Journal of Zhejiang University

Current Issue: <FITEE>

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering (former title: Journal of Zhejiang University SCIENCE C (Computers & Electronics), 2010-2014)

ISSN 2095-9184 (print); ISSN 2095-9230 (online); CN 33-1389/TP; Monthly.

FITEE is an international peer-reviewed journal indexed by SCI-E, Ei Compendex, DBLP, IC, Scopus, JST, CSA, etc. It covers research in Electrical and Electronic Engineering, including Computer Science, Information Sciences, Control, Automation, Telecommunications, and related disciplines.

Impact factor: 0.308 (2011), 0.297 (2012), 0.380 (2013), 0.415 (2014), 0.392 (2015), 0.622 (2016), 0.910 (2017), 1.033 (2018), 1.604 (2019), 2.161 (2020), 2.526 (2021).

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering

ISSN 2095-9184 (print), ISSN 2095-9230 (online), monthly

2018 Vol.19 No.4 P.471-582

<<< CONTENTS >>>

Research Articles

Kernel sparse representation for MRI image analysis in automatic brain tumor segmentation

Ji-jun Tong, Peng Zhang, Yu-xiang Weng, Dan-hua Zhu

DOI: 10.1631/FITEE.1620342 Downloaded: 2446 Clicked: 6064 Cited: 0 Commented: 0(p.471-480) <Full Text> <PPT> 1539

Chinese summary <23> 基于核稀疏表示的磁共振圖像分(fēn)析及其在腦腫瘤自動分(fēn)割中(zhōng)的應用

摘要：腦腫瘤分(fēn)割在疾病輔助診斷、治療方案規劃以及手術導航中(zhōng)扮演重要角色。對腦腫瘤精确分(fēn)割可以幫助臨床醫生(shēng)獲取腫瘤位置、尺寸和形狀信息。提出一(yī)種基于核稀疏編碼的全自動腦腫瘤分(fēn)割方法，并在3D多模态磁共振成像圖（magnetic resonance imaging, MRI）上驗證。首先對MRI圖像進行預處理以減少噪聲，然後通過核字典學習提取非線性特征，用來構建壞死組織、水腫組織、非增強腫瘤組織、增強腫瘤組織和健康組織5個适應性字典。對從原始MRI圖像上腫瘤像素點周邊m×m×m的小(xiǎo)區域提取的特征向量進行稀疏編碼，并通過一(yī)種基于字典學習的核聚類方法對像素點進行編碼。最後通過形态濾波填充在多個相連部分(fēn)間的區域，提高分(fēn)割質量。爲評估分(fēn)割表現，分(fēn)割結果被上傳到在線評估系統中(zhōng)，該評估系統使用dice系數、陽性預測值（positive predictive value, PPV）、靈敏度和kappa值作爲評估指标。結果表明，該方法在完整腫瘤區域分(fēn)割上具有良好表現（dice: 0.83; PPV: 0.84; sensitivity: 0.82），而在腫瘤核心區域（dice: 0.69; PPV: 0.76; sensitivity: 0.80）和增強腫瘤區域（dice: 0.58; PPV: 0.60; sensitivity: 0.65）上表現稍差。相較于腦腫瘤分(fēn)割（BRATS）挑戰中(zhōng)其他團隊采用的方法，該方法具有競争力。該方法在健康組織和病理組織區分(fēn)上具有一(yī)定潛力。

關鍵詞組：腦腫瘤分(fēn)割；核方法；稀疏編碼；字典學習

A leakage-resilient certificateless public key encryption scheme with CCA2 security

Yan-wei Zhou, Bo Yang, Hao Cheng, Qing-long Wang

DOI: 10.1631/FITEE.1601849 Downloaded: 2300 Clicked: 5670 Cited: 0 Commented: 0(p.481-493) <Full Text> <PPT> 1651

Chinese summary <19> 抗洩露的CCA2安全的無證書(shū)公鑰加密機制

摘要：近年來，存在密鑰洩露環境下(xià)密碼學機制的安全性成爲該領域研究熱點，一(yī)些能夠抵抗洩露攻擊的密碼學原語相繼被提出。由于現有相關構造中(zhōng)，抗洩露密碼學原語無法保證其輸出對于任意多項式時間敵手完全随機，因此敵手能夠從相應抗洩露密碼學原語的輸出中(zhōng)獲知(zhī)密鑰部分(fēn)信息。爲獲得更佳性能，提出一(yī)個抗洩露的CCA2安全的無證書(shū)公鑰加密機制，基于經典的判定性Diffie-Hellman假設證明了該方案的安全性。分(fēn)析顯示，對于任意敵手，該方案輸出均完全随機，使得敵手無法從給出的密文中(zhōng)獲知(zhī)密鑰相關信息；此外(wài)，該方案具有較高洩露率。由于這些良好特性，該方案在實際應用中(zhōng)具有廣泛應用前景。

