当期目录

    2011年 第31卷 第06期 刊出日期:2011-06-01
    网络与通信
    KD60集群消息传递接口群集通信算法优化
    郑启龙 汪睿 周寰
    2011, 31(06):  1453-1457.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01453
    摘要 ( )   PDF (840KB) ( )  
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    大规模集群已经发展到多核的时代,多核架构对并行计算提出了新的要求。消息传递接口(MPI)是最常用的并行编程模型,而群集通信又是MPI中的重要组成部分。研究高效的群集通信算法对并行计算效率的提升有着重要的作用。KD60平台是采用首款国产多核芯片——龙芯3号搭建的国产万亿次多核集群。首先分析了KD60平台多核集群的体系特征以及多核架构下通信具有的层次性特征;然后分析原有群集通信算法实现原理及其不足;最后以广播为例,在原有算法基础上,采用一种基于片上多核(CMP)架构改进算法,改变原有算法通信模式,同时结合实验平台KD60体系特征,对算法做了体系相关优化。实验结果表明,改进算法能够很好地利用多核结构的特点,提高了群集通信广播算法的性能。
    基于优先级的服务区分和速率控制策略
    刘洪涛 程良伦
    2011, 31(06):  1458-1460.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01458
    摘要 ( )   PDF (478KB) ( )  
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    针对中高速无线传感器网络中不同种类的网络流量对服务质量的需求,提出一种基于优先级的服务区分和速率控制策略。该策略对实时性和可靠性要求强的流量赋予高优先级以进行服务区分;并利用ε因子计算节点的速率差,逐跳地调整其上游节点的发送速率。仿真结果表明,所提出的策略能够保证高优先级实时流量具有高吞吐量和低延迟,并保持网络吞吐量的稳定。
    基于Q学习的异构网络选择新算法
    赵彦清 朱琦
    2011, 31(06):  1461-1464.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01461
    摘要 ( )   PDF (811KB) ( )  
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    针对异构网络中的多样业务需求,并且为了能够适应网络环境的动态变化,为每一个会话选择一个最合适的网络为其服务同时实现网络负载的均衡,以HSDPA和WiMax构成的异构网络为背景,基于Q学习算法,提出了一种异构网络环境下无线接入网络选择的新算法。该算法在进行网络选择时不仅考虑到网络的负载情况,还充分考虑了发起会话的业务属性、终端的移动性以及终端在网络中所处位置的不同。仿真结果表明该算法降低了系统阻塞率,提高了频谱效用,实现了网络选择的自主性。
    能量负载均衡的无线传感网分组成簇协议
    邓亚平 陈峥
    2011, 31(06):  1465-1468.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01465
    摘要 ( )   PDF (626KB) ( )  
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    针对无线传感网(WSN)中分簇路由协议在簇首分布及节点能耗不均问题,提出了一种节点能量负载均衡的分组成簇算法。根据节点能量分组,并随着节点能量的减少动态调整分组个数,组内根据能量重心进行簇首选举,利用簇首轮转和簇间多跳路由进一步均衡节点能耗。仿真结果表明,该算法有效实现了负载均衡,并显著延长了网络的稳定期。
    层次移动IPv6宏切换的优化方案
    李向丽 孙晓林 高艳红 王伟锋 刘大伟
    2011, 31(06):  1469-1471.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01469
    摘要 ( )   PDF (493KB) ( )  
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    针对层次移动IPv6宏切换中丢包率高、切换延迟大的问题,提出一种将隧道机制应用于层次移动IPv6的优化方案(TBFMH)。TBFMH根据切换信息提前获得转交地址,进行重复地址检测,并在建立隧道的同时完成本地绑定更新。仿真实验表明,TBFMH比层次移动IPv6至少减少50%的切换延迟,同时降低了丢包率,有效提高了移动节点进行宏切换的性能。
    拥塞窗口自适应的TCP拥塞避免算法
    刘俊
    2011, 31(06):  1472-1475.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01472
    摘要 ( )   PDF (554KB) ( )  
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    针对TCP Reno拥塞避免阶段拥塞窗口增长不够平滑的缺陷,在研究分析TCP Reno拥塞控制算法的基础上,提出一种基于拥塞窗口自适应调整增长因子的拥塞避免新算法——在拥塞避免阶段采用压缩特性的对数增长因子函数。在网络情况良好阶段,该因子增长速率大,以充分利用网络资源;而在逼近网络拥塞阶段,该因子以较小的速率增长,以避免过激的拥塞丢包。数学分析说明了新算法的可行性,并通过NS仿真对其吞吐量、公平性、友好性进行评估。仿真结果表明该改进的TCP拥塞避免算法的有效性。
    IEEE 1588v2基于透明时钟的误差分析与修正
    张鹤鸣 杨斌
    2011, 31(06):  1476-1479.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01476
    摘要 ( )   PDF (640KB) ( )  
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    针对时间同步过程中出现积聚性错误,导致同步精度降低的问题,通过对误差来源和透明时钟工作原理的分析,结合IEEE 1588v2时间同步协议的延时请求应答机制和对等延时机制,归纳了一整套基于透明时钟的频率补偿和误差修正方法。测试结果表明,经过频率和相位的双重调节,主从时钟的同步精度可以达到亚微秒级别,完全满足高精度同步系统的要求。
    基于Agent的协作频谱感知算法
    叶青松 惠晓威
    2011, 31(06):  1480-1482.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01480
    摘要 ( )  
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    为了提高认知无线电频谱感知技术的性能, 提出一种新的基于Agent的协作频谱感知算法。该算法在本地检测中使用多门限能量检测,同时将认知节点估计的信噪比的值发送到Agent控制中心,在控制中心根据每一个认知节点发送的信噪比的值和该节点与发射机的距离进行权衡,选取可靠性和有效性较高的认知节点参与判决融合。仿真结果表明,该算法能够很好地提高认知无线电网络的协作频谱感知能力,同时在一定程度上减少了原有协作感知算法中参与感知节点的数目。
    计算机软件技术
    基于指令流的嵌入式系统非预期行为检测方法
    苏永新 段斌
    2011, 31(06):  1483-1486.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01483
    摘要 ( )   PDF (626KB) ( )  
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    针对嵌入式系统安全检测具有独立性、快速性、不干涉应用软件的需求,提出了一种嵌入式系统软件非预期行为检测方法。该方法的主要特点是检测系统独立于嵌入式系统,与之并行运行;通过嵌入式系统执行的指令与源程序预期的指令逐条比对,检出嵌入式系统任何不符合源程序的行为;借助哈希运算屏蔽被检系统指令集多样性引入的复杂性,使检测系统对各种指令集的嵌入式系统具有普遍适用性。实验结果表明,该方法具备检出嵌入式系统执行的代码与源代码间比特偏差的能力,从而能检出最小粒度的计划外代码的执行;在不计保护现场指令片段对非中断服务程序的影响时,检测时延不超过6个时钟周期。
    针对构件测试本体的语义相似度计算方法
    韩仙玉 姜瑛
    2011, 31(06):  1487-1490.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01487
    摘要 ( )   PDF (730KB) ( )  
