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王羡慧覃征庄春晓张选平

2011, 31(01): 1-5.

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为了提高三维模型的检索性能，针对当前三维模型检索系统的语义检索功能无法支持用户的主观性描述文字的问题，提出一种基于内容和描述性文本结合的三维模型语义检索方法。该方法首先为三维模型构造语义树；然后，利用语料统计的方法，计算输入的描述性文本和语义树节点扩充信息的相关程度，将相关度较高的一部分节点的三维模型实例提取出来，得到一个经过语义约束的较小的三维模型集合；最后，使用用户输入的三维模型实例在这个经过语义约束的较小的三维模型集合里进行形状相似性匹配，依据匹配度的大小返回给用户三维模型检索结果。实验中，使用WordNet对一些名词的释义作为描述性文本输入。在普林斯顿大学的PSB三维模型数据集上的实验结果表明，该方法在大多数类别中的查准率—查全率性能好于传统的基于内容的三维模型检索方法。

基于内容的Focus+Context可视化技术

吴金亮刘利刚

2011, 31(01): 6-10.

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尽管一些研究通过可视化技术较好地解决了大数据量信息在相对较小的屏幕上的显示问题，但很少有方法可以给用户提供一种直观灵活可控的交互方式。提出一种允许用户随意指定Focus区域的方法，并设计了一个巧妙的能量模型来保持Focus区域的细节。为了减少Context 区域的扭曲，用户可以指定一个Glue区域。通过变形能量的光滑扩散，Focus区域的扭曲被分布到其他区域。大量实验结果证明，所提出的方法能极大地改善可视化效果，帮助用户在较小的屏幕上了解更多信息。

并行绘制系统中基于网络处理单元的图像合成及显示

李瑞瑞张一天秦桂明秦开怀

2011, 31(01): 11-15.

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随着绘制任务复杂度和绘制数据规模不断增长，使用PC集群进行分布式并行绘制是一个常用的解决方案。Sort-last分布式并行绘制方法具有好的扩展性和负载平衡，但由于图像合成瓶颈的限制，绘制速度不能满足实时需求。本文提出了一个使用网络处理单元（NPU）来进行快速硬件图像合成的方法，开发了一个sort-last并行绘制系统NPUPR。实验表明，针对4个绘制节点，基于NPU的硬件图像合成方法与direct send的合成算法相比，绘制速度有了4倍的提高。本文也给出通过增加网络处理单元来扩展系统支持更多绘制节点的方案，分析表明，系统图像合成性能不会随节点个数的增加而明显降低。

基于广义势场的三维形体多层次线骨架构建

马锐伍铁如

2011, 31(01): 16-19.

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在Cornea建立的基于广义势场的骨架生成算法的基础上,提出一种新的多层次线骨架构建算法。通过选取不同的r值简化边界点,减少了斥力场的计算时间。与Cornea算法不同,选取曲面变分替代曲率,并选取局部曲面变分值较高的边界点作为种子点生成多层次的骨架。由于曲面变分比曲率更适用于反映点云形体表面的性质且计算速度较快,因此该算法更适于处理点云,且具有一定的鲁棒性。同时分析了不同的r值与骨架连通性和计算时间的关系。实验结果表明,经边界点简化处理,斥力场计算时间比原来减少一半左右,且以此生成的骨架能够保持较好的光滑性和连通性。还尝试了另一种基于曲面变分简化边界点的准则,并仔细考查了高曲面变分点、邻域半径k以及不同的空间划分尺度n对多层次骨架生成的影响。

基于边的自适应实时三维跟踪

曾晓奇· 董子龙章国锋华炜

2011, 31(01): 20-24.

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针对缺乏纹理特征的物体，提出了一种基于边的自适应实时三维跟踪方法。在已知物体三维模型的情况下，通过基于历史运动信息的物体边缘检测与跟踪，可以有效准确地求解出摄像机的外参。基于并扩展了现有的基于边的实时跟踪算法，其主要工作体现在以下三个方面： 1）提出自适应阈值和基于历史信息估计当前帧的运动趋势的方法，从而提高边匹配算法在快速运动时的稳定性；2）提出一种基于随机抽样一致性（RANSAC）的边匹配策略，可以有效剔除误匹配的边，从而提高复杂模型的跟踪稳定性；3）利用抽取轮廓边的算法将边跟踪算法从CAD模型扩展到一般的面片模型。实验结果证明了该方法的鲁棒高效，能够满足增强现实、虚拟装配等应用需求。

并行绘制系统Chromium中的3D模型数据压缩

王欢秦开怀

2011, 31(01): 25-28.

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网络带宽不足严重限制了Chromium等并行图形绘制系统渲染巨型几何场景的速度。通过对网络传输中的几何数据进行无损压缩，提出了一种能有效缓解网络负荷的方法。该方法可以很容易地实现不同算法对特定几何数据的压缩。实现了ZLib和哈夫曼算法对Chromium系统的压缩，测试了系统对10类OpenGL应用程序的加速比和压缩比，以及在4种配置环境下的并行运行效果。使用ZLib算法时，测试程序的运行速度都有不同程度的提高，最高提升3倍；数据压缩比平均在5.0以上，最高为30；并行绘制加速比在单服务器数目下最高。ZLib算法整体表现良好，能有效减少网络通信量。

基于二阶矩的SIFT特征匹配算法

钟金琴檀结庆李莹莹辜丽川

2011, 31(01): 29-32.

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摘要：为了解决了图像视角变化时造成的匹配率低的问题，作者提出了基于二阶矩的SIFT特征匹配算法。算法在尺度空间检测出特征点，用仿射的二阶矩来估计特征点的椭圆邻域，把椭圆邻域梯度的主方向作为该特征点的方向，生成特征向量，最后采用欧氏距离作为度量函数进行特征向量的匹配。实验表明，改进后的算法继承了SIFT算法对图像缩放、旋转等不变性，而且增强了图像对视角的仿射不变性，极大地改善了匹配效果。

基于法矢调整的浮雕曲面粘贴算法

刘胜兰汤正翔李博张丽艳

2011, 31(01): 33-36.

