应用科学学报

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1. 中文目录

应用科学学报 2023, 41 (1): 0-0.

摘要（1333）

PDF（pc）（78KB）（78）

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2. 实体类别信息增强的命名实体识别算法

刘明辉, 唐望径, 许斌, 仝美涵, 王黎明, 钟琦, 徐剑军

应用科学学报 2023, 41 (1): 1-9. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.01.001

摘要（1601）

PDF（pc）（1423KB）（225）

中文命名实体识别（named entity recognition，NER）字符级别模型会忽略句子中词语的信息，为此提出了一种基于知识图谱中实体类别信息增强的中文NER方法。首先，使用分词工具对训练集进行分词，选出所有可能的词语构建词表；其次，利用通用知识图谱检索词表中实体的类别信息，并以简单有效的方式构建与字符相关的词集，根据词集中实体对应的类别信息生成实体类别信息集合；最后，采用词嵌入的方法将类别信息的集合转换成嵌入与字符嵌入拼接，以此丰富嵌入层生成的特征。所提出的方法可以作为嵌入层扩充特征多样性的模块使用，也可与多种编码器-解码器的模型结合使用。在微软亚洲研究院提出的中文NER数据集上的实验展现了该模型的优越性，相较于双向长短期记忆网络与双向长短期记忆网络+条件随机场模型，在评价指标F₁上分别提升了11.00%与3.09%，从而验证了知识图谱中实体的类别信息对中文NER增强的有效性。

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3. 英文目录

应用科学学报 2023, 41 (1): 2-0.

摘要（1332）

PDF（pc）（47KB）（37）

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4. 一种融合图结构的时空轨迹相似性查询算法

熊伟, 熊淑怡, 曹竞之, 陈浩, 高嘉媛

应用科学学报 2023, 41 (1): 10-22. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.01.002

摘要（1699）

PDF（pc）（643KB）（132）

针对海量时空轨迹数据相似性查询速度慢的问题，提出一种融合图结构的时空轨迹相似性查询算法。从空间维和时间维将轨迹建模为图结构中的一条路径，设计了一种同步匹配空间和时间距离的轨迹相似性度量函数。在此基础上，设计了一种结合时间过滤的基于边的倒排索引结构支持轨迹时空相似性查询，同时利用距离上界的剪枝策略提高查询性能。计算返回的相似轨迹集合中每条轨迹的距离并进行排序，得到相似度最高的前k个轨迹。最后将所提算法与NTrajI算法、SHQ算法、SHQT算法在合成数据集和真实数据集上进行实验对比。结果表明：该算法在索引建立、查询效率和查询质量方面均优于其他对比方法，因此是可行而有效的。

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5. 利用朴素贝叶斯模型进行多层网络链接预测

张亚坤, 李龙杰, 陈晓云

应用科学学报 2023, 41 (1): 23-40. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.01.003

摘要（1386）

PDF（pc）（3957KB）（105）

针对多层网络链接预测中层间信息融合的问题，提出了一种利用朴素贝叶斯模型的链接预测方法。该方法结合目标层的邻域信息和辅助层相对于目标层的全局信息进行链接预测。在目标层中，根据节点对的邻域信息，利用朴素贝叶斯模型计算其连接概率；在辅助层中，计算节点对在该层有边或无边时在目标层存在链接的概率。在真实数据和合成数据上的实验结果表明：该算法在正相关和负相关的多层网络中都有很好的预测性能。

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6. 基于深度学习的医疗电子数据特征学习方法

王婷, 王娜, 崔运鹏, 刘娟

应用科学学报 2023, 41 (1): 41-54. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.01.004

摘要（1592）

PDF（pc）（746KB）（151）

面向高维异构的医疗电子数据，如何才能有效开展特征学习以优化患者联合用药不良预后的风险预测？针对此问题，提出一种基于深度学习的医疗电子数据特征学习方法。首先结合深度学习长短期记忆网络模型和深度稀疏自动编码模型学习具有时序特性的患者联合用药数据的特征表示，并通过二分k-均值聚类方法形成联合用药综合表达因子。然后构建风险预测特征向量和风险相关特征向量，分别用于联合用药的不良预后风险预测和风险相关性分析。最后将该方法与已有的传统方法在真实医疗电子数据集上进行对比实验，结果表明：该方法在患者联合用药的不良预后风险预测中，准确率比传统方法提高了5%~ 10%，误判率降低了3%~ 5%，具有较好的风险预测性能。

