2022年, 第50卷, 第3期　刊出日期：2022-05-10

  

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三支决策专题
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  单值中智信息下的一种新型三支决策模型

  杨海龙, 任欢欢, 焦丽

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2022, 50(3): 1-6. https://doi.org/10.15983/j.cnki.jsnu.2022101

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  在单值中智信息下, 利用计分函数与精确度函数, 根据贝叶斯决策理论提出了一种新型的三支决策模型, 其中损失函数是单值中智数;并给出了一个算法,通过实例说明了提出的模型与算法的有效性;通过与已有模型的比较,提出的模型更突出了单值中智数不确定隶属度的意义。
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  三元思维: 三支决策理论与实践

  索郎王青, 杨海龙, 姚一豫

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2022, 50(3): 7-16. https://doi.org/10.15983/j.cnki.jsnu.2022102

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  给出了三元思维的概念, 从三元思维角度介绍了三支决策的基本思想,即通过3个独立且相关的部分来解释和处理一个整体, 将一个整体合理地分为3个部分, 并采取有效的策略处理每个部分, 从而获得所需要的效果。 然后, 综述了三支决策的几种相关模型及具体应用。 最后, 从模型与应用两方面回顾了三支决策的研究现状并展望了未来的研究方向。
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  基于序贯三支决策的目标作战意图识别方法

  李波, 越凯强, 范盘龙, 田琳宇

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2022, 50(3): 17-23. https://doi.org/10.15983/j.cnki.jsnu.2022103

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  针对三支决策方法延迟决策的特点和空战目标意图识别的时序性问题,提出了一种基于序贯三支决策的目标作战意图识别方法。通过建立多类别三支决策与目标意图识别相结合的数学模型,并结合序贯思想,将意图识别过程按照时序性分为多个阶段,在每个阶段使用多类别序贯三支决策目标意图识别模型获得当前阶段目标的意图识别结果。针对未识别出意图的目标,基于更新后的目标信息通过延迟决策进行再识别,提高了意图识别的准确性,同时降低了误识别的风险损失。最后,通过仿真实验,验证了设计算法的有效性。
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  基于重叠函数的模糊粗糙集及其应用

  文小凤, 张小红, 王敬前, 雷涛

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2022, 50(3): 24-32. https://doi.org/10.15983/j.cnki.jsnu.2022104

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  重叠函数和连续三角模有着密切联系,广义重叠函数是对重叠函数的进一步拓广,(广义)重叠函数在图像处理、数据分类、不确定多属性决策等方面有着重要的应用。基于连续三角模的模糊粗糙集模型,利用(广义)重叠函数及其剩余蕴涵提出了一种新的模糊粗糙集模型,分析和研究了新的模糊上下近似算子的基本性质。同时,利用前述模糊上下近似算子提出一种不确定多属性决策新方法,并通过一个具体案例说明了新方法的可行性和有效性。
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  融合密度与邻域覆盖约简的分类方法

  张清华, 艾志华, 张金镇

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2022, 50(3): 33-42. https://doi.org/10.15983/j.cnki.jsnu.2022105

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  针对现有大部分基于邻域覆盖的分类方法直接根据最近的邻域对样本分类,没有考虑邻域之间的差异性,从而导致分类错误的问题。引入局部密度去刻画邻域之间的差异性,并提出融合密度与邻域覆盖约简的分类方法(D-NCR)。首先,通过邻域覆盖约简剔除冗余的邻域;其次,将邻域中心的局部密度转化为权重,定义了测试样本到邻域中心的加权距离;最后,基于加权距离,对不同的测试样本提出两种分类策略。在UCI数据集上的实验结果表明,所提方法能达到较好的分类效果。
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  基于不完备信息系统的三支冲突分析

  杨文听, 易黄建, 陈跃, 李小南

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2022, 50(3): 43-51. https://doi.org/10.15983/j.cnki.jsnu.2022106

