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粒向量驱动的随机森林分类算法研究

计算机工程与应用 2024年第3期60卷 148-156页

作者：张锟滨陈玉明吴克寿侯贤宇厦门理工学院计算机与信息工程学院福建厦门361024

粒计算是一种符合人类认知特性的计算范式,能够有效处理复杂数据。随机森林通过集成多个决策树来降低单个决策树的过拟合风险,但仍存在一定的过拟合问题。为了减少过拟合并提高分类性能,在随机森林中引入了粒向量表示,提出了基于粒向量... 详细信息

粒计算是一种符合人类认知特性的计算范式,能够有效处理复杂数据。随机森林通过集成多个决策树来降低单个决策树的过拟合风险,但仍存在一定的过拟合问题。为了减少过拟合并提高分类性能,在随机森林中引入了粒向量表示,提出了基于粒向量的随机森林分类算法。粒向量具有表示高维特征的能力,可以捕捉更多的数据模式;参照样本选择的随机性有助于控制过拟合;不同决策树使用不同的粒向量可以增加模型的多样性。实验结果表明,与传统随机森林以及其他改进算法相比,基于粒向量表示的随机森林算法具有较好的泛化能力,有效提高了分类的准确率,表明了基于粒向量的随机森林分类算法的正确性与有效性。

关键词：粒计算粒向量随机森林集成学习

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多采样近似粒集成学习

南京大学学报（自然科学版） 2024年第1期60卷 118-129页

作者：侯贤宇陈玉明吴克寿厦门理工学院计算机与信息工程学院厦门361024

粒化是一种构建粒数据与粒模型的方法.近些年来,有多种粒化方法被提出,如基于样本相似度尺度的相似度粒化、基于邻域关系的邻域粒化和基于特征尺度变换的旋转粒化等.这些粒化方法都在监督与非监督任务中获得优秀的表现.但是这些粒化方... 详细信息

粒化是一种构建粒数据与粒模型的方法.近些年来,有多种粒化方法被提出,如基于样本相似度尺度的相似度粒化、基于邻域关系的邻域粒化和基于特征尺度变换的旋转粒化等.这些粒化方法都在监督与非监督任务中获得优秀的表现.但是这些粒化方法都是基于样本本身的度量关系构建的,会导致样本在粒化过程中的信息量呈现不同量级的扩展现象.这一特征使粒化后的粒子在一些情况下难以处理.因此,提出一种基于多采样方法构建近似粒子的粒化方式以保证粒化过程被限制在有限量级,并且在粒化过程中抛弃固定的度量关系式,粒化的结果会随着选取的近似集与近似基模型的不同而变化,使得样本在粒化为粒子时有着更高的灵活性.文中对多采样近似粒化和多种粒化方法进行详细比较,结果表明多采样近似粒化有着更高的分类性能,且与多种先进的集成算法做了详细比较,结果表明在分类任务上多采样近似粒集成模型拥有着更好的鲁棒性与泛化性.

关键词：粒计算粒表示多采样近似粒化重要性采样粒集成学习

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二维码掩膜下的稀疏对抗补丁攻击

中国图象图形学报 2024年第7期29卷 1889-1901页

作者：叶乙轩杜侠陈思朱顺痣严严厦门理工学院计算机与信息工程学院厦门361024 厦门大学信息学院厦门361005

目的传统的基于对抗补丁的对抗攻击方法通常将大量扰动集中于图像的掩膜位置,然而要生成难以察觉的扰动在这类攻击方法中十分困难,并且对抗补丁在人类感知中仅为冗余的密集噪声,这大大降低了其迷惑性。相比之下,二维码在图像领域有着... 详细信息

