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1. 基于DPDK并行通信的动态监控模型

李翠, 陈庆奎

《计算机应用》唯一官方网站 2020, 40 (2): 335-341. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2019081405

摘要（456）

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PDF （846KB）（365）

为了更好地发挥通信系统的性能，充分利用系统节点的资源，提高系统的可靠性与稳定性，设计了一种基于DPDK并行通信的动态监控模型。该模型结合DPDK和通信系统的高速率、大流量、强实时性等特点，面向多节点备份、数据包与控制包分离、多网口并行收发数据包、多核并行处理数据包进行设计，分析了监控对象，研究了数据采集方法，设计了二层通信协议DMPD，并对网口进行了细粒度监控，给出了网口负载信息模型。另外，将散列函数、调整函数与动态负载信息结合起来设计了更有效、更公平的基于多网口的动态负载均衡算法。实验结果表明，该监控模型能够准确检测和及时处理系统出现的异常，并且实现了多网口的动态负载均衡。

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2. 基于YOLO的道路车辆拥堵分析模型

张家晨, 陈庆奎

计算机应用 2019, 39 (1): 93-97. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2018071656

摘要（971）

PDF （775KB）（695）

针对当前交通运行出现的拥堵问题，提出一种新型的道路状态判断模型。首先，模型基于YOLOv3目标检测算法，然后结合图片对应的特征值矩阵，通过相邻帧之间的特征矩阵作差并将差值逐项求和得到的结果与预设值进行比较来判断当前道路是处于拥堵状态还是正常通行状态，其次再将当前计算出的道路状态与前两次计算出的道路状态进行比较，最后运用模型里的状态统计法来统计道路某状态（拥堵或通畅）的持续时间。该模型能够同时对一条道路的三个车道进行状态统计分析，经过实验，模型对单条车道状态判断的平均准确率能达到80%以上，并且白天与夜晚的道路均适用。

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3. 面向大规模数据接入系统的负载平衡机制

周岳, 陈庆奎

计算机应用 2018, 38 (1): 50-55. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2017071836

摘要（356）

PDF （978KB）（485）

当前分布式系统负载平衡算法存在问题：1）算法建立的系统中各节点角色固定，系统不具有自适应性；2）算法的通用性不高；3）负载迁移任务巨大，且负载平衡周期过长等。针对这些问题，提出了混合式负载平衡算法。首先，设计了一个分布式系统接收模型。模型将系统任务分为三层：接收层、处理层和存储层。在接收层使用了自定义的通信协议提高系统的接收性能。然后，负载平衡算法采用随机负载迁移策略，根据系统中节点的负载状态，对负载任务进行随机迁移。通过这种策略解决负载平衡周期过长和负载回迁问题。最后，通过分布式控制节点选择策略，使系统中节点具有自适应性。实验结果显示，在百万数据源以下，系统各层平均延迟处于毫秒级，系统负载平衡平均耗时在3 min以下。实验证明了所提出的负载平衡机制具有周期短、任务响应迅速等特点，能够提高分布式系统的接收性能。

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4. 基于GPU的视频流人群实时计数

姬丽娜, 陈庆奎, 陈圆金, 赵德玉, 方玉玲, 赵永涛

计算机应用 2017, 37 (1): 145-152. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2017.01.0145

摘要（789）

PDF （1340KB）（722）

为了解决人群遮挡严重、光照突变等恶劣环境下人群计数准确率低的问题，提出基于混合高斯模型（GMM）和尺度不变特征变换（SIFT）特征的人群数量统计分析新方法。首先，基于GMM提取运动人群，并采用灰度共生矩阵（GLCM）和形态学方法去除背景中移动的小物体和较密集的噪声等非人群前景，针对GMM算法提出了一种效率较高的并行模型；接着，检测运动人群的SIFT特征点作为人群统计的基础，基于二值图像的特征提取大大减少了执行时间；最后，提出基于人群特征数和人群数量进行统计分析的新方法，选择不同等级的人群数量的数据集分别进行训练，统计得出平均单个特征点数，并对不同密度的行人进行计数实验。算法采用基于GPU多流处理器进行加速，并针对所提算法在统一计算设备架构（CUDA）流上任务的有效调度的方法进行分析。实验结果显示，相比单流提速31.5%，相比CPU提速71.8%。