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浮雕是一类将细节附着在平面或曲面背景上的复杂曲面，设计时其背景大多为平面，应用时根据需要将其粘贴在不同的三维产品表面上，这就是浮雕曲面的粘贴问题。将浮雕和目标物体均用三角网格模型表示，提取粘贴的区域作为目标曲面并将其参数化到一个平面上，建立浮雕附着的平面与目标曲面之间的关系，然后设计一种法矢调整算法使得浮雕在目标曲面上变形较小，最后将浮雕和目标曲面合成为一个完整的三角网格。所提算法不仅适合形状变化平缓、曲率小的目标曲面，对于曲率大的目标曲面也有较好的粘贴效果。

基于快速傅立叶变换的实时动态草叶绘制

朱江孔德慧张勇

2011, 31(01): 37-41.

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大范围自然环境已成为当今3D游戏和仿真系统中不可或缺的关键因素。而植被又是自然环境中必不可少的成分，大面积植被有助于提高仿真场景的沉浸感。准确绘制几何草叶往往要诉诸于大量面片绘制，计算复杂度随着几何面片的增加而显著增加。同时要使叶片随风摆动，叶片的几何模型就要动态修改，这无疑使场景实时渲染变得困难重重。因此减轻数据传输、图元绘制压力的方法以及简单可靠的模型网格运动控制方法的应用及其运行效率在运动植物叶片绘制过程中就显得尤为重要。减轻传输压力需要尽量少的数据,提高绘制质量需要尽量多的数据,解决这对矛盾需要少量输入大量输出。利用当今图形硬件的几何着色器，和顶点着色器传输进来的少量顶点数据动态创建代表叶片的图元条带，是减少传输和绘制面片数量的有效手段。采用基于快速傅里叶变换（FFT）技术控制叶片的运动，是一种简单有效的运动控制方法，可以使大量随风摆动叶片的实时绘制成为可能。

基于人体运动规律的运动融合技术

孟巍郭卫斌朱昌明徐骏剑杜宇黄妍芳

2011, 31(01): 42-44.

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介绍了一种不需要人工干预的运动融合方法，提出了基于关节运动规律的运动周期判别方法。通过分析运动捕获数据，计算双膝与臀部节点连线夹角的变化来确定运动周期，然后再进行时空变形、插值与约束重建，从而生成高质量的运动融合动画。实验结果表明本算法能够准确的计算出运动周期，并且使约束后的融合动作更加真实。

逼真可控的火焰动画框架设计与实现

洪义朱登明邱显杰王兆其

2011, 31(01): 45-49.

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提出一个通用的火焰模拟框架，通过前处理、火焰模拟和后处理三个阶段生成满足用户需求且真实感强的火焰动画。针对该模拟框架，给出一种有效解决方案。根据火焰的两相流特性以及流体湍流特性，提出火焰的湍流模型，在有限计算资源条件下生成细节丰富的高真实感火焰动画。实验结果表明，所提出的火焰模拟框架切实可行，能逼真模拟基本火焰现象以及在复杂曲线、曲面和蔓延规则约束下的火焰动画。

改进的基于信息熵的手写图文判别方法

邢佑路冯桂焕

2011, 31(01): 50-52.

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由于图形和文字的笔画构成复杂程度存在差异，通过计算组成图形和文字笔画的信息熵值度量该差异性，进行图文类型判别；自适应重采样解决了固定间距重采样机制可能导致的信息熵值随文档笔画尺寸变化而出现较大变化的问题，使方法能够适应不同用户的书写习惯；基于对称性检验的后处理可解决笔画构成等价导致信息熵值十分接近的图形和文字的判别。实验结果验证了所提方法的有效性。

自由曲线曲面的任意次非均匀细分

郑辑涛秦开怀

2011, 31(01): 53-57.

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提出一种有效的建模自由曲线曲面的非均匀细分算法。首先在节点插入技术基础上推导出任意次自由曲线的非均匀细分规则，然后把它推广到张量积曲面得到任意次自由曲面的非均匀细分规则，最后对奇异点附近曲面采用类Doo-Sabin和Catmull-Clark的细分规则，从而使该算法可以实现建模任意次具有任意拓扑基网格的非均匀细分曲面。此外，该方法也实现了对传统细分格式的统一，例如，当次数为2并采用均匀节点矢量便转化为Doo-Sabin细分，当次数为3并采用均匀节点矢量便转化为Catmull-Clark细分。

基于消失点的坐标校准算法

谭方勇于复生吴建平

2011, 31(01): 58-60.

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提出一种新的基于消失点的坐标校准算法，并将此算法应用于运动车辆的跟踪检测。该算法只需要知道消失点和已知尺寸物体在图像中的位置就可以实现坐标校准。与其他算法相比，该算法不需要预先知道摄像机的配置和参数，具有更广泛的适应性和更高的灵活性。在算法实现的过程中，使用了一维数组来表示前景分布矩阵，而非二维数组，从而有效地降低了算法空间复杂度。

基于特征点加细的多分辨率人脸形变模型及人脸建模

谭玉玺孙延奎唐泽圣

2011, 31(01): 61-64.

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提出基于特征点加细的原型三维人脸对应方法建立多分辨人脸形变模型，并根据该形变模型的特点使用多分辨模型匹配方法由单张正面人脸图像进行三维人脸建模。该方法以人脸模型上的眼、眉、口、鼻等主要几何特征为基准点标注基础网格，然后通过加细特征点网格完成原型人脸之间的对应，进而建立多分辨率的形变模型；根据形变模型的构造特点，把待匹配图像按照与模型相同方式进行加细，然后进行多分辨的人脸模型匹配。实验结果表明，新的对应算法可以有效地实现原型三维人脸之间的对应，能够克服传统的光流对应算法对应效果差，算法精度低的缺陷，提高形变模型的精度。新的匹配算法不仅能够加速模型的匹配速度，而且可提高模型匹配的效率和精度，缩短模型匹配的时间。

多投影仪组合显示的自反馈亮度校正

周艳霞秦开怀罗建利

2011, 31(01): 65-69.

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针对目前的亮度校正方法存在的问题，提出了闭环的自反馈亮度校正方法。该方法首先计算一个初始模板；然后在反馈过程中，使用模板对白色图像进行亮度衰减，根据相机获取的投影图像，以及屏幕与投影仪坐标的对应关系，用一定的模板修正规则来修正每个投影仪对应的亮度校正模板；重复反馈过程，直到达到亮度一致的约束条件。该方法避免了亮度响应曲线的复杂又耗时的测量工作，通过迭代反馈来不断修正亮度校正模板，最终使得亮度校正后的图像投影后逼近亮度一致。自反馈亮度校正方法中计算的初始亮度校正模板过渡更均匀，消除了模板中的三角带问题；采用的模板更新方法能够使迭代反馈过程更快地收敛。实验证明，该方法能够有效地解决自由立体投影显示系统中的亮度校正问题。

基于误差扩散的图像分存方案

吴小天孙伟

2011, 31(01): 74-77.

