南京大学学报(自然科学版)

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冷亦琴;张莉;杨季文;

南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(4): 403-410.

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局部线性嵌入(LLE)是一种非线性的降维方法.LLE方法采用的近邻邻域大小是全局一致的,而且如果近邻个数过大则可能会把非同一个线性空间的点选作为近邻点.本文对LLE方法进行了改进,提出了一种局部稀疏线性嵌入(LSLE)降维法.在LSLE方法中,用解0范数问题的正交匹配追踪(OMP)方法来解线性表示问题.每个样本点都可以用K个近邻点中最能表示该数据的几个样本点稀疏表示.实验表明,在有监督学习和无监督学习应用上,LSLE方法是可行的.

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选择性自适应k子凸包分类方法

牟廉明;

南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(4): 411-417.

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k子凸包分类方法在实际问题中有广泛应用.但是该方法仍然对噪声和参数k比较敏感,并且在k邻域内不同类的样本数经常严重失衡,导致分类性能下降.针对上述问题,设计了一种选择性自适应k子凸包分类方法.首先根据k子凸包分类的特点给出冗余数据、噪声和决策邻域的概念,并对数据进行网格化处理.然后采用留一法对数据集进行选择性修剪,去掉冗余数据和噪声;并为每个样本学习一个不同的决策邻域,使得不同样本的决策邻域能够自适应变化.实验表明,该方法不仅缩小了问题规模,而且分类性能也有显著提高.

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基于Beta噪声模型支持向量回归及其应用

张仕光;胡清华;谢宗霞;米据生;

南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(4): 418-424.

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大部分回归技术假设误差服从Gauss分布,并把最小化误差的平方和作为优化目标.然而,风电预报的噪声不服从Gauss分布,而是服从Beta分布.在ν-支持向量回归的基础上,本文提出一种基于不等式约束的Beta噪声支持向量回归(BN-SVR)的新模型,并将其应用于短期风速预报中.实验结果说明,模型BN-SVR是有效可行的,且较经典支持向量回归模型获得更好的性能.

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用于多标签分类的改进Labeled LDA模型

江雨燕;李平;王清;

南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(4): 425-432.

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概率主题模型由于其优良的文档分析能力,被广泛应用于各种文本分析任务中.然而,网络中的文档数据除了含有基本的内容信息外,同时还可能存在文档类别、作者等信息.如何通过主题模型对这些信息进行有效的分析,已经成为机器学习、自然语言处理等领域的重点研究方向.本文通过对隐含狄利克雷分配(Latent Dirichlet Allocation,LDA)及其扩展模型的研究,提出一种适用于文档多标签判定的改进Labeled LDA模型.模型中的标记被映射为多个主题的组合,其中包含若干个独享的主题和共享主题.在文档类别判定过程中通过联合独享主题和共享主题来对类别进行预测.为了验证算法的有效性本文将提出的模型分别与PLDA模型及其他非主题模型进行了对比.实验结果表明,改进LabeledLDA模型能够有效解决PLDA模型无法有效分析类别标记之间共享主题的问题,具有明显优于PLDA和其他非主题模型的多标签判定能力.

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基于自适应聚类的虚假评论检测

宋海霞;严馨;余正涛;石林宾;苏斐;

南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(4): 433-439.

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借助评论者的行为特性,提出一种基于评论者行为特征的自适应聚类的虚假评论检测方法.首先,根据评论数据定义自身基本特征以及与其他评论之间的关联性特征,并对每维特征进行归一化处理;其次,根据每一条评论的特征构建聚类矩阵,利用F统计量对K均值算法进行改进,实现评论数据的自适应聚类;最后,计算每个簇偏离整个评论数据集的程度,根据阈值确定异常簇,从而实现虚假评论检测.利用领域评论数据进行实验,结果表明基于自适应聚类的虚假评论检测方法取得了较好的效果.

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逻辑马尔可夫决策过程的正则条件概率理论

王蓁蓁;邢汉承;

南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(4): 440-448.

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增强学习已经开始向关系增强学习发展,并且产生了许多新的算法.大部分方法将命题表达提升为关系或计算逻辑的表达.这些方法已经表现出许多好的性质,但是相关的理论分析目前还缺乏,即为什么这些关系的增强学习具有良好的性质,因此提出基础马尔可夫决策过程和逻辑马尔可夫决策过程的测度空间结构,利用现代概率论中条件数学期望和正则条件概率理论建立基础和逻辑两种马尔可夫决策过程之间的深刻联系,从而证实了逻辑马尔可夫决策过程中的最优策略在某种平均意义上是相应的基础马尔可夫决策过程的最优策略.最后由实例分析得出逻辑马尔可夫决策编程方法.建立逻辑马尔可夫决策过程的测度空间结构可以为关系增强学习提供数学理论框架.

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基于集聚系数的链接社区发现方法

王志超;于剑;柴变芳;

南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(4): 449-456.

