南京邮电大学学报(自然科学版)杂志

南京邮电大学学报(自然科学版)杂志2021年第4期

• 针对交通标志检测模型的安全性研究

  季一木,田鹏浩,刘尚东,吴梦雪,丁建宇,张　驰,孙一铭

  近几年研究表明，现有对抗算法在攻击目标检测模型时，易受到光照、角度、天气等环境因素的影响，导致生成的对抗扰动攻击成功率较低，鲁棒性较差。为进一步提高攻击目标检测模型的成功率，提出了一种对抗算法IFASC TS（Improved Fooling Automated Surveillance Cameras on Traffic Signs），其攻击对象是交通标志检测模型。IFASC TS引入约束对抗扰动输入与原始图像输入之间的预期有效距离误差损失函数和多类别数据增强方法，以提高对抗扰动的攻击成功率和鲁棒性。基于YOLOv2在GTSRB测试集上的实验结果表明，IFASC TS算法生成的对抗扰动使交通检测模型的mAP值降低至25.6%，相较于FASC算法的30.0%，IFASC TS算法对抗性能提升了4.4%。

• 线性图态的量子测量与量子门操作的等价性

  唐彦立,朱佳莉,吴晓宇

  图态是量子通信和量子计算的重要资源，是一类可以用图形表示的量子纠缠态。针对线性图态，首先，研究二量子比特和三量子比特的线性图态，将它们的量子比特在各自的测量基下展开后发现，对线性图态中量子比特的测量，等价于对其末端的量子比特进行了量子门操作；并且发现，所等效的门操作与测量基的选取有关。于是，通过变换表达式，将等价关系在二、三量子比特图态中的表达方式统一起来，并尝试将发现的等价关系推广到任意的线性图态。最后，通过数学归纳法，证明了该等价性在任意的n量子比特的线性图态（n≥2）中都成立。

• 一种基于泰勒级数展开的图滤波器设计方法

  葛子瑞,杨　震,郭振超

  图信号处理是近年来一种新型的信号处理技术，极大地扩展了经典DSP的处理范围，但许多经典概念如频率、数字滤波器等，均需要重新定义和设计。文中基于经典数字滤波器设计，将数字信号处理中的傅里叶基函数进行泰勒阶数展开来设计图信号的FIR滤波器和IIR滤波器。展开之后的傅里叶基函数会得到关于数字角频率的多项式形式，利用此多项式的系数作为图滤波器的系数进行相应滤波器的设计。该图滤波器的设计方式可以得到一个经典数字滤波器的近似，文中对该近似做了误差分析，以得到最终的滤波器与被拟合滤波器之间的误差。最后实验结果表明文中图滤波设计方式，相较于其他一些图滤波器设计方式拥有更好的性能。

• 基于差分隐私的群智频谱感知算法

  胡　敏,朱　琦

  认知无线电的关键技术是频谱感知，将保护隐私的激励机制与协作频谱感知结合起来，有助于提高频谱检测的准确性。文中引入了差分隐私的概念，将指数机制应用于平台与用户间的反向拍卖，提出了一种具有隐私保护的基于拍卖的频谱感知算法。平台选择获胜用户时将用户的信誉值考虑在内，并且使用了一种基于指数机制的线性得分函数选择最优的用户集。仿真结果表明，该激励机制在保护用户隐私前提下，实现检测概率的优化。

• 短参考载波索引差分混沌移位键控通信方案

  徐思远,杨　华,蒋国平

  为提高载波索引差分混沌移位键控通信系统的能量效率，文中提出一种短参考载波索引差分混沌移位键控通信方案。该方案使用短参考信号，采取序列复制和信号分段平均的方式，在提升系统能量效率的同时可以有效地降低信息信号中的噪声。采用高斯近似法推导新系统在不同信道条件下的比特误码率表达式，并通过仿真验证理论分析的准确性。

• 基于干扰抑制区的D2D通信模式选择方案

  刘金鑫,张　晶,董　俊,董　洁

  设备到设备（Device to Device，D2D）直通技术通过复用蜂窝系统的频谱资源来提升频谱利用率，已经成为5G候选技术之一。然而，资源复用带来了干扰管理和通信模式选择等难题。为此，文中结合干扰管理研究D2D通信模式选择问题，与现有研究仅考虑D2D链路对蜂窝链路的干扰管理不同，文中同时考虑蜂窝用户和D2D链路的干扰抑制问题。针对D2D复用蜂窝下行链路场景，分别研究了干信比约束下的蜂窝用户下行干扰抑制区（DILA）和D2D用户有效通信区域，进而结合二者提出了一种全新的D2D通信模式选择方案，实现了用户对D2D复用模式、D2D专用模式、蜂窝模式3种通信模式的快速选择。仿真结果表明，相比现有的通信模式选择方案，文中提出的联合DILA和D2D通信范围的模式选择方案能够给用户提供更高的D2D通信机会和更高的系统吞吐量。