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提出一种基于误差扩散的(n,n)阈值图像分存方案。使用该分存方案可以将一幅秘密的二值图像分存成n幅有意义的半色调图像。使用这n张半色调的分存图可以无损恢复出原来的秘密二值图像,而任何少于n幅的分存图都无法得出原秘图的任何信息。实验表明,使用这个分存方案,能够产生出视觉质量较好且有意义的半色调图像,而且当任何一张分存图缺失时,恢复出来的图像都只是噪声图,分存方案的安全性得到保证。

基于Q学习的虚拟人自适应感知系统建

洪渊刘箴

2011, 31(01): 78-81.

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在现代计算机游戏的设计中，建立具有感知行为可信的虚拟人是至关重要的。以往的研究中，虚拟人的感知范围往往是固定的。提出了一种基于Q学习的虚拟人自适应感知模型，虚拟人可以通过对环境中感知对象的评价来动态确定感知范围，并在微机上实现了一个虚拟人找药的原型系统。实验结果表明，该模型能使虚拟人的感知行为具有可信性。

基于交叉和变异的多目标粒子群算法

刘衍民

2011, 31(01): 82-84.

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为了保证粒子群算法求得的非劣解尽可能接近真实的Pareto前沿并保持多样性分布. 提出一种基于交叉和变异的多目标粒子群算法(CMMOPSO). 在CMMOPSO算法中, 首先, 识别Pareto前沿的稀疏部分包含的粒子, 并对这些粒子进行交叉操作以增加多样性分布; 其次, 对于远离Pareto前沿的粒子进行变异操作, 以提升粒子向真实的Pareto前沿飞行的概率. 在基准函数的测试中, 结果显示CMMOPSO算法比其它算法有更好的运行效果. 因此, CMMOPSO算法可以作为求解多目标问题的一种有效算法.

带自适应感知能力的粒子群优化算法

顾宏杰许力

2011, 31(01): 85-88.

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提出一种求解约束优化问题的改进粒子群优化算法。它利用可行性判断规则处理约束条件，更新个体最优解和全局最优解。通过为粒子赋予自适应感知能力，算法能较好地平衡全局和局部搜索，且有能力跳出局部极值，防止早熟。边界附近粒子的感知结果被用来修正其飞行速度以加强算法对约束边界的搜索。实验结果表明，新算法收敛速度快,寻优能力强，能很好地求解约束优化问题。

基于浏览偏好挖掘的实时商品推荐方法

谢意陈德人

2011, 31(01): 89-92.

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在分析了当前推荐技术中各种算法的优缺点和及其存在的主要问题的基础上，提出一种浏览偏好挖掘的实时商品推荐方法。该算法通过分析用户Web游览记录，并使用贝叶斯网预测其浏览偏好，然后将用户偏好与商品特征进行匹配计算进而产生商品推荐。实验表明该方法能为用户提供更为精确有效的个性化推荐。

基于语义相似度的论坛话题追踪方法

席耀一林琛李弼程周杰许旭阳

2011, 31(01): 93-96.

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现有的话题追踪方法大多面向新闻数据，将其应用于论坛时效果不够理想。结合论坛的特点，提出一种基于语义相似度的论坛话题追踪方法。该方法首先通过构建话题和帖子的关键词表建立其文本表示模型，然后利用知网计算两个关键词表的语义相似度并以此作为帖子与话题的相关程度，最后根据相关程度实现论坛话题追踪。该方法较好地避免了向量空间模型的缺陷。实验表明，该方法能比较有效地解决面向论坛的话题追踪问题。

粗糙K-Modes聚类算法

李仁侃叶东毅

2011, 31(01): 97-100.

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Michael K.Ng等人提出了新K-Modes聚类算法，它采用基于相对频率的启发式相异度度量方法，有效地提高了聚类精度，但不足的是在计算各类的属性分类值频率时假定类中样本对聚类的贡献相同。为了考虑类中样本对类中心的不同影响，提出一种粗糙K-Modes算法，通过粗糙集的上、下近似度量数据样本在类内的重要性程度，不仅可以获得比新K-Modes算法更好的聚类效果，而且可以在保证聚类效果的基础上降低白亮等人提出的基于粗糙集改进的K-Modes算法的计算复杂度。对几个UCI的数据集的测试实验结果显示出新算法的优良性能。

基于改进的FP-tree的频繁模式挖掘算法

李也白唐辉贺玉明

2011, 31(01): 101-103.

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FP-growth算法是一种基于FP-tree数据结构的高效的频繁模式挖掘算法，它不产生候选集。构造频繁模式树FP-tree需扫描数据库两次，在第二遍扫描中还扫描了那些仅包含了非频繁项的事务，针对此问题，在深入分析了FP-tree特性的基础上, 改进了FP-tree构造过程，同时用一种基于Hash表的辅助存储结构，节省了项目查找时间，提高了挖掘效率。

基于等量效果的Vague集转化为Fuzzy集的方法

钟毓罗军

2011, 31(01): 104-106.

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针对当前Vague集转化为Fuzzy集的方法更多是根据直观，而没能详细阐述所基于的原理。为能更好理解Vague集转化为Fuzzy集的过程，考虑将Vague集转化为Fuzzy集模拟为一个最终无弃权票的多轮投票过程，从而构造了一种效果函数的定义，用以表示支持力度。并结合积分第一中值定理的意义提出了一种新的基于等量效果的转化方法，以保证在转化过程中，所关心的总效果没有发生变化。最后结合数据，严格分析了该方法的良好性质以及合理性。

基于多维布隆过滤器的模式匹配引擎

刘威郭渊博黄鹏

2011, 31(01): 107-109.