目的传统的基于对抗补丁的对抗攻击方法通常将大量扰动集中于图像的掩膜位置,然而要生成难以察觉的扰动在这类攻击方法中十分困难,并且对抗补丁在人类感知中仅为冗余的密集噪声,这大大降低了其迷惑性。相比之下,二维码在图像领域有着广泛的应用,并且本身能够携带附加信息,因此作为对抗补丁更具有迷惑性。基于这一背景,本文提出了一种基于二维码掩膜的对抗补丁攻击方法。方法首先获取目标模型对输入图像的预测信息,为提高非目标攻击的效率,设定伪目标标签。通过计算能够远离原标签同时靠近伪目标标签的梯度噪声,制作掩膜将扰动噪声限制在二维码的有色区域。同时,本文利用基于Lp-Box的交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)算法优化添加扰动点的稀疏性,在实现高效攻击成功率的条件下保证二维码本身携带的原有信息不被所添加的密集高扰动所破坏,最终训练出不被人类察觉的对抗补丁。结果使用ImageNet数据集分别在Inception-v3及ResNet-50(residual networks-50)模型上进行对比实验,结果表明,本文方法在非目标攻击场景的攻击成功率要比基于L∞的快速梯度符号法(fast gradient sign method,FGSM)、DeepFool和投影梯度下降(projected gradient descent,PGD)方法分别高出8.6%、14.6%和4.6%。其中,对抗扰动稀疏度L0和扰动噪声值在L2、L1、L∞范数指标上对比目前典型的攻击方法均取得了优异的结果。对于量化对抗样本与原图像的相似性度量,相比FSGM方法,在峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)和相对整体维数综合误差(erreur relative globale adimensionnelle de synthèse,ERGAS)指标上,本文方法分别提高4.82 dB和576.3,并在可视化效果上实现真正的噪声隐蔽。同时,面对多种先进防御算法时,本文方法仍能保持100%攻击成功率的高鲁棒性。结论本文提出的基于二维码掩膜的对抗补丁攻击方法于现实攻击场景中更具合理性,同时采用稀疏性算法保护二维码自身携带信息,从而生成更具迷惑性的对抗样本,为高隐蔽性对抗补丁的研究提供了新思路。

关键词：对抗补丁稀疏噪声图像分类二维码非目标攻击

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基于端叉特征融合的指纹识别算法

山西大学学报(自然科学版) 2024年第1期47卷 9-17页

作者：李昊翔陈玉明吴克寿厦门理工学院计算机与信息工程学院

生物特征识别有多种多样，例如人脸识别、指纹识别、DNA基因测序等，以往各种文献中，大多数采用复杂算法或是深度学习的方法，其实时性不强。本文针对指纹纹路繁杂的特点，去繁取简抽取纹路的端叉关键点特征，利用图像处理技术和最新的... 详细信息

生物特征识别有多种多样，例如人脸识别、指纹识别、DNA基因测序等，以往各种文献中，大多数采用复杂算法或是深度学习的方法，其实时性不强。本文针对指纹纹路繁杂的特点，去繁取简抽取纹路的端叉关键点特征，利用图像处理技术和最新的OpenCV4实现指纹识别算法，避免了复杂算法和深度学习中计算耗时的问题。首先，利用图像处理的相关技术对采集的图像进行预处理，包括剪裁，旋转，多种滤波；其次，构建指纹端叉融合的特征提取算法确定相应的类型和角度，并绘制出待识别指纹特征融合关键点个数1 670个；最后对指纹识别功能进行测试得出结论。本算法特征提取的平均耗时为47.0 ms，平均匹配时间约为7.7 ms，同时准确率在不同特征提取算法中最高，为93.8%。由此得出该算法能够快速准确地对指纹库的指纹进行识别与比对，有效提高了指纹识别的精度与效率。