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提出一种基于节点集聚系数的链接社区发现方法LCDCC(link communities detection on clustering coefficient),该方法假设社区是网络中的稠密子图,利用网路节点的集聚系数及重叠度发现链接社区.LCDCC可更直观地识别重叠社区;与基于相似度矩阵的聚类方法、统计推理等方法相比,LCDCC可精确地在网络规模的线性时间内发现高浓度链接社区,同时可识别多种角色的节点,如重叠点、桥节点、叶子点等.在人工网络和真实网络上的实验表明,LCDCC可以快速有效的发现有意义的重叠社区结构.

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基于重用检测的微博垃圾用户过滤算法

赵斌;吉根林;曲维光;顾彦慧;

南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(4): 457-465.

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针对微博中的反垃圾处理问题,本文提出了基于重用检测模型的垃圾用户检测算法,该方法综合考虑了消息序列中文本相关性和时间相关性,对垃圾用户的发布行为进行建模.按照文本粒度不同,基于重用检测模型的检测算法分为语句级检测(SRD)和词项级检测(TRD).SRD算法侧重于用户行为方式,而TRD算法侧重于垃圾消息的主题.基于真实数据集的实验表明,SRD算法在整体性能上优于TRD算法,但TRD算法具有更高的运行效率,并且检测针对性强,可发现指定类型的垃圾用户.最后,本文运用重用检测算法在垃圾用户群体检测方面做了初步尝试,实验表明基于转发关系的重用检测算法可以发现真实有效的垃圾群体用户.

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一种基于Gamma模型的RNA-seq数据分析方法

张礼;刘学军;

南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(4): 466-474.

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随着下一代高通量的DNA测序技术的飞速发展,RNA-seq测序技术已成为转录组分析的标准技术.RNA-seq技术产生海量的测序数据,为生物信息学带来新机遇的同时也带来了巨大的挑战.RNA-seq技术中最为基本的应用是计算基因和转录本的表达水平,而读段在基因参考序列上非均匀分布以及多源映射为准确计算基因及转录本表达水平带来了挑战.本文首先设计出一种类似基因芯片的虚拟探针数据格式,基于此数据格式提出一种基于Gamma分布的双层概率模型(GamSeq)模拟读段数据的产生,并结合已知的基因和转录本注释信息,计算出基因和转录本表达水平.本文将GamSeq方法应用到多个数据集上,并与目前最流行的方法进行对比,实验结果显示GamSeq方法能够较为准确地计算基因和转录本表达水平.

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基于三支决策粗糙集的视频异常行为检测

谢骋;商琳;

南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(4): 475-482.

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异常行为检测在视频分析中非常重要.本文提出了一种基于主题模型和三支决策的方法来检测视频中的异常行为.首先利用改进的主题模型来产生低维特征,这些低维特征能够表示视频中的原子行为;然后采用三支决策的方式,对于确定属于异常和正常的行为做出立即决策,而对于疑似异常的行为则进行进一步的分析以减少误分率.并且通过实验证明该方法能够产生有意义的低维特征,并且具有更好的分类性能.

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一种用于中药方剂网络重叠社区发现的改进COPRA算法

孙道平;高原;谢隽;范欣生;王崇骏;

南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(4): 483-490.

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现阶段关于方剂配伍规律的研究主要用到的是数据挖掘技术,包括分别以分类和聚类为主的研究模式和以关联规则挖掘为主的研究模式,这两种研究模式作为研究中药方剂的重要技术取得了一系列可喜的成果,但是它们在揭示中医理论体系复杂性和内隐性方面还有不足之处.提出一种新的复杂网络的模型来探索中药方剂配伍规律,并用改进的COPRA算法对构建的复杂中药方剂网络进行社团发现,最后通过用自定义的模块密度来衡量所发现的社团紧密程度,以及对发现的社团与关联规则挖掘算法挖掘出的最大频繁项集进行比较,发现该模型及算法有很好的效果,具有一定的实用性.

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基于遗传算法的层次化云资源监测方法

程春玲;李阳;张登银;

南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(4): 491-499.

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云计算拥有大量互连的服务器,多种物理和虚拟共享资源是动态配置和实时变化的,因此,及时准确地监测和获取资源信息,并减少监测开销是云计算管理的一个重要内容.本文以网络监测流量最小为目标,以监测响应时间和负载均衡为约束条件,建立动态划分监测区域的数学模型,并提出一种基于遗传算法的层次化云资源监测方法对该数学模型进行优化求解.该方法首先利用遗传算法确定各个区域监测中心的位置;然后,根据延迟最优策略动态划分监测区域.最后,构建了基于移动代理的层次化监测软件架构以适应动态的监测区域划分.仿真结果表明,所提出的资源监测方法能有效减少监测流量、缩短监测时间、保持区域之间的负载均衡,适用于动态变化的云计算环境.

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羧甲基纤维素接枝聚丙烯酰胺的制备及其絮凝性能研究

蔡涛;杨朕;杨琥;李爱民;程镕时;

南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(4): 500-505.

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以一种性能优越的天然高分子材料羧甲基纤维素为基材,通过接枝改性,以丙烯酰胺为改性剂,制备了一系列不同接枝率的羧甲基纤维素接枝聚丙烯酰胺共聚物.并将其作为絮凝剂应用于对一种阳离子型染料——亚甲基蓝污水的处理中,系统地考察了絮凝剂投加量、溶液pH以及聚丙烯酰胺接枝率对其絮凝性能的影响.