關鍵詞組：無證書(shū)公鑰加密；洩露容忍；可證安全性；CCA2安全性；判定性Diffie-Hellman假設

Using information flow analysis to detect implicit information leaks for web service composition

Jia-xin Jiang, Zhi-qiu Huang, Wei-wei Ma, Yan Cao

DOI: 10.1631/FITEE.1601371 Downloaded: 1971 Clicked: 5381 Cited: 0 Commented: 0(p.494-502) <Full Text> <PPT> 1478

Chinese summary <19> 使用信息流分(fēn)析檢測Web服務組合隐性信息洩露

摘要：信息洩露會破壞Web服務組合業務流程對某些策略的遵從性，是Web服務組合中(zhōng)的一(yī)個主要問題。提出一(yī)種基于信息流分(fēn)析的有效的自動化方法用于檢測業務流程執行語言（BPEL）中(zhōng)的隐性信息洩露。引入Petri網元模型對BPEL進行轉換和分(fēn)析。以Petri網中(zhōng)基于庫所的無幹擾性概念爲基礎，使用Petri網可達圖分(fēn)析Petri網幹擾性，檢測Web服務組合中(zhōng)的隐性信息洩露，并通過一(yī)個案例說明該方法在具體(tǐ)BPEL工(gōng)作流中(zhōng)的應用。

關鍵詞組：信息流分(fēn)析；業務流程執行語言；Petri網；幹擾性

Improving the reconstruction efficiency of sparsity adaptive matching pursuit based on the Wilkinson matrix

Rasha Shoitan, Zaki Nossair, I. I. Ibrahim, Ahmed Tobal

DOI: 10.1631/FITEE.1601588 Downloaded: 2100 Clicked: 6353 Cited: 0 Commented: 0(p.503-512) <Full Text> <PPT> 1475

Chinese summary <20> 基于Wilkinson矩陣提升稀疏自适應匹配追蹤重構效率

摘要：稀疏自适應匹配追蹤（sparsity adaptive matching pursuit, SAMP）是壓縮感知(zhī)信号的一(yī)種貪婪重構算法。SAMP可以在沒有稀疏先驗信息的情況下(xià)重構信号，與其他貪婪算法相比對噪聲信号具有更好的重構性能。但SAMP在重建質量方面，特别是在高壓縮比時，仍有不足。采用Wilkinson矩陣作爲感測矩陣，以提高重建質量并增加SAMP技術的壓縮比。将塊壓縮感知(zhī)（block compressive sensing, BCS）思想與SAMP技術結合，以提高SAMP技術性能。通過大(dà)量試驗對所提出BCS-SAMP技術進行評估，并将其結果與其他幾種壓縮傳感技術結果作比較。結果表明，BCS-SAMP技術與傳統SAMP技術相比，重建質量可提升6分(fēn)貝（dB）。BCS-SAMP技術在重建質量方面與叠代技術相比大(dà)緻接近，該技術計算時間小(xiǎo)于叠代技術計算時間，這一(yī)優勢在測量分(fēn)數較低時更爲明顯。

關鍵詞組：塊壓縮傳感；稀疏自适應匹配追蹤；貪婪算法；Wilkinson矩陣

Supervised topic models with weighted words: multi-label document classification

Yue-peng Zou, Ji-hong Ouyang, Xi-ming Li

DOI: 10.1631/FITEE.1601668 Downloaded: 1992 Clicked: 6220 Cited: 0 Commented: 0(p.513-523) <Full Text> <PPT> 1473

Chinese summary <21> 詞加權有監督主題模型：多标簽文本分(fēn)類

摘要：有監督主題模型已成功應用于多标簽文本分(fēn)類任務。代表性模型包括有監督隐含狄利克雷分(fēn)配模型（labeled latent Dirichlet allocation, L-LDA）和判别隐含狄利克雷分(fēn)配模型（dependency-LDA）。這些已有模型忽略單詞類别頻(pín)率信息，即訓練集中(zhōng)單詞出現的類别數量，對分(fēn)類任務的影響。對此引入類别頻(pín)率信息，提出一(yī)個類别頻(pín)率詞權重方法（class frequency weight, CF-weight）。CF-weight方法基于如下(xià)假設：具有較高（或較低）類别頻(pín)率的單詞在分(fēn)類問題中(zhōng)具有較低（或較高）判别力。将CF-weight方法應用于L-LDA和dependency-LDA模型。實驗結果表明，相比傳統有監督主題模型，基于CF-weight的模型在多标簽分(fēn)類性能上具有優勢。