关键词：指纹识别端叉融合图像处理直方图均衡化 OpenCV

碱金属离子共掺Sr_(3)Ga_(2)Ge_(4)O_(14)∶Dy^(3+)发光性能研究

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人工晶体学报 2024年第1期53卷 97-106页

作者：白鑫杨伟斌熊飞兵李明明胡正开郭益升傅兴宇厦门理工学院光电与通信工程学院厦门361024 厦门理工学院计算机与信息工程学院厦门361024

本文采用高温固相法制备了一系列新型Sr_(3-x)Ga_(2)Ge_(4)O_(14)∶xDy^(3+)(x=0~0.40)(摩尔分数)及Sr_(2.68)Ga_(2)Ge_(4)O_(14)∶0.16Dy^(3+),0.16M^(+)(M=Li、Na、K)荧光粉。EDS能谱分析证实该荧光粉中存在Sr、Ga、Ge、O、Dy元素。系列Sr_(3-x)Ga_(2)Ge_(4)O_(14)∶xDy^(3+)在350 nm光激发下产生了以568 nm为主波长,对应于^(4)F_(9/2)→^(6)H_(13/2)跃迁的强黄光发射。荧光粉的发射光谱显示,其发射强度随Dy^(3+)浓度的增加而变化,且当x=0.16时达到最强。共掺杂碱金属M(M=Li、Na、K)作为电荷补偿离子,其中Li^(+)对增加Dy^(3+)的发射强度效果最明显,使得荧光粉的发射强度提高到没有电荷补偿离子时的2倍。此外,随着Dy3+掺杂浓度的提高,荧光粉的荧光寿命不断减少。最后探讨了荧光粉Sr_(2.68)Ga_(2)Ge_(4)O_(14)∶0.16Dy^(3+),0.16Li^(+)的CIE色度坐标和热稳定性,其CIE色度坐标为(0.3719,0.4046),位于黄色区域,在453 K的发光强度约为其室温发光强度的95.5%。因此,Dy^(3+),Li^(+)共掺杂Sr_(3-x)Ga_(2)Ge_(4)O_(14)荧光粉是潜在的显示器件和白光LED器件候选材料。

关键词： Sr_(3-x)Ga_(2)Ge_(4)O_(14)∶xDy^(3+) 高温固相法电荷补偿剂光致发光热稳定性荧光寿命

点云空间与反射强度融合的非结构化道路可行驶区域检测

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控制理论与应用 2024年第5期41卷 847-854页

作者：周越洋徐江钟珊龚声蓉东北石油大学计算机与信息技术学院黑龙江大庆163319 常熟理工学院计算机科学与工程学院江苏苏州215500

可行驶区域检测旨在检测和提取智能车辆在道路上可行进的区域,目前主流的检测方法主要基于三维激光雷达的空间特征实现,难以处理路面边缘无清晰空间特征的非结构化道路.为此,本文提出了一种基于点云空间和反射强度融合的非结构化道路可... 详细信息

可行驶区域检测旨在检测和提取智能车辆在道路上可行进的区域,目前主流的检测方法主要基于三维激光雷达的空间特征实现,难以处理路面边缘无清晰空间特征的非结构化道路.为此,本文提出了一种基于点云空间和反射强度融合的非结构化道路可行驶区域检测方法.首先,通过融合反射强度因子改进了基于空间特征的柱坐标系检测模型;然后,使用强度和降维空间检测对检测精度较低的环形检测模型进行优化,并将其与柱坐标系检测模型联合使用以提高方法检测准确率;最后,在自录实际道路数据集上进行对比实验.实验结果表明本文方法显著提高了非结构化道路可行驶区域检测的成功率与精确率,在结构化道路上也具有良好效果.

关键词：智能驾驶非结构化道路三维激光雷达反射强度空间分布区域检测

一种用于解析问答推理过程的多轮迭代检索算法研究

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数据分析与知识发现 2024年第3期8卷 120-131页

作者：周长顺应文豪钟珊龚声蓉苏州大学计算机科学与技术学院苏州215008 常熟理工学院计算机科学与工程学院常熟215500

【目的】针对当前阅读理解类问答推理过程中传统无监督检索方式句子关联性不足的问题,设计一种检索模型,研究问答任务的推理过程,探求问答任务的可解释性。【方法】提出一种新型无监督检索模型ISR,模型中融合皮尔逊相关系数、GloVe词嵌... 详细信息

