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

2019 Vol.20 No.12 P.1595-1748

<<< CONTENTS >>>

Special Feature on Intelligent Design (Guest Editors: Lingyun SUN and Kin-Leong PEY)

Review Article: A review of design intelligence: progress, problems, and challenges

Yong-chuan Tang, Jiang-jie Huang, Meng-ting Yao, Jia Wei, Wei Li, Yong-xing He, Ze-jian Li

DOI: 10.1631/FITEE.1900398 Downloaded: 2225 Clicked: 6037 Cited: 0 Commented: 0(p.1595-1617) <Full Text> <PPT> 1395

Chinese summary <33> 設計智能研究綜述:進展、問題和挑戰

摘要：設計智能是人工(gōng)智能重要分(fēn)支，專注于創意和設計中(zhōng)的智能模型和算法。在人工(gōng)智能2.0背景下(xià)，設計智能研究發展迅速。本文首先介紹設計智能研究背景，提出設計智能研究的理論框架。從用戶需求分(fēn)析、創意激發、内容生(shēng)成和設計評價4個維度，詳細綜述設計智能研究進展和最新技術；重點論述關于智能生(shēng)成内容的模型和方法。最後，提出未來設計智能研究中(zhōng)的開(kāi)放(fàng)問題和挑戰。

關鍵詞組：設計智能；創造力；用戶畫像；創意激發；智能生(shēng)成内容；計算美學

Design innovation of mesoscale robotic swarms: applications to cooperative urban sensing and mapping

Audelia G. Dharmawan, Gim Song Soh, Shaohui Foong, Roland Bouffanais, Kristin L. Wood

DOI: 10.1631/FITEE.1900384 Downloaded: 1727 Clicked: 5656 Cited: 0 Commented: 0(p.1618-1631) <Full Text> <PPT> 1482

Chinese summary <24> 中(zhōng)尺度機器人群集設計創新:合作式城市傳感和測繪場景下(xià)的應用

摘要：由于中(zhōng)尺度機器人具有隐蔽性、便攜性等特點，安全與監測領域的中(zhōng)尺度機器人研發越來越受到重視。爲實現快速、節能、分(fēn)布式、自适應、具有魯棒性和可伸縮的系統，中(zhōng)尺度機器人設計和開(kāi)發需大(dà)量硬件、控制和行爲創新。本文從4方面詳述其設計和開(kāi)發過程：（1）嵌入式平台的系譜學；（2）關鍵系統架構和功能布局；（3）研發和實施中(zhōng)尺度機器人系統的設計原則；（4）爲中(zhōng)尺度機器人族群有效集體(tǐ)運作而開(kāi)發的各種關鍵算法，及在城市傳感和測繪領域的應用。這需要我(wǒ)們對可靠運行的嵌入式硬件需求具有清晰認知(zhī)，以及在磁感、室内定位、中(zhōng)央模式發生(shēng)器控制和中(zhōng)尺度器人群體(tǐ)分(fēn)布式自治方面作出關鍵創新。雖然在複雜(zá)機器人系統設計過程中(zhōng)不可避免采用一(yī)些臨時方法，但本文主要關注成體(tǐ)系系統的設計過程以及組件設計集成。成體(tǐ)系系統的設計過程爲該領域未來系統的開(kāi)發提供了基礎。本文所介紹的設計代表最新發展趨勢，可作爲其他應用的基準，并推廣到其他領域。

關鍵詞組：成體(tǐ)系系統設計；中(zhōng)尺度機器人；群集；城市傳感

Cantonese porcelain classification and image synthesis by ensemble learning and generative adversarial network

Steven Szu-Chi Chen, Hui Cui, Ming-han Du, Tie-ming Fu, Xiao-hong Sun, Yi Ji, Henry Duh

DOI: 10.1631/FITEE.1900399 Downloaded: 1935 Clicked: 6396 Cited: 0 Commented: 0(p.1632-1643) <Full Text>

Chinese summary <26> 基于機器學習的廣彩瓷圖案生(shēng)成系統

摘要：由于廣彩瓷設計元素和圖案種類繁多、複雜(zá)多樣，準确識别現代及傳統瓷器風格是廣彩瓷傳承工(gōng)作中(zhōng)的巨大(dà)挑戰。提出一(yī)種基于廣彩瓷風格識别和圖像合成模塊的圖案生(shēng)成系統。在識别模塊中(zhōng)，通過主成分(fēn)分(fēn)析和所提判别冗餘量化策略對特征重要性進行分(fēn)析和排序，然後分(fēn)别訓練兩組神經網絡，将最優設計特征與轉換後的主成分(fēn)特征關聯，最後利用整體(tǐ)神經網絡邏輯回歸方法預測未知(zhī)廣彩瓷。基于條件生(shēng)成對抗網絡（cGAN）開(kāi)發合成模塊，要求用戶提供自己設計的創意掩碼或抽象瓷元素圖像，以生(shēng)成新的廣彩瓷風格合成圖像。在系統開(kāi)發過程中(zhōng)，使用603幅廣彩瓷圖像測試分(fēn)類模型。測試結果表明，所提模型在精确度、召回率、接受者操作特性曲線（ROC）的曲線下(xià)面積（AUC）和混淆矩陣等方面均優于其他方法。對用戶設計的各種元素合成圖像的案例研究表明，該系統有助于提高學習者對廣彩瓷的欣賞和藝術創作能力。