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7. 融合音频、文本、表情动作的多模态情感识别

贾宁, 郑纯军

应用科学学报 2023, 41 (1): 55-70. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.01.005

摘要（1760）

PDF（pc）（1376KB）（281）

针对机器识别人类情感过程中的精度不高、泛化能力不强等问题，提出了一种基于语音、文本和表情动作的3种模态情感识别融合方法。在语音模态中，设计深度波场延拓和改进波动物理模型，模拟长短期记忆（long short-term memory，LSTM）网络的序列信息挖掘过程；在文本模态中，利用含有多头注意力机制的Transformer模型捕捉语义上潜在的情感表达；在表情动作模态中，将提取面部表情和手部动作的序列特征与双向三层含有注意力机制的LSTM模型相结合。最终提出一种多性能指标下的模态融合方案，以实现高精度的、强泛化能力的情感识别。在通用的交互式情感二元运动捕捉语料库IEMOCAP中，将所提出的方法与现有的情感识别算法进行对比，实验结果表明：所提出的算法在单个模态和多个模态中的识别精度均较高，平均精度改善达到16.4%和10.5%，有效提升了人机交互中情感识别的能力。

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8. 力触觉增强的虚拟现实工厂系统

徐文彪, 许驰, 史洪岩, 李琳

应用科学学报 2023, 41 (1): 71-79. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.01.006

摘要（1451）

PDF（pc）（7922KB）（69）

现有虚拟现实工厂只能依靠头戴式显示器和手柄进行单向的视、听觉虚拟操作，难以进行双向的沉浸式触觉交互。针对此问题，采用力反馈控制器设计了一种力触觉增强的虚拟现实工厂系统。以Unity3D为基础，采用3DMax对工厂内多类型工具和零部件进行三维视觉建模，并通过反射探针、光照探针等组件进行立体化视觉增强。在此基础上，为虚拟空间物体增加刚体、碰撞体、关节等组件，建立虚拟空间的触觉反馈模型，实现了力反馈控制器与虚拟空间物体的实时触觉交互。实验表明：系统可提供重力、摩擦力、恒力等多种力触觉感知，支持对20余种工具、零部件的触摸、抓取等触感操作，能感受模型、轮廓以及质量等物理属性，实现了虚拟工厂中“视触听”多维立体化的沉浸式操作。

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9. 多层记忆增强生成对抗网络二次预测的视频异常检测方法

曾静, 李莹, 戚小莎, 吉根林

应用科学学报 2023, 41 (1): 80-94. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.01.007

摘要（1499）

PDF（pc）（7047KB）（67）

为了提高视频异常检测的准确率，提出了一种基于多层记忆增强生成对抗网络二次预测的视频异常检测方法。首先利用目标检测提取时空立方体，并将其输入自编码器中得到预测帧；其次将预测帧的表观特征和对应真实帧的光流特征进行融合，形成融合特征；最后利用多层记忆增强生成对抗网络二次预测未来帧，以便学习不同层次特征的正常模式并捕获上下文的语义信息。在UCSD Ped2和CUHK Avenue数据集上进行的实验结果表明：所提出的方法与其他视频异常检测方法相比，可有效提高视频异常检测的性能，使帧级别AUC分别达到99.57%和91.59%。

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10. 基于跨度回归的中文事件触发词抽取

赵宇豪, 陈艳平, 黄瑞章, 秦永彬

应用科学学报 2023, 41 (1): 95-106. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.01.008

摘要（1394）

PDF（pc）（640KB）（85）

在中文事件触发词抽取任务中，基于词的模型会受到分词带来的错误，而基于字符的模型则难以捕获触发词的结构信息和上下文语义信息，为此提出了一种基于跨度回归的触发词抽取方法。该方法考虑到句子中特定长度的字符子序列（跨度）可能构成一个事件触发词，用基于Transformer的双向编码器的预训练语言模型获取句子的特征表示，进而生成触发词候选跨度；然后用一个分类器过滤低置信度的候选跨度，通过回归调整候选跨度的边界来准确定位触发词；最后对调整后的候选跨度进行分类得到抽取结果。在ACE2005中文数据集上的实验结果表明：基于跨度回归的方法对触发词识别任务的F₁值为73.20%，对触发词分类任务的F₁值为71.60%，优于现有模型；并与仅基于跨度的方法进行对比，验证了对跨度边界进行回归调整可以提高事件触发词检测的准确性。