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    为了提高构件测试信息的检索效率,针对现有本体语义相似度计算方法作用于构件测试本体时容易出现漏检的问题,提出一种结合本体概念和属性的综合语义相似度计算方法。该方法首先结合概念的结构、层次、子代节点个数和祖先节点个数等因素计算概念相似度;然后,结合属性的概念相似度和数据类型相似度计算属性相似度;最后,综合概念相似度和属性相似度计算本体的语义相似度。实验表明该方法可以有效应用于构件测试领域及其他领域的信息检索。
    OWL-S模型转化为重写逻辑模型的方法
    沈雅芬 黄宁 彭永义
    2011, 31(06):  1491-1494.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01491
    摘要 ( )   PDF (611KB) ( )  
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    OWL-S模型在基于服务的软件设计中具有重要作用,但由于其非完全形式化的模型,不能直接对其进行形式化分析与验证。基于OWL-S模型的重写逻辑语义框架,通过对数据类型、表达式、控制结构与Process的转换,设计并实现了OWL-S模型到重写逻辑模型的自动转化工具,为能够在软件实现前为设计模型的形式化分析与验证,以及可靠性分析提供基础。
    软件测试设计重要度的决策分析
    王强 纪晓青
    2011, 31(06):  1495-1497.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01495
    摘要 ( )   PDF (462KB) ( )  
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    针对软件测试设计策略优化问题,提出一种基于测试重要度的测试设计决策分析算法。该方法依据测试有效性原则,采用层次分析理论,通过定量和定性相结合的方法,解决软件测试过程中测试重要度比较和分析问题,完成对软件测试设计工作的重点或优先级的决策分析,优化测试设计策略,进而合理地分配测试资源,有效发现软件存在的缺陷,提高软件测试的效率。
    基于文件过滤驱动的移动存储控制方法
    曹成龙 傅德胜 曹凤艳
    2011, 31(06):  1498-1501.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01498
    摘要 ( )   PDF (568KB) ( )  
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    针对移动存储在内网中的安全使用问题,提出了基于文件过滤驱动的移动存储访问控制方法。该方法通过识别移动存储设备生成的多个卷和每个卷的唯一标识,并结合每个卷的访问权限,实时进行控制;通过监控进程的执行,防范和查杀卷中存储的病毒木马。该方法有效地控制了移动存储设备的使用,增强了移动存储设备使用过程中的安全性。
    信息安全
    基于混沌映射的自适应图像加密算法
    邓绍江 黄桂超 陈志建 肖潇
    2011, 31(06):  1502-1504.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01502
    摘要 ( )   PDF (617KB) ( )  
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    为了提高图像加密算法的鲁棒性,提出了一种新的自适应图像加密算法。首先,把任意大小的灰度或彩色图像分成2×2子块;然后,用左上角子块的像素灰度值和Chebyshev混沌映射构造与右上角子块等大的矩阵,用该矩阵对右上角子块进行像素灰度值替换;最后,按顺时针对每个子块进行加密,直到左上角子块加密完毕。该算法不依赖于图像的大小,而且适用于灰度图像和彩色图像,因而有很强的鲁棒性。同时灰度值扩散机制的引入使得该算法具有良好的扩散性和扰乱性。
    基于神经网络分类的图像水印算法
    邵晓根 孙天凯 丁宾 王兴元
    2011, 31(06):  1505-1507.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01505
    摘要 ( )   PDF (517KB) ( )  
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    将人工神经网络(ANN)、广义猫映射及概率统计等知识相结合构造了一种图像空间域水印算法。采用神经网络作为载体图像的纹理分类器,突出原始图像的纹理区。使用广义猫映射对水印进行置乱预处理,提高了水印信息的安全性。水印嵌入时采用最小化像素改变的优化策略,提取时应用概率统计等知识较好地实现了水印信息不可见性和鲁棒性的统一。实验结果表明,该方法能有效地抵抗剪切攻击、噪声攻击、最低有效位(LSB)攻击、滤波攻击等。
    基于压缩传感的视频水印算法
    周燕 曾凡智
    2011, 31(06):  1508-1511.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01508
    摘要 ( )   PDF (587KB) ( )  
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    针对压缩域视频流的完整性认证问题,提出了一种基于压缩传感(CS)的视频水印算法。以H.264压缩视频流为研究对象,通过对视频序列的I帧进行压缩传感随机投影,得到少量的测量值,经过量化和置换加密,最后以水印的方式嵌入到P帧具有最大运动矢量幅值的宏块中。认证时,从含水印视频序列的P帧提取水印,并对I帧进行相同的压缩传感随机投影,通过比较测量值的差异,实现对视频的完整性认证。仿真结果表明,该算法具有较好的视频质量,对码率的影响较小,对帧删除、帧插入、重压缩等攻击具有较强的鲁棒性。
    抵御污染攻击的双源网络编码签名算法
    牛淑芬 王彩芬 刘雪艳
    2011, 31(06):  1512-1514.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01512
    摘要 ( )   PDF (534KB) ( )  
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    网络编码易遭受污染攻击的破坏,而传统的签名技术不能适用于多源网络编码。基于一种离散对数问题安全的向量哈希函数,提出一种有效抵御污染攻击的双源线性网络编码签名算法,方案中每个源节点用自己的私钥对文件签名,中间节点可用向量的合并算法线性组合来自不同源的消息,且中间(信宿)节点仅用公钥就可验证收到的签名。方案的安全性依赖于Co-Diffie、Hellman问题,并在随机预言模型下,证明能够抵抗信源节点和中间节点的攻击。
    基于本体的Web服务攻击检测技术研究
    陈军 吴礼发 胥光辉 贺正求 黄康宇
    2011, 31(06):  1515-1520.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01515
    摘要 ( )   PDF (972KB) ( )  
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    Web服务在给基于异构平台的应用集成带来极大便利的同时,各核心组件也面临着被恶意攻击的威胁。目前,主要依靠入侵检测系统(IDS)来检测这些攻击,但是分布在网络中的IDS往往是由不同的厂商或组织开发的,没有用于交换知识的可被共同理解的词汇集,难以交互和协作,工作效率低且很难抵御多层次、分布式攻击。提出了一种基于本体和Web本体标准语言(OWL)的Web服务攻击分类和描述方法,通过构建Web服务攻击本体以提供不同IDS共同理解的词汇集。在此基础上,设计了一种基于Web服务攻击本体库的入侵检测系统(O-IDS),能有效弥补现有IDS难以交互的不足,提高对多层次、分布式攻击的检测能力。
    应用非迭代Apriori算法检测分布式拒绝服务攻击
    高琰 王台华 郭帆 余敏
    2011, 31(06):  1521-1524.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01521
    摘要 ( )   PDF (662KB) ( )  
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    提出了一种非迭代Apriori算法,无需多次扫描事务数据库,使用一步交集操作处理同一时间段的网络数据包,通过挖掘各数据包之间的强关联规则,可较快检测分布式拒绝服务(DDoS)攻击。与现有算法相比,检测DDoS攻击的时间和空间性能较优。在DARPA数据集上的实验结果表明应用该算法能有效检测DDoS攻击。
    支持容错检索的数据共享方案
    易磊 仲红 袁先平 赵玉
    2011, 31(06):  1525-1527.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01525
    摘要 ( )   PDF (433KB) ( )  
