中识别出恶意投票用户。采用批量验证算法提高了验证效率,利用智能合约计票减少了对第三方机构的依赖。通过安全性分析,证明了该方案在椭圆曲线离散对数和椭圆曲线计算Diffie-Hellman困难性假设下基于随机谕言机模型是安全的。最后从计算开销、批量验证效率、追踪恶意用户效率和智能合约gas消耗等方面进行了性能评估,分析结果表明该方案可以为电子投票系统的安全相关应用提供高效、高可靠的通信协议。

关键词：条件隐私保护无证书环签密批量验证智能合约

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车联网中可匿名的无证书聚合签名方案

计算机工程 2024年

作者：郭瑞胡国梁王俊茗西安邮电大学网络空间安全学院西安邮电大学无线网络安全技术国家工程实验室

车联网（Vehicle Ad-Hoc Networks， VANETs）是未来智能交通系统的交通基础，保障车辆的安全驾驶。然而，在开放式无线通信模式和复杂的通信环境下，车联网面临着车辆隐私泄露、通信带宽限制等一系列挑战。为此，提出了一种基于无证书... 详细信息

车联网（Vehicle Ad-Hoc Networks， VANETs）是未来智能交通系统的交通基础，保障车辆的安全驾驶。然而，在开放式无线通信模式和复杂的通信环境下，车联网面临着车辆隐私泄露、通信带宽限制等一系列挑战。为此，提出了一种基于无证书聚合签名的匿名认证方案。本方案采用聚合技术实现了批量认证，提高了认证效率。并且通过协调可信中心和车辆来生成公/私钥对和伪身份，一定程度上摆脱了对防篡改设备（Tamper-Proof Device， TPD）的依赖。无证书机制避免了证书管理问题和密钥托管问题。当发生恶意事件时，可信中心可以追踪车辆的真实身份，并基于中国剩余定理实现了车辆的跨域撤销。安全性证明和分析表明，本方案在随机谕言机模型下具有存在不可伪造性。将本方案与其他相关方案在效率方面进行了比较，其结果表明本方案的计算成本和通信成本更低，在车联网应用环境中更具有实用价值。与同类方案相比，签名验证阶段计算成本减少了至少25%，签名通信成本减少了至少6%，并能满足更多的安全需求。

关键词：车联网无证书聚合签名中国剩余定理批量验证条件隐私保护

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数据驱动的污水处理高密池混凝加药预测研究

给水排水 2024年第2期50卷 158-166页

作者：马帅印王晨卢津孔宪光殷磊陈改革张茜西安邮电大学计算机学院西安710121 西安邮电大学陕西省网络数据分析与智能处理重点实验室西安710121 西安邮电大学西安市大数据与智能计算重点实验室西安710121 西安邮电大学陕西省“四主体一联合”5G+工业互联网通讯终端技术校企联合研究中心西安710121 西安电子科技大学机电工程学院西安710071 中国电子科技集团公司第十研究所成都610036

高密池是污水处理工艺流程中关键且复杂的一个环节,而混凝加药过程在高密池中扮演重要的角色,针对混凝加药非线性、大迟滞性、不确定因素较多的特性,为实现加药量的预测控制,达到降低成本的目的。提出主成分分析(Principal Component An... 详细信息

高密池是污水处理工艺流程中关键且复杂的一个环节,而混凝加药过程在高密池中扮演重要的角色,针对混凝加药非线性、大迟滞性、不确定因素较多的特性,为实现加药量的预测控制,达到降低成本的目的。提出主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)和极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)以及长短记忆神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)残差组合预测方法,PCA降维和LSTM残差优化能够有效提高ELM的预测精度,同时对模型参数进行优化可以得到最优方法。利用污水处理数据进行验证,所提预测方法的平均绝对误差为0.14%,均方误差根为0.63%。试验结果表明,该方法在预测精度上明显优于随机森林等机器学习预测方法,为混凝加药量的预测和控制提供了可靠的依据,并具有实际应用价值。

关键词：高密池混凝加药组合预测极限学习机机器学习

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多址光纤微波频率传递技术研究

光学学报 2024年第5期44卷 36-41页

作者：鱼少少全洪雷赵文宇薛文祥王鑫张首刚中国科学院国家授时中心中国科学院时间频率基准重点实验室陕西西安710600 中国科学院大学北京100049 西安邮电大学通信与信息工程学院陕西西安710121

本文提出一种多址光纤微波频率传递技术,可以实现一个主端到多个从端的系统构架,并且支持信号中途下载功能,增强了光纤微波频率传递技术的应用范围。本文系统方案主从端采用不同的激光波长,消除了信号光寄生反射和背向散射的影响。经实... 详细信息

本文提出一种多址光纤微波频率传递技术,可以实现一个主端到多个从端的系统构架,并且支持信号中途下载功能,增强了光纤微波频率传递技术的应用范围。本文系统方案主从端采用不同的激光波长,消除了信号光寄生反射和背向散射的影响。经实验验证,多址光纤微波传递系统稳定度分别达到3.5×10^(-14)/s和1.2×10^(-17)/105s;中途下载端的稳定度分别为4.1×10^(-14)/s和6.5×10^(-17)/105s。多址光纤微波频率传递系统所实现的指标能够满足目前各种应用对微波原子频标的远距离传输需求,具有广阔的应用前景。

关键词：光纤微波频率传递微波频率锁相技术

积极心理学视角下专业英语的教学改革探索——以电子科学与技术专业为例

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西安文理学院学报（社会科学版） 2024年第1期27卷 32-37页

作者：罗文峰朱海燕吕淑媛西安邮电大学电子工程学院西安710121

在电子科学与技术专业英语课程教学中,为了激发学生学习的热情、锤炼学生的自信、提升学生应用英语的能力,打破传统专业英语教学过程中的“知识-信息”的传授模式,基于积极心理学原理,设置了层层递进的课程环节,采用了翻转课堂、课赛结... 详细信息

在电子科学与技术专业英语课程教学中,为了激发学生学习的热情、锤炼学生的自信、提升学生应用英语的能力,打破传统专业英语教学过程中的“知识-信息”的传授模式,基于积极心理学原理,设置了层层递进的课程环节,采用了翻转课堂、课赛结合、团队教学等手段,设计了科学合理的课程评价体系。同时教学中引入课程思政,课程改革结果表明对学生学习英语的兴趣和自信心影响较大。76.7%的学生认为自己对英语学习的兴趣得到提升,81.4%的学生认为自己对于开口说英语的自信得到提升。总之,学生的专业技能和非专业技能均得到了较大提高。

关键词：专业英语积极心理学课程思政翻转课堂课赛结合