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11. 基于通道特征聚合的行人重识别算法

徐增敏, 陆光建, 陈俊彦, 陈金龙, 丁勇

应用科学学报 2023, 41 (1): 107-120. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.01.009

摘要（1428）

PDF（pc）（1940KB）（167）

在基于深度学习的行人重识别算法中，通道特征易被忽视而导致模型表达能力降低。为此，以ResNeSt50为骨干网络，借鉴SENet通道注意力特点在残差块末尾接入SE block，增强网络对通道特征的提取能力；针对ReLU函数因缺少控制因子而限制不同通道特征图对激活值的准确响应问题，引入一个动态学习因子来丰富通道特征权重信息，以形成新的加权激活函数Weighted ReLU （WReLU）；基于分组卷积特征图局部而设计新的激活函数LeakyWeighted ReLU （LWReLU），有效提高不同位置的深度特征表达能力；在Split-Attention和SE block中应用LWReLU，改善Split-Attention对各组特征图的权重学习能力；利用circleloss改进损失函数，优化目标收敛过程，从而提高模型精度。实验结果表明：在CUHK03-NP、Market1501和DukeMTMC-ReID数据集上，所提方法的Rank-1比原骨干网络分别提高了19.08%、0.98%、2.02%，且其mAP比原骨干网络分别提高了17.13%、2.11%、2.56%。

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12. LSTM预测驱动的软件系统主动自适应方法

谢生龙, 王璐, 刘瑞佳, 溥颖, 刘潇

应用科学学报 2023, 41 (1): 121-140. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.01.010

摘要（1488）

PDF（pc）（1389KB）（122）

针对反应式自适应软件系统调整滞后的问题，提出了一种基于长短期记忆（long short-term memory，LSTM）网络预测驱动的主动自适应方法。该方法将LSTM神经网络预测技术嵌入监测-分析-决策-执行-知识控制模型的分析环节，利用自适应环境、质量及目标相关的运行数据和历史数据进行分类预测，形成自适应预警机制，在减小传统自适应决策滞后性影响的同时有效提高了软件系统的主动自适应能力。为了说明所提方法的主动性、鲁棒性、有效性，在经典的分布式远程辅助系统上对该方法进行实验评估。结果表明：该方法能够针对自适应需求提前预警，推动软件系统在必要时进行主动的自适应调整。

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13. 基于承诺方案的去中心化可信众包平台设计与实现

王华建, 黎人玮, 周寰, 阳国贵

应用科学学报 2023, 41 (1): 141-152. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.01.011

摘要（1447）

为去除传统众包对第三方中心机构的依赖，同时保障众包任务的公平分配和结果的可信提交，提出了一种基于区块链智能合约的可信众包平台设计方案。首先提出了一种基于承诺的两阶段提交机制，并将其运用至接包者的数据提交过程中，以解决区块链上的数据透明度问题，使接包者之间无法相互窃取数据；其次设计了一种无偏随机选择算法，从分散的接包者池中选择相对独立的接包者，杜绝了接包者之间可能的串谋；最后通过模拟选人实验和以太坊上原型系统的实现，验证了选人算法的随机性和整体方案的可行性。

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14. 粒子群优化的深海图像暗边缘检测优化算法

邹倩颖, 陈晖阳, 李永生, 胡力雯, 王小芳

应用科学学报 2023, 41 (1): 153-169. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.01.012

摘要（1437）

PDF（pc）（6687KB）（223）

为解决深海资源探测图像识别难题，提出一种基于粒子群优化的图像暗边缘检测优化算法。该算法通过指数型线性单元和高斯误差线性单元改进激活函数，根据Marr-Hildreth算子检测结果并结合改进激活函数构建暗边缘检测算法，利用粒子群对改进暗边缘检测算法进行训练和优化。最后，采用不同算法对水下11个数据集进行比较的结果表明：改进算法的峰值信噪比、结构相似度和边缘保持指数最高，分别达到18.769 6 dB、0.660 7和0.834 5；图像均方误差最低，为3 750.225 3；平均检测时间为0.667 4 s，比其他对比实验中性能最好的算法缩短了14%。

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15. 基于区块链的量子密钥全生命周期管理

林雨生, 昌燕, 陈天肃, 喻世鹏, 张仕斌

应用科学学报 2023, 41 (1): 170-182. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.01.013