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  将Pawlak的冲突分析模型推广到不完备的信息系统中,并结合三支决策思想研究了不完备信息系统上的三支冲突分析。首先,对缺失的值进行了处理,把不完备的信息系统转化为完备的信息系统。其次,通过冲突相似距离这一概念,讨论了代理之间的冲突关系,从而建立了不完备信息系统中的冲突分析模型。最后,根据决策理论粗糙集求解了模型中代理三划分所需阈值的大小,从而得到最为合理的三划分决策结果。
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  多粒度实值形式概念分析

  李金海, 邓小媛, 智慧来

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2022, 50(3): 52-64. https://doi.org/10.15983/j.cnki.jsnu.2022107

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  为了进一步拓宽实值概念格的应用范围,将多粒度思想与实值形式背景相结合,提出实值类属性块与多粒度实值形式背景,分析了不同概念知识空间之间的实值概念转移规律,并给出了不同粒度空间之间的决策规则推理关系。有关多粒度实值概念与决策规则的结论进一步完善了实值概念格理论,同时也推广了现有的多粒度形式概念分析方法。
人工智能专题
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  COVIDSeg:新冠肺炎肺部CT图像轻量化分割模型

  谢娟英, 夏琴

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2022, 50(3): 65-78. https://doi.org/10.15983/j.cnki.jsnu.2022108

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  新型冠状病毒肺炎(COVID-19)严重威胁人类健康,计算机自动分割患者肺部CT(computed tomography)图像是辅助医生进行快速准确诊断的重要手段。为此,提出针对新冠肺炎肺部CT图像分割的轻量化模型COVIDSeg。模型采用编码器-解码器结构,提出压缩-扩展通道注意力模块(squeeze and extend channel attention block,SECA)和残差多尺度注意力模块(residual multi-scale channel attention block,RMSCA)构成编码子网络主要组成模块,提出双通路结构连接编码子网络的各模块,通路内特征逐层传递,通路之间多级特征信息交互,促进不同层级有效信息的传递和表达;采用特征聚合模块作为解码子网络的主要组成模块,通过多尺度特征解码实现多路径解码器。在4个公开使用的COVID-19 CT图像数据集的实验测试表明,提出的轻量化新冠肺炎CT图像分割模型COVIDSeg在多项指标上优于当前主流的医学图像分割模型。通过消融实验分析主要模块对模型性能的影响,验证了提出的缩减-扩展通道注意力模块SECA和残差多尺度注意力模块RMSCA的有效性。分割结果可视化显示,模型对新冠肺炎肺部CT图像的分割结果与图像的真实Mask标记基本相同。
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  贝塞尔曲线融合双向蚁群算法的移动机器人路径规划

  李二超, 齐款款

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2022, 50(3): 79-88. https://doi.org/10.15983/j.cnki.jsnu.2022109

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  在静态栅格地图环境下,针对传统蚁群算法在机器人全局路径规划中存在无法找到最短路径、路径搜索盲目性大、拐点多等问题,提出一种改进蚁群算法。在传统正向搜索的基础上,增加反向路径搜索,即双向路径搜索,每个方向采用不同的启发函数,增加路径搜索的目的性以及提高解的构造效率。对每代路径进行路径交叉,有助于产生新解,避免陷入局部最优。更新上述得到的有效路径的信息素,避免无效路径的干扰。采用改进的挥发系数公式,实现动态调整挥发系数,并设置信息素浓度范围,能够避免陷入早熟。采用改进的贝塞尔曲线优化上述得到的最优路径,能够根据需求调节曲线优化程度。通过与其他算法进行仿真对比,验证了改进算法的可行性、有效性和优越性。
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  多尺度特征融合的轻量化膀胱癌MRI图像分割算法

  张娜, 张永寿, 李翔, 丛金玉, 李徐周, 魏本征

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2022, 50(3): 89-95. https://doi.org/10.15983/j.cnki.jsnu.2022110

