فهرست مطالب

مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران - سال چهاردهم شماره 1 (پیاپی 38، بهار 1395)

نشریه مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران
سال چهاردهم شماره 1 (پیاپی 38، بهار 1395)

  • ب - مهندسی کامپیوتر
  • تاریخ انتشار: 1395/03/20
  • تعداد عناوین: 8
|
  • طاهر حکمت فر، الیپس مسیحی صفحه 1
    مقاله پیش رو بر روی حل همکارانه مساله جابه جایی اجسام توسط سیستم های چندرباتی توزیع شده تمرکز دارد. دو چالش مهم برنامه ریزی مسیر و همکاری ربات ها باعث دشوارشدن این مساله شده است. در این مساله ربات ها باید با خودداری از موانع و با بهره گیری از یک مکانیزم هماهنگی و همکاری مناسب، جسم را از مسیر عاری از تصادم به نقطه هدف برسانند. رویکرد ارائه شده در این مقاله متشکل از یک ساختار دولایه است که از مزایای هر دو معماری متمرکز و غیر متمرکز بهره می برد. لایه سراسری با آگاهی کامل از اجزای محیط امکان رسیدن به جواب بهینه را با استفاده از الگوریتم جدید ORT فراهم می کند. لایه محلی نیز با انجام محلی برخی از پردازش ها باعث کاهش آسیب پذیری، بار پردازشی سیستم مرکزی و هزینه کلی سیستم می شود. هماهنگی مورد نیاز بین ربات ها در این لایه به کمک ارتباط رادیویی برقرار می شود و برای برنامه ریزی مسیر حرکت محلی ربات ها از ترکیب الگوریتم های میدان پتانسیل و Tangent Bug استفاده شده است. رویکرد پیشنهادی بر روی یک سیستم چندرباتی متشکل از ربات های KUKA youBot و با استفاده از شبیه ساز Webots پیاده سازی شده است. به منظور بررسی کارایی رویکرد پیشنهادی، نتایج حاصل از آزمایشات مختلف با الگوریتم ORT و همچنین الگوریتم RRT به دست آمده و مقایسه گردید. این نتایج نشانگر کارایی مناسب رویکرد پیشنهادی است.
  • علی جهان بیگی، منصور شیخان، محسن روحانی صفحه 16
    بیش از دو دهه از معرفی روش کارت امتیازی متوازن جهت کنترل و پایش راهبردهای سازمان ها می گذرد. مهم ترین دستاورد این روش ترسیم نقشه راهبردی است. در این نقشه با ترسیم روابط علی بین اهداف راهبردی، امکان تحلیل های گوناگون فراهم شده و در تصمیم گیری مدیران نقش به سزایی دارد. برای دست یابی به یک نقشه راهبردی دقیق لازم است شدت هر رابطه علی به درستی تخمین زده شود. از این رو تخمین ضرایب این روابط در نقشه های راهبردی مورد توجه قرار گرفته است. از مهم ترین روش های موجود می توان روش های دیمتل و دلفی را نام برد که مبتنی بر نظرات کارشناسان می باشند. البته ممکن است نظرات کارشناسان در حوزه های پیچیده کسب و کار دقیق نباشند، لذا به کارگیری الگوریتم های هوش محاسباتی بر اساس داده های موجود برای تخمین دقیق تر ضرایب علی مفید است. مورد مطالعه این تحقیق، نقشه راهبردی یک موسسه مالی بوده که روابط بین اهداف راهبردی و ضرایب آنها به روش دلفی- فازی از نظرات کارشناسان از قبل تعیین شده اند. هدف اصلی در این مقاله، تخمین دقیق تر ضرایب علی به کمک داده های موجود و الگوریتم های هوش محاسباتی می باشد. بدین منظور، ابتدا نقشه راهبردی را به ازای هر هدف معلول موجود به چند نقشه شناختی فازی تجزیه کرده و سپس از الگوریتم جستجوی گرانشی برای آموزش هر نقشه شناختی فازی استفاده شده است. هدف از آموزش نقشه های شناختی، تعیین ضرایب علی بهینه بر اساس دو تابع هدف می باشد. تابع هدف اول، سعی در کاهش خطای پیش بینی مقادیر درصد تحقق اهداف راهبردی را داشته و تابع هدف دوم، ضرایب علی را در بازه تعیین شده توسط کارشناسان نگاه می دارد. نتایج به دست آمده از روش پیشنهادی، خطای مدل را نسبت به مدل کارشناسان کاهش داد. از مقایسه نتایج الگوریتم جستجوی گرانشی با سایر الگوریتم های بهینه یابی نیز مشاهده شد که الگوریتم جستجوی گرانشی در تعداد گام های کمتری در مقایسه با الگوریتم های بهینه یابی ازدحام ذرات و اجتماع مورچگان نقطه بهینه سراسری را می یابد.