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5. 基于CUDA的行车安全预警方法

赵永涛, 陈庆奎, 方玉玲, 赵德玉, 姬丽娜

计算机应用 2017, 37 (1): 134-137. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2017.01.0134

摘要（590）

PDF （816KB）（570）

为了提高机动车驾驶时的安全性，提出了基于计算机视觉的行车安全中车距估计与超车检测方法。首先，使用车辆阴影检测方法确定车辆位置，根据阴影位置和视觉中心点的距离建立车距估计函数；其次，对超车情况使用背景光流建模的方法建立光流估计方程，通过估计光流将行驶中的正常物体与非正常物体分开，从而辨识驾驶途中的超车现象。根据车距和超车情况的检测及时提醒驾驶员注意行车中可能存在的安全隐患。实验结果表明该方法可以较为准确地估计车距、检测超车情况。在统一设备架构（CUDA）下使用图形处理器（GPU） NVIDIA GeForce GTX680显卡对算法进行加速，可以达到48.9ms/帧的处理速率，基本满足了实时处理的要求。

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6. 基于图形处理器的视频二值概率分割

李金静, 陈庆奎, 刘宝平, 刘伯成

计算机应用 2015, 35 (11): 3187-3193. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2015.11.3187

摘要（494）

PDF （1079KB）（526）

针对现有视频二值分割算法分割性能过低的问题,提出了一种基于GPU的视频实时二值概率分割算法.该算法通过规范化视频帧中每个像素属于前景类和背景类的概率大小,实现了基于二次马尔可夫测量场(QMMF)模型的视频实时二值概率分割.首先分别为不同场景的视频帧提出了两种概率模型,即静态背景概率模型(SBLM)和动态背景概率模型(UBLM);然后,通过光照矫正算法颜色转换、阴影抑制算法阴影检测以及伪装检测算法来计算每个像素属于背景类的概率值;最后,通过Gauss-Seidel模型迭代计算出了使能量函数取得最小值的背景概率值进而得到像素的二值化值.此外,为了提高算法分割的准确性,该算法包含了对光照突变、投射阴影以及伪装情况的实时处理.同时,为了满足算法的实时性要求,在NVIDIA GPU上并行实现了该算法.验证了所提算法的分割性能即算法分割的正确性,测试了算法的GPU执行时间.实验结果表明,在算法分割完整性方面ViBe+和GMM+的平均漏检率和平均误检率分别是QMMF的3倍和6倍;在算法执行时间方面ViBe+和GMM+的平均GPU执行时间大约是QMMF的1.3倍.此外,还计算了QMMF算法的GPU加速比约为76.8.

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7. 基于图形处理器的可变形部件模型算法的并行化

刘宝平, 陈庆奎, 李金静, 刘伯成

计算机应用 2015, 35 (11): 3075-3078. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2015.11.3075

摘要（677）

PDF （832KB）（596）

目前目标识别领域,在人体检测中精确度最高的算法就是可变形部件模型(DPM)算法,针对DPM算法计算量大的缺点,提出了一种基于图形处理器(GPU)的并行化解决方法.采用GPU编程模型OpenCL,对DPM算法的整个算法的实现细节采用了并行化的思想进行重新设计实现,优化算法实现的内存模型和线程分配.通过对OpenCV库和采用GPU重新实现的程序进行对比,在保证了检测效果的前提下,使得算法的执行效率有了近8倍的提高.

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8. 基于MapReduce的并行化模糊划分算法

张广蓉陈庆奎章刚赵海燕高丽萍霍欢

计算机应用 2014, 34 (11): 3073-3077. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.11.3073

摘要（411）

PDF （723KB）（18674）

针对大规模项目资源库中项目资源信息无序而导致无法准确快速找出项目资源库中所需资源的问题,提出了基于MapReduce的并行化模糊聚类划分算法。该算法首先抽象原始项目资源特征属性并标准化;其次,根据标准化后的特征属性建立项目相似矩阵,运用矩阵分块思想分割矩阵;然后,利用MapReduce技术处理分块矩阵并合并结果;最后,运用阈值评判划分成若干个有序的项目组。与K-means算法和遗传算法的对比实验结果证明:该算法具有较高的准确率和查全率，并且在大规模数据计算时能够得到较高的加速比,可以有效准确地划分项目资源。

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9. 基于蚁群的无线传感器网络能量均衡非均匀分簇路由算法

缪聪聪陈庆奎曹剑炜章刚

计算机应用 2013, 33 (12): 3410-3414.