• 基于原始对偶方法的图像去色算法

  张俊康,金正猛,冯　灿

  Jin等（2014）提出的基于局部方差最大化和局部亮度保持的变分去色模型（Jin模型），在彩色图像灰度化过程中能较好地保持图像的对比度和亮度等信息。然而，Jin模型原有的算法仅部分利用了图像的局部方差和亮度信息，使得该灰度化算法在处理结构纹理丰富的彩色图像时，容易丢失图像中的一些细节特征。针对这一缺陷，文中提出基于原始对偶(Primal Dual)方法的图像去色算法数值求解Jin模型。该算法在求解过程中，完整利用了彩色图像各通道间的局部协方差信息和局部亮度信息。进一步，给出了所提算法的收敛性结果。最后，数值实验结果验证了所提算法的可行性与有效性。

• 融合遗漏项目侧面特征的相似度计算方法研究与应用

  崔北亮,周小康,李树青

  为了提高推荐算法的准确率和效率，通过提取遗漏项目的侧面特征来改进相似度的计算方法，达到最终结果更加接近用户真实兴趣的目标。文中采用的算法中不仅包含了传统的协同过滤算法计算相似度，还引入了对项目侧面特征相似度的计算，通过对周围真实用户的结果记录推理出两种相似度的权重情况，并通过多次实验得到最佳结果的权重。对最终的均方根误差的计算结果进行统一处理，从而达到更加接近现实的情况。经过多次实验结果的验证，在Movielens数据集上使用文中提出的相似度算法与传统相似度算法的比较，平均绝对误差降低了约10个百分点，推荐的效果得到了明显的提高。

• 基于动态关联规则的TApriori算法

  李文锋,陈俊贤

  在Apriori算法的应用过程中，最小支持度和最小置信度的值均是根据人的经验初始设定，其值设定太大或太小直接影响算法的精度和复杂度。针对Apriori算法应用中最小支持度和最小置信度的值无法动态设定的问题，结合轨道交通专用通信的具体应用，提出基于动态关联规则的TApriori算法。该算法将不同时序的元素划分到对应的事务中，通过对事务的时间属性进行距离计算，产生不同子数据集，分别计算每个子数据集对应的最小支持度和最小置信度的值，然后计算数据集的最小支持度和最小置信度的值，用于候选集及频繁集的生成。实验结果验证了该算法在准确率和运行时间方面的改善，并且应用于轨道交通系统集中告警系统，结果表明该算法具有可行性。

• 基于被动DNS流量的Fast Flux域名检测方法

  张　玉,刘纪伟

  近年来，速变域名（Fast Flux）技术已成为在速变服务网络（Fast Flux Service Network，FFSN）中组建僵尸网络的常见做法，这些FFSN能够以非常高的可用性维持非法在线服务。文中基于FFSN工作原理以及速变域名技术特点，提出了一系列检测特征，设计了一种基于被动DNS流量的Fast Flux域名检测方法。利用DNS协议、黑白名单、DNS流量实时特征对流量数据进行过滤，采用基于信息增益率和基尼系数线性组合的随机森林算法作为模型训练算法，然后用实验数据集和现网真实数据集对所提的方法进行验证。实验结果证明，该方法能够有效识别出Fast Flux域名，并且具有较高的精确率。

• 一种基于Spark大数据处理平台的查询方法

  张海峰,魏可欣

  Spark SQL在获取Spark核心的计算结果后，需要进行一些格式转化和数据拷贝才能正式输出，将造成内存中相同或近似相同的数据有多个拷贝，浪费了内存资源，也降低了性能，直接影响了用户响应和结果存储容量，并且这种影响会随着输出结果的增大而增大。为此，文中提出了基于Spark大数据处理平台的创新查询方法，以实现查询首结果立即输出，极大缩短客户响应时间。

• 变桨距多旋翼无人机研究进展

  赵　勃,徐丰羽,岳　东,蒋国平

  目前广泛应用的多旋翼无人机均采用螺距角不可变的固定桨距旋翼，此种旋翼结构虽降低了机身复杂度，却限制了动力机构的控制品质和能量效率，且牺牲了动力失效下挽救坠机的能力，而引入变桨距结构则可以很好地解决上述问题。文中总结阐述了变桨距多旋翼无人机的原理、特点、应用场景及研究进展，并提出了其关键技术问题及发展趋势。其研究内容为旋翼式无人机研究领域中的基础和关键技术，对促进多旋翼无人机及其他构型的无人机自主飞行控制研究有较好的推动作用。

• 融合区块链的算力网络信任评估与保障方案研究

  温　瑶,陆晶晶,卢　华,谢人超

  算力网络是通过网络承载、传递泛在计算服务，实现计算、网络融合一体化的新型网络架构。为实现安全可信的算力共享，借助区块链技术，提出了融合区块链的算力网络架构，并基于该架构设计了包含用户身份认证机制、算力服务注册机制、交易机制、信誉评估机制的信任评估与保障方案。仿真结果表明，该方案可为算力网络的算力资源共享提供安全可信保障。