◆梁嬿良 張明亮 沈宜 蘭良
基于人工智能的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心不良信息監(jiān)管系統(tǒng)
◆梁嬿良1張明亮1沈宜2蘭良1
(1.深圳市網(wǎng)聯(lián)安瑞網(wǎng)絡(luò)科技有限公司 廣東 518042; 2.成都三零凱天通信實業(yè)有限公司 四川 610041)
在“新基建”的大背景下,互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心面臨新一輪增長機遇,網(wǎng)絡(luò)視頻、社交媒體、網(wǎng)絡(luò)游戲、電商平臺等互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)持續(xù)高速發(fā)展,同時受疫情影響,其他行業(yè)線上拓展和運行的需求也呈快速增長趨勢。因此,視圖像數(shù)據(jù)將呈爆炸式增長,網(wǎng)絡(luò)運營單位及行業(yè)監(jiān)管部門的新媒體內(nèi)容審核和監(jiān)管工作將面臨更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),關(guān)系到國家安全、公共利益和社會穩(wěn)定。本文介紹相關(guān)背景情況,分析互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心不良信息的危害及監(jiān)管部門面臨的挑戰(zhàn),提出了一種可用于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心不良信息監(jiān)管的技術(shù)解決方案,并對該方案進行了詳細闡述。
互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心;不良信息;內(nèi)容監(jiān)管;人工智能
在“新基建”的背景下,大數(shù)據(jù)中心將迎來新的歷史發(fā)展契機。數(shù)據(jù)中心按服務(wù)對象分為:國家級數(shù)據(jù)中心(NDC)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(IDC)、企業(yè)級數(shù)據(jù)中心(EDC)三大類型[1],而互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(IDC)依然是大數(shù)據(jù)中心發(fā)展的重點。IDC作為承載入駐企業(yè)各種互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施,存儲和流通著海量互聯(lián)網(wǎng)信息,可能會隱藏一定的違法及不良信息內(nèi)容。
面向海量爆炸式增長的新媒體數(shù)據(jù),互聯(lián)網(wǎng)不良信息的治理,應(yīng)優(yōu)先考慮的是技術(shù)層面的治理手段。從網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容和行為來看,互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商是第一道關(guān)口,可借助一定的技術(shù)手段進行治理。從治理的成本和效率來看,互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商的內(nèi)部治理和技術(shù)治理應(yīng)當(dāng)是最為可行的手段[2]。按照《網(wǎng)絡(luò)安全法》《反恐怖主義法》《互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)管理辦法》、公安部令第151號《公安機關(guān)互聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)督檢查規(guī)定》《網(wǎng)絡(luò)信息內(nèi)容生態(tài)治理規(guī)定》等要求,數(shù)據(jù)中心建設(shè)除了應(yīng)該關(guān)注網(wǎng)絡(luò)安全、信息安全措施外,還應(yīng)加強內(nèi)容安全監(jiān)測和管控系統(tǒng)的規(guī)劃和建設(shè),從而保障“新基建”大數(shù)據(jù)中心快速、健康和可持續(xù)發(fā)展。