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    针对数据共享方案中的容错检索和细粒度访问控制问题,设计一种新的数据共享方案,采用了位置敏感的哈希和谓词加密方法,使得用户可进行关键字的容错检索,对密文做简单修改即可更新用户的访问权限,并且更新的计算复杂度优于现有的方案;通过理论分析,表明该解决方案是正确、安全和有效的。
    基于细胞神经网络超混沌特性的图像加密新算法
    任晓霞 廖晓峰 熊永红
    2011, 31(06):  1528-1530.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01528
    摘要 ( )   PDF (613KB) ( )  
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    针对一般流密码对明文变化不敏感的缺陷,基于细胞神经网络(CNN),提出一种图像加密新算法。以一个6维CNN产生的超混沌系统作为密钥源,并根据明文图像各点像素值的逻辑运算结果选取密钥;同时使用像素位置置乱和像素值替代两种方法对数字图像进行加密。实验表明,该算法加密效果好,NPCR值和密钥敏感性高(>0.996),满足数字图像加密安全性的要求,同时具有计算简单、易于实现、能提高数字图像传输的安全性等特点。
    云计算下基于信任的防御系统模型
    周茜 于炯
    2011, 31(06):  1531-1535.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01531
    摘要 ( )   PDF (758KB) ( )  
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    由于云计算的动态性和开放性,云环境中频频出现恶意攻击行为,为了保障云计算的安全,结合可信云的思想,提出一个云计算下基于信任的防御系统模型。该模型通过实时监控获取用户的行为证据并加以规范;提出一种新的基于模糊层次分析法(FAHP)的用户行为信任评估方法,逐步确定各行为证据的权重,实现行为信任的科学量化评估;利用多种检测引擎对可疑文件进行全面检测和综合决策,为云中用户提供最大限度的安全防御。实验结果表明,该系统模型能有效消除不良用户的恶意攻击行为、降低病毒等给用户带来的损失,达到云端和客户端双向防御的目的。
    一种无证书签名方案的安全性分析及其改进
    黄明军 杜伟章
    2011, 31(06):  1536-1538.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01536
    摘要 ( )   PDF (466KB) ( )  
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    现在许多无证书签名方案过度依赖于密钥生成中心(KGC)的诚实性,所以当KGC失去诚信的时候这些方案也就失去了安全保证。通过对梁红梅等人(梁红梅,黄振杰.高效无证书签名方案的安全性分析与改进.计算机应用,2010,30(3):685-687)提出的无证书签名方案进行安全性分析,指出其方案不可抵抗消极不诚实KGC下的公钥替换攻击和积极不诚实的KGC攻击。针对该问题,采用由KGC生成用户公钥并公开的方法,对原方案进行了改进。安全性分析表明,改进后的方案可抵抗消极不诚实KGC下的公钥替换攻击,判别KGC的积极不诚实性行为和在随机预言机模型下可抵抗适应性选择消息攻击下的存在性伪造。
    AES算法优化及其在ARM上的实现
    张月华 张新贺 刘鸿雁
    2011, 31(06):  1539-1542.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01539
    摘要 ( )   PDF (516KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了提高高级加密标准(AES)算法在ARM上的执行效率,针对明文长度和密钥长度均为128位的AES算法,提出了一种在ARM上高效运行并且占用较少ROM空间的实现方案。S盒采用即时计算的方法生成,将列混合和逆列混合修改为针对32位字的操作,密钥扩展采用即时密钥扩展。在S3C2440处理器上实现的实验结果表明,AES算法的优化方案可以在ARM处理器上高效运行并占用了较少的ROM空间。该方案可以应用于存储空间较小的嵌入式系统中。
    图形图像技术
    三维网格模型的布尔运算方法
    陈学工 杨兰 黄伟 季兴
    2011, 31(06):  1543-1545.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01543
    摘要 ( )   PDF (644KB) ( )  
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    提出了一种基于三维网格模型的布尔运算方法。首先通过基于方向包围盒(OBB)层次包围盒树的碰撞检测算法,得到实体的相交三角形对;接下来求出两相交三角形之间的交线,建立与三角形的交线拓扑关系;通过分类处理三种交线类型来对相交三角形进行区域划分,得到一系列多边形,并对多边形进行三角剖分形成结果区域;最后根据体的包含关系构建关系邻接表,判断多边形区域的相对于其他实体的内外关系并通过网格模型的拓扑关系,定位表面三角网格区域;同时根据交、并、差等布尔操作,对结果区域进行取舍,得到最终结果。实验结果表明相交部分的岩性与实体的岩性相吻合,验证了该算法的正确性以及可行性。
    基于K均值聚类和多示例学习的图像检索方法
    温超 耿国华 李展
    2011, 31(06):  1546-1548.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01546
    摘要 ( )   PDF (609KB) ( )  
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    针对基于对象的图像检索问题,利用K均值(K-means)聚类,提出了一种新的基于多示例学习(MIL)框架的图像检索算法KP-MIL。该算法在正包和负包组成示例集合聚类,获取潜在正示例代表和包结构特性数据,然后利用径向基核分别度量两者的相似性,最后利用alpha因子均衡两者相似性对核函数结果的影响。在标准对象图像检索集SIGVAL上进行实验,实验结果表明,该方法是有效的且性能优于其他同类方法。
    MEPG-7分块加权主颜色及相关反馈的图像检索方法
    高立春 徐叶强
    2011, 31(06):  1549-1551.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01549
    摘要 ( )   PDF (485KB) ( )  
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    针对MEPG-7主颜色描述符(DCD)无法反映色彩分布的空间信息这一缺陷,采用分块加权主颜色,并在分块加权主颜色的基础上,提出了相应的反馈方法。该反馈方法块间采用基于权重调整的关联反馈算法,块内采用调整主颜色特征值的方法。实验结果表明,该方法较好地解决了主颜色空间分布信息导致的误判,并且加入了相关反馈算法,提高了检索精度。
    基于自适应特性二维经验模式分解的Retinex彩色图像增强
    南栋 毕笃彦 许悦雷 何宜宝 汪云飞
    2011, 31(06):  1552-1555.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01552
    摘要 ( )   PDF (882KB) ( )  
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    提出一种彩色图像自适应增强方法:将图像从RGB色彩空间转化到HSV色彩空间并保持H分量不变,对亮度分量V通过自适应特性二维经验模式分解(ABEMD)估算其照度分量,再根据中心/环绕Retinex算法计算出反射分量,对照度和反射分量分别应用Gamma校正和Weber定律,并进行加权运算,基于全局特性自适应地调整S分量,并将图像从HSV色彩空间转化回RGB色彩空间。最后利用主观和客观的方法对实验结果进行了评价,实验表明了该算法在均值、方差、信息熵和清晰度方面均优于MSR算法和Meylan的算法。
    基于对象的多级图像增强法
    许蓓蕾 庄奕琪 汤华莲 张丽 田进寿
    2011, 31(06):  1556-1559.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01556
    摘要 ( )   PDF (724KB) ( )  
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    针对图像局域增强时出现的噪声过增强和环块状伪轮廓问题,提出了基于对象的多级对比度拉伸图像增强法。首先采用形态学分水岭及区域合并法对图像进行分割,得到图像的构成对象;然后在对象之间采用相邻极点间拉伸法增大对象间灰度动态范围,在对象内部采用线形拉伸法增强对象纹理并保持对象形态。实验结果表明,该方法在增强图像结构的同时,能够有效避免环块状伪轮廓,抑制平滑区域噪声过增强,保持图像原始整体亮度,使增强后的图像具有自然的外观。