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香蒲对重金属镉的耐性及吸收途径研究

张弛;袁亚光;钦佩;赵福庚;

南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(4): 506-511.

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以挺水植物香蒲(Typha angustifolia)为实验材料,采用水培法研究了香蒲各器官对重金属镉的富集和耐性,利用扫描离子选择性电极技术结合不同离子通道抑制剂的应用初步探讨了香蒲根系对镉的吸收途径.结果表明,香蒲具有较强的镉耐受能力,在营养液中镉浓度为2.0mg/L时,其生长仍然未受到明显抑制;香蒲对镉的富集主要集中在根部;扫描离子选择性电极技术实验表明,非选择性阳离子通道抑制剂GdCl3对香蒲根细胞表面镉的吸收具有明显抑制作用.实验结果显示,香蒲是净化重金属镉污染的优良水生植物,其根细胞对镉的吸收可能是通过非选择性阳离子通道进行的.

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高强聚焦超声消融微米级靶体组织的理论研究

张樯;李发琪;冯若;白晋;王智彪;

南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(4): 512-516.

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本文对1～10MHz的高强聚焦超声能否消融微米级靶体组织进行了理论研究.用O’Nell方程求解聚焦超声声场和用Pennes方程求解生物组织的热物理学问题.研究结果表明,1～10MHz的高强聚焦超声完全可以消融微米级的靶组织体积.此理论研究结果与近期发表的最新实验研究结果一致.从而可以预期:频率为MHz级的高强聚焦超声医疗技术将可能为细胞外科开拓出崭新的临床应用前景.

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两平行嵌段共聚物刷自组装的Monte Carlo模拟

肖立勇;曾云兰;

南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(4): 517-523.

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本文运用蒙特卡洛模拟方法研究了嫁接有嵌段共聚物的两表面接近时的共聚物刷的自组装结构.对于这样一个聚合物刷体系,其体系相互作用能包括键连接部分的键能和非键连接部分的非键能,其中的键能用弹性能来表示,非键能是通过粒子表象到场表象转化的密度场来描述.对于聚合物刷体系组分之间的相互作用势,用ζ来表示,ζ<0表示两组分相吸引,ζ>0表示两组分相排斥.然后运用蒙特卡洛模拟方法对聚合物刷体系进行计算模拟.模拟结果表明:当AB两嵌段聚合物中不同组分相排斥时,则不同组分会发生相分离;当AB两嵌段聚合物中不同组分相排斥以及相同组分相吸引时,则不同组分会发生相分离,相同组分会相融合;当各组分的相互作用不变时,两平行聚合物刷的自组装随着相隔距离的增宽而相对独立进行.除此之外,还对体系势能的变化进行计算和分析,从模拟结果可以看出,随着蒙特卡洛模拟步数的进行其体系能在逐步减少,最终达到最小值,即体系将达到稳定态.同时体系体系能随着相同组分吸引作用的增强,其达到平衡态时的体系势能越低.

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单层颗粒模型体系融化过程中的动力学和动力学异质性

李洋;孙晓燕;

南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(4): 524-529.

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在过去十几年中,人们对胶体和颗粒等软物质模型晶体的融化过程进行了广泛的研究.本文中选择了单层的颗粒体系作为软物质物理模型,利用摄像和粒子跟踪技术,在粒子尺度上定量地研究了体系的融化行为.与前人对融化研究的内容不同,他们大部分关注的都是融化的静态结构和序参量变化,而本文重点是研究融化过程中的动力学和动力学异质性.根据实验数据,计算了融化过程中表征动力学和动力学异质性的一系列物理量,包括散射函数、非高斯参数、极化率和动态构型.研究结果表明,单层的颗粒体系由晶体融化成为液体的过程中,不但动力学变快,而且动力学异质性出现独特的非单调变化,呈现为:晶体中是均匀的动力学,融化过程中动力学异质性增加,进入液体后又减小的变化过程.结合动态粒子运动的微观位型对这样独特的动力学和动力学异质性进行了讨论.

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声子晶体结构低频降噪机理研究及应用

刘红星;吴九汇;沈礼;张铁山;

南京大学学报(自然科学版). 2013, 49(4): 530-537.

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低频噪声(20～400Hz)的降噪处理仍是工程界的难点问题.为了获得一种新的有效低频降噪方法,结合声子晶体中能带图和超结构中负等效质量密度的相关理论,提出了声子晶体结构低频准禁带(即声子晶体结构在低频范围内存在类似于完全带隙的特性,能够有效地衰减低频范围内的弹性波,但其衰减程度低于完全带隙)的概念.低频准禁带是声子晶体结构的一种低频特性,可以实现小尺寸结构降低低频噪声的目的.利用低频准禁带特性,对离心通风机降噪采用的丝网结构的空气占有率、丝网大小及丝网厚度对低频降噪效果的影响进行理论对比分析,所得的理论分析结果与丝网低频降噪实验结果相吻合.可见,低频准禁带为低频降噪的结构优化设计提供了新的方法和思路.

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