關鍵詞組：廣彩瓷；分(fēn)類；生(shēng)成對抗網絡；藝術創作

SmartPaint: a co-creative drawing system based on generative adversarial networks

Lingyun Sun, Pei Chen, Wei Xiang, Peng Chen, Wei-yue Gao, Ke-jun Zhang

DOI: 10.1631/FITEE.1900386 Downloaded: 1927 Clicked: 5904 Cited: 0 Commented: 0(p.1644-1656) <Full Text> <PPT> 1565

Chinese summary <25> SmartPaint:一(yī)種基于生(shēng)成式對抗神經網絡的機協同繪畫系統

摘要：當前人工(gōng)智能在模仿和大(dà)批量生(shēng)産設計作品中(zhōng)扮演重要角色（如電商(shāng)廣告），而在與用戶合作創作時表現欠佳。人們有能力使用草圖表達創意想法，但缺乏專業繪畫技巧完成精美畫作。已有人工(gōng)智能方法無法基于用戶輸入草圖的語義輸出具有藝術美感的畫作。本文開(kāi)發了一(yī)種基于生(shēng)成式對抗神經網絡的人機協作繪畫系統—SmartPaint，支持人機合作創作動漫風景畫作。該系統使用動漫圖像數據及其相應語義标注圖、邊緣檢測圖訓練生(shēng)成式對抗神經網絡。通過此種方式，該系統能夠同時理解動漫風格以及風景圖像中(zhōng)物(wù)體(tǐ)的語義和空間關系。在使用中(zhōng)，用戶輸入草圖作爲語義标注圖，系統自動爲其合成邊緣圖；根據合成的邊緣圖生(shēng)成具有恰當風格紋理的畫作，從而穩定地處理多樣化草圖。實驗證明該系統可有效滿足用戶創作需求，生(shēng)成高質量動漫風格畫作。

關鍵詞組：協同繪畫；深度學習；圖像生(shēng)成

Report: Intelligent design of multimedia content in Alibaba

Kui-long Liu, Wei Li, Chang-yuan Yang, Guang Yang

DOI: 10.1631/FITEE.1900580 Downloaded: 2136 Clicked: 4867 Cited: 0 Commented: 0(p.1657-1664) <Full Text> <PPT> 1542

Chinese summary <28> 智能多媒體(tǐ)内容設計在阿裏巴巴的應用

摘要：多媒體(tǐ)内容是阿裏巴巴業務生(shēng)态中(zhōng)必不可少的組成部分(fēn)，且需求量巨大(dà)。多媒體(tǐ)内容生(shēng)産通常具有較高技術及資(zī)金要求。随着人工(gōng)智能技術近年飛速發展，衆多輔助多媒體(tǐ)内容生(shēng)産的工(gōng)具應運而生(shēng)，人工(gōng)智能技術與多媒體(tǐ)内容設計的結合在阿裏巴巴業務生(shēng)态中(zhōng)的應用愈加廣泛，涉及領域包括輔助設計、平面設計、視頻(pín)生(shēng)成和頁面制造。本文首先介紹了在阿裏巴巴業務生(shēng)态中(zhōng)人工(gōng)智能輔助設計工(gōng)具的通用處理流程，然後在上述4個應用領域分(fēn)别選擇一(yī)個代表性工(gōng)具着重介紹。通過這些工(gōng)具的使用，多媒體(tǐ)内容設計結合人工(gōng)智能帶來的價值在業務中(zhōng)得到很好驗證，體(tǐ)現了人工(gōng)智能技術在促進多媒體(tǐ)内容生(shēng)産中(zhōng)起到的巨大(dà)作用，也預示了其廣泛應用前景。

關鍵詞組：多媒體(tǐ)内容；阿裏巴巴；人工(gōng)智能；設計；業務應用

Regular Papers

Review Article: Multiple-antenna techniques in nonorthogonal multiple access: a review

Fei-yan Tian, Xiao-ming Chen

DOI: 10.1631/FITEE.1900405 Downloaded: 2175 Clicked: 4732 Cited: 0 Commented: 20(p.1665-1697) <Full Text> <PPT> 1294

Chinese summary <20> 多天線非正交多址接入技術:綜述

摘要：作爲一(yī)種前沿的物(wù)理層技術，非正交多址接入技術允許多用戶共享同一(yī)時空資(zī)源，因此增加了可接入用戶數量，從而改善頻(pín)譜效率。在第5代及未來無線通信網絡中(zhōng)，非正交多址接入技術爲實現大(dà)規模萬物(wù)互聯提供了可行方案。然而，嚴重的共道幹擾和較高的實施複雜(zá)度阻礙了其在實際系統中(zhōng)的應用。爲解決這些問題，多天線技術憑借其在空間自由度上的優勢，已被廣泛應用于非正交多址接入系統。本文針對多天線技術在非正交多址接入系統中(zhōng)各種各樣的應用提供了一(yī)個全面綜述，主要強調其在消除空間幹擾和降低實施複雜(zá)度上的優勢。特别地，詳細調查了多天線技術在兩用戶、多用戶、大(dà)規模連接和異構非正交多址接入系統中(zhōng)的應用。最後，預測了未來相關研究方向與挑戰。

