关联规则算法优化研究与实现

本文主要针对Apriori算法采用最小支持度和最小信任度阈值来发现知识,而没有考虑交易中数量问题的不足,提出一种快速的基于频繁模式树FP-tree的最大频繁项目集挖掘算法.该算法不需要产生频繁项集,而且只需要扫描事务数据库D一次,从而提高了算法的执行效率.该方法结合大量的实际项目数据进行关联规则挖掘测试发现,不仅能较好地分析非稠密数据,也能处理现实世界中稠密数据. 结果 表明该优化算法可显著降低关联规则挖掘在数据挖掘工作中的时间开销.     

基于环形DNA分子的一种求解最大集团的计算模型

文中提出了一种基于环形DNA分子的新型计算模型.该模型的核心构成包括环形DNA分子,链霉亲和素包被的磁珠及环化酶.通过应用该模型解决了一个5个顶点的最大团问题,证明了该模型的可行性.在整个计算过程中,真解的搜索是借助于磁珠和环化酶,DNA分子结构在线性和环形之间相互转化.环形DNA分子的应用极大地减少了计算所需的时间和空间,算法的时间和空间复杂度均为O(n+m).对于解决一个n个节点的最大团问题,这种算法和枚举型算法相比,在搜索过程中所需试管数较少,只需n+1个试管,而利用枚举型算法则需要2n个试管.另外,文中构建的非枚举型初始解空间大大提高了DNA计算机的存储和计算能力.在将来,这种新型的DNA计算模型或许会成为一种解决某些NP完全问题的有效工具.     

CFL句子计数和分层词典序枚举

通过按推导树高度对句子分层,建立了句子集合中的分层词典序,进而发展出一种基于文法的,依分层词典序的,CFL句子计数和枚举方法,获得句子枚举的多个高效算法,对于无二义CFG,首先提出一个基础算法N2L,时间复杂度为O(n·lg(n)),n是被枚举句子的长度．对N2L进行改造,得到两个算法TD和BU,时间复杂度均为O(n)．对任意CFG,利用其推导树文法为工具后,文法无二义的限制被去除．对于一般的CFG,不论是否二义文法,也得到了依分层词典序的,时间复杂度为O(n)的枚举算法,同时枚举出句子及其推导树．该文的结果,从正面圆满回答了D(?)m(?)si提出的未决问题,即是否有按词典序,时间复杂度为O(n)的枚举算法?以及是否时间复杂度仅依赖于文法结构,及被枚举字之前同样长度的字的个数?本文给出的解答甚至比原问题所期望的更好．     

一种基于编码的双距离树高维索引

提出一种基于编码的双距离树（EDD-tree）高维索引结构.对于高维空间中的数据点,首先通过k平均聚类算法将其聚成若干类,然后分别计算每个点对应的始点和质心距离,并对其进行编码得到对应的统一化索引键值,最后用基于分片的B＋树建立索引.这样,高维空间的查询就转变成对一维空间的检索.实验证明该方法能更有效地缩小搜索空间,减少距离计算的代价.理论分析和实验都表明,EDD-tree索引在查询效率方面要明显优于其他的索引方法,尤其适合海量高维数据的查询.     

XML频繁子树挖掘研究

本文主要研究通过引入滑动窗口模型,提出了面向XML查询数据流的频繁查询子树在线挖掘算法。算法以全局Trie树为数据缓存结构管理和维护缓存池的数据流,采用自下而上、基于前缀等价类的遍历方式快速产生所有带根查询子树和标准查询子树。实验结果表明该算法具有挖掘速度快、内存消耗稳定等特点,可以有效、平稳地处理XML查询数据流。     

基于搜索空间缩减策略的供水管网抗震设计参数优化

供水管网抗震优化设计模型以用户节点的抗震安全能力为设计目标,包含管网拓扑布局及管段结构抗震能力两个设计参数,寻找最优设计参数是离散变量组合优化问题.提出了一种基于两阶段搜索空间缩减策略的管网抗震优化设计模型求解方法,第一阶段利用度约束连通图生成初始种群,缩小优化初始搜索空间;第二阶段采用违约个体修补策略转换优化进行过程中不满足约束条件个体所处的搜索空间,实现了优化过程中搜索空间的动态缩减,提高了优化搜索的效率.此方法在供水管网抗震优化设计中有较高的效率,也可为其他有约束离散变量优化问题提供参考.     

