当期目录

    2011年 第31卷 第09期 刊出日期:2011-09-01
    网络与通信
    混合结构P2P空间索引网络优化机制的研究与实现
    吴家皋 邵世伟 华正 邹志强 胡斌
    2011, 31(09):  2301-2304.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02301
    摘要 ( )   PDF (615KB) ( )  
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    针对当前P2P地理信息系统(GIS)在客户端网络资源利用方面的不足,从应用实际出发,对已有的混合结构P2P空间索引网络进行分析总结,提出一种新的组策略思想:将具有相同空间数据语义的节点加入到同一组中,由组中成员节点共同负担查询请求任务;同时,通过当前索引节点的替换算法和备份策略进一步提高整个网络的查询性能和稳定性。实验结果表明,在大并发量查询请求时有组策略的索引网络能够有效利用客户端的网络资源,提高查询性能。
    可信可控网络中跨自治域的流合作测量模型
    张效娟 李伟
    2011, 31(09):  2304-2312.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02308
    摘要 ( )   PDF (808KB) ( )  
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    当前网络环境下提出的流测量算法缺少必要的合作,存在测量覆盖度不高等问题。为此,提出一种新的基于全网合作的流测量模型,在自治域(AS)间通过标识已测量流和共享测量结果的方式,实现AS间的流合作测量,在AS内利用控制节点为路由器统一分配测量任务的方法,实现AS内最大化流测量覆盖度的目标。实验结果表明,该模型能够有效利用网络资源,平衡各个路由器的测量负载,提高测量覆盖度,具有比以往方法更好的性能。
    基于神经元自适应变结构控制的主动队列管理算法
    周川 王宗欣 吴益飞 陈庆伟
    2011, 31(09):  2305-2307.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02305
    摘要 ( )   PDF (581KB) ( )  
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    针对网络TCP模型的非线性以及回路延时和负载波动等不确定性因素,提出一种基于神经元自适应变结构控制(VSC)的主动队列管理(AQM)算法。通过非线性变结构控制以保证路由器队列响应的快速性和鲁棒性;同时考虑到滑模控制中存在的抖振会引起队列波动和控制精度降低等问题,引入神经元在线调整控制器参数以减弱抖振,从而减小队列延时和模型不确定性的影响,提高AQM系统的鲁棒性和性能。最后通过NS-2仿真实验验证了算法的有效性。
    无线传感器网络中多sink节点优化部署方法
    刘强 毛玉明 冷甦鹏 李龙江 庄奕群
    2011, 31(09):  2313-2316.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02313
    摘要 ( )   PDF (647KB) ( )  
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    大规模无线传感器网络(WSN)环境下,当网络结构采用单一的sink节点时,容易造成sink节点周围的普通传感节点因为转发大量其他节点的数据,迅速消耗掉自身能量而使网络失效。为了延长网络寿命,需要降低传感节点到sink节点的跳数,而采用多sink结构是一个有效的方法。为此,需要考虑一定规模的网络中,应该布置多少sink节点,才能使得网络寿命最大化的同时网络成本最低。基于栅格网络结构,提出了多sink节点下的网络寿命模型和网络成本模型,并采用一种新颖的方法计算最大网络寿命成本比(RLC),推导出了保证网络寿命最大化的同时网络成本最低的sink节点个数的表达式。理论结果表明,该值与网络规模、关键节点数、节点收发功率以及普通节点和sink节点的成本等参数有关。最后通过仿真实验证明了该结论的正确性。
    基于P2P的分布式文件系统下载效率优化
    廖彬 于炯 张陶 杨兴耀
    2011, 31(09):  2317-2320.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02317
    摘要 ( )   PDF (730KB) ( )  
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    对分布式文件系统(HDFS)集群内部数据块存储机制与下载流程进行分析研究,结合P2P多点与多线程下载思想,从数据块、文件、集群三个方面提出了数据下载效率优化算法。考虑到集群内部可能因多线程下载出现的负载均衡问题,提出下载点选择算法以优化下载点的选择。实验结果表明,三种优化算法都能提高下载效率,下载点选择算法能够很好地实现集群内部DataNode负载均衡。
    基于滑动窗口的连续无线网络编码
    任智 郑爱利 姚玉坤 李晴阳
    2011, 31(09):  2321-2324.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02321