摘要（1483）

PDF（pc）（706KB）（121）

为确保量子密钥从生成、分发、存储、使用、更新到销毁的安全性更高，提出一种基于区块链的量子密钥全生命周期管理方案。首先有保密通信需求的两方机构通过量子密钥分发设备产生真随机对称量子协商密钥，并将其分别存储在两方机构的量子设备管理员处；然后两方量子设备管理员协商量子密钥编号规则生成量子密钥文件；最后两方机构用户分别向各自量子设备管理员申请量子密钥用于通信。在通信过程中，与量子密钥生成、分发、使用、更新、销毁的相关日志信息上传到区块链，由量子设备管理员、通信用户协同区块链管理员完成量子密钥全生命周期的管理与追溯。理论分析表明：该方案能解决量子密钥在通信系统中无法有效追溯和管理的问题，可以实现对量子密钥全生命周期管理和追溯过程的透明可信。

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16. 中文目录

应用科学学报 2023, 41 (2): 1-0.

摘要（1934）

PDF（pc）（85KB）（128）

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17. 英文目录

应用科学学报 2023, 41 (2): 2-0.

摘要（1888）

PDF（pc）（48KB）（43）

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18. 基于水印神经网络的可溯源DNN模型保护方法

刘雅蕾, 和红杰, 陈帆, 刘卓华

应用科学学报 2023, 41 (2): 183-196. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.02.001

摘要（2221）

PDF（pc）（9105KB）（218）

针对深度神经网络（deep neural networks,DNN）模型安全与版权认证的问题，提出了一种多用户溯源的水印神经网络模型，通过密钥驱动生成水印图像，将其不可见地嵌入待保护目标模型的输出图像中，实现DNN模型的知识产权保护和版权追踪。在待保护的DNN模型中添加一种编解码器网络实现水印的嵌入，并使用双流篡改检测网络作为判别器，解决了模型的输出图像中可能出现的水印残留问题，提升了水印嵌入过程的不可感知性，减少了对DNN模型性能的影响，增强了安全性。此外，通过本文设计的双阶段训练法针对不同用户分发不同的含水印模型，当发生版权纠纷时，使用另一个残差网络可以从输出图像中提取水印图像。实验证明，本方法分发含水印的模型效率较高，并且即使对多个用户分发了嵌入相似水印图像的DNN模型，水印神经网络依然可以成功对模型进行溯源。

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19. 基于双域联合编码和秘密共享的密文域可逆信息隐藏

翁科, 秦健豪, 宋天然, 石慧

应用科学学报 2023, 41 (2): 197-217. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.02.002

摘要（2058）

PDF（pc）（7394KB）（92）

针对如何提高可逆信息隐藏算法的安全性和嵌入容量的问题，提出了一种基于双域联合编码和密码反馈秘密共享的密文域可逆信息隐藏算法。首先，对图像进行中值边缘检测器（median-edge detector,MED）预测，计算最优水平l，并将像素分成可预测像素和不可预测像素；其次，使用双域联合编码分别在像素域和比特域上压缩辅助信息，以便提供更多的可嵌入空间；再次，使用密码反馈秘密共享技术将原始图像加密生成多个加密图像，并将辅助信息和多方的秘密数据嵌入到多个加密图像中；最后，根据提取的辅助信息，100%恢复秘密数据以及原始图像。实验结果表明，该算法显著提高了嵌入容量和安全性。

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20. 基于局部和全局梯度上升的分段后门防御

萧晓彤, 丁建伟, 张琪

应用科学学报 2023, 41 (2): 218-227. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.02.003

摘要（2168）

PDF（pc）（1267KB）（172）

针对后门触发器趋于隐蔽且难以检测的问题，提出了一种基于局部和全局梯度上升的分段后门防御方法：在训练前期，引入局部梯度上升扩大后门样本与干净样本平均训练损失之差，隔离出少量高精度后门样本，便于后期进行后门遗忘；在后门遗忘阶段，引入全局梯度上升，打破后门样本与目标类别之间的相关性，实现防御。实验基于3个基准数据集GTSRB、Cifar10和MNIST，在宽残差网络上针对6种先进后门攻击进行了大量实验，分段后门防御方法能够将绝大部分攻击的成功率防御至5%以下。另外，实验也证明了分段防御方法在后门数据集与干净数据集上都能训练出干净等效的学习模型。

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21. 基于CycleGAN的图像隐私保护

谢艺艺, 张玉书, 赵若宇, 温文媖, 周玉倩

应用科学学报 2023, 41 (2): 228-239. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.02.004