    基于Hessian矩阵的多尺度视网膜图像增强方法
    游嘉 陈波
    2011, 31(06):  1560-1562.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01560
    摘要 ( )   PDF (461KB) ( )  
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    眼底视网膜图像的血管增强在眼科诊断中具有广泛的研究价值。提出了一种基于Hessian矩阵的多尺度血管增强方法,给出了应用的方案和过程,并在DRIVE眼底图像数据库上进行实验。与其他血管增强方法相比,该方案可达到相当的准确率,且在同等准确率下具有较高的鲁棒性。
    指纹图像融合迭代增强
    李朝友 孙济洲
    2011, 31(06):  1563-1565.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01563
    摘要 ( )   PDF (497KB) ( )  
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    从刑事现场采集的嫌疑人的指纹图像常是低质量的、残缺的,针对现有方法只做一次增强或不适合增强这类指纹图像,提出了指纹图像融合迭代增强方法。该方法分别在频域和空域两次增强,并采用小波图像融合技术进行迭代增强,有效地提高了脊线的清晰度,接续了脊线的断裂,修补了脊线的残缺。实验结果表明,该算法具有良好的指纹图像增强效果,适合增强低质量的指纹图像。
    基于序列图像的鲁棒三维重建方法
    杨军 石传奎 党建武
    2011, 31(06):  1566-1568.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01566
    摘要 ( )   PDF (416KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    提出了基于序列图像的鲁棒三维重建方法。首先利用两幅图像的最优参数估计,然后添加新图像并采用稀疏调整,减少图像坐标测量值的最小几何误差。通过对三维结构和摄像机参数进行全局优化处理,以提高重建的鲁棒性。实验结果表明,该方法提高了重建的精度和鲁棒性,并真实地再现了物体的三维模型。
    基于残差分布的H.264自适应整帧恢复算法
    丁志鸿 王刚 刘立柱
    2011, 31(06):  1569-1571.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01569
    摘要 ( )   PDF (650KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对H.264在网络传输中丢包造成整帧丢失的问题,提出了一种基于残差分布的H.264自适应整帧恢复算法。首先对参考帧的残差信息进行分析,对于平坦区域或刚性运动区域,采用传统的运动矢量复制法,而对运动复杂区域或产生形变等区域进行基于像素的运动矢量重新估计,再以光流法进行恢复。实验结果表明,该算法在主观视觉质量和客观峰值信噪比(PSNR)上都优于传统方法。
    基于纹理特征的自适应图像修复算法
    陈卿 王慧琴 吴萌
    2011, 31(06):  1572-1574.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01572
    摘要 ( )   PDF (699KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了解决基于样本图像修复算法对纹理部分的修复易产生误差累计的问题,提高图像修复的准确性,对优先值计算公式进行了修正,通过引入调节因子α调整填充边缘优先级顺序,使算法在修复过程中对图像纹理细节的部分较为敏感;利用图像的小波系数估计图像的平均细节能量值,自适应地调节α因子,从而实现对不同纹理程度的图像自适当地调整修复策略,并通过实验证明了算法的有效性。
    约束恒模医学CT图像盲均衡算法
    孙云山 张立毅 段继忠
    2011, 31(06):  1575-1577.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01575
    摘要 ( )   PDF (445KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了改善图像的峰值信噪比,提高算法的可靠性和恢复效果,利用线性变换将图像的恢复过程等效为一维盲均衡运算,建立了医学CT图像约束恒模代价函数,并分析了其凸性,提出一种基于信号降维处理的医学CT图像盲均衡算法。仿真结果验证了算法的有效性,新算法的迭代过程避免了矩阵逆运算,提高了运算效率。
    基于静态串表的图像无损压缩编码方法
    高健 宋奥 刘万 陈耀
    2011, 31(06):  1578-1580.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01578
    摘要 ( )   PDF (472KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    结合前像素预测编码方法和Lempel-Ziv-Welch(LZW)编码思想并针对其对于变化频率较高的信号压缩效率较低的问题,提出了一种通过利用图像像素之间相关性构建静态串表对数字图像进行无损压缩的编码方法。通过对前向预测编码处理后的图像数据进行查表编码来实现图像无损压缩。实验结果表明该方法实现简单,压缩效率高于LZW算法和WinZIP算法。
    基于Doo Sabin 细分的图像插值
    梁云 王栋
    2011, 31(06):  1581-1584.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01581
    摘要 ( )   PDF (647KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    图像插值是放大低分辨率图像以适应目标显示屏幕的一种重要方法。保持图像的几何特征是保证放大图像质量的一个有效途径。基于Doo Sabin细分,提出了一种新的图像插值方法。该方法首先通过一次映射关系获取高分辨图像的部分数据;然后根据高分辨率图像中未知像素点的几何特征将它们分类;再根据Doo Sabin细分方法由已知像素点插值出所有未知像素点。未知像素点的值是与最相关的邻近像素点的加权均值,加权策略根据像素点间的相对位置由Doo Sabin细分推演获得。实验证明,与现有插值方法相比,基于Doo Sabin细分的图像插值能够更好地保持上采样图像的边缘的尖锐特性,减少锯齿现象,获取高质量的高分辨率图像。
    基于边界程度的图像插值算法
    孔繁庭 刘俊华
    2011, 31(06):  1585-1587.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01585
    摘要 ( )   PDF (488KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了有效地消除传统图像插值中出现的边缘锯齿现象,提出了基于边界程度的图像插值算法。该算法充分考虑自然图像边缘缓慢变化的特点,在图像边缘平滑的假设下,采用边界程度信息来抑制锯齿现象。实验结果表明,该算法能够很好地解决图像插值中的边缘锯齿现象问题,且不会产生其他明显的人工痕迹。此外,该算法还保持了传统插值算法简单有效的特点,实现和应用起来都比较方便。
    基于交叉视觉皮层局部时间序列的图像判别方法
    李建锋 邹北骥 李玲芝 辛国江
    2011, 31(06):  1588-1591.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01588
    摘要 ( )   PDF (582KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    脉冲耦合神经网络的时间序列在图像检索和识别中应用广泛,但是时间序列无法体现图像的形状特征,造成图像判别失败。提出交叉视觉皮层的局部时间序列来解决上述问题。首先将图像分块,然后分别提取图像各部分的时间序列,最后将其连接形成整体的时间序列。提出的算法与基本的时间序列及加入边缘信息的时间序列比较,实验证明该方法解决了基本时间序列存在的问题,同时算法效率和准确率更高。
    基于形态学与不完全树形小波分解的图像纹理特征提取算法
    张雯 葛玉荣
    2011, 31(06):  1592-1594.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01592