集装箱中零担货物合理混载的遗传退火进化算法

本文从缩小搜索区域、增强算法的收敛性以及缩短计算时间的角度出发，提出应用遗传退火进化算法求解零担货物在集装箱中合理装载问题，阐明了该算法的具体实现过程，并通过实际数值计算表明该算法优于传统的计算方法。     

基于距离的数据流离群点快速检测

提出了快速的基于距离的数据流离群点检测算法.该算法使用滑动窗口模型处理数据流,并利用向量内积不等式进行剪枝,在保证正确性的前提下,显著的提高了执行效率.实验表明,该算法是有效可行的.     

一种基于SPIHT编码过程的图像选择加密算法

在深入研究多级树集合分裂编码（SPIHT）的基础上提出了一种安全高效的图像加密算法。首先,重点分析了SPIHT的码流结构以及各部分数据对解码的影响,确定了重要数据并对其进行加密。其次,改变加密层数K控制加密强度,从而进一步提高了加密效率。最后,在对LIS扫描过程中引入了混乱机制,降低了码流相关性,使得算法更加安全。实验表明：该算法安全性高,加密速度快,仅需加密原图数据量的2．3％左右便可以达到很好的加密效果,满足格式兼容性要求并且能够适应网络实时传输。     

快速平滑收敛策略下基于QS-RRT的UAV运动规划

基于快速扩展随机树(rapidly exploring random tree,RRT)的运动规划算法,通过随机采样的方式探索未知任务空间,具有概率完备性和较高的计算效率.该类算法在应用于无人机运动规划时必须对飞行距离、过程安全性和航路平滑度进一步优化.针对这一问题,首先对威胁环境、无人机运动学性能和探测能力建模,然后根据飞行特征设计了随机采样、威胁规避、路径可跟踪性以及全局与局部平滑性等优化策略,并构建快速平滑收敛RRT(quick and smooth convergence RRT,QS-RRT),最后以此为基础分别提出了面向已知和未知任务空间的无人机运动规划算法.仿真结果表明,该算法能够在保证飞行路径收敛性、安全性及其规划效率的基础上,有效缩短飞行距离,改善航路的可跟踪性和平滑度,增强在实际飞行过程中的可操作性.此外,该算法还易于在航路优化效果和规划效率之间权衡,增强了对不同规划任务需求的适应性.     

互耦条件下双基地MIMO雷达的收发角度估计

阵元互耦的存在会使双基地MIMO雷达多目标定位算法的性能恶化．利用发射和接收互耦矩阵的带状、对称Toeplitz性质,提出了一种基于ESPRIT的双基地MIMO雷达收发角度算法,并针对现有参数配对算法中存在参量兼并的问题,给出了一种改进的自动配对算法．仿真结果表明：在存有相同发射角／接收角时,本文算法仍能有效实现多目标定位,无需进行谱峰搜索和额外的目标配对;本文算法对互耦系数自由度和扰动误差的稳健性优于MUSIC-like算法,并且具有更高的估计精度．此外,还推导了确定信号模型下收发角和互耦系数的CRB（Cramer—Raobound）．     

一种基于演化密码和HMM改进的Koblitz安全曲线产生新方法

考虑未来云计算攻击和量子计算机攻击,需要储备安全强度更高的ECC安全曲线．利用隐Markov模型（HMM）预测迹向量解决基点计算难题,完善基于演化密码思想提出的Koblitz安全曲线产生新算法,完成了F（2 2000）以内Koblitz安全曲线的搜索实验,产生的安全曲线基域的覆盖范围、曲线的规模和产生效率均超过美国NIST的公开报道参数．可提供的安全曲线的基域和基点最高超过1900bit,远超过美国NIST公布的571bit．在NIST公布的F（2163）-F（2571）范围之间还有新的安全曲线发现．对产生的安全曲线进行了详细的安全分析,表明与NIST推荐的安全曲线具有相同的安全准则．     

三维扫描树叶子节点和TSVs数量的优化方法

扫描树结构能够有效地减少集成电路的测试数据量和测试时间,降低电路的测试成本.为减少三维电路中扫描树的叶子节点和硅通孔数量,首先得出了扫描树中叶子节点的最小数量为最大相容组中所含扫描单元数量的结论,然后进一步得到了叶子节点取得最小值的充分必要条件.并在此基础上,提出了一种启发式算法来确定扫描树中相容组的连接顺序,使得叶子节点数量取得最小值的同时能够优化硅通孔的数量.实验结果表明了所提方法的有效性.     