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  膀胱癌MRI图像存在肿瘤边界不清晰、肿瘤区域较小、肿瘤分布不连续等问题,现有的分割算法参数量庞大,计算复杂,且分割精度有待提高。因此,设计了一种多尺度特征融合的轻量化膀胱癌分割算法(pyramidal convolution lightweight network, PylNet),该算法在编码阶段设计的多尺度语义特征提取模块可提取不同尺度的肿瘤区域信息,确保对微小肿瘤信息提取的可靠性和全面性;在解码阶段设计的融合模块可以在保证分割精度的同时,极大地减少算法参数量和复杂度。实验结果表明,相较于FCN8s、DeepLabV3+、U-Net等算法,PylNet算法分割精度有一定的提高,Dice系数达88.40%,参数量是FCN8s的1/13,可实现对膀胱MRI的快速分割。
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  基于人体关键点和YOLOv4的吸烟行为检测

  姜晓凤, 王保栋, 夏英杰, 李金屏

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2022, 50(3): 96-103. https://doi.org/10.15983/j.cnki.jsnu.2022111

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  基于机器视觉的吸烟行为检测主要利用深度学习对烟头进行目标检测,识别准确率不高。针对此问题,提出了一种基于人体关键点和YOLOv4的吸烟行为检测方法。在利用深度学习对烟头进行目标检测的基础上,加入人体关键点检测,通过计算距离、角度、时间周期判断吸烟动作是否发生。该方法首先利用AlphaPose、RetinaFace获得人体关键点位置信息;然后基于关键点位置信息计算手部与嘴部的距离、手、肘、肩膀之间的角度、吸烟的时间周期,设置吸烟行为规则;最后结合YOLOv4检测图像中是否有烟头,判断是否存在吸烟行为。实验结果表明,在自采集的吸烟数据中,该方法能够及时有效地检测出吸烟行为。
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  基于上下文与马尔科夫矩阵分解的流式推荐算法

  纪淑娟, 申彦博, 王振

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2022, 50(3): 104-111. https://doi.org/10.15983/j.cnki.jsnu.2022112

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  为了验证用户对项目评分时所处的上下文环境是否会对用户的偏好产生影响,基于矩阵过程的马尔科夫分解方法,提出了一种基于上下文的流式推荐算法(streaming recommendation algorithm based on context,C-SRA),该方法可以从嘈杂的上下文中有效选取与评分相关的上下文信息,并将选取的上下文信息分为主观上下文和客观上下文两类。基于LDOS-CoMoDa数据集的两组对比实验显示,C-SRA算法无论是评分预测性能还是推荐性能均优于其他对比算法。
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  一种基于命名实体识别增强的对话状态追踪生成方法

  欧中洪, 戴敏江, 谭言信, 宋美娜

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2022, 50(3): 112-120. https://doi.org/10.15983/j.cnki.jsnu.2022113

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  提出一种基于序列标注同时充分利用本体知识增强命名实体识别能力的端到端方法完成对话状态追踪。一方面通过设计命名实体识别指针,基于序列标注方法对对话历史包含的本体知识信息进行标注,有效利用槽值对本体集增强命名实体识别能力;另一方面利用指针网络,保留新槽值识别的优点。实验结果表明,本文提出的方法相比现有模型在命名实体识别的能力上提升了1.2%,并保留槽值识别可扩展的优点。
概率统计及其应用专题
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  自适应设计广义线性模型的自适应Lasso惩罚最小二乘的渐近性质

  高启兵, 于欢, 时倩倩, 朱桂梅

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2022, 50(3): 121-127. https://doi.org/10.15983/j.cnki.jsnu.2022114

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  针对自适应设计广义线性模型,研究自适应 Lasso惩罚最小二乘变量选择方法。在一定条件下,得到自适应 Lasso 惩罚最小二乘估计的相合性和 Oracle 性质,该结果将固定设计广义线性模型相关结果推广到自适应设计广义线性模型中。通过模拟可知,自适应 Lasso 惩罚方法优于 Lasso 惩罚方法。
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  离散无向图模型维数的计算

  刘芸, 张春妮, 李本崇

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2022, 50(3): 128-132. https://doi.org/10.15983/j.cnki.jsnu.2022115

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  图模型的维数对于检验、模型选择和分类都至关重要。针对现有文献给出的两种离散无向图模型维数的定义是否一致的问题进行了研究,其中一种定义给出了一个显式的计算模型维数的公式。证明了对任意的离散无向图模型,两种定义下维数的差值为1,即两种定义等价,从而证明了两种定义的一致性。