    摘要 ( )   PDF (570KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对不完全小波树形结构分解提取纹理特征仅对清晰度高的图像效果佳,运算速度慢的问题,提出基于形态学预处理的不完全小波树形分解快速提取图像纹理特征的算法。首先采用形态学高帽—低帽变换对图像进行预处理,去除图像噪声,增强对比度;在提取纹理特征时,采用一致性判别;对于一致性强的图像,只利用图像的一部分进行不完全小波树形结构分解提取出能量、方向性等纹理特征,提高了运算速度;最后使用双概率神经网络(DPNN)的方法自适应地对纹理图像进行识别。利用Brodatz纹理库进行了仿真实验,并将该算法应用到了现场拍摄的海水中藻类细胞图像的识别。实验结果表明,该算法特征提取和识别速度快,尤其对于清晰度不高、现场拍摄的纹理图像具有较好的效果。
    基于几何约束投票的图像特征匹配
    韩丽茹
    2011, 31(06):  1595-1597.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01595
    摘要 ( )   PDF (605KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了改进单纯依靠相似度的图像特征匹配效果,提出了一种特征匹配方法,采用投票的方法在特征匹配的过程中引入几何约束。首先根据特征的描述向量进行初步的快速匹配,得到候选特征对以后通过投票的手段在特征之间相似度矩阵中引入一种鲁棒的几何约束,并通过自适应阈值过滤的方法获得图像特征匹配。在实验中验证了该方法对图像特征匹配正确与否具有较强的区分能力,在与已有技术接近的计算时间内得到了更高的匹配准确度。基于几何约束投票的图像特征匹配比单纯依靠相似度具有更好的匹配效果。
    多聚焦图像区域能量框架融合算法
    樊东燕
    2011, 31(06):  1598-1601.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01598
    摘要 ( )   PDF (600KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    在基于小波变换多聚焦图像融合算法中,由于融合图像中相邻像素点之间的不一致使融合图像质量大为降低。应用变换域的融合规则,以小波变换系数提取区域能量为特征值,并根据全局匹配度来决策融合规则,提出了能量框架融合算法,对小波各分量的来源进行一致性检测,使融合图像的小波分解系数更精确地应用于融合图像重构,并对此算法进行了仿真实验,通过对评价指标的分析比较,结果显示此算法图像融合效果优于加权平均、灰度值取大和区域能量算法。
    基于混合粒子滤波的目标跟踪
    胡学友 陶亮 倪敏生
    2011, 31(06):  1602-1604.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01602
    摘要 ( )   PDF (621KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了克服多目标跟踪中估计效果对初始样本选择的强依赖性,首先通过Harris角点检测和KLT算法实现对图像序列中的特征提取和匹配,然后利用Mean-shift算法对匹配的特征点进行聚类和定位,将Mean-shift算法与粒子滤波器相结合,提出了基于Mean-shift算法的混合粒子滤波器,给出了具体算法流程,并就实际图像序列的动态多目标跟踪进行了实验,实验结果证明了该方法的有效性。
    融合独立分量分析与支持向量聚类的人脸表情识别方法
    周书仁 梁昔明
    2011, 31(06):  1605-1608.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01605
    摘要 ( )   PDF (627KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对人脸表情特征提取及自动聚类问题,提出了融合独立分量分析(ICA)与支持向量聚类(SVC)的人脸表情识别方法。采用ICA方法进行人脸表情的特征提取,然后采用混合因子分析(MFA)的交互参数调整方法得到局部约束支持向量聚类(LCSVC)的半径,有效降低了表情类别聚类边缘的部分干扰,这比单独采用支持向量聚类(SVC)方法效果要好。测试样本时通过比较新旧半径的值进行判决,实验结果表明该方法是有效的。
    基于局部非负稀疏编码的掌纹识别方法
    尚丽 苏品刚 杜吉祥
    2011, 31(06):  1609-1612.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01609
    摘要 ( )   PDF (639KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了更有效地提取出图像的局部特征,在传统的非负稀疏编码(Hoyer-NNSC)算法的基础上,提出了一种新的具有稀疏度约束的局部NNSC (LNNSC)算法。该算法考虑了特征基向量的稀疏度约束和特征的最大化代表性,能够得到强化的图像局部特征;同时利用拉普拉斯密度模型作为特征系数的稀疏惩罚函数,保证了图像结构的稀疏性。在特征提取的基础上,进一步利用径向基概率神经网络(RBPNN)分类器,实现了掌纹的自动识别。仿真实验结果表明,与基于非负矩阵分解(NMF)、局部非负矩阵分解(LNMF)和Hoyer-NNSC的掌纹识别方法相比,该算法在掌纹识别研究中有较高的可行性和实用性。
    基于局部灰度熵的人体检测方法
    黎蔚 赵煜 陈家新 胡明合
    2011, 31(06):  1613-1616.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01613
    摘要 ( )   PDF (821KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对造成低对比度环境下运动人体检测困难的两个主要因素:拍摄时光线昏暗和拍摄时距离较远,引入局部灰度熵概念,根据局部灰度熵可以准确地反映样本的离散程度且与样本的灰度均值无关这一原理,提出基于局部灰度熵的人体目标检测算法。建立背景模型,运用泰勒展开式简化局部灰度熵计算公式,计算邻域窗口内运动物体与背景模型的局部灰度熵值之差,通过检测率与虚警率对算法进行的评价, 得到两种低对比度情况下可以获取运动人体目标的局部灰度熵差值的最佳阈值。实验结果表明,在低对比度环境下,基于局部灰度熵的人体检测算法能够有效地检测出运动人体目标。
    敏感图片过滤中大块皮肤区域的检测方法
    叶利华
    2011, 31(06):  1617-1620.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01617
    摘要 ( )   PDF (639KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对色情图片中大块皮肤区域的特点,提出一种简单有效的检测方法。首先通过RGB颜色空间上的一个分段肤色模型过滤掉非肤色像素,得到候选皮肤区域;然后利用候选区域内像素的纹理粗糙度,统计得到整个候选区域的纹理粗糙度进行纹理过滤;最后计算候选肤色块的分形维数,用以过滤最难区分的沙漠类照片中的伪皮肤区域。实验结果表明,算法保持了较高的检出率和较低的误检率。
    基于曲线拟合的Placido图像中心提取方法
    高绍雷 沈建新 周洪亚
    2011, 31(06):  1621-1623.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01621
    摘要 ( )   PDF (609KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    中心提取是Placido图像特征提取的关键环节,提出了一种基于曲线拟合的中心定位方法。利用Hough变换定位图像的像素级中心,建立图像的极坐标系;在极坐标轴方向,通过亮环灰度变化曲线的导数特征检测亮环中心线;将亮环中心线进行曲线拟合,确定亮环中心位置。中心提取精度达到亚像素级,利用标准球验证算法精度,屈光度误差小于0.25D。与常规算法进行对比,分析结果表明,曲线拟合法在准确性和稳定性上更优,为绘制精确的角膜地形图提供了保证。
    基于室外图像的天气现象识别方法
    李骞 范茵 张璟 李宝强
    2011, 31(06):  1624-1627.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01624
    摘要 ( )   PDF (620KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为提高室外视频监控的准确率,实现天气现象的自动观测,提出了一种基于室外图像的天气现象识别方法,该方法通过分析天气现象对图像的影响,提取图像功率谱斜率、对比度、噪声和饱和度等特征进行训练与分类,在训练过程中根据类别之间的特征距离建立分类决策树,并为决策树上非叶子节点构造支持向量机(SVM)分类器,并在每个分类器构造过程中通过对特征赋权值实现对特征的选择。通过对WILD图像数据库和采集图像集不同天气800个样本的测试,除了对降雨的识别率较低(75%)外,对晴、阴、雾天气的识别率均高于85%。
    基于灰度共生矩的图像区域复制篡改检测
    欧佳佳 蔡碧野 熊兵 李峰