  • محمدرضا ملاخلیلی میبدی، محمدرضا میبدی صفحه 27
    یکی از مسایل جالب در هوش مصنوعی ساخت شبکه بیزی بر اساس نمونه هایی از داده ها است؛ یعنی فرض کنید یک شبکه بیزی N روی مجموعه متغیرهای V مفروض است. هدف، ساخت یک شبکه بیزی- استخراج مجموعه ای از روابط علت/ معلولی- میان مجموعه متغیرها بر اساس نمونه هایی که از N استخراج شده و بدون در اختیار داشتن N است. از این مساله در متون با عنوان یادگیری ساختاری شبکه بیزی یاد می شود. یکی از روش های مهم در یادگیری ساختاری شبکه های بیزی با استفاده از داده های نمونه، استفاده از معیارهای مبتنی بر امتیاز برای ارزیابی میزان برازندگی یک ساختار بیزی مفروض با داده های نمونه و جست و جو در میان ساختارهای ممکن است. جست و جو برای یافتن یک ساختار مناسب برای شبکه بیزی که بیشترین سازگاری را با نمونه ها داشته باشد غالبا از طریق جست و جو در فضای ساختارها با استفاده از تکنیک های جست و جوی استاندارد یا الهام گرفته از طبیعت نظیر تپه نوردی حریصانه، الگوریتم های ژنتیک، شبیه سازی حرارتی یا الگوریتم تبرید، بهینه سازی کلونی مورچه ها و نظایر آن صورت می گیرد.
    در این مقاله یک روش جدید مبتنی بر آتاماتای یادگیر برای یادگیری ساختاری شبکه بیزی ارائه شده است. در این روش آتاماتای یادگیر به عنوان یک ابزار جستجوی تصادفی مورد استفاده قرار می گیرد. از ویژگی های روش جدید پیشنهادی جستجوی هم زمان در فضای جایگشت های ممکن از متغیرها (فضای ترتیب متغیرها) و فضای ساختارها (فضای DAGها) است. ضمن بررسی ریاضی الگوریتم پیشنهادی، روش جدید روی تعدادی از شبکه های نمونه مورد آزمایش قرار گرفته است.