關鍵詞組：有監督主題模型；多标簽分(fēn)類；類别頻(pín)率；有監督隐含狄利克雷分(fēn)配模型；判别隐含狄利克雷分(fēn)配模型

Syntactic word embedding based on dependency syntax and polysemous analysis

Zhong-lin Ye, Hai-xing Zhao

DOI: 10.1631/FITEE.1601846 Downloaded: 2679 Clicked: 5949 Cited: 0 Commented: 0(p.524-535) <Full Text> <PPT> 1472

Chinese summary <21> 基于依存關系和多義詞分(fēn)析的句法詞嵌入

摘要：現有大(dà)多數詞嵌入學習模型存在以下(xià)問題：（1）基于詞袋上下(xià)文的模型完全忽略句子的句法結構關系；（2）每個詞使用單個嵌入向量使多義詞共享一(yī)個嵌入向量；（3）詞嵌入往往趨向于句子上下(xià)文共性。爲解決這些問題，提出一(yī)種基于依存關系和多義詞分(fēn)析的句法詞嵌入（syntactic word embedding, SWE）。該算法主要處理：（1）基于主題模型，提出一(yī)個多義詞識别算法；（2）采用符号"+"和"?"表示依存關系方向；（3）删除停用詞及其依存關系；（4）引入"skip"依存關系表示依存關系之間的間接關系；（5）将基于依存關系的上下(xià)文輸入到Word2Vec模型中(zhōng)訓練語言模型。實驗結果表明，SWE模型在詞相似度評測任務中(zhōng)表現出優異性能。基于依存關系句法上下(xià)文捕獲詞語的語義和句法特征，使詞語表現出較少的上下(xià)文主題相似性和更多的句法和語義相似性。綜上，包含更多信息的SWE模型性能優于單一(yī)的詞嵌入學習模型。

關鍵詞組：基于依存關系的上下(xià)文；多義詞表示；表示學習；句法詞向量

A multistandard and resource-efficient Viterbi decoder for a multimode communication system

Yi-qi Xie, Zhi-guo Yu, Yang Feng, Lin-na Zhao, Xiao-feng Gu

DOI: 10.1631/FITEE.1601596 Downloaded: 1926 Clicked: 5669 Cited: 0 Commented: 0(p.536-543) <Full Text> <PPT> 1499

Chinese summary <20> 一(yī)種面向多模通訊系統的多标準低資(zī)源消耗Viterbi譯碼器

摘要：基于一(yī)種新型标準卷積碼碼字生(shēng)成單元設計一(yī)種多參數可重構Viterbi譯碼器，優化譯碼器的資(zī)源消耗，提高對多參數的兼容性。标準卷積碼碼字生(shēng)成單元用于産生(shēng)所有狀态碼，采用叠代運算方式計算所有可能存在的标準卷積碼碼字。在重新計算分(fēn)支度量值及對度量值與轉換路徑重新排序時，基于新型準卷積碼碼字生(shēng)成單元的Viterbi譯碼器結構能夠減少運算資(zī)源消耗。多參數可重構Viterbi譯碼器結構能夠支持範圍爲3–9的可變約束長度，1/2、1/3、1/4的可變碼率，以及完全可配置的約束多項式。該Viterbi譯碼器采用Xilinx XC7VX485T FPGA平台實現，具有高達200 Mbps的吞吐率，使用邏輯門的數量爲162 k，具有較低的資(zī)源消耗。

關鍵詞組：可重構Viterbi譯碼器；多參數；低資(zī)源消耗；标準卷積碼碼字生(shēng)成單元；可配置多項式

Mutual-information based weighted fusion for target tracking in underwater wireless sensor networks

Duo Zhang, Mei-qin Liu, Sen-lin Zhang, Zhen Fan, Qun-fei Zhang

DOI: 10.1631/FITEE.1601695 Downloaded: 2110 Clicked: 7075 Cited: 0 Commented: 0(p.544-556) <Full Text> <PPT> 1582