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针对传统的模式匹配引擎不具备完整报文检测功能的问题和出现的速度瓶颈，提出了基于FPGA实现的多维布隆过滤器解决方案，设计了能够同时检测报头和有效负载的多模式匹配引擎。引擎使用多维布隆过滤器过滤出可疑报文，由位拆分状态机进行精确匹配。分析和试验结果表明：与传统方法相比，基于多维布隆过滤器的模式匹配引擎可以并行检测报头和报文内容，在降低过滤器误判率的同时，有效提高了引擎的吞吐量。

基于加密技术的外包数据库服务集成安全

余永红柏文阳

2011, 31(01): 110-114.

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针对目前外包数据库服务中单方面考虑某种保护技术难以同时满足外包数据库安全需求的不足，提出一种集成数据机密性、数据隐私、用户隐私和访问控制保护的外包数据库服务模型，采用属性分解和部分属性加密技术，基于结合准标识集自动检测技术的近似算法实现外包数据的最小加密属性分解，同时把密码学应用于辅助随机服务器协议，以实现数据库访问时的用户隐私保护和访问控制。理论分析表明,该模型可以提供有效的数据隐私保护和查询处理，较好的用户隐私保护计算复杂度。

隐私安全策略中的变更影响分析

王强刘峤秦志光

2011, 31(01): 115-117.

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为了解决Web分布式系统中的隐私安全策略在制定和变更中的错误很难被发现的问题，提出了策略变更中各种情况的相应变更影响分析算法。对以可扩展访问控制标记语言(XACML)为代表的隐私安全策略语言中的变更理论进行了研究，定义了变更分析中的相关概念，通过把策略中的字符串元素转化成对应整数值建立一个优化的树形数据结构，利用树的特征分析变更后果。这使得一个管理员可以在正式应用策略变更前检验即将实施的变更是否符合自己的真正意图,从而大大增强系统安全性。最后实现了一个原型系统，并可以应用到其他标准策略语言。

基于身份数字签名方案的通用可组合安全性

王泽成

2011, 31(01): 118-122.

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在通用可组合安全性框架下定义了基于身份的数字签名方案的通用可组合安全性。证明了基于身份数字签名方案的通用可组合安全性与传统的安全性——在选择消息和选择身份攻击下的不可存在性伪造——之间的等价性。这一结果表明基于身份的数字签名方案可以作为安全的密码原语用于构建更复杂的密码协议。

入侵容忍系统动态安全性量化方法

黄建华甘鸿声

2011, 31(01): 123-126.

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提出一种暴露窗口的入侵容忍系统的安全性量化方法。暴露窗口可以动态反映系统的劣化过程，将该参数引入到Markov分析过程中，从而比较客观地反映出入侵容忍系统安全性的变化情况。模拟的验证结果表明，这种量化方法得到了更符合实际的量化结果，为建立一个更加安全的入侵容忍系统提供了理论依据。

基于身份的双向门限代理重签名方案

张玉磊杨小东王彩芬

2011, 31(01): 127-128.

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基于Shao等提出的基于身份的代理重签名方案，构造了一种标准模型下可证安全的基于身份的双向门限代理重签名方案，避免了传统公钥证书所带来的存储和管理开销问题，解决了代理重签名方案中代理者权利过大的难题。方案能容忍t

面向无线自组网的分布式信任管理模型

魏德健贾智平李新

2011, 31(01): 129-132.

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针对无线自组网的安全问题，提出了一种适用于无线自组网的新的信任管理模型。引入风险值，使模型对恶意行为更加敏感，有利于减少节点行为的突然变化给系统带来的危害。同时，把文件权重因子引入直接信任值计算，有效预防了通过积累信誉实施恶意行为的情况。仿真实验及分析表明，此模型可以有效识别恶意节点，与无信任模型的无线自组网相比，恶意交易的数目明显降低。

无线环境下的Web服务身份认证密钥协商协议

张学英杨晋吉

2011, 31(01): 133-134.

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提出了一种新的无线环境下的Web服务身份认证密钥协商协议，可以提供口令私密性、通信双方认证性和私钥的秘密性。该协议是在挑战响应协议和SEKE协议的基础上提出来的，在密钥设计过程中采用了Diffie-Hellman协议原理。最后，对协议的安全属性，协议的计算代价和通信代价等性能属性分别进行了分析。

不均匀网络中的局域搜索免疫

李伟葛洪伟纪鹏

2011, 31(01): 135-138.

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当前研究的热点是怎么样用最小的代价对人群网络或计算机网络进行免疫。基于节点连接的不均匀性提出的目标免疫被认为是最好的免疫策略。已知邻居节点的度数，在不均匀网络中提出了局域搜索免疫。与目标免疫策略相比，该策略可以通过免疫相等或较少的节点来消灭病毒。实验使用SIS病毒传播模型在ER随机网络、BA无标度网络和两种实际网络中测试了局域探索免疫策略，它的免疫性能随着聚类系数的增加而增加。

基于P2P网络的动态模糊综合信任模型

饶屾王勇

2011, 31(01): 139-142.

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针对现有的P2P网络信任模型在聚合节点信任值时对节点行为的差异性与动态性考虑不足，提出了一种动态的模糊综合信任模型——DFCTrust，即在静态模糊综合评价的基础上加入时间衰减因子及波动惩罚因子。首先，该模型通过静态模糊综合评价的方法来计算每次交易的满意度得分，由于在计算过程中加入了交易上下文的评价因素，所以可以很好地避免恶意节点在小交易上诚信在大交易上欺骗的恶意行为；其次，在综合计算节点信任度时，引入了时间衰减因子和波动惩罚因子，这样不仅可以避免与不活跃节点交易所造成的失败，而且还可以有效地抵御节点采用周期性振荡欺骗的恶意行为。仿真实验表明，DFCTrust具有更好的动态适应能力，能够有效地处理动态恶意节点策略性的行为改变，从而提高交易的成功率。

引入加入树的贡献型组密钥更新方案

曹震寰李黎顾小卓车彦刚

2011, 31(01): 143-146.

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在大规模动态群组中，一个高效的能实时更新的组密钥管理算法是提供组通信内容保护的前提。提出了一种基于加入树的分布式组播密钥管理方案JDH。首先给出了一个包含主树和加入树的新型树形结构。其次，为了降低成员加入时的时间复杂度，给出了一种新的加入算法。最后，根据最优化方法选取了最优的加入树的大小。理论分析和仿真表明，JDH将成员加入时密钥更新的时间复杂度降低为O(1)。

基于声誉的P2P信任系统

李健利高勇霍光磊刘博

2011, 31(01): 147-150.