    2011, 31(06):  1628-1630.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01628
    摘要 ( )   PDF (526KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对图像区域复制—粘贴篡改,提出了一种基于灰度共生矩阵的检测算法。首先将待检测图像分成大小相同的多个重叠块,用灰度共生矩阵的统计量表示每块图像的纹理特征,得到图像的特征矢量。然后将特征矢量进行字典排序,并结合图像块的位移矢量,检测且定位出篡改区域。实验结果表明,该算法在抗旋转处理和效率方面均优于经典的基于主成分分析法(PCA)的检测算法。
    最大投影栅缝法检测文档图像倾斜角
    赵飞 谢里阳 李佳
    2011, 31(06):  1631-1633.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01631
    摘要 ( )   PDF (490KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对由照相机扫描仪等文档获取设备拍摄的文档图像可能存在倾斜,进而导致光学字符识别(OCR)软件不能正确识别的情况,采用了一种以文档图像投影栅缝宽为目标函数的优化方法,栅缝宽最大值对应的投影角度的相反数即为文档图像的倾斜角。利用栅线宽函数扩大了检测范围,并提高了检测速度;利用反投影法和均布列预投影等方法,减少了计算量;利用二分法提高了算法的检测精度。通过一些包含少量插图的文档图像的倾斜角检测实验,验证了该方法的有效性。
    人工智能
    多重变精度粗糙集模型
    陆秋琴 和涛 黄光球
    2011, 31(06):  1634-1637.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01634
    摘要 ( )   PDF (664KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了解决Zaike变精度粗糙集模型的论域划分不能重叠的问题,基于多重集合,对Zaike变精度粗糙集模型的论域进行了扩展,提出了基于多重集的多重变精度粗糙集模型,给出了该模型的完整定义、相关定理和重要性质,其中包括多重论域定义、多重变精度近似集的定义及其性质的证明、与Zaike变精度粗糙集的关系等。这些定义、定理和性质与Zaike变精度粗糙集既有区别又有联系。多重变精度粗糙集可充分反映知识颗粒间的重叠性,对象的重要度差别及其多态性,这样有利于用粗糙集理论从保存在关系数据库中的具有一对多、多对多依赖性的且认为不相关的数据中发现相关知识。
    基于粗糙集的定性概率网整合方法
    吕亚丽 石洪波
    2011, 31(06):  1638-1640.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01638
    摘要 ( )   PDF (453KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    由于子定性概率网(QPN)仅局限于表示子领域知识,为构建一个较大QPN进行知识的全面表示,基于粗糙集理论,提出了一种具有不同节点的多个子QPN整合方法。在QPN中,可将单个变量或多个变量的组合看做粗糙集中的一个属性。当多个QPN整合时,首先合并多个子QPN结构;然后,在保证不出现环路的情况下,根据粗糙集的属性间的依赖度向合并的QPN中添加有向边及其定性符号;接着,再根据属性间相对必要性来删除具有多个父节点的属性所不必要的冗余边,从而整合出较大QPN。最后,实验验证了该整合方法的可行性和有效性。
    Petri网化简技术的动态特性研究
    闫博钊 乐晓波 周恺卿 莫礼平
    2011, 31(06):  1641-1644.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01641
    摘要 ( )   PDF (486KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    对于大而复杂的Petri网,“节点过多,状态爆炸”一直是阻碍其技术发展的主要问题,因此,如何有效地简化Petri网一直是Petri网研究领域的一个研究热点。将Petri网简化为若干子网是一个很有效的方法。提出了库所指标概念,根据该指标,给出了Petri网的分解定义,并给出了相关算法。在此基础上,依据所给出的算法研究化简技术的动态特性,将子网与原网的特性对应起来进行研究,为复杂系统的Petri网的分析提供了一种有效的途径。
    不协调决策信息系统最大分布约简新方法
    余承依 李进金
    2011, 31(06):  1645-1647.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01645
    摘要 ( )   PDF (575KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对如何快速求解不协调决策信息系统的最大分布属性约简问题,在分析现有的约简方法的基础上,定义一种新的决策最大分布二元关系,得到了最大分布协调集的判定定理,建立起了一种不协调决策信息系统最大分布属性约简的新方法。并进一步分析了最大分布的核心属性、相对必要属性、不必要属性的相应的特征刻画。最后给出了一个实例验证本方法的有效性。
    求解优化问题的混合PSO-Solver算法
    高艳卉 诸克军
    2011, 31(06):  1648-1651.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01648
    摘要 ( )   PDF (610KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    融合了粒子群算法(PSO) 和Solver 加载宏,形成混合PSO-Solver算法进行优化问题的求解。PSO作为全局搜索算法首先给出问题的全局可行解,Solver则是基于梯度信息的局部搜索工具,对粒子群算法得出的解再进行改进,二者互相结合,既加快了全局搜索的速度,又有效地避免了陷入局部最优。算法用VBA语言进行编程,简单且易于实现。通过对无约束优化问题和约束优化问题的求解,以及和标准PSO、其他一些混合算法的比较表明,PSO-Solver算法能够有效地提高求解过程的收敛速度和解的精确性。
    配送中心配送决策问题及其鱼群算法优化求解
    方金城 张岐山
    2011, 31(06):  1652-1655.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01652
    摘要 ( )   PDF (588KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    以经济配送为视角,分析并构建了配送中心配送决策问题的数学模型。引入实数编码对鱼群算法进行改进,使之适用于模型的求解运算。继而,通过算法编码的设计分析,详细讨论了实数编码下鱼群算法寻优求解的实现步骤。最后利用与传统遗传算法进行同算例求解比较,验证了该模型及改进算法的有效性。
    基于改进蚁群算法的成像卫星调度方法
    李泓兴 豆亚杰 邓宏钟 谭跃进
    2011, 31(06):  1656-1659.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01656
    摘要 ( )   PDF (571KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    成像卫星调度问题中约束条件数量众多且复杂,战场环境中,快速决策的要求增加了成像卫星任务调度的难度。针对这个问题,提出了一种加入精英策略的改进蚁群算法的多卫星成像调度方法,对算法的状态转移规则、信息素更新规则做了详细描述;并提出了基于启发式规则的任务路径处理流程,以此产生调度方案,评价路径优劣,反馈给蚂蚁路径搜索阶段。通过实例计算,并与贪婪算法和遗传算法结果对比,说明本方法能够获得更高质量的求解结果。
    基于亲和度累积的人工免疫网络聚类
    潘章明
    2011, 31(06):  1660-1663.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01660
    摘要 ( )   PDF (652KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    当数据集聚类边界不清晰或存在噪声干扰时,人工免疫网络聚类算法通常无法获得有效的聚类划分。受抗体免疫差异性的启发,提出一种基于抗体亲和度累积的人工免疫网络聚类算法。该算法在抗体中引入亲和度累积及有效的更新策略,使用记忆网络中抗体的亲和度累积强度分布表达数据集的空间密度变化趋势,从而在记忆网络中通过二次免疫抑制,使网络中抗体的聚类结构更加清晰。实验结果表明,该算法对聚类边界不清晰的数据集可获得较精确的聚类划分,同时具有很强的噪声抑制能力。
    数据库技术
    基于知识图的领域本体构建方法
    陈琨 张蕾