Chinese summary <21> 基于互信息的水下(xià)無線傳感器網絡目标跟蹤與加權融合

摘要：水下(xià)無線傳感器網絡爲水下(xià)目标跟蹤問題提供了可靠有效支持，但水下(xià)網絡能量和帶寬資(zī)源有限，隻能選擇一(yī)部分(fēn)節點參與跟蹤任務。融合中(zhōng)心通過收集、融合各個傳感器發送的量測進行目标跟蹤，因此設計更好的融合權值極爲重要。針對水下(xià)目标跟蹤中(zhōng)的加權融合問題，首先通過計算量測與目标狀态之間的互信息，利用互信息衡量融合權重；其次利用互信息融合權重設計一(yī)種新的多傳感器加權粒子濾波算法，利用克拉美羅（Cramer-Rao）下(xià)界設計節點選擇方案，以提高跟蹤算法效率；最後通過仿真實驗對算法進行驗證。仿真結果表明，通過選擇合适融合權值，目标狀态估計精度顯著提高。

關鍵詞組：目标跟蹤；加權融合；互信息；節點選擇；水下(xià)無線傳感器網絡

Joint compressed sensing imaging and phase adjustment via an iterative method for multistatic passive radar

Jue Wang, Jun Wang

DOI: 10.1631/FITEE.1601423 Downloaded: 2100 Clicked: 5950 Cited: 0 Commented: 0(p.557-568) <Full Text> <PPT> 1378

Chinese summary <19> 基于叠代方法的聯合壓縮感知(zhī)與相位修正多站外(wài)輻射源雷達成像算法研究

摘要：受限于機會照射源信号通常爲窄帶信号，多站外(wài)輻射源雷達成像系統分(fēn)辨率通常較低。另外(wài)，由于跟蹤系統精度影響及站址測量過程中(zhōng)存在測量誤差，系統成像質量會嚴重下(xià)降。爲提高多站外(wài)輻射源雷達成像系統成像性能，開(kāi)展了基于層析成像原理的高分(fēn)辨外(wài)輻射源雷達成像算法研究。進一(yī)步，将壓縮感知(zhī)技術應用于外(wài)輻射源雷達成像系統中(zhōng)，以改善系統成像分(fēn)辨力。最後，針對非合作平台測量誤差引入的相位誤差，提出相應的外(wài)輻射源雷達成像系統相位補償方法。通過最小(xiǎo)化圖像的重構誤差建立了相位誤差求解模型，基于定點叠代技術對相位誤差模型求解。所提相位誤差補償技術是一(yī)種非參數化方法，可用于補償任意形式相位誤差。理論分(fēn)析與仿真實驗驗證了所提方法的有效性和收斂性。

關鍵詞組：多站外(wài)輻射源雷達；壓縮感知(zhī)；相位修正；定點叠代技術

Accurate two-degree-of-freedom discrete-time current controller design for PMSM using complex vectors

Meng Wang, Jia-qiang Yang, Xiang Zhang, Chang-sheng Zhu

DOI: 10.1631/FITEE.1601390 Downloaded: 2886 Clicked: 5972 Cited: 0 Commented: 0(p.569-581) <Full Text> <PPT> 1647

Chinese summary <20> 二自由度精确解耦離(lí)散複矢量永磁同步電機電流控制器

摘要：電流控制器性能對永磁同步電機驅動的影響至關重要，然而，在數字處理器中(zhōng)采用傳統的連續域電流控制器不能使系統達到完全解耦，這使得電流控制器性能會随電機轉速而變化。爲提高電流控制器性能，提出一(yī)種利用精确離(lí)散複矢量模型在離(lí)散域直接設計電流控制器的方法。首先，針對變流器輸出電壓和電機反電勢的不同特性推導出永磁同步電機的精确離(lí)散模型。然後，根據該模型設計出三階形式精确解耦二自由度電流控制器，該控制器在配置系統閉環極點時自由度更高。針對兩種不同的對消零極點位置選取方案，借助複矢量根軌迹和靈敏度函數對其抗幹擾性和參數敏感度進行考察，結果表明兩種方案各有優勢。最後，在2.5kW永磁同步電機實驗台上驗證了所提電流控制器設計方法的有效性。

關鍵詞組：永磁同步電機；離(lí)散電流控制器；複矢量

Erratum

Erratum to: Past review, current progress, and challenges ahead on the cocktail party problem

Yan-min Qian, Chao Weng, Xuan-kai Chang, Shuai Wang, Dong Yu

DOI: 10.1631/FITEE.17e0814 Downloaded: 1555 Clicked: 4551 Cited: 0 Commented: 0(p.582-582) <Full Text>