  • رضا محمدیان، محمود محلوجی صفحه 41
    این مقاله روشی نوین برای آشکارسازی چندتایی صورت انسان از نمای روبه رو در تصاویر اینترنتی با پس زمینه های پیچیده را با تمرکز بر کاهش خطای آشکارسازی نمونه های غیر صورت به عنوان صورت بیان می کند. در روش ارائه شده از ترکیب شبکه عصبی چندلایه پیش خور با روش آموزش بازگشتی
    و ویژگی انرژی فیلتر گابور در حوزه فرکانس استفاده شده است. در روش پیشنهادی این مقاله با معرفی پیش پردازشی جدید برای افزایش کیفیت ویژگی انرژی گابور، انجام دو مرحله پایش بر روی تصاویر ورودی و خروجی و همچنین استفاده از سه شاخص شناسایی اجزای صورت در خروجی انرژی گابور، خطای آشکارسازی نمونه های غیر صورت به عنوان صورت به شدت کاهش یافته است. در این مقاله پایگاه تصاویر جدیدی به نام RFD از تصاویر اینترنتی جمع آوری شده است که دارای 583 تصویر صورت غیر تکراری و 9961 تصویر غیر صورت در اندازه 168×192 است. دقت الگوریتم پیشنهادی در آشکارسازی صورت در این پایگاه تصاویر 16/88% و خطای آشکارسازی آن تنها 48 مورد معادل 48/0% است. این در حالی است که الگوریتم ویولاجونز در این پایگاه تصویر دارای 124 خطای آشکارسازی بوده و در نتیجه خطای آشکارسازی الگوریتم پیشنهادی نزدیک به 5/2 برابر بهتر از الگوریتم ویولاجونز می باشد.
  • سیدعلی اصغر عباس زاده آرانی، احسان الله کبیر صفحه 53
    در این تحقیق، یک روش طبقه بندی جمعی بر اساس یادگیری با همبستگی منفی برای بازشناسی کل نگر کلمات دست نویس با حجم محدود پیشنهاد می شود. در این روش مجموعه داده آموزشی پس از پیش پردازش و استخراج ویژگی به طبقه بندهای پایه پرسپترون چندلایه اعمال می شود. سپس شبکه های عصبی پایه به روش یادگیری با همبستگی منفی، آموزش داده شده و از این طریق گوناگون می شوند. هنگامی که داده های آزمایشی پس از استخراج ویژگی به طبقه بندهای پایه اعمال می شوند، هر طبقه بند پایه خروجی نسبتا متفاوتی را تولید می کند. با ادغام خروجی طبقه بندهای پایه، خروجی نهایی سیستم به دست می آید. برای آزمایش روش پیشنهادی از سه نوع ویژگی شامل ویژگی های مبتنی بر منطقه بندی، گرادیان تصویر و کد زنجیره ای کانتور استفاده شده است. در آزمایش هایی که روی 775 تصویر از نام 31 مرکز استان کشور، از مجموعه داده «ایرانشهر» انجام شده است، استفاده از ویژگی های مبتنی بر گرادیان و آموزش 6 شبکه پرسپترون با همبستگی منفی و ادغام آنها از طریق رای گیری، میانگین نرخ بازشناسی برابر با 10/96 درصد را به دست داده است. سپس خطاهای روش پیشنهادی تحلیل و ردیابی شده است.
  • رضا شریف نیای دیزبنی، آناهیتا منافی مورکانی صفحه 63
    امروزه بات نت ها به عنوان یکی از مهم ترین تهدیدها در برابر زیرساخت اینترنت شناخته می شوند. هر بات نت گروهی از میزبان های آلوده شده با کد مخرب یکسان است که توسط مهاجم و از طریق یک یا چند سرویس دهنده فرمان و کنترل از راه دور هدایت می شوند. از آنجایی که سرویس DNS یکی از مهم ترین سرویس ها در شبکه اینترنت است، مهاجمین از آن جهت مقاو م سازی بات نت خود استفاده می کنند. مهاجمین با استفاده از این سرویس دو تکنیک تغییر پی در پی آدرس IP و تغییر پی در پی نام دامنه را پیاده سازی می کنند. این تکنیک ها به مهاجم کمک می کنند تا مکان سرویس دهنده های فرمان و کنترل خود را به صورت پویا تغییر داده و از قرارگرفتن آدرس های آنها در فهرست های سیاه جلوگیری کنند. در این مقاله، یک روش خوشه بندی به همراه محاسبه شهرت منفی هر میزبان به منظور تشخیص برخط بات نت هایی پیشنهاد می شود که از سرویس DNS در مراحل مختلف از چرخه حیات خود استفاده می کنند. در روش پیشنهادی در پایان هر پنجره زمانی، ابتدا پرس و جوهای DNS با ویژگی های مشابه با استفاده از یک الگوریتم خوشه بندی انتخاب شده و در خوشه های جداگا نه ای قرار می گیرند. سپس میزبان های مشکوک شناسایی شده و به ماتریس فعالیت های گروهی مشکوک اضافه می شوند. در نهایت، شهرت منفی میزبان های موجود در این ماتریس محاسبه شده و میزبان هایی که شهرت منفی بالایی دارند به عنوان میزبان های آلوده به بات گزارش می شوند. نتایج آزمایش های انجام شده نشان می دهد که روش پیشنهادی قادر است بات نت هایی را که از پرس و جوهای DNS در مراحل مختلف چرخه حیات خود استفاده می کنند با دقت بالا و نرخ هشدار نادرست پایین تشخیص دهد.