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针对增强型声誉系统中资源访问的“热点”问题，提出一种实现资源均衡访问机制的P2P声誉系统，并加入自动信任协商来改善该系统的信任推理机制，提高该系统的协商效率。仿真结果表明使用P2P声誉系统解决了节点间提供服务的瓶颈问题，资源请求节点和资源提供节点间交互成功率显著提高。

基于改进量化约束集的压缩视频超分辨率重建算法

曾强宇何小海陈为龙

2011, 31(01): 151-153.

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摘要：超分辨率技术是使用低分辨率图像序列来重建高分辨率图像的技术。在压缩视频的超分辨率重建中，量化约束集(QCS)作为编码模型的先验信息被广泛采用。根据窄量化约束集(NQCS)理论，利用量化误差的统计特性，提出了一种改进量化约束集(AQCS)。根据DCT变换后块边界特性，提出了平滑约束集。实验结果表明，提出的基于改进量化约束集的压缩视频超分辨率重建算法较传统的量化约束集，在峰值信噪比(PSNR)和主观图像质量上有不同程度的提高。

有序抖动半调图像压缩算法

刘欣耿烨李智杰

2011, 31(01): 154-155.

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结合有序抖动半调图像特性，针对原有矢量量化初始码书算法存在非典型码字、运算量大和空间分布不均匀等欠缺，提出一种能在训练集中均匀分布的初始码书生成方法，应用到LBG算法中，并结合无损压缩方法，进行二次压缩。实验表明，本方法压缩比高、实现简单，且解码后图像视觉效果得到明显改善。

彩色图像渐变的插值方法

李璐王鑫

2011, 31(01): 156-158.

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针对目前图像渐变算法只考虑两个彩色图像之间的渐变并且没有考虑三个颜色分量内在相关性的问题,在二元混合向量有理插值的基础上，提出了一种非线性的多幅彩色图像渐变的新方法。首先将多幅图像中每个像素的RGB三原色看做是平面域上的向量，利用二元Newton-Thiele型向量连分式建立有理插值曲面，再对此插值曲面进行重采样，得到一系列的渐变中间图像。实验结果表明,该算法在保持图像特征和过渡图像的可视性方面均优于其他算法。

互补柱面全景图像对的差异分析及其配准

张鹏飞张茂军王炜陈立栋熊志辉

2011, 31(01): 159-162.

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在引入互补折反射全景装置结构基础上，对内外环互补折反射柱面全景图像对应点存在差异的原因进行了详细分析。针对两幅图像间对应点坐标差异，研究了用Harris角点配准方法寻找配准变换模型的方案，以解决互补折反射柱面全景图像对的配准问题。实验分别给出了使用仿射、投影、多项式变换模型的配准结果及精度，表明三次多项式模型具有更好的适用性。

彩色图像对自适应匹配算法

刘效勇李大海王琼华刘曦漆小平

2011, 31(01): 163-166.

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提出了两种方法来提高图像匹配的精度。一种方法是改变自适应匹配窗口的选择方法，与原来的矩形窗口相比较，提出的窗口选取方法能在低纹理区域得到包含有效信息量更多、更接近实际边界的窗口。此外，通过降低边界点相似度在计算过程中的权重来降低边界点影响力，使得视差不连续区域的匹配精度得到提高。算法采用了Middlebury网站上提供的四幅立体图像对Tsukuba、Venus、Teddy和Cones分别进行实验验证。实验表明文中提出的两种方法对四幅图像的匹配精度均有所提高。

基于NCCSS的快速多波段图像配准算法

汪炜王伟濮运辰

2011, 31(01): 167-169.

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归一化互相关（NCC）方法是图像配准中使用非常广泛的方法，经典的NCC方法是基于空间域的，适用于单波段图像配准。但在实际应用中，往往要对多波段图像进行配准，此时NCC方法很可能无法获得正确的结果。最近有学者提出了归一化空间频谱互相关（NSSCC）方法，该方法可将多波段图像中不同波段的信息应用到图像配准中，与经典的NCC方法相比能够有效地提升配准的有效性。然而，如果图像所含波段较多且尺寸较大，NSSCC方法需要很大的计算量。结合标准的NCC快速算法，可以对NSSCC方法作进一步的改进，仿真实验验证了改进的方法用于多波段图像配准时的快速性和有效性。

无人机图像拼接算法综述

狄颖辰陈云坪陈莹莹陈彦

2011, 31(01): 170-174.

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无人机图像拼接是一个日益受到关注的研究领域，已经成为了照相绘图学、计算机图形学等研究的热点。首先给出了无人机图像拼接的一般步骤，重点归纳了三种特色鲜明的配准算法，然后简单阐述了图像融合的步骤和算法，最后通过归纳分析选定了适合无人机图像拼接的算法，并且展望了该领域的前景。

基于图像分割的立体匹配算法

颜轲万国伟李思昆

2011, 31(01): 175-178.

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基于马尔可夫随机场（MRF）的立体匹配算法利用MRF模型来对匹配取值进行连续性约束。然而，MRF模型是产生式模型，图像自身特征难以得到准确描述。提出了一种基于图像分割的立体匹配算法SGC。SGC算法预先对图像进行分割，基于图像分割信息建立立体匹配的MRF模型，从而连续性（平滑）约束可以保留视差图中分割的边缘信息；并针对图像的深度连续性约束，定义了一个反映图像自身特征的新能量函数，应用于图割算法，提高了视差计算精度。实验结果表明，与以往算法相比，SGC算法更准确地反映了图像中深度信息，避免了平滑约束所引入的误差，有效提高了视差计算精度。

高斯拟合亚像素边缘检测算法

尚雅层陈静田军委

2011, 31(01): 179-181.

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针对传统边缘检测算法的定位精度低、对噪声敏感等缺点，提出基于函数曲线拟合的亚像素边缘检测算法——梯度方向高斯曲线拟合亚像素定位算法。该方法首先在边缘附近选取一系列点，求得这些点的灰度值，进而求得这些点的梯度值，然后运用高斯曲线来对这些点的梯度值进行拟合，最后通过拟合曲线求得高斯曲线的对称轴位置即为亚像素位置。实验表明该算法能够很好地实现亚像素定位，通过与其他两种亚像素定位算法的比较，得出该算法运行时间较短，效率较高。

结合小波系数的Normalized Cut分割算法

黄颖杨光琼

2011, 31(01): 182-183.

