2019年, 第47卷, 第5期　刊出日期：2019-09-10

  

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人工智能专题
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  基于深度学习的目标检测算法研究进展

  谢娟英, 刘然

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2019, 47(5): 1-9.

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  目标检测是计算机视觉领域的核心任务之一。随着深度学习的迅猛发展，基于深度学习的目标检测技术已经成为该领域的主流算法，被广泛应用于人脸检测、车辆检测、行人检测以及无人驾驶等领域。本文系统总结了当前基于深度学习的目标检测算法的研究进展，对各算法的优、缺点及其在VOC2007和COCO数据集上的检测结果进行了全面分析，并对基于深度学习的目标检测算法的未来发展进行了展望。
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  面向移动平台的深度学习复杂场景目标识别应用

  许博鸣,刘晓峰,业巧林,张福全,周京正

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2019, 47(5): 10-15.

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  针对传统建筑物提取方法对人为设计的依赖,以及对建筑物边缘特征提取算法的改进,通过Keras框架获取卷积神经网络（convolutional neural networks,CNN）模型MobileNet的瓶颈层后加入新的分类器进行迁移学习,对输入图片进行大量的图像增强技术和测试集增强技术,经过三个阶段的迁移学习后获得了较高的准确率。相比其他的特征提取算法,CNN具有平移不变性以及自动提取特征等优点,在较短的时间内获得较高准确率的同时,MobileNet的权重仅有15.3 MB,兼顾计算量和精度,可以广泛移植到移动端设备。基于模型移植的移动端系统兼具拍照识别、相册识别、菜单展示等功能,为移动平台用户快速准确地判断自然场景中建筑物的信息提供了便捷工具。
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  融合特征熵的轨迹结构异常检测方法

  裴浩然,袁冠,张艳梅,李月娥,李思宁

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2019, 47(5): 16-24.

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  从轨迹结构特征出发，分析轨迹内部及整体特征，提出融合特征熵的轨迹结构异常检测方法（TSAD-FE，trajectory structure anomaly detection method based on feature entropy）。根据开放角将轨迹划分为轨迹片段，运用线性回归模型对轨迹片段局部特征进行拟合，完成轨迹片段划分;引入轨迹结构框架描述轨迹内部特征属性，应用轨迹结构距离衡量轨迹片段之间的距离，并提出利用熵对特征权重赋值的方法，全面考虑轨迹内部特征对轨迹的影响;运用DBSCAN（density-based spatial clustering of applications with noise）聚类算法将轨迹集划分为若干簇并提取代表轨迹;通过比较轨迹片段与代表轨迹的结构相似度，提取异常轨迹片段，从轨迹整体上考虑异常轨迹片段占比，进而挖掘出异常轨迹。使用多个数据集的实验表明，融合特征熵的轨迹结构异常检测方法能够从轨迹空间形态及内部特征属性上发现异常，可以全面地发现明显异常轨迹及其分段，使检测结果更具有实际意义。
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  一种最大化模块度的可重叠联合聚类算法

  魏家辉,马慧芳,贺相春,李志欣

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2019, 47(5): 25-33.

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  针对许多现实数据集不仅包含行列簇之间的大量重叠，还包含不属于任何簇的异常值，提出了一种最大化模块度的可重叠的联合聚类方法(OMMCC)，即行簇和列簇都允许重叠，并且数据矩阵的行列离群值都不分配给任何簇。具体的，设计了统一框架将数据的非穷尽与可重叠的约束加入目标函数，通过使用迭代交替优化过程直接最大化模块度，高效地获得更好的块对角非穷尽可重叠联合聚类，且重叠程度和非穷尽程度的参数易于理解。实验结果表明，本文方法非常有效、稳定并且优于其他联合聚类算法。
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  基于条件投影的无配对数据跨域图像翻译方法

  张昱欣,季薇,李云

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2019, 47(5): 34-39.

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  现有的图像翻译方法在涉及两个域以上的翻译任务时缺少可拓展性和鲁棒性。为了实现高质量、高效率的翻译，提出了一种基于条件投影的无配对数据图像转换方法。该方法通过计算生成器学习到的特征信息与条件信息的相似度，来提升翻译的正确性并生成更高质量的图像。相较于现有方法，所提方法使用的参数更少、训练时间更短，并基于多个数据集验证了所提方法的有效性。
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  基于多层特征描述及关系学习的智能图像情感识别

  杨文武,普园媛,赵征鹏,徐丹,钱文华,阿曼

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2019, 47(5): 40-48.

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  针对缺少标记的情感图像数据会严重影响卷积神经网络（convolutional neural network,CNN）性能的问题,利用半监督动态学习的方法建立了大规模的图像情感数据集——Large-scale deep emotion(LSDE)数据集。为了有效弥补图像特征和人类情感之间的差异,先将图像目标与背景进行分离,之后使用关系学习网络获得基于前景和背景图像的不同层级间的关系。在LSDE数据集、Twitter2数据集以及ArtPhoto数据集上的实验结果表明, 关系学习网络能够有效地提取图像的多层级特征并学习到不同层级特征之间的关系, 弥补图像特征和人类情感的差异,提高图像情感识别的准确率。
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  基于四元组完备损失的智能图像检索方法

  朱杰,李楠,饶兴楠,王晶,吴树芳

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2019, 47(5): 49-56.