摘要（2219）

PDF（pc）（9135KB）（290）

社交媒体和云平台为图像的传播和存储带来了便利，但同时也引起了人们对于图像隐私的担忧。因此，需要采取一定的措施去保护图像的隐私，以防止隐私被窃取和非法使用。基于上述目标，本文提出了基于循环对抗网络（cycle-consistent generative adversarialnetworks,CycleGAN）的图像隐私保护。为了在图像隐私保护中兼顾可用性，该方法先用图像分割和CycleGAN组合，选择出不同的分割系数来辅助生成不同程度的隐私保护图像。然后利用可逆信息隐藏对生成的隐私保护图像进行信息的嵌入，从而阻止非法使用者在图像重构中提取隐私信息，进而保证了整个过程图像隐私保护和可用性的平衡。本文用PIPA数据集对该方法进行训练和测试，采用峰值信噪比和结构相似性指数作为客观指标对隐私保护的图像进行评估。实验结果表明，本方案在图像隐私保护和可用性两方面都优于其他对比方案。

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22. 抗打印扫描和屏幕拍摄的字形扰动研究进展

王晨, 姚晔, 李黎

应用科学学报 2023, 41 (2): 240-251. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.02.005

摘要（2038）

PDF（pc）（3084KB）（85）

本文介绍了字形扰动的应用场景，系统梳理了抗打印扫描和屏幕拍摄的字形扰动相关工作，将其分为两类：传统字形扰动方法和深度学习字形扰动方法。根据字符的属性特征，传统字形扰动方法细分为：像素翻转、高度调整、间距调整、笔画调整、特征点调整和骨架轮廓调整。深度学习字形扰动方法通过微调字符的高维特征以嵌入额外的信息，根据生成数据的性质，将其分为生成扰动文本图像和矢量字体两类。从鲁棒性、嵌入容量、复杂性等方面对比分析现有字形扰动方法的特点，最后对字形扰动研究面临的挑战和发展方向进行总结和展望。

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23. 基于TS-DFT高速光谱解调的FBG温度分布检测

杨梅, 陈娜, 刘真民, 商娅娜, 刘书朋, 陈振宜, 王廷云

应用科学学报 2023, 41 (2): 252-261. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.02.006

摘要（2091）

PDF（pc）（2320KB）（110）

基于时间拉伸-色散傅里叶变换（time-stretch dispersive Fourier transformation,TS-DFT）技术实现了光纤布拉格光栅反射谱高速解调。解调系统由锁模激光器、环行器、色散补偿光纤、参考光栅、传感光栅以及数据采集和处理模块组成。实验得到了传感光栅在不同温度场下的时域映射光谱，通过与光谱仪测量光谱对比，验证了系统高速光谱解调能力，解调速率为51.2 MHz。结合光谱反演算法得到了沿光栅轴向的温度分布，空间分辨率为200 mm，实现了传感光栅高速、高空间分辨率温度传感。

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24. 基于NB-IoT的低功耗野生保护动物监测系统研制

张喜民, 詹海生, 刘强, 袁战军, 张金博

应用科学学报 2023, 41 (2): 262-271. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.02.007

摘要（2041）

PDF（pc）（10189KB）（141）

针对野生保护动物跟踪与监测的低功耗、远程监测、可定制、低成本要求，提出了基于窄带物联网（narrow band internet of things,NB-IoT）的分布式系统设计方案，给出了高效能耗管理、并发通信处理、网络透传关键技术的解决方法。系统由跟踪器和监测信息系统组成，跟踪器包括NB-IoT通信与定位模块、低功耗微控制器、锂电池太阳能复合供电组件、高效率电源转换器；监测信息系统包括数据通信设备、服务器和监控终端。实验表明：系统能长期远程采集动物的位置并在WEB地图上显示实时位置和活动轨迹，能对数据进行定制化统计分析并生成报表，跟踪器平均功耗小于50 mW，平均定位误差小于20 m。系统监测范围大、成本低，已试用于某野生动物保护站，效果良好。

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25. 基于块分类的密文域多重嵌入可逆信息隐藏算法

张翔宇, 栗风永, 秦川

应用科学学报 2023, 41 (2): 272-283. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.02.008