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为了提高normalized cut分割算法的准确率，结合小波系数调整图像的亲和矩阵。首先采用小波系数计算图像的边缘信息，然后使用边缘信息对原始图像构造一个图，求取图的拉普拉斯矩阵的前K个特征值，并对第二个特征值对应的特征向量进行分类，得到最终的分割结果。使用一些自然图像进行了验证，结果证明新方法能提取目标更为细致的细节，保留更多有用的信息。

云计算环境下基于改进遗传算法的任务调度算法

李建锋彭舰

2011, 31(01): 184-186.

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在云计算中面对的用户群是庞大的，要处理的任务量与数据量也是十分巨大的。如何对任务进行高效的调度成为云计算中所要解决的重要问题。针对云计算的编程模型框架，提出了一种具有双适应度的遗传算法（DFGA），通过此算法不但能找到总任务完成时间较短的调度结果，而且此调度结果的任务平均完成时间也较短。通过仿真实验将此算法与自适应遗传算法（AGA）进行比较，实验结果表明，此算法优于自适应遗传算法，是一种云计算环境下有效的任务调度算法。

基于P2P的视频点播系统的存储设计

沈时军李三立

2011, 31(01): 187-189.

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在对真实VoD/P2P系统的存储过程进行模块划分的基础上：在客户端，提出了一种通用的存储算法模型VSVR，它可以归纳目前绝大多数的存储策略并可能推导出新的设计；在服务器端，给出了存储调度的主要目标与基本原理。其工作可作为VoD/P2P系统存储设计的重要参考。

基于图着色的P2P流媒体数据调度算法

鲍荣真蔡明

2011, 31(01): 190-193.

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为了提高P2P流媒体的传输性能，提出一种基于图着色的数据调度算法。算法规定加入系统的每个节点和数据块都被分配某种颜色，请求节点优先获取相同颜色的数据块。根据数据稀有性、紧急性、新鲜性定义数据块优先级别，同时评估伙伴节点数据提供能力，以选择恰当的数据提供者。该算法能有效平衡节点负载，合理利用系统带宽，使数据分布更均匀，提高了系统传输性能。仿真实验表明，算法在数据填充率、启动延迟、数据到达率等重要指标上都优于传统数据调度算法。

无线传感器网络中基于最小跳数路由的节点休眠算法

任智王青明郭晓金

2011, 31(01): 194-197.

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结合无线传感器网络中的最小跳数路由协议，根据功能的不同将传感器节点分为只进行数据采集的终端节点和既进行数据采集又要转发数据的中间节点两类；提出一种节点休眠算法，对前述两种节点采取不同的休眠/唤醒策略以降低能耗。理论分析和仿真结果表明：所提节点休眠算法节约了节点能量，延长了无线传感器网络的寿命。

自适应门限的异构无线网络预切换机制

曾锐畦方旭明祝建建

2011, 31(01): 198-201.

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以无线局域网（WLAN）和WiMAX网络融合构成的异构网络为研究对象，研究了多模移动终端基于FMIPv6机制完成异构无线网络之间垂直切换的操作流程。针对垂直切换过程中使用固定门限值预切换机制存在的不足，提出了一种自适应门限预切换机制，并详细分析了垂直切换过程中目标网络接入时延，从而为所提出的自适应门限值预切换机制提供了理论依据。在仿真部分，扩充了NS2仿真平台上已有的功能模块，从而验证了所提出的自适应门限预切换机制的性能。

能量高效的无线传感器网络可靠转发协议

李玉凯白焰高喜奎郑源滨王仁书

2011, 31(01): 202-207.

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为了在链路质量不可靠的无线传感器网络(WSN)中提高数据传输的能效，提出一种基于模糊综合评判的WSN可靠转发协议FiaRD。FiaRD利用WSN节点部署稠密的特点和无线信道的广播特性，使传输路径上相互邻近的节点自发组织成多跳簇，进而通过各个簇成员间的协作转发来提高数据传输的可靠性和能效。每跳簇是通过分布式“模糊综合评判”与“回退竞争”相结合的机制动态选出的，此机制在对多个候选簇进行综合评判的基础上，能从中筛选出少数较优的来参与下一跳的竞争，从而降低簇间的碰撞概率，提高转发效率。仿真结果表明，FiaRD在保证可靠传输的同时，具有较低的传输能耗。

多速率无线Mesh网络环境下功率控制与调度机制——PSMR

李威煌吕品陈颖文徐明

2011, 31(01): 208-211.

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传输功率控制（TPC）技术是提高无线网络性能的关键技术之一。针对无线Mesh网络（WMN）的特点，提出了一种在多速率WMN环境下功率控制与调度机制（PSMR），该机制以系统的吞吐率和公平性为目标，利用冲突图思想对网络进行分析，建立了多目标规划的数学模型，并采用微分进化算法对其进行求解。模拟测试表明，PSMR能有效提高系统吞吐率，改善系统的公平性。

改进的基于最大似然的快速拓扑估计方法

王育红费高雷胡光岷

2011, 31(01): 212-214.

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基于最大似然的网络拓扑估计方法能够获得全局最优的估计结果，优于一般局部最优化和节点对融合方法，但在网络规模较大时存在计算复杂度较高的缺点。首先证明了网络拓扑估计似然函数是单峰的（即只有一个极值）且峰值为最大值；然后利用单峰特征，改进了现有基于最大似然的拓扑估计方法，在最大似然树搜索过程中无需返回到似然值小的状态，降低了计算复杂度。最后，Matlab和ns-2仿真结果证明在不降低拓扑估计准确率的情况下，改进的算法将计算复杂度减少了30%~46%.

VoWLAN中基于TDMA的QoS机制的研究

吴燕玲张丽娟潘玉茹

2011, 31(01): 215-218.

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针对无线局域网语音应用缺乏可靠服务质量的情况，提出了一种基于时分多址接入的服务质量新机制。该机制采用了IEEE802.15.3无线个域网的中心调度方式，使用时分多址接入机制控制节点接入信道。并在平均接入时延、时延抖动和分组丢失率三方面对IEEE802.11b、IEEE802.11e和新方案三者的性能进行了对比。仿真结果表明，IEEE802.11b性能最差，新机制的性能在平均接入时延和分组丢失率方面比IEEE802.11e分别改善了20%和50%左右。

基于总线环混合结构的可靠组播协议

许建真张倩商锦波

2011, 31(01): 219-221.