我國IDC規(guī)模的發(fā)展速度在全球居于首位,IDC行業(yè)除了慣性增長以外,2020年初,我國受新冠疫情的影響,各行業(yè)逐漸開始拓展線上業(yè)務(wù),同時國家及各級政府提出加強新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),將進一步刺激IDC行業(yè)的快速發(fā)展。大數(shù)據(jù)中心是“新基建”七大領(lǐng)域之一,IDC作為承載入駐企業(yè)各種互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施,存儲著海量互聯(lián)網(wǎng)信息,其中可能隱藏著大量違法不良內(nèi)容,對IDC的發(fā)展形成的制約不容忽視,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
一是危害ICP業(yè)務(wù)的健康發(fā)展。網(wǎng)站一旦涉及非法和有害內(nèi)容被網(wǎng)警或管局通報,將面臨被斷網(wǎng)、關(guān)站、整改、罰款等一系列處罰措施,這將對網(wǎng)站本身流量、聲譽等方面造成巨大的負面影響,甚至是難以逆轉(zhuǎn)的后果,嚴(yán)重制約網(wǎng)站正常業(yè)務(wù)的開展。
二是影響IDC業(yè)務(wù)的正常運行。IDC接入商一旦涉及違法網(wǎng)站及有害信息而被通報,網(wǎng)站所屬服務(wù)器將被做關(guān)閉處理,如整改效果不明顯,則其所有服務(wù)器將做全面斷網(wǎng)停機處理,待清理整治工作明顯改善后重新向基礎(chǔ)運營商及當(dāng)?shù)毓簿痔峤簧暾垼@批后方可重新聯(lián)網(wǎng)。IDC接入商需自行承擔(dān)由于出現(xiàn)違法及不良信息被關(guān)閉相應(yīng)網(wǎng)站及服務(wù)器而造成的經(jīng)濟損失,同時根據(jù)國家相關(guān)主管部門規(guī)定承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。
三是造成嚴(yán)重的負面影響。IDC機房一旦被非法分子利用,導(dǎo)致違法和有害內(nèi)容在互聯(lián)網(wǎng)上廣泛傳播,造成具有極壞影響的惡性事件發(fā)生,將會給IDC機房所在地的政府、通信管理局、公安、運營商、IDC接入商、網(wǎng)站運營者造成不可估量的行政、社會、經(jīng)濟方面的負面影響。
互聯(lián)網(wǎng)充斥著大量違法違規(guī)的不良信息,本著工信部“誰接入、誰負責(zé)”的原則,IDC運營商需要承擔(dān)對接入業(yè)務(wù)和內(nèi)容進行管控的責(zé)任。
IDC內(nèi)容監(jiān)管的傳統(tǒng)手段主要包括關(guān)鍵詞精準(zhǔn)匹配、語義分析、文件MD5值檢測等方式。目前,由于視圖像制作的工具愈加簡單,內(nèi)容發(fā)布的平臺愈加豐富,傳播的渠道愈加便捷,只要具備相關(guān)環(huán)境、懂得相應(yīng)的操作常識,人人都能參與到互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容的制作、發(fā)布和傳播過程中去,圖像、視頻已經(jīng)成為廣大網(wǎng)民情緒表達和信息分享方式的重要方式,也成為不法分子傳播敏感和有害內(nèi)容的主要載體。目前,IDC內(nèi)容監(jiān)管面臨的挑戰(zhàn)包括以下幾個方面。
一是所需監(jiān)管的異構(gòu)數(shù)據(jù)總量大、類型多。隨著5G時代的到來,以圖片和視頻為主要傳播媒質(zhì)的新媒體數(shù)據(jù)呈現(xiàn)幾何級數(shù)增長,傳統(tǒng)的監(jiān)管手段已經(jīng)無法跟上內(nèi)容產(chǎn)生、變化和發(fā)展的速度,無法對視圖像等海量、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)形成有效監(jiān)管。
二是投入產(chǎn)出的平衡點把握。隨著國內(nèi)外形勢的變化,違規(guī)有害內(nèi)容的分類及變種越來越多,監(jiān)管的維度從色情、賭博、暴力文化安全方面等,擴展到政治、社會和國防安全等方面,光靠擴充人工內(nèi)容審核團隊,已經(jīng)無法滿足法律、政策、時效性、成本、效果等多方面的要求。
三是監(jiān)測與管控的實時性強?;ヂ?lián)網(wǎng)已經(jīng)成為網(wǎng)民工作、生活、娛樂的主要場所,不良有害內(nèi)容一旦在網(wǎng)上發(fā)布,就會在短時間內(nèi)形成廣泛傳播,可能引發(fā)嚴(yán)重的社會影響,因此只有進行全天候?qū)崟r監(jiān)測和聯(lián)動處置,才能將負面影響降到最低。
同時,受流量為王的利益驅(qū)動,IDC機房租戶往往對自身服務(wù)器中存在的違規(guī)內(nèi)容視而不見,沒有主動采取有效監(jiān)管措施,增加了IDC運營商的管控難度。