摘要（2123）

PDF（pc）（1824KB）（160）

针对现有密文域可逆信息隐藏方法中图像块利用不充分，使得嵌入秘密信息量不高的问题，提出了一种基于块分类的多重嵌入可逆信息隐藏算法。首先将原始图像用流密码加密，加密图像被分成若干个不重叠的块。然后，用最高有效位（most significant bit,MSB）自适应预测算法对块内的第1个像素和其他像素进行预测，将每一个块标记为可用块或非可用块。进一步对可用块进行重构嵌入，同时用中值边缘检测器（median-edge detector,MED）预测算法对非可用块进行二次嵌入，最终实现秘密信息的嵌入。当接收方接收到含密图像时，通过嵌入密钥实现秘密信息的正确提取，同时利用加密密钥恢复原始图像。实验证明，该文提出的方法在相同图像恢复质量的情况下能够显著提升秘密信息的嵌入量，在嵌入容量和图像恢复质量上均优于已有的方法。

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26. 车载Ka-SAR距离向自适应DBF方法

温靖, 滑伟, 王辉, 宫庆坤

应用科学学报 2023, 41 (2): 284-295. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.02.009

摘要（1983）

PDF（pc）（19146KB）（79）

毫米波合成孔径雷达（Ka-SAR）进行俯仰向数字波束形成（digital beam forming,DBF）车载地面验证时，由于车载高程较小使得成像区域地形起伏不可忽略。采用传统扫描接收（scan on receive,SCORE）算法获得的DBF加权系数会存在误差，使合成波束方向图偏离理想状态，降低系统性能。针对上述问题，本文提出了一种基于多通道SAR的自适应距离向DBF处理算法，对多通道数据进行干涉处理，并通过滤波提取干涉相位，自适应生成加权系数，提高了接收增益。该自适应算法获得的加权系数精度较高，具有处理流程简单、运算量小、便于实时处理的特点。最后，基于仿真和车载实验数据成像，验证了该算法的有效性。

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27. 基于模糊隶属度的船舶中断航迹关联识别方法

陈兆彤, 陈江平, 潘励

应用科学学报 2023, 41 (2): 296-310. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.02.010

摘要（2153）

PDF（pc）（2053KB）（236）

为实现对中断的航迹进行准确的关联识别，形成统一的海上态势，提出了基于航迹预测和模糊隶属度评价的航迹关联识别方法。采用多项式拟合方法进行航迹的双向推测，选取位置、航向、速度作为模糊因素集，采用岭型模糊隶属度函数计算预测的航迹点之间各模糊因素的隶属度并加权得到单时刻隶属度，构造加权函数计算综合隶属度，通过阈值门限判断两航迹是否关联。在仿真实验中，所提方法精确率大于90%，召回率大于80%，关联性能优于传统方法。为进一步研究该方法的场景适应性，仿真了不同场景下的船舶航迹雷达监测数据，包括中断区间内船舶运动稳定场景、速度变化场景、航向变化场景等，船舶运动状态稳定时关联结果的召回率大于90%，中断区间内速度变化小于8 km/h时召回率大于84%，航向变化低于25–时召回率大于88%。该方法为解决非合作船舶交叉环境下的中断航迹关联识别问题提供了有效途径。

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28. 一种图像块旋转的马赛克拼图伪装隐写

刘钊志, 赵琰

应用科学学报 2023, 41 (2): 311-325. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.02.011

摘要（1969）

PDF（pc）（3356KB）（75）

为了提高无载体隐写效率以及隐写鲁棒性，提出了一种图像块旋转的马赛克拼图伪装隐写方法。首先在发送端将共享图像库中利用密钥随机选择的图像缩小并调整色调，再依据秘密信息和密钥对每个图像块添加随机旋转角度形成编码图像，最后将编码图像按规则排列产生含密马赛克图像；接收端依据密钥去除随机旋转，读取编码图像旋转角度获得秘密信息。实验结果表明，所提方法在嵌入容量方面优于其他无载体隐写方法，在鲁棒性方面也有良好的性能。

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29. 基于结构覆盖和状态识别的FSM一致性测试实验评估

林玮玮, 曾红卫, 缪淮扣, 王晓琳

应用科学学报 2023, 41 (2): 326-343. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.02.012

摘要（1951）

PDF（pc）（786KB）（175）

针对在测试资源紧张的情况下所面临的不同测试技术中测试方法选择问题，阐明了对基于结构覆盖和基于状态识别的测试生成技术进行实验评估的必要性，以10个有限状态机（finite state machine,FSM）应用实例为实验对象，从测试开销和错误覆盖能力两方面对这两种技术进行了实证研究，为FSM一致性测试中这两种技术的选择应用提供了经验性的参考建议。