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在分析现有可靠组播协议中网络开销与网络扩展性的冲突问题后,提出了一种基于总线环型混合拓扑结构的可靠组播协议BRMP(Bus-ring Reliable Multicast Protocol), 并从体系结构、覆盖网的建立、可靠性等多个方面对BRMP进行分析，叙述了该可靠组播协议的实现原理以及实现机制。仿真实验结果表明，基于NACK的BRMP协议减少了发送端的网络开销并且具有良好的可扩展性。

混合光交换网络中不确定业务下的优化路由方案

张景芳王晟徐世中

2011, 31(01): 222-224.

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在结合了OCS和OBS优点的混合光交换网络背景下，提出了一种业务矩阵不确定的情况下的优化路由方案。在给定的波长数目下，该方案首先给OBS预留若干个波长；然后构建OCS虚拓扑；最后利用预留的波长，采用优化方法得到OBS路由。以最小化丢包率作为优化网络性能指标。仿真结果表明，在给定波长数目的情况下，与最短路由相比，采用优化路由能有效地减少整个网络的丢包率；同时，为了描述业务矩阵的不确定性，引入了不确定因子。随着不确定因子的减小，优化路由下整个网络的丢包率就越小。

基于地理位置的Ad Hoc路由协议

林彦汝周继鹏

2011, 31(01): 225-228.

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Ad Hoc网络中基于地理位置信息的路由面临一个贪婪转发策略失败的本地最小问题，提出了一种基于地理位置信息的Ad hoc路由协议GAR。在GAR协议中，根据节点拓扑变化，划分路由范围，进一步缩小了路由范围，提出了利用斜率转发策略克服了路由算法解决本地最小问题所带来的复杂性。在GAR协议的基础上进一步改进，提出了GALMR协议，该协议通过标记节点发现过程，减少路由跳数，提高算法的执行效率。理论分析和实验结果显示GALMR算法具有较高的数据分组抵达率和较低的平均端到端延迟。

多用户数字波束形成中的目标辨识方法

曾浩郑芳袁昂飞黄天聪

2011, 31(01): 229-231.

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传统波束形成中，虽然可以通过波达方向(DOA)估计得到期望信号和干扰信号的空间信息，但并不能对二者进行区分。根据移动通信CDMA系统中多用户检测的原理，在用户发送端给不同期望用户分配不同的伪随机码作为标识码，接收端通过相关检测可以很好地区分不同期望信号和干扰信号。仿真结果表明了该方法能保持辨识系统低的虚警概率和漏警概率，准确辨识出特定期望用户的方向。

OFDM系统中减小ICI的分组共轭法研究

惠晓威陈雷胡廷星

2011, 31(01): 232-234.

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以无线移动环境下的OFDM系统为研究对象，围绕载波间干扰（ICI）的消除进行研究。虽然一些传统的ICI消除算法能够达到一定的消除效果，但是还存在着精确性不足，缺少必要的数学分析等缺点。对比之前的ICI自消除算法, 改进了系统模型，提出了一个新的有频率偏移误码率分析方法和降低OFDM数字通信系统中载波间干扰的方法,即分组共轭消除算法。还分析了其得以实现的数学方法，仿真分析的结果展示了这种方法与其他方法的比特误码率（BER）性能对比。

基于混沌扩频的多用户应急通信系统模型设计与仿真分析

焦方源

2011, 31(01): 235-238.

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针对应急通信中信道噪声干扰严重影响通信质量的实际问题，研究了应急通信系统信道噪声干扰的来源与本质特征，提出了应急通信信道模型；论述了混沌扩频应急通信系统干扰噪声抑制原理，设计了多用户混沌扩频应急通信系统仿真模型，并结合典型信道干扰噪声环境对其BER进行了仿真与分析。仿真实验结果表明，基于混沌扩频的应急通信系统能够有效抑制强噪声干扰，显著改善应急通信系统误码性能。

基于Bi-Laplacian润饰图像的盲鉴别算法

李晓飞申铉京陈海鹏

2011, 31(01): 239-242.

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图像润饰是一种广泛应用的图像篡改手段。为了对润饰的图像实施盲检测，提出了一种图像盲鉴别算法。该算法首先查找图像中每个分块并把其插入到KD树中，搜索到值相同或最近的粗略匹配块，然后使用位置向量的分层聚类法群集块对消除杂散配对，最后应用7-tap拉普拉斯过滤器并统计可疑块的零连通分量来消除误报，从而定位出精确的润饰篡改区域。实验表明,该方法能有效精确地识别出修复刷对非压缩图像和高品质压缩图像等一类图像的润饰篡改技术的使用。当应用到压缩级别较高的图像时，如果润饰的区域足够大，依然会获得准确的结果。

基于正负模糊规则的相结合的图像分类

吴军王士同

2011, 31(01): 243-246.

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由于传统的图像分类只是利用正模糊规则对图像分类，忽略了负模糊规则在图像分类中的作用。据此本文提出用正负模糊规则的相结的方法对图像进行分类，注重将负模糊规则和传统的正模糊分类规则有效结合。实验表明，该方法有较高的准确率，获得了更好的效果。

改进的线性局部切空间排列算法

李文华

2011, 31(01): 247-249.

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线性局部切空间排列算法（LLTSA）是一种能很好的适用于识别问题的非线性降维方法，但LLTSA仅仅关注了数据的局部几何结构，而没有体现数据的整体信息。本文提出了一种基于主成分分析（PCA）改进的线性局部切空间排列算法（P-LLTSA），该算法在Linear-LTSA的基础上，考虑了样本的全局结构，进而得到更好的降维效果。在经典的三维流形和在MNIST图像库手写体识别的实验中，识别率较PCA、LPP，LLTSA有明显提高，证实了该算法在识别问题中的有效性。

改进的线性判别分析算法

刘忠宝王士同

2011, 31(01): 250-253.