  • مریم ایمانی، حسن قاسمیان صفحه 73
    امروزه، تصاویر ابرطیفی به دست آمده از سنجنده های از راه دور، امکان تمییز بین کلاس ها با جزئیات بیشتر را فراهم آورده اند. بعد بالای داده ابرطیفی از یک سو و کمبود تعداد نمونه های آموزشی از سوی دیگر، سبب ایجاد مشکلاتی در طبقه بندی تصاویر ابرطیفی می شود. از آنجایی که جمع آوری داده های آموزشی سخت و زمان بر است، کاهش تعداد باندهای طیفی به بهبود کارایی طبقه بند کمک شایانی خواهد نمود. بنابراین استخراج ویژگی تصاویر ابرطیفی، یکی از مراحل مهم پیش پردازش این نوع داده ها محسوب می شود. در شرایطی که تعداد نمونه آموزشی در دسترس محدود است، روش های استخراج ویژگی معمول همچون LDA دارای کارایی خوبی نخواهند بود. در این مقاله، یک روش استخراج ویژگی نظارت شده معرفی گردیده که بدون نیاز به تعیین برچسب نمونه های آزمایشی، با انجام خوشه بندی بر روی آنها و یافتن رابطه بین نمونه های آموزشی و آزمایشی، از قدرت نمونه های بدون برچسب به همراه نمونه های آموزشی برای تولید ماتریس های پراکندگی درون کلاسی و بین کلاسی استفاده می کند. این کار دقت طبقه بندی را خصوصا برای داده های ابرطیفی چندمده افزایش خواهد داد. روش پیشنهادی که تحلیل ممیز خطی فضای خوشه (CSLDA) نامیده می شود، با روش های پرکاربرد استخراج ویژگی نظارت شده همچون LDA، GDA و NWFE مقایسه شده است. نتایج به دست آمده بر روی تصاویر ابرطیفی واقعی از مناطق شهری و کشاورزی نشان می دهند که روش پیشنهادی با استفاده از تعداد محدود نمونه های آموزشی، دارای کارایی بهتری نسبت به سایر روش ها می باشد.
  • بهراز فرخی، احسان الله کبیر صفحه 82
    در این مقاله روشی تازه برای آشکارسازی آغازه در تکنوازی ساز تار ارائه شده است. در تعریف تابع آشکار ساز آغازه، از دو ویژگی انرژی و فرکانس پایه استفاده کرده ایم که نتیجه آن به کمک یک الگوریتم قله یاب سازگار برای آشکارسازی اولیه آغازه ها استفاده می شود. با استفاده از یک روش تطبیق کلیشه ای بهبودیافته، فرکانس های پایه تعیین شده و از تطبیق زمانی آنها با نتایج اولیه ، آشکارسازی نهایی آغازه ها انجام می شود. تابع آشکارساز پیشنهادی به دلیل استفاده هم زمان از دو ویژگی انرژی و فرکانس پایه، قابلیت تشخیص نت های نرم و سخت را داراست. برای آزمایش، این سیستم را روی مجموعه ای از قطعات تکنوازی تار با آغازه های معلوم به کار گرفته و نتایج آن را در مقایسه با روش مبتنی بر ویژگی انرژی و بر اساس ملاک F تحلیل کرده ایم. نتایج به دست آمده نشان دهنده بهبود کارایی سیستم در شناسایی آغازه های ساز تار است.