為及時對IDC中的圖片、視頻等海量新媒體內(nèi)容進行自動、高效的分析和預(yù)警,提高IDC運營商互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容監(jiān)管的效率,降低一線工作人員的工作壓力,進一步縮小不同IDC運營商企業(yè)之間的內(nèi)容安全管控水平差異,特構(gòu)建基于人工智能的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心IDC不良信息監(jiān)管平臺。
由于不良信息往往存在于IDC客戶的服務(wù)器存儲中,IDC運營企業(yè)無法直接訪問和控制,IDC不良信息監(jiān)測系統(tǒng)通常采用抽取用戶上網(wǎng)日志話單中的URL,通過爬蟲還原資源信息的方式,來研判和發(fā)現(xiàn)不良信息[3]。結(jié)合運營商已建成的IDC信息安全系統(tǒng),本系統(tǒng)通過綜合應(yīng)用基于數(shù)據(jù)源調(diào)度方式的多通道分布式數(shù)據(jù)采集技術(shù)、基于深度學(xué)習(xí)的人工智能技術(shù)、視圖像大數(shù)據(jù)處理技術(shù),實時對IDC出口的信息進行采集、預(yù)處理、智能識別分析,結(jié)合識別維度自動審核篩選出疑似不良內(nèi)容,根據(jù)封堵策略進行自動封堵或者提示人工干預(yù),針對人工復(fù)核為敏感、不良、有害內(nèi)容的域名、IP、URL等,平臺將自動形成用于封堵的黑名單,發(fā)送到封堵系統(tǒng)進行封堵,從而實現(xiàn)對IDC不良信息內(nèi)容的及時監(jiān)測和有效治理。同時,根據(jù)日常不良內(nèi)容統(tǒng)計情況,實現(xiàn)對IDC租戶存在內(nèi)容安全局部風(fēng)險和IDC機房存在的內(nèi)容安全整體風(fēng)險進行評估和預(yù)警,從而實現(xiàn)對IDC內(nèi)容監(jiān)管的定量評價和重點管控。
本系統(tǒng)的難點在于:研究涉及學(xué)科較多,海量大數(shù)據(jù)涉及的數(shù)據(jù)類型較廣,關(guān)聯(lián)復(fù)雜度高,對數(shù)據(jù)的來源、分類、結(jié)構(gòu)和識別等也提出了更高的要求。
(1)難點一:海量大數(shù)據(jù)存儲/計算/搜索
為了解決該難題,系統(tǒng)在設(shè)計上,采用Hadoop+Storm的大數(shù)據(jù)架構(gòu)[4],既能滿足實時數(shù)據(jù)監(jiān)測分析的流式計算,又可以滿足批處理數(shù)據(jù)挖掘分析的離線計算,實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的存儲、計算、搜索等。流式計算框架可以實現(xiàn)毫秒級計算大批量數(shù)據(jù),批處理計算可以計算PB級乃至EB級數(shù)據(jù)。此外,為了便于信息更及時有效的調(diào)度和交互,系統(tǒng)采用基于Redis消息分發(fā)技術(shù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分布式應(yīng)用。
(2)難點二:針對視圖像內(nèi)容的智能識別分析
為了實現(xiàn)對視圖像內(nèi)容的智能識別分析,系統(tǒng)設(shè)計上,采用基于人工智能的視圖像內(nèi)容分類和同源變種文件檢測技術(shù),實現(xiàn)未知有害內(nèi)容和歷史已知有害內(nèi)容的監(jiān)測。
基于深度學(xué)習(xí)架構(gòu),通過采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),提取圖像和短視頻特征并放入長短記憶網(wǎng)絡(luò)LSTM進行序列識別[5],生成支持色情/血腥/暴恐/賭博/政治有害等模型的視圖像識別引擎集,實現(xiàn)視圖像的內(nèi)容歸類。該技術(shù)主要用于對IDC機房中的視圖像未知有害內(nèi)容的實時識別和預(yù)警。
通過提取已知有害視圖像的SIFTSURF特征點和關(guān)鍵幀圖像的特征點[6-7],獲取視圖像的位置、尺度、旋轉(zhuǎn)不變量,形成與視圖像一一對應(yīng)并且惟一的視覺特征,實現(xiàn)同源變種文件(翻拍/裁剪/形變/畫中畫等)的檢測。該技術(shù)主要用于對IDC機房中的視圖像數(shù)據(jù)進行已知有害內(nèi)容的預(yù)先布控。
(3)難點三:高通量網(wǎng)絡(luò)視圖像并行計算處理
在高通量圖像視頻計算方面,涉及提高單個圖像視頻分析和處理的精度及速度的研究較多,涉及高并發(fā)環(huán)境下的系統(tǒng)吞吐能力方面的研究較少[8]。為了滿足IDC機房中海量視圖像數(shù)據(jù)高并發(fā)處理的吞吐能力要求,針對IDC機房中主流GPU服務(wù)器所采用的通用并行計算架構(gòu),進行軟件和硬件之間的多層次的并行粒度匹配,從而提升海量視圖像并行處理的效率。該技術(shù)主要用于充分發(fā)揮IDC機房GPU服務(wù)器硬件平臺的高通量并行計算能力,實現(xiàn)高效處理大容量和高并發(fā)的圖像視頻數(shù)據(jù),降低IDC不良信息監(jiān)管平臺所需的硬件資源投入。