一种基于Markov随机场模型的核磁共振图像分割方法

为了提高核磁共振(MR)图像分割的效果,提出了一种基于Markov随机场模型的分割方法。该方法利用Markov随机场描述图像的先验分布,结合MAP准则获得分割优化函数,通过ICM局部迭代使分割优化函数收敛。迭代过程中引入了后验概率矩阵的平滑;提高了分割的精度和速度。实测数据的实验结果证明了所提方法的有效性。     

基于树的不确定数据频繁项的挖掘算法研究

本文针对UF-growth算法在构建环节的不足,提出了一种改进的映射频繁项树PUF-tree算法。该算法基于数据库映射技术,通过改进原算法的构建过程,能在一定程度上消除原算法的性能瓶颈,提高算法的效率。     

一种H．264／AVC去方块效应滤波算法

针对去方块效应滤波的边界强度判断争滤渡过程计算量大的情况,本文提出了一种新的去方块效应滤波算法,分别对边界强度判断和穗渡过程的算法进行优化。综合两部分的优化算法,通过实验结果得知,降低的算法复杂度乎均值达到了9．82％、峰值信噪比（PSNR）乎均值也增加了0．119dB。该算法既降低了算法的复杂度又改善了压缩后视频的质量。     

基于压缩感知的多角度合成孔径雷达成像

多角度合成孔径雷达（syntheticapertureradar,SAR）成像是实现多SAR信息融合的重要方式．对提高成像分辨率．重构目标轮廓进而提高雷达目标检测或分类性能具有基础性价值．由于各传感器发射信号和测量位置的多样性,实现多角度SAR成像具有挑战性．如何在噪声干扰情况下快速实现多角度SAR成像是一个新问题．本文建立了基于压缩感知的多角度SAR测量模型．通过对测量矩阵的分析,证明多角度SAR测量角度范围、发射信号载频和空间采样位置是影响成像性能的关键因素,研究了目标空间离散间隔对成像质量和分辨率的影响．以上述分析为基础,本文对多角度SAR发射信号载频和测量位置进行设计,构建满足约束等距性的测量矩阵．针对测量矩阵阶次较高的问题,文章提出用分段正交匹配追踪（stagewiseorthogonalmatchingpursuit,STOMP）进行模型求解,在测量矩阵欠定严重的情况下,该算法可以迅速求得模型最优稀疏解．在实验环节．通过分析多角度SAR参数对成像性能的影响,进一步验证了本文结论．实验验证了模型和相应求解算法的有效性和鲁棒性．     

基于粒子群寻优机制的图像分割方法

利用粒子群优化（eso）算法全局寻优、快速收敛的特点,结合模糊C-均值（FCM）图像分割算法提出一种新算法,用PSO算法代替了FCM算法的基于梯度下降的迭代过程,使算法具有很强的全局搜索能力,很大程度上避免了FCM算法易陷入局部极小的缺陷;同时也降低了FCM算法对初始值的敏感度。实验结果表明,与FCM相比该算法聚类更准确,效率更高,具有较高的分割速度和良好的抑制噪声的能力。     

露天矿经济合理剥采比确定方法的改进

目前露天矿经济合理剥采比是与并工开采成本对比计算得到的,计算时没有考虑井工开采的安全事故、地表沉陷等所造成的巨大经济损失,同时也没考虑露天开采对生态环境破坏和环境治理成本.本文综合考虑上述诸因素,并对露天开采和地下开采所引起的安全事故损失等进行了量化处理,利用概率统计法建立了由上述各因素所构成的成本计算模型,提出了:①浅部露天开采和深部井工开采的资源回收率差异较大；②露天与并工开采资源回收率相同；③浅部露天开采、深部暂不开采的矿床,三种条件下新的经济合理剥采比确定方法.以哈尔乌素露天煤矿为例进行了应用研究,确定其经济合理剥采比为10.06 m3/t,比传统方法所确定的剥采比增大0.06 m3/t,实践证明新结果更加合理.