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30. 基于双流LSTM神经网络的股价趋势预测

吴峰, 谢聪, 姬少培

应用科学学报 2023, 41 (2): 344-358. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.02.013

摘要（2045）

PDF（pc）（1900KB）（293）

股价波动研究依赖分析金融新闻数据集浅层特征，而忽略了金融新闻句子中单词之间的结构关系，从而导致股价波动预测研究效果不佳。针对该问题，提出了一种基于双流长短时记忆网络（long short term memory network,LSTM）神经网络的股价趋势预测模型（Sent2Vec-DLSTM）。该模型的创新之处在于：提出了基于金融股票新闻数据集和哈佛IV-4情绪词典训练的情感词向量生成模型——Sent2Vec；提出了新型的双流LSTM神经网络（Dual-stream LSTM,DLSTM）。在实验中，首先用标普500指数历史数据以及爬取获得的金融类文章进行标普500指数的趋势预测，然后用VietStock新闻和来自Cophieu68的股票价格数据预测VN指数的变化趋势。结果表明，Sent2Vec-DLSTM相较于现有模型在股价趋势预测中具有更好的效果。

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31. 一种基于区块链的电子合同共享方案

赵海鸿, 姚中原, 祝卫华, 朱自强, 潘长风, 斯雪明

应用科学学报 2023, 41 (2): 359-368. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.02.014

摘要（2092）

PDF（pc）（725KB）（168）

为解决电子合同在存储、共享过程中出现的数据被篡改或泄露等问题，提出了一种基于区块链的电子合同共享方案。首先，将智能合约与代理重加密技术相结合，构造出一个代理智能合约来代替传统代理重加密过程中的代理商，去中心化地实现了电子合同的安全共享。其次，利用星际文件系统（inter planetary file system,IPFS）存储电子合同密文，区块链存储电子合同索引地址，有效缓解了区块链的存储压力。最后，从方案对比、安全性等方面对所提方案进行分析。

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32. 中文目录

应用科学学报 2023, 41 (3): 1-0.

摘要（617）

PDF（pc）（79KB）（64）

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33. 英文目录

应用科学学报 2023, 41 (3): 2-0.

摘要（588）

PDF（pc）（47KB）（15）

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34. 面向边云协同计算的能耗感知资源调度方法

杨君, 朱颖雯

应用科学学报 2023, 41 (3): 369-377. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.03.001

摘要（735）

PDF（pc）（1627KB）（188）

边缘计算在处理大量计算复杂的任务时，可能会引发任务实时执行效果下降以及能耗高等方面的问题。为此提出一种面向边云协同计算的能耗感知资源调度方法，首先根据实时保证率将任务分流到云计算和边缘计算，然后基于弹性资源特性提出能耗感知的资源调度策略，为实时任务生成虚拟资源配置方案，最后通过仿真实验验证了所提算法的有效性，该算法可以在保证实时性的前提下降低能耗。

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35. 基于知识图谱的报文故障分析与检索

嵇文路, 邓星, 朱红勤, 赵杨, 江结林

应用科学学报 2023, 41 (3): 378-390. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.03.002

摘要（782）

PDF（pc）（1490KB）（204）

针对电网规模扩大带来的故障分析模式复杂、故障排除困难等问题，提出一种基于知识图谱的报文故障分析与检索方法。首先通过自然语言处理技术结合专家文档，完成电力调度故障知识图谱的构建。然后将专家知识以原子规则（不可分割的规则）的形式存储于图谱中，实现智能化故障分析、检索及辅助维护人员决策等目标，从而提高业务过程效率。最后结合知识图谱与日志信息，利用神经网络分析故障成因，从多个潜在解中获取最优解。实验结果表明：在真实数据和合成数据上，该方法能获得很好的故障分析与检索效果。

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36. 面向智慧城市的多依赖任务计算迁移研究

彭凯, 刘培琛, 许小龙, 周星宇

应用科学学报 2023, 41 (3): 391-404. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.03.003

摘要（723）

PDF（pc）（7892KB）（85）

针对智慧城市的时延敏感型多依赖任务调度问题，提出了边缘计算赋能的智慧城市架构，并设计了一种计算迁移方法，以满足任务调度需求。首先建立了多依赖任务模型、任务的时延约束模型以及智慧城市服务器的负载约束模型。然后使用深度强化学习算法训练出可感知任务间依赖关系的智能体，以实时地进行计算迁移决策。一系列实验验证了该方法在时延、能耗优化方面的有效性。