|
  • T. Hekmatfar, E. Masehian Page 1
    This paper addresses the cooperative object transportation by a multi robot distributed system, which is a difficult problem due to path planning and robot cooperation challenges. In this problem, a number of robots should transport an object to a goal point safely while avoiding obstacles and utilizing a proper coordination and cooperation mechanism. The proposed method has a two-layer structure which benefits from both centralized and decentralized architectures. The global level takes advantage of full knowledge of environment to plan an optimal path using the new Optimally-Connect Random Tree (ORT) method, and the local level performs some local processes to reduce the system’s overall processing load and cost and increase its robustness. The required coordination between the robots is realized via radio communication, and for local path planning of the robots a combination of potential fields and TangentBug algorithms has been used. The proposed method has been implemented on multiple KUKA youBot mobile manipulators in the Webots simulation software, and its performance has been evaluated through various experimentations and the results of implementing and comparing the ORT and Rapidly-exploring Random Trees (RRT) showed the advantage of the proposed method.
  • A. Jahanbeigi, M. Sheikhan, M. Rohani Page 16
    More than two decades ago, the balanced scorecard method was proposed to control and monitor the strategy of organizations. The most important outcome of this method is the strategy map. The causal relations among strategic goals (SGs) are established in this map which can help managers in decision making process. To have a precise strategy map, it is necessary to estimate the strengths of each causal relation correctly. So, the estimation of causal coefficients has attracted research interest in forming strategy maps. In this way, DEMATEL and Delphi are two well-known methods that are based on the experts’ opinion. However, these opinions are not exact in the complex business fields; so, the computational intelligence (CI) algorithms have been employed for more precise estimation of causality coefficients. In this study, the relations among SGs and their coefficients have been provided by the experts of a banking institution as the input of the proposed method. The main purpose of this study is to improve the precision of causal coefficients using a CI-based algorithm. For this purpose, the strategy map is decomposed into multiple fuzzy cognitive maps (FCMs) and then, the gravitational search algorithm (GSA) is employed for FCM training. In this way, two objective functions are used for determining the optimal value of causality coefficients. The first objective function is employed for reducing error in the prediction of SG realization percentages. The second objective function keeps causal coefficients in the intervals determined by the experts. Experimental results show that the total error of proposed model is lower than the expert-based model. In addition, GSA performs better than the following algorithms in finding the global optimum point in this real-world case study: particle swarm optimization and ant colony optimization.
  • M. R. Mollakhalili Meybodi, M. R. Meybodi Page 27
    The structure of a Bayesian network represents a set of conditional independence relations that hold in the domain. Learning the structure of the Bayesian network model that represents a domain can reveal in sights into its underlying causal structure. Automatically learning the graph structure of a Bayesian network is a challenge pursued within artificial intelligence studies. In this paper, a new algorithm based on learning automata is proposed for learning the structure of the Bayesian networks. In this algorithm, automata is used as a tool for searching in structure’s space (DAG’s space) of the Bayesian networks. The mathematical behavior of the proposed algorithm is studied.
  • R. Mohammadian, M. Mahlouji Page 41
    This paper presents a new method for multi human face detection from frontal view in internet images with complex background. The main goal is to reduce false acceptance error rate using feed forward back propagation multilayer perceptron neural network and Gabor energy feature in the frequency domain. In the proposed method, the false acceptance error extremely decreased using a combination of three operations; introducing a new preprocessing algorithm to increase the quality of Gabor energy feature, performing two step monitoring on the input and output images, and utilizing three indexes of facial components recognition in Gabor energy output. In this paper, a new image database namely RFD is collected from internet images including 583 non repetitive face images and 9961 non face images with size of 192×168. The face detection accuracy of the proposed method on RFD images is 88.16% with false acceptance rate of 0.48% or 48 false acceptances only, while Viola-Jones algorithm has 124 false acceptances. Therefore, the false acceptance error of the proposed method has reduced by 2.5 times compared to that of Viola-Jones algorithm.