摘要（685）

PDF （807KB）（482）

无线传感器网络(WSN)路由中，节点未充分考虑路径剩余能量及链路状况进行的路由会造成网络中部分节点网络寿命减少，严重影响网络的生存时间。为此，将蚁群优化算法与非均匀分簇路由算法相结合，提出一种基于蚁群优化算法的无线传感器非均匀分簇路由算法。该算法首先利用考虑节点能量的优化非均匀分簇方法对节点进行分簇，然后以需要传输数据的节点为源节点，汇聚节点为目标节点，利用蚁群优化算法进行多路径搜索，搜索过程充分考虑了路径传输能耗、路径最小剩余能量、传输距离和跳数、所选链路的时延和带宽等因素，最后选出满足条件的多条最优路径，完成源目的节点间的信息传输。实验表明，该算法充分考虑路径传输能耗和路径最小剩余能量、传输跳数及传输距离，能有效延长无线传感器网络的生存期。

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10. ISHSN：一种异构传感网融合系统

陈金凯曹剑炜陈庆奎

计算机应用 2013, 33 (05): 1191-1193. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01191

摘要（974）

PDF （631KB）（1034）

针对异构传感网导致的系统融合问题，提出了一种异构传感网融合系统(ISHSN)。ISHSN由物联网关和接入代理构成，物联网关对于上行数据进行同一化转换，对于下行控制命令按照目的传感网控制协议进行转换；接入代理进行数据汇集、链路合并以及命令转发，并且运用基于历史增量信息预测的接入代理调度算法，有效分散传感网接入负载。实验表明ISHSN在异构传感网数据汇集以及传感网控制方面具有良好的可扩展性和可用性。

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11. 基于HBase的大规模无线传感网络数据存储系统

陈庆奎周利珍

计算机应用 2012, 32 (07): 1920-1923. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01920

摘要（1055）

PDF （769KB）（941）

无线传感网络(WSN)存在分布的跨区域性，随着无线传感网络的扩张，传感器数目增多，将产生大规模的传感数据。针对存储大规模无线传感网络数据的问题，提出了一个两层分布式存储架构，使用分布式数据库HBase存储跨区域的无线传感网络数据和全局数据存储管理目录，实现一个近实时的存储系统。实验结果证明，该系统有良好的扩展性、存储和查询效率。

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12. 开放式用户模型服务平台的设计与实现

王巧容陈庆奎赵海燕

计算机应用 2011, 31 (03): 818-821. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.00818

摘要（1700）

PDF （597KB）（1327）

为了构建一个公共的共享数据的用户模型平台，给各个接入该平台的网站提供更全面、更准确的用户信息，平台提供了数据接口和算法接口用于与第三方网站的交互，重点研究了如何解决来自不同数据源的用户数据的冲突，从而形成统一的用户模型的问题，最终实现了算法和模型以及数据的共享。实验结果表明，该平台更能准确、全面地构建用户模型。

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13. 增量更新并行Web爬虫系统

徐文杰陈庆奎

计算机应用

摘要（1733）

PDF （779KB）（1169）

介绍了并行Web爬虫系统的总体结构，引入了增量更新爬虫策略，在提高Web海量数据更新效率的同时，考虑到机群中各个爬虫的能力不一，为了使机群中爬虫的能力得到充分应用，又提出了向量度量技术，解决了抓取任务和爬虫能力匹配的问题。对抓取任务向量、爬虫向量进行了定义，并在此基础上给出了相关的并行算法。实践表明，系统具有良好的分配适应性，并可以在此基础上渐增式地提高网页库新鲜度。

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14. 多机群网格的数据负载均衡模型

黄雨田陈庆奎

计算机应用

摘要（1770）

PDF （575KB）（1439）

在多个计算机机群构成的网格环境下，为了提高异构资源的利用率，提出了一个数据负载均衡模型。根据查询节点的计算能力、存储能力、通信能力，研究了查询节点的性能模型。利用数据饱和度、数据负载矩阵、数据迁移技术描述了系统的数据负载均衡机制。试验结果表明：该模型适合海量数据的查询。

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