互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心IDC不良信息監(jiān)管平臺由基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)采集及處理層、數(shù)據(jù)存儲層、數(shù)據(jù)識別層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、界面展現(xiàn)層和運維監(jiān)控系統(tǒng)等部分組成,通過系統(tǒng)接口與DPI系統(tǒng)、IDC業(yè)務(wù)系統(tǒng)、4A管控系統(tǒng)、IDC/ISP封堵系統(tǒng)對接。
(1)基礎(chǔ)設(shè)施層:主要涉及基礎(chǔ)服務(wù)器、識別算法服務(wù)器、交換機和路由器、網(wǎng)絡(luò)存儲、網(wǎng)絡(luò)防火墻等硬件設(shè)備。
(2)數(shù)據(jù)采集及處理層:支持從DPI設(shè)備獲取IDC機房圖文數(shù)據(jù),也支持通過解析XDR信息獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的來源信息,通過分布式數(shù)據(jù)采集技術(shù)獲取IDC機房數(shù)據(jù);同時,完成對IDC機房數(shù)據(jù)的視圖像文件轉(zhuǎn)碼、分辨率重整、網(wǎng)頁/文件去重、網(wǎng)頁文本信息提取等數(shù)據(jù)處理工作。
(3)數(shù)據(jù)存儲層:分為分布式存儲子系統(tǒng)、緩存子系統(tǒng)及存儲管理,分布式存儲系統(tǒng)負責(zé)對圖文數(shù)據(jù)進行存儲,緩存子系統(tǒng)作為整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換核心,由存儲管理統(tǒng)一管控。
(4)數(shù)據(jù)識別層:提供文字、圖片、視頻內(nèi)容智能分析識別支撐。通過文字識別、視圖分類、目標(biāo)檢測、同源變種檢測、圖文OCR等內(nèi)容識別引擎,根據(jù)預(yù)設(shè)的識別規(guī)則,結(jié)合技術(shù),對IDC數(shù)據(jù)進行多維度智能識別和綜合分析,實現(xiàn)不良、敏感、有害、違規(guī)內(nèi)容的自動識別。
(5)業(yè)務(wù)應(yīng)用層:提供各類監(jiān)管業(yè)務(wù)的支撐,通過監(jiān)管設(shè)置、黑白名單管理、封堵策略、系統(tǒng)預(yù)警等模塊完成監(jiān)管平臺的各種規(guī)則設(shè)定;通過自動分類、人工審核、自動封堵、風(fēng)險預(yù)警等模塊,支撐監(jiān)管團隊高效開展監(jiān)管工作;通過綜合管理模塊,實現(xiàn)對系統(tǒng)、用戶、資源的管理和維護。
(6)界面展示層:基于B/S架構(gòu),支持多種瀏覽器,提供大屏態(tài)勢展現(xiàn)、前端操作界面(內(nèi)容監(jiān)管業(yè)務(wù))以及后臺管理界面(系統(tǒng)管理維護)。用戶通過瀏覽器登錄和訪問系統(tǒng),了解內(nèi)容安全整體態(tài)勢,開展內(nèi)容審查監(jiān)管以及系統(tǒng)管理維護等工作。
(7)運維監(jiān)控系統(tǒng):包括系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)備份管理、運行日志分析、系統(tǒng)升級更新等模塊,保障系統(tǒng)長期健康穩(wěn)定運行。
系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)流程包括業(yè)務(wù)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集、內(nèi)容處理分析識別及結(jié)果呈現(xiàn),具體如圖1所示。
圖1 IDC不良信息監(jiān)管平臺業(yè)務(wù)流程圖
系統(tǒng)主要功能圍繞IDC機房已有的信息化系統(tǒng)、內(nèi)容監(jiān)管要求以及運維工作實際需求進行設(shè)計,主要包括:
(1)支持與DPI設(shè)備對接采集實時訪問數(shù)據(jù),也支持通過網(wǎng)絡(luò)爬蟲方式采集IDC機房的全面數(shù)據(jù)。
(2)支持文字、圖片、視頻等類型數(shù)據(jù)的內(nèi)容分析,支持JPG、BMP、PNG、GIF、MP4、FLV、AVI等主流視圖像格式。
(3)支持色情、賭博、暴力、特定組織、特定場景、特定人群等多維度的綜合識別,支持已知有害內(nèi)容的布控。