    摘要 ( )   PDF (672KB) ( )  
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    根据无线单跳广播网络的特点,提出一种基于滑动窗口的网络编码方案——NCBSW,在待重传数据分组矩阵中设计一个按时间顺序滑动的编码窗口并在其中选择参与网络编码的分组,同时保证编码分组的可解性,从而减少数据分组的重传次数和传送时延。仿真分析结果表明:相对于NCWBR方案,NCBSW方案在数据分组的重传次数、传送时延和网络开销以及节点能耗等方面的性能更优。
    基于双码本的多用户MIMO有限反馈预编码方法
    傅洪亮 陶勇 张元
    2011, 31(09):  2325-2328.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02325
    摘要 ( )   PDF (579KB) ( )  
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    针对多用户多输入多输出(MIMO)下行链路由有限反馈导致的性能缺失,提出一种基于双码本的有限反馈预编码方法。该方法首先在接收端根据期望用户最大信干比准则从预置码本中选取预编码码字及扰动码字反馈给发送端,然后利用矩阵线性变换特性对预编码码字进行线性变换扰动以达到容量最优,从而补偿由于有限反馈导致的容量性能缺失。仿真结果表明,所提出的方法在保证反馈链路开销与系统误码性能的情况下,有效地改善了系统吞吐量。
    DPT和虚拟阵列相结合的相干NLFM信号的DOA估计
    高春霞 张天骐 魏世朋 谭方青
    2011, 31(09):  2329-2332.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02329
    摘要 ( )   PDF (728KB) ( )  
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    针对无线电通信领域中经常遇到多径传输和反射因素的现象,必须考虑宽带相干信号源的存在。提出一种离散多项式相位变换(DPT)与虚拟阵列变换法相结合的相干非线性调频(NLFM)信号的波达方向(DOA)估计方法,并对其中的算法做了对比、分析和改进。解决了常规MUSIC、ESPRIT算法不能估计宽带信号、相干信号的问题,不仅能更准确地进行DOA估计,而且不损失阵列的孔径,提高了阵元数的利用率。同时还提出了当两个信号源很近的情况下的角度估计算法。仿真实验证明了该算法的有效性。
    基于窗函数设计的跳频信号时频分析
    郭建涛 刘友安 王林
    2011, 31(09):  2333-2335.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02333
    摘要 ( )   PDF (580KB) ( )  
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    基于抑制交叉项,提高信号分量时频聚集性的考虑,提出一种基于可调窗函数进行平滑伪维格纳分布核函数设计的时频分析方法:在保持平滑伪维格纳分布中核函数宽度不变的情况下,根据核函数自项和互项能量分布比,通过调整窗函数中的扩展因子改变核函数形状,获取跳频信号优良的时频表示。与固定窗函数方法相比,应用该时频表示,可以有效估计跳频信号的时频参数,而且有很好的抗噪声干扰能力。
    基于可拓模糊层次分析的异构网络选择算法
    胡图 景志宏 张秋林
    2011, 31(09):  2336-2339.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02336
    摘要 ( )   PDF (608KB) ( )  
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    针对目前异构网络选择算法在确定指标权重存在主观性的问题,提出基于可拓模糊层次分析的异构无线网络选择算法。该算法在分析不同业务类型对网络性能需求的基础上,结合可拓理论,将收集到的性能参数映射到性能标度区间中,通过网络物元模型的建立和相对隶属度的计算,构建了新的判决矩阵,利用模糊层次分析法计算网络性能参数的综合权重。最后,通过对相对隶属度的加权排序,得到最优接入网络。仿真实验证明:该方法能综合考虑不同用户的业务类型和网络的客观性能,提高了异构网络中多模终端选择网络的准确性和有效性。
    基于粒子群优化的WSN非均匀分簇路由算法
    苏兵 黄冠发
    2011, 31(09):  2340-2343.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02340
    摘要 ( )   PDF (608KB) ( )  
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    分簇算法对大规模无线传感器网络(WSN)远程监控系统具有较好的节能性,簇首间通过多跳通信的方式将数据传送至基站,靠近基站的簇首由于需要转发大量其他簇首的数据而负载过重,可能因过早耗尽能量而失效,这将导致整个网络分割。针对现有无线传感器网络分簇算法存在的能耗不均衡问题,提出一种基于