關鍵詞組：非正交多址接入；多天線技術；B5G；物(wù)聯網

Zirconia quantum dots for a nonvolatile resistive random access memory device

Xiang-lei He, Rui-jie Tang, Feng Yang, Mayameen S. Kadhim, Jie-xin Wang, Yuan Pu, Dan Wang

DOI: 10.1631/FITEE.1900363 Downloaded: 1814 Clicked: 4589 Cited: 0 Commented: 0(p.1698-1705) <Full Text> <PPT> 1471

Chinese summary <20> 氧化锆量子點用于非易失性電阻式随機存取存儲器

摘要：提出一(yī)種利用氧化锆量子點作爲有源層的非易失性電阻式随機存取器。通過旋塗法制備Ag(上)/ZrO₂(有源層)/Ti(下(xià))典型的三明治結構存儲器件。該優化器件具有較高高/低電阻差（約10Ω），良好循環性能（循環數大(dà)于100），較低轉化電流（約1 μA）。通過原子力顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察ZrO₂有源層表面形貌和堆積狀态。實驗結果表明，ZrO₂有源層緊密堆積，且由于ZrO₂量子點分(fēn)布均勻，ZrO₂有源層粗糙度較低（Ra=4.49 nm）。分(fēn)析了Ag/ZrO₂/Ti器件導電機理，并研究銀離(lí)子導電絲和氧空位對電阻開(kāi)關記憶行爲的影響。該研究爲憶阻器材料開(kāi)發提供了一(yī)種簡單方案。

關鍵詞組：氧化锆量子點；電阻開(kāi)關；存儲器件；旋塗法

Periodically varied initial offset boosting behaviors in a memristive system with cosine memductance

Mo Chen, Xue Ren, Hua-gan Wu, Quan Xu, Bo-cheng Bao

DOI: 10.1631/FITEE.1900360 Downloaded: 1819 Clicked: 4444 Cited: 0 Commented: 0(p.1706-1716) <Full Text> <PPT> 1264

Chinese summary <22> 餘弦憶導憶阻系統周期變化初值位移調控行爲

摘要：利用一(yī)種新型餘弦憶導理想憶阻，構造一(yī)個四維憶阻系統。由于憶導函數特殊的非線性，憶阻系統具有沿憶阻内部狀态變量坐标軸分(fēn)布的線平衡點集(0, 0, 0, δ)，且平衡點集穩定性随δ變化而周期性演化。數值仿真揭示了憶阻系統非線性、一(yī)維的初值位移調控行爲，它不僅可由憶阻狀态初值觸發，也可由其他兩個系統狀态初值引發。特别地，在位移調控路線上，可以觀測到多種具有不同位置和拓撲結構的共存吸引子。通過PSIM電路仿真對該特殊動力學特性進行了驗證。

關鍵詞組：初值位移調控；憶阻系統；憶導；線平衡點集

MULKASE: a novel approach for key-aggregate searchable encryption for multi-owner data

Mukti Padhya, Devesh C. Jinwala

DOI: 10.1631/FITEE.1800192 Downloaded: 2759 Clicked: 5817 Cited: 0 Commented: 0(p.1717-1748) <Full Text> <PPT> 1385

Chinese summary <19> MULKASE:一(yī)種針對多個所有者數據的新型密鑰聚合可搜索加密方法

摘要：最新密鑰聚合可搜索加密（KASE）嘗試将搜索加密數據與支持數據所有者相結合，共享一(yī)個聚合的可搜索密鑰；該密鑰授權用戶搜索數據。相應地，用戶需提交一(yī)個單一(yī)聚合陷門至雲端，在共享數據集上執行關鍵詞搜索。然而，現有KASE方法不支持使用單一(yī)聚合陷門在由多個所有者共享的數據上搜索。因此，本文提出MULKASE方法，該方法允許用戶使用單一(yī)陷門在由多用戶擁有的不同數據記錄上搜索。在MULKASE方法中(zhōng)，聚合密鑰尺寸不依賴于數據所有者擁有的文檔數量，即使外(wài)包密文數量超出預定限值，聚合密鑰尺寸維持不變。安全性分(fēn)析證實MULKASE方法對所選消息攻擊和關鍵詞攻擊安全，亦證實該方法對交叉配對攻擊安全，且提供查詢隐私。理論和實驗分(fēn)析表明MULKASE方法性能優于現有KASE方法。文中(zhōng)還演示了MULKASE方法如何執行聯合搜索。

關鍵詞組：可搜索加密；雲存儲；密鑰聚合加密；數據共享