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37. 基于博弈论和粒子群优化的移动边缘计算任务卸载方法

李晗, 孟顺梅, 蔡志成

应用科学学报 2023, 41 (3): 405-418. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.03.004

摘要（779）

PDF（pc）（1603KB）（116）

移动边缘计算（mobile-edge computing, MEC）是一种新兴的计算范式，移动设备可以通过将计算密集型任务卸载到边缘服务器上来降低本地计算能耗和计算时延。首先，该文研究了在微蜂窝基站密集区域场景下的多移动设备独立任务集计算卸载问题，其中每个微蜂窝基站配备了一个计算性能有限的MEC服务器。为了尽可能地降低移动设备的任务集计算能耗和计算时延，使用博弈论的方法将该问题建模为一个非合作多移动设备计算卸载策略博弈。通过对该博弈的分析，证明了其纳什均衡的存在性和有限改进性。然后，设计了一个基于博弈论的分布式计算卸载算法（game theory based distributed computation offloadingalgorithm, GDCOA），并在GDCOA中引入了一个基于粒子群优化（particle swarm optimization, PSO）的移动设备任务集卸载策略改进算法（PSO based improving computationoffloading policy algorithm, PSOIPA）。GDCOA 在有限次迭代后可以达到一个均衡状态。最后，通过仿真对比实验证明了本文所提出的算法GDCOA可以获得较好的计算卸载性能。

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38. 多群落粒子群优化供应链数据中心任务调度

曾磊, 白金明, 刘琦

应用科学学报 2023, 41 (3): 419-430. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.03.005

摘要（733）

PDF（pc）（1585KB）（104）

针对数据中心规模和任务需求不断增加带来的服务效率降低等问题，提出了一种负载均衡多群落粒子群优化任务调度方法。通过改进的适应度函数对任务的最大完工时间和各机器完工时间方差进行组合优化以提升集群的负载均衡性；利用新的自适应惯性权重函数改进粒子搜索效率，提升算法收敛速率；采取新的粒子初始化方法提高初始解的质量和多样性，并利用多群落粒子协同搜索使得最终结果更加接近最优解。在阿里巴巴数据中心的公开数据集上对算法性能进行了验证和对比，实验结果表明，该方法能够提高数据中心在多样化供应链环境下的任务调度效率。

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39. 基于矿工的改进哈希时间锁定协议

左宇轩, 强振平, 代飞, 苏世琪, 梁志宏

应用科学学报 2023, 41 (3): 431-447. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.03.006

摘要（709）

PDF（pc）（900KB）（65）

针对哈希时间锁定协议无法实现跨链资产转移的问题，提出一种基于矿工的改进哈希时间锁定跨链交互协议。首先，在原子交换过程中加入了椭圆曲线加密算法，该算法使矿工在目标链上安全的生成与锁定交易，以完成用户的跨链资产转移；然后，在协议中加入了矿工节点的竞争选取算法与奖惩算法，以实现一种新的币信证明共识机制；最后，对协议中的智能合约及其功能函数进行了详细阐述。在以太坊私链平台上进行仿真实验，结果表明该协议可安全地完成跨链资产转移，有效地激励矿工积极参与跨链交易。

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40. 基于语义分割的遥感影像建筑变化检测

尹美杰, 倪翠, 王朋, 张广渊

应用科学学报 2023, 41 (3): 448-460. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2023.03.007

摘要（887）

PDF（pc）（6613KB）（262）

遥感影像变化检测是利用多时相影像确定一定时间内地物或现象的变化，提供地物空间变化的定性与定量信息。传统遥感影像变化检测方法主要基于地面纹理及空间特征的方法，存在着难以精确识别遥感影像中新增建筑物的问题，为此该文提出了一种基于 UNet网络的遥感影像建筑物变化检测方法。首先，将轻量级高效通道注意力机制网络（efficientchannel attention network, ECANet），注入到原 UNet 网络模型，调整并优化网络结构，提升影像分割的准确度。然后改进 SENet 网络参数，提高遥感影像中的建筑物变化检测的精度。该文在高分辨率数据集 LIVER-CD 上进行实验，结果表明，所提方法的语义分割准确度达到99.03%，建筑变化检测准确率达到 98.62%。相比于其他方法，该方法增强了影像的有效特征，提升了遥感影像中地面建筑物的检测精度。

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2023年，第41卷