    2011, 31(06):  1664-1666.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01664
    摘要 ( )   PDF (640KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    提出了一种基于知识图的领域本体半自动构建方法。以《知网》为语义知识资源,知识图为语义表示方法,采用成熟的软件工程流程,最终构建出的领域本体具有结构明确、语义清晰的特点。对于在其上的语义网、信息抽取等应用提供了有效支持。介绍了本体的概念、设计的准则、建模的流程,并对未来的本体的移植性进行展望。实验结果表明该方法在不确定性知识处理上优于传统本体构建方法。
    社会化标签系统中个性化的用户建模方法
    夏宁霞 苏一丹 覃华 张敏
    2011, 31(06):  1667-1670.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01667
    摘要 ( )   PDF (613KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对社会化标签系统中现有用户兴趣模型建立的缺陷,即:使用一些零散标签的集合来表示用户兴趣,而忽略标签的联合使用现象。提出一种将共现技术引入自然法的用户建模方法,该方法以自然法为基础,向用户模型中添加适量的标签对,较好地体现了标签之间的联系,又同时考虑了体现用户兴趣的标签自身的权重。在PKDD2009数据集上测试实验结果表明,该模型较之已提出的自然法和共现法,取得了更高的准确率和召回率。
    中文名词性谓词语义角色标注的特征研究
    徐靖 李军辉 朱巧明 李培峰
    2011, 31(06):  1671-1674.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01671
    摘要 ( )   PDF (856KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    在语义角色标注中,相对于动词性谓词,名词性谓词与其角色之间的结构更灵活和复杂。为了更好地捕获这些结构化信息,通过对名词性谓词语义角色标注相关特征集的研究,探索了新的单词特征和句法特征,用于名词性谓词语义角色标注。基于正确句法树和正确谓词识别,中文名词性谓词语义角色标注的F1值达到了73.99,优于目前国内外的同类系统;基于自动句法树和自动谓词识别,性能F1值为57.16。最后,讨论了使用动词性谓词的特征实例来提高名词性谓词SRL的准确率,然而性能的提高并不是很明显。
    基于信息熵的精确属性赋权K-means聚类算法
    原福永 张晓彩 罗思标
    2011, 31(06):  1675-1677.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01675
    摘要 ( )   PDF (462KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了进一步提高聚类的精确度,针对传统K-means算法的初始聚类中心产生方式和数据相似性判断依据,提出一种基于信息熵的精确属性赋权K-means聚类算法。首先利用熵值法对数据对象的属性赋权来修正对象间的欧氏距离,然后通过比较初聚类的赋权类别目标价值函数,选择高质量的初始聚类中心来进行更高精度和更加稳定的聚类,最后通过Matlab编程实现。实验证明该算法的聚类精确度和稳定性要明显高于传统K-means算法。
    基于互信息量的分类模型
    张震 胡学钢
    2011, 31(06):  1678-1680.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01678
    摘要 ( )   PDF (417KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对分类数据集中属性之间的相关性及每个属性取值对属性权值的贡献程度的差别,提出基于互信息量的分类模型以及影响因子与样本预测信息量的计算公式,并利用样本预测信息量预测分类标号。经实验证明,基于互信息量的分类模型可以有效地提高分类算法的预测精度和准确率。
    电力系统动态信息数据库关键技术
    黄海峰 张珂珩 张鸿 季学纯 陈鹏
    2011, 31(06):  1681-1684.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01681
    摘要 ( )   PDF (650KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    在介绍了基于时间序列的动态信息数据库结构的基础上,结合电力系统数据特点,分析了并发数据处理、内存映射文件、磁盘缓存、关联数据存储等构建动态信息数据库的关键技术,并着重研究了数据采集流程和混合压缩算法。经实际应用案例表明,采用该关键技术构建的动态信息数据库满足了电力系统海量数据高速存储的要求。
    典型应用
    协同进化理论及其在施肥模型中的应用
    郑高伟 李淼 高会议 李录久
    2011, 31(06):  1685-1688.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01685
    摘要 ( )   PDF (619KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用数理统计方法进行施肥模型构造,由于受到固定的数学结构的限制,导致有一些实验结果因不能被模型拟合而被舍弃,造成了一些数据的浪费。针对这些问题,提出了基于协同进化理论的施肥模型构建算法,将模型构建问题分解为模型结构构建与模型参数优化两个子问题,并将这两个子问题抽象成多种群间协同进化。使用遗传规划算法进行模型结构构建,使用遗传算法对模型参数进行优化,两个过程协同进行。实验结果表明,该算法能够在历史实验数据的基础上自动生成动态模型,同时具有较好的准确度。
    基于两阶段的分段单一矩形优化排样
    姜永亮 杨志强 张诚一
    2011, 31(06):  1689-1691.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01689
    摘要 ( )   PDF (413KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为有效解决分段单一矩形优化排样问题,给出一个求解分段单一矩形优化排样问题的两阶段方法。第一阶段完成标准子段最佳排样方式求解,并将二维排样问题转化为一维下料问题,第二阶段使用适合于一维下料问题求解的算法完成板材最佳排样方式求解。使用该方法开发了一个单一矩形优化排样系统,该系统既可以解决分段单一矩形排样问题也可以解决其他类型的单一矩形优化排样问题。企业应用实例表明该方法是求解分段单一矩形优化排样问题的一个较为有效的方法。
    道路线形特征自动分类方法
    李会英 曹凯 王晓原
    2011, 31(06):  1692-1695.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01692
    摘要 ( )   PDF (669KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了可持续性地更新道路信息数据库,利用车载全球卫星定位系统(GPS)产生的大量路径跟踪轨迹信息,快速捕捉道路信息变化,提出一个基于LVQ-Boosting的道路线形识别模型。该模型以学习向量量化(LVQ)为基础分类器,采用改进的Boosting算法进行网络集成,进一步提高LVQ的泛化能力,从而获得一个使用弱分类算法却具有强分类性能的分类器。该模型以GPS定位点坐标、速度和道路水平曲率为基本识别特征和输入变量,以道路线形特征为输出变量,实现自动识别道路线形特征,快速分组道路特征类型的目的。实验结果表明,该方法具有较高的道路线形的识别效率和精度。
    基于加权HMM的车辆电源系统状态预测
    程延伟 谢永成 李光升
    2011, 31(06):  1696-1698.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01696
    摘要 ( )   PDF (554KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对车辆电源系统状态趋势问题,提出了一种加权隐马尔可夫模型的状态预测方法。通过建立电源系统的隐马尔可夫模型,利用加权预测思想对隐马尔可夫模型中隐状态序列进行预测,将最大概率隐状态利用观测概率密度计算出状态观测值。通过对电压调节脉宽信号的导通率进行预测,并与BP神经网络和自回归(AR)模型对相同序列的预测结果进行对比,结果表明该方法对系统的状态变化具有较好的预测能力。
    基于无极卡尔曼滤波算法的雅可比矩阵估计
    张应博
    2011, 31(06):  1699-1702.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01699