  • S. A. A. Abbaszadeh Arani, E. Kabir Page 53
    In this study, an ensemble classification method, based on negative correlation learning, is used for holistic recognition of handwritten words with limited vocabulary. In this method, training data set, after preprocessing and feature extraction, is applied to the base Multilayer Perceptron classifiers. These classifiers are trained by negative correlation learning to make them diverse. Features extracted from a test input are applied to the base classifiers, which produce somehow diverse outputs. By combining these outputs, the final output of the system is obtained. For experiments, three feature sets based on zoning, gradient image and contour chain code are extracted from the images. In experiments, performed on 775 images of 31 Province centers from "Iranshahr" dataset, when gradient-based features were used to train 6 Multilayer Perceptron classifiers by negative correlation, by Fusion the outputs of these classifiers through voting, an average recognition rate of 96.10 percent is achieved.
  • R. Sharifnyay Dizboni, A. Manafi Murkani Page 63
    Today, botnets are known as one of the most important threats against Internet infrastructure. A botnet is a network of compromised hosts (bots) remotely controlled by a so-called botmaster through one or more command and control (C&C) servers. Since DNS is one of the most important services on Internet, botmasters use it to resistance their botnet. By use of DNS service, botmasters implement two techniques: IP-flux and domain-flux. These techniques help an attacker to dynamically change C&C server addresses and prevent it from becoming blacklisted. In this paper, we propose a reputation system used a clustering method and DNS traffic for online fluxing botnets detection .we first cluster DNS queries with similar characteristics at the end of each time period. We then identify hosts that generate suspicious domain names and add them to a so-called suspicious group activity matrix. We finally calculate the negative reputation score of each host in the matrix and detect hosts with high negative reputation scores as bot-infected. The experimental results show that it can successfully detect fluxing botnets with a high detection rate and a low false alarm rate.
  • M. Imani, H. Ghassemian Page 73
    The hyperspectral images allow us to discriminate between different classes with more details. There are lots of spectral bands in hyperspectral images. On the other hand, the limited number of available training samples causes difficulties in classification of high dimensional data. Since the gathering of training samples is hard and time consuming, feature reduction can considerably improve the performance of classification. So, feature extraction is one of the most important preprocessing steps in analysis and classification of hyperspectral images. Feature extraction methods such as LDA have not good efficiency in small sample size situation. A supervised feature extraction method is proposed in this paper. The proposed method, which is called cluster space linear discriminant analysis (CSLDA), without obtaining the label of testing samples and just with doing a clustering on testing data, finds the relationship between training and testing samples. Then, it uses the power of unlabeled samples together with training samples for estimation of within-class and between-class scatter matrices. The CSLDA improves the classification accuracy particularly in multimodal hyperspectral data. The experimental results on urban and agriculture hyperspectral images show the better performance of CSLDA compared to popular feature extraction methods such as LDA, GDA, and NWFE using limited number of training samples.
  • B. Farrokhi, E. Kabir Page 82
    This paper develops a new method of onset detection for the Tar, a traditional Iranian musical instrument. The proposed method is based on both types of pitch and energy features and an adaptive peak picking algorithm is utilized for primary onset detection. An improved template matching method is used to detect fundamental frequencies and finally, onsets are tagged based on primary onsets and fundamental frequencies. This step is especially useful to detect the reaz, repeatedly played notes with the same frequency and short durations. For the evaluation of the method, a data set with predetermined onsets was produced and the results were compared with an energy based method explained in terms of F measure.