【目的】针对当前阅读理解类问答推理过程中传统无监督检索方式句子关联性不足的问题,设计一种检索模型,研究问答任务的推理过程,探求问答任务的可解释性。【方法】提出一种新型无监督检索模型ISR,模型中融合皮尔逊相关系数、GloVe词嵌入、IDF加权等主要模块,ISR模型通过多轮迭代方式细粒度检索推理句。【结果】对比模型MSSwQ,ISR模型在MultiRC数据集上进行实验,P、R、F_(1)指标平均高出2.4、1.8、2.1个百分点;在HotPotQA数据集上进行实验,P、R、F_(1)指标平均高出4.8、2.6、3.7个百分点。【局限】检索采用硬匹配,可能存在过分匹配的情形。【结论】本文模型能够提升检索推理句的准确性,检索的推理句能够有效应用于问答任务的推理过程。

关键词：阅读理解问答无监督框架多轮迭代问答推理推理句检索

棒状V_(3)O_(7)•H_(2)O电极材料的制备及印刷超级电容器

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精细化工 2024年第5期41卷 1084-1091,1160页

作者：涂倩王婧璐郑茵茵林宝莹张强刘善培陈良哲荆楚理工学院电子信息工程学院湖北荆门448000

以V2O5为原料,利用溶剂热法一步制备了V_(3)O_(7)•H_(2)O纳米棒,采用SEM、XRD、EDS、XPS和FTIR对样品进行了测试。以V_(3)O_(7)•H_(2)O纳米棒为电极材料,探究了丝网印刷工艺对电极电化学性能的影响,将此电极组装超级电容器并评价了其电... 详细信息

以V2O5为原料,利用溶剂热法一步制备了V_(3)O_(7)•H_(2)O纳米棒,采用SEM、XRD、EDS、XPS和FTIR对样品进行了测试。以V_(3)O_(7)•H_(2)O纳米棒为电极材料,探究了丝网印刷工艺对电极电化学性能的影响,将此电极组装超级电容器并评价了其电化学性能。结果表明,丝网印刷电极比电容可达268.0 F/g(电流密度为0.3 A/g),经过5000次循环后电容保持率为85.9%,优于涂抹电极的比电容(246.0 F/g)和电容保持率(68.0%),这得益于丝网印刷的油墨规则排列的结构。组装的纽扣超级电容器也表现出优异的电化学性能,比电容和电容保持率为134.2 F/g(0.5 A/g电流密度)和91.2%(5000次充放电循环),且当能量密度为22.0 W·h/kg时,功率密度最高可达4125.0 W/kg。

关键词：七氧化三钒纳米棒丝网印刷纽扣超级电容器有机电化学

基于多源异构数据融合分析技术的激光通信网络钓鱼检测

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激光杂志 2024年第3期45卷 219-223页

作者：徐欢潇陈虹云吴芳钱兰美南通理工学院计算机与信息工程学院江苏南通226019

网络钓鱼对激光通信网络的应用带来较大危险,为保障激光通信网络应用安全,提出基于多源异构数据融合分析技术的激光通信网络钓鱼检测方法。首先采集激光通信网络钓鱼特征,采用D-S证据理论融合不同来源、不同结构的激光通信网络钓鱼特征... 详细信息

网络钓鱼对激光通信网络的应用带来较大危险,为保障激光通信网络应用安全,提出基于多源异构数据融合分析技术的激光通信网络钓鱼检测方法。首先采集激光通信网络钓鱼特征,采用D-S证据理论融合不同来源、不同结构的激光通信网络钓鱼特征数据,然后根据特下数,采用支持向量机检测设计激光通信网络钓鱼检测模型,最后进行了仿真实验,结果表明,该方法可有效提取并准确融合钓鱼特征数据,激光通信网络钓鱼检测激光通信网络钓鱼检测准确率超过95%,降低激光通信网络安全风险。

关键词：多源异构数据数据融合激光通信网络钓鱼检测 D-S证据理论支持向量机