    摘要 ( )   PDF (541KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    在基于图像的机器人视觉伺服中,采用在线估计图像雅可比的方法,不需事先知道系统的精确模型,可以避免复杂的系统标定过程。为了有效改善图像雅可比矩阵的在线估计精度,进而提高机器人的跟踪精度,针对机器人跟踪运动目标的应用背景,提出了利用无极卡尔曼滤波算法在线估计总雅可比矩阵。在二自由度的机器人视觉伺服仿真平台上,分别用卡尔曼滤波器(KF)、粒子滤波器(PF)和无极卡尔曼滤波器(UKF)三种算法进行总雅可比矩阵的在线估计。实验结果证明,使用UKF算法的跟踪精度优于其他两种算法,时间耗费仅次于KF算法。
    弯曲树枝和分形树根的三维模拟
    张杰 林彬 蔡文奇 谢壮荣
    2011, 31(06):  1703-1705.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01703
    摘要 ( )   PDF (598KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    枝条的逼真度在很大程度上影响着整棵树的形态效果,为了模拟出更符合自然规律的三维树,结合了分形算法和材料力学原理,提出了基于重力场的三维弯曲枝条和分形树根的模拟方法。枝条的弯曲程度体现了它的受力情况,同时也可以用杨氏弹性模量来控制其弯曲度;另一方面,采用X3D及Java,运用分形算法结合X3D的Extrusion节点模拟了分形弯曲树根的向地性。用户只需要输入相关参数就可以得到形态较为逼真的三维树。同时将树的地下部分与地上部分有机地结合在一起,模拟了基于重力场的三维树形态。实验结果表明,该方法可以比较方便地生成形态逼真的三维分形树。
    设备监控图像预处理算法改进及其FPGA实现
    张鹏 钟俊 郭安明 彭强
    2011, 31(06):  1706-1708.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01706
    摘要 ( )   PDF (439KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为实现对现场监控图像的实时预处理,针对灰度化和二值化算法复杂度高、计算量大和不易于硬件实现等问题,对图像预处理方法进行了研究。通过重新设计加权平均灰度算法的权重,使灰度算法由浮点运算简化为定点运算,易于现场可编程门阵列(FPGA)实现;提出一个基于Otsu算法的改进评价函数,证明了其与最大类间方差法、最小类内方差法的等价性。进而提出一种适于硬件实现的图像预处理算法,并通过Verilog编程以及在Matlab和ModelSim上联合仿真,证明了整个预处理功能的可实现性,最终设计出一种可用于实时图像处理系统前端的基于硬件实现的高速图像预处理模块。
    基于地形高程模型的飞行器位姿估计方法
    廖威 翁璐斌 于俊伟 田原
    2011, 31(06):  1709-1712.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01709
    摘要 ( )   PDF (651KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对无法依靠景象匹配手段进行导航定位和无法有效利用惯导姿态信息的情况,提出了一种基于地形高程模型的飞行器绝对姿态和位置的估计方法。该方法首先利用机载下视摄像系统获取实时立体图像对及利用传感器获得飞行速度信息,通过修改双像运动模型来重建飞行器下方的地形信息;然后利用三维重建结果的刚体约束给出一种匹配机载地形高程模型数据的方法,用于估计飞行器在世界坐标系中的绝对位姿。仿真结果表明:改进的双像运动模型具有更高的精度,更有利于在世界坐标系下进行位姿估计。
    全电脑横机计算机辅助花型设计系统
    杨亦红 金永敏 万志平
    2011, 31(06):  1713-1715.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01713
    摘要 ( )   PDF (506KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为满足开发可与全电脑横机进行全定制配套的花型设计系统的需要,在介绍全电脑横机系统的基本工作原理和花型设计系统在横机系统中的作用的前提下,分析了花型设计系统的软件框架和主要模块,并利用面向对象的设计方法对所涉及的关键数据结构和程序流程作了重点说明,最终实现了花型设计系统的设计。在与相关横机产品配套使用的实践中,证实了利用本系统可以有效完成相关设计工作。
    并行计算机群的节能调控
    何春山
    2011, 31(06):  1716-1718.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01716
    摘要 ( )   PDF (409KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对并行计算机群空闲费电的问题,提出了一种利用作业排队调度系统(OpenPBS)来调控并行计算机群的方案。采用脚本文件控制的方法,实现了计算节点的自动开、关机功能,达到了任务计算和节约电能的动态平衡。
    基于全球定位系统的高精度事件顺序记录系统
    林丹 王文海
    2011, 31(06):  1719-1722.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01719
    摘要 ( )   PDF (651KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了满足事件顺序记录(SOE)系统数百微秒级分辨率的要求,系统必须实现精确到微秒级的全局时钟同步。通过对现有同步方法的评估并对时钟同步过程误差产生原因的着重分析,利用全球定位系统(GPS)信号为时间源的网络时钟协议(NTP)校时服务器,提出了一种基于改进NTP服务器同步法和1PPS秒脉冲同步法相结合的新方法。新方法利用先进的NTP服务器同步全局秒时钟,消除控制站间时钟误差,并解决同步过程中出现的“跨秒”问题;用1PPS秒脉冲同步毫秒计数器时钟,消除现场可编程门阵列(FPGA)晶振累积误差。该方法实现简单,同步精度高,系统稳定性好。使用该同步方法实现的SOE系统分辨率达0.5ms,并成功应用于某火电厂汽轮机保护装置。
    基于随机鲁棒设计的高超音速飞行器线性二次型控制
    谭毅伦 闫杰
    2011, 31(06):  1723-1726.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01723
    摘要 ( )   PDF (683KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对高超音速飞行器具有高度非线性、输入输出之间强耦合以及参数不确定等特点,提出了基于随机鲁棒设计的线性二次型控制。这一控制方案基于系统控制需求,利用蒙特卡罗仿真方法建立随机鲁棒目标函数,并通过遗传算法优化控制系统设计参数。该控制方案保证了飞行的纵向稳定性,改善了其控制性能。基于某常规高超音速飞行器纵向模型进行仿真验证,结果表明该方案能够满足系统控制需求且具有强鲁棒性。
    正则有符号系数FIR滤波器优化算法
    谭家杰 黄三伟 邹常青
    2011, 31(06):  1727-1729.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01727
    摘要 ( )   PDF (462KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了节约有限长单位冲激响应(FIR)滤波器的资源,提高运行速度,提出了用最小均方根法将浮点系数量化为正则有符号数(CSD)定点系数的方法。这种方法是先求出FIR滤波器的零点,将共轭成对零点组成两个基本节,采用级联型FIR结构,然后逐步对两个节进行定点数量化,最后量化为CSD定点数。为了验证这种方法的有效性,将它与简单量化进行了对比,结果表明最小均方根法更逼近原浮点系数滤波器,即该量化方式比简单量化更加有效。
    雷达脉内调制方式的自动识别
    雍霄驹 张登福 王世强
    2011, 31(06):  1730-1732.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.01730
    摘要 ( )   PDF (430KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为解决雷达信号分选中雷达脉内调制方式的自动识别问题,用一种新的时频图像简化算法来提取特征向量,随后利用支持向量机对提取的特征向量进行分类识别。首先从图像中提取包含有效信息的像素点,然后求出每一列像素点的中心点,最后对所有中心点进行相同长度的采样直接将图像转化为曲线,大大减少了特征维数。仿真实验结果验证了该算法对雷达信号的脉内调制方式识别具有较高正确率,并有一定的抗噪性,且在较低信噪比条件下仍然保持较高的正确率。
2022年 42卷 1期
刊出日期: 2022-01-10
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