摘要 ( )

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线性判别分析是一种有效的特征提取方法，但其存在两个缺陷：小样本问题和秩限制问题。为了解决上述问题，提出一种改进的线性判别分析算法ILDA。该方法引进类间离散度标量和类内离散度标量，通过求解样本各维的权值达到特征提取的目的。若干标准人脸数据集和人工数据集上的实验表明ILDA在特征提取方面的有效性。

窗宽自适应Mean-Shift跟踪算法

白向峰李艾华李喜来蔡艳平

2011, 31(01): 254-257.

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针对固定窗宽Mean-Shift算法在目标运动速度过快或尺度发生明显变化时可能导致跟踪失败的问题，提出一种窗宽自适应的Mean-Shift跟踪算法。该方法基于均值漂移矢量预测跟踪窗口中心位置，同时自动调整跟踪窗口大小，保证目标始终处于跟踪窗口内部，使算法得以准确定位目标；在确定空间位置后，利用基于Bhattacharyya系数的二分法自动选取窗口缩放比例，得到与目标尺度一致的跟踪窗口。实验结果证明，该方法能很好地定位目标的空间位置和尺度。

基于运动目标检测的视频水印算法研究

陈希周萍

2011, 31(01): 258-259.

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摘要：为了提高视频水印的鲁棒性，提出一种基于运动目标检测技术的算法。通过相邻帧差法提取并标记视频图像序列中的运动目标，并采用图像局部奇异值分解(SVD)算法，实现水印的嵌入和盲提取过程。在仿真实验中，通过计算水印嵌入后图像的峰值信噪比，证明该水印算法具有很好的不可见性和隐蔽性；并使用strimark软件对嵌入水印后图像进行几何攻击，分析水印图像的相关系数，验证本算法具有很好的鲁棒性。

最大类间方差算法在运动检测系统中的应用

江亲瑜李平孙兰

2011, 31(01): 260-262.

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在运动检测系统中，快速有效的图像分割是必不可少的一个环节。最大类间方差法是一种常用而有效的图像分割算法，并已在许多实时系统中采用。为满足系统对实时性的要求，采用Altera公司的Cyclone II 系列的FPGA实现最大类间方差算法。采用Verilog语言对算法实现建模，并在Quartus Ⅱ平台进行了仿真验证。实验结果表明，该设计能够快速有效的得到阈值，并能有效保护模糊目标的作用。

河道监控视频的运动对象分割算法

叶利华殷海明魏远旺

2011, 31(01): 263-265.

摘要 ( )

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针对内河航道监控视频的特点，提出一种基于背景差法的对象分割算法。首先在HSI颜色空间里利用像素的色调和亮度对其进行归类；然后利用基于块处理的方法确定背景像素，并在背景缓慢变化和急速变化时，采用定时和实时的背景重构方法进行背景更新；最后利用背景差提取运动对象。

交通标识牌字符提取算法

王振魏志强

2011, 31(01): 266-269.

摘要 ( )

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为解决智能交通系统中道路标志牌字符提取问题，提出了一种快速的基于颜色与笔画的新算法。首先采用主元分析方法提取标志牌颜色特征并进行定位，然后对确认后的标志牌区域进行仿射处理，获得容易进行文字提取的图像。最后根据形态学的top hat、skeleton算子以及区域生长等算法得出道路标志牌字符清晰的二值化图像，送OCR软件识别。实验结果显示该算法具有很强的准确性和鲁棒性。

LDPC码的不等差错保护策略在SVC中的应用

任通华李晓峰谢仕云刘赛思徐进

2011, 31(01): 270-272.

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在分析信源信道联合编码的基础上，提出了一种使用LDPC码对SVC比特流进行不等差错保护的策略，能够使端到端的视频序列失真最小化。该不等差错保护策略根据各帧对重建图像的贡献量大小为其进行合理的比特分配，并对每一帧的各质量层实施最佳的非均衡差错保护。实验结果表明，与基于拉格朗日的优化方法相比，该方法更为简单，重建视频的峰值信噪比（PSNR）性能也有明显改进。

空间克里金插值的时空扩展与实现

徐爱萍胡力舒红

2011, 31(01): 273-276.

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空间克里金插值常用来补充采样点不足的问题，当数据分布与时间和空间都有关系时，面向空间的方法直接应用到时空过程可能导致有价值信息在时间维的丢失，由此导致了时空克里金插值的研究。研究的目标是将空间插值模型扩展到时空领域并实现时空变异函数、时空插值和时空交叉验证。其方法是首先获得最佳变异函数模型和时空下的有效基台值、块金值与变程，然后实现时空克里金插值的扩展，最后通过时空交叉验证去验证扩展的时空克里金插值方法的有效性。验证结果表明,扩展的时空方法能为随机领域以一定的精度提供较多的信息，为不同时空环境下的预测或插值提供了一个有效的途径。

基于扩展UML活动图的工作流异常处理过程

谢益武谢益武

2011, 31(01): 277-280.

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基于XML的安全苛求系统测试脚本生成研究

何欢徐中伟喻钢杨世玉

2011, 31(01): 281-285.

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针对安全苛求系统（SCS）自动化测试中测试脚本规模大、结构复杂、难维护的特点，提出一种基于XML的测试脚本自动生成方法。将XML作为测试脚本语言，使用SED模式设计SCS测试场景，采用FSM对SCS运营场景建模，设计一系列转换生成算法自动生成XML测试脚本，实现了SCS测试脚本自动化生成和验证，并成功应用到高速铁路CTCS-2级列车运行控制系统仿真测试中。

双足机器人步行模式的在线全身修正

胡金东

2011, 31(01): 286-288.

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提出一种双足机器人步行的在线全身修正方法。根据机器人简化动力学模型规划机器人步行模式。在真实环境中，双足机器人在跟踪预先规划的步行模式时目标值和实际运动状态之间会产生误差。为了减少抑制误差，采用机器人质心补偿，对其全身关节在线修正，以保证行走稳定性。机器人AFU-09的双足步行实验证明了该方法的有效性。

基于粒子约束的布料实时模拟

陆忠华陈定方

2011, 31(01): 289-292.

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采用修改的质点—弹簧模型对布料进行了物理模拟。弹簧不产生粒子间的内力,而是提供粒子间的相关约束。根据这些约束,在满足物理模型的相关条件下不断地调整粒子的位置,实现布料的实时模拟；利用空间哈希表，实现布料的自身碰撞检测；使用Nvidia显卡的统一计算架构(CUDA)技术,对布料模拟进行了硬件加速,使布料模拟的帧速得到了数十倍的提高。

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