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  在图像检索领域，将三元组排序损失应用于深度神经网络权重的更新，可以使生成的图像表示保存更多的语义特征, 但是三元组排序损失没有全面的考虑不同类别图像之间的关联。为此提出了一种四元组完备损失，此损失函数将图像类间相似性小于类内相似性的特点融入到损失函数的构建中。与三元组排序损失函数相比，此函数可以更全面地体现查询图像与同类和不同图像之间的相似性关系。进一步，本文还提出了一种有效的基于四元组的深度网络结构，可用于图像的哈希检索。实验结果表明，提出的方法能够在CIFAR-10、SVHN和NUS-WIDE图像库中取得良好的检索性能。
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  多源决策形式背景的属性约简

  魏玲,王振,钱婷,万青

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2019, 47(5): 57-63.

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  多源数据的知识发现是当今大数据时代所面临的重要课题，但在形式概念分析领域的相关研究并不多。基于此，首先提出了多源决策形式背景的概念。进而，研究了多源决策形式背景的属性约简，讨论了其与单源决策形式背景属性约简间的关系。最后，提出了多源决策形式背景的规则获取方法。
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  决策演化集中预测规则与实际规则的博弈

  胡玉文,徐久成,徐天贺

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2019, 47(5): 64-70.

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  在决策演化集理论体系下，预测规则是伴随实际规则而产生的，因此预测规则必然会对实际规则产生影响,但目前对于两者相互作用的机制仍不清楚。本文引入博弈论方法，构建预测规则和实际规则的博弈矩阵，通过计算它们的收益，分析它们对决策信息系统所带来的影响。
序代数与逻辑专题
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  闭区间上单调不减函数的右连续伪逆及其在三角余模构造中的应用

  周红军,兰淑敏

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2019, 47(5): 71-80.

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  针对三角模基于单调函数的左连续伪逆的构造法无法直接对偶到三角余模上的情况，提出利用单调函数的右连续伪逆和准逆构造三角余模的方法, 找到了与三角模的左连续伪逆构造方法的相对方法。研究了闭区间上单调函数的右连续伪逆的基本性质,分别利用单位闭区间上单调不减函数的右连续伪逆与准逆给出了三角余模的多种构造方法, 并通过具体实例加以验证。
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  模糊蕴涵序和的一般形式

  周红军,轩素玲

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2019, 47(5): 81-93.

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  新型模糊蕴涵的构造及其刻画是当前模糊蕴涵的研究热点之一,如分别用Gdel蕴涵或Rescher 蕴涵作为单位正方形中给定子方形上的模糊蕴涵线性变换的补蕴涵,相继提出了多种序和模糊蕴涵的构造方法。本文研究一般模糊蕴涵作为给定一族模糊蕴涵线性变换的补蕴涵的充要条件, 将现有的各类序和蕴涵纳入到统一框架中, 进而给出模糊蕴涵序和构造的一般形式。
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  R0代数中的布尔原子及其应用

  樊丰丽,颉永建

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2019, 47(5): 94-99.

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  介绍了将R0代数的布尔原子替换为R0代数的定义,给出了将布尔代数的原子依次替换为R0代数得到有限的R0代数的方法,从而进一步刻画了布尔代数与R0代数之间的关系。
密码学专题
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  基于弱测量的噪声环境下量子秘密共享方案

  白晨明,李志慧,高菲菲

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2019, 47(5): 100-107.

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  量子秘密共享是量子密码学中一个重要分支, 而纠缠态是设计秘密共享协议的重要手段之一。噪声环境会导致量子纠缠态发生退相干, 从而降低方案质量甚至失败。本文针对相关文献中的量子秘密共享方案, 研究了振幅阻尼信道对方案的影响。为了减少纠缠退相干的发生,采用了弱测量方法对噪声环境下的方案进行保护, 分析了经过振幅阻尼信道作用之后得到的秘密量子态与初始秘密之间的保真度;给出了不采取任何手段时得到秘密与采用弱测量得到秘密时的相干性度量的定量研究。最后,以具体的量子态为例,发现弱测量的方法对提高方案中秘密态的保真度与相干性具有一定的意义。
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  基于LOCC的五粒子量子态的区分及应用

  司萌萌,李志慧,刘成基,韩朵

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2019, 47(5): 108-114.

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  判断空间可用于判定高维量子比特系统中一对正交多体纠缠态的局域区分性，若其对应的判断空间是正交的，则这一对正交多体纠缠态可无歧义地被区分。根据判断空间的性质和条件，可得到能抵御无歧义攻击的量子纠缠态。本文针对五个粒子的情况构造了7种量子纠缠态，计算了其判断空间，并在此基础上提出了判断空间的判断规则。基于这些判断规则，研究了这7种五粒子量子纠缠态的局域区分性，进而提出了一个(4,5)-门限量子秘密共享方案。
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  云存储中无证书连接关键词密文检索

  曹强,李艳平,刘青青,王天银

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2019, 47(5): 115-124.

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  基于证书的可搜索加密(searchable encryption,SE )方案存在用户公钥验证与证书管理上的缺陷, 且多数单关键词搜索的方案会返回大量不相关的密文, 而少数采用多关键词搜索的方案需要建立很长的关键词密文索引。本文提出了新的关键词密文检索方案,该方案采用了无证书公钥密码体制, 既避免了基于证书的密码体制中的公钥验证和证书管理问题, 又解决了基于身份的密码体制中密钥托管问题;方案中采用了连接关键词搜索, 多关键词搜索使得密文查找更加精准;本文把访问关键词密文陷门进行了聚合, 使得陷门长度简短有效, 且通信带宽和存储量得到一定程度上的节约。在随机预言机模型下, 证明本文方案可抗离线关键词猜测攻击。