(4)支持監(jiān)管規(guī)則的預(yù)設(shè)和調(diào)整,實現(xiàn)自動識別、自動預(yù)警、自動封堵。
(5)支持人工審核、多級復(fù)審、人工封堵和解除封堵。
(6)支持黑白名單庫、有害視圖像指紋庫、有害文字庫、敏感人物庫管理。
(7)支持監(jiān)管數(shù)據(jù)分析管理,可以按時間、數(shù)據(jù)類型、識別類型、數(shù)據(jù)來源等維度進行統(tǒng)計和直觀的可視化呈現(xiàn),支持報表導(dǎo)出。
(8)支持用戶管理、權(quán)限管理、系統(tǒng)管理及運行狀態(tài)監(jiān)測。
(9)支持第三方接口,實現(xiàn)與DPI設(shè)備、IDC業(yè)務(wù)系統(tǒng)、4A管控系統(tǒng)、IDC/ISP封堵系統(tǒng)的對接。
(10)支持B/S架構(gòu),提供友好人機界面,支持內(nèi)容安全態(tài)勢展示、前端業(yè)務(wù)操作及后臺系統(tǒng)管理界面。
IDC不良信息監(jiān)管平臺的應(yīng)用界面如圖2所示。
圖2 IDC不良信息監(jiān)管平臺應(yīng)用界面示意圖
為降低對IDC機房已有網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)信息流轉(zhuǎn)以及整體穩(wěn)定性的影響,本系統(tǒng)采用旁路部署監(jiān)測的方式進行組網(wǎng)應(yīng)用,系統(tǒng)組網(wǎng)方案如圖3所示。
(1)由DPI輸出機房IDC流量中的圖文數(shù)據(jù)及XDR日志。
(2)系統(tǒng)對XDR日志中視頻URL進行提取處理,運用網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)獲取視頻文件。
(3)系統(tǒng)對視頻及圖文數(shù)據(jù)進行智能檢測。
(4)系統(tǒng)對發(fā)現(xiàn)的不良信息進行預(yù)警,并通知IDC/ISP平臺。
(5)IDC/ISP平臺聯(lián)動進行封堵處置,實現(xiàn)對所有IDC流量內(nèi)容的管控。
本系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢:
(1)在傳統(tǒng)依賴關(guān)鍵詞和文件MD5值進行不良信息識別的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容監(jiān)測方式上,疊加視圖像智能識別模型,形成覆蓋文字、圖像和視頻全媒體內(nèi)容的IDC信息監(jiān)測技術(shù)手段。
(2)系統(tǒng)同時支持已知有害視圖像內(nèi)容的多種同源變種數(shù)據(jù)監(jiān)測,以及未知有害內(nèi)容的實時發(fā)現(xiàn),較大程度地降低不良信息的漏報率。
(3)注重提升系統(tǒng)軟硬件整體性能,有效控制硬件投入,降低建設(shè)成本;系統(tǒng)功能符合實際需求,從而降低后期運營團隊人力投入,達到較好的投入產(chǎn)出平衡。
圖3 IDC不良信息監(jiān)管平臺組網(wǎng)方案
本文介紹了IDC的發(fā)展現(xiàn)狀,分析了IDC內(nèi)容監(jiān)管所面臨的挑戰(zhàn),提出了一種基于人工智能的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心IDC不良信息內(nèi)容監(jiān)管解決方案,并對該方案進行了詳細的闡述。該監(jiān)管平臺目前已在多個省級IDC中心進行實際建設(shè)及部署應(yīng)用。經(jīng)過實踐表明,該平臺能夠為電信及互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商等網(wǎng)絡(luò)運營者提供自動、智能的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容安全管控的技術(shù)支撐手段,使得網(wǎng)絡(luò)運營者具備了全面開展內(nèi)容安全檢查工作的可能性,可顯著提升互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容治理監(jiān)督檢查工作的有效性、時效性和準(zhǔn)確性,更好地落實工信部與集團總部的相關(guān)考核要求,符合國家網(wǎng)絡(luò)空間治理的戰(zhàn)略及法律要求,有助于營造更加清朗的網(wǎng)絡(luò)空間。
上述系統(tǒng)主要針對IDC機房中的明文流量進行監(jiān)管,后續(xù)的研究工作,將擴展到對IDC機房中的加密流量的識別、分類和管控,從而填補IDC機房加密流量不良內(nèi)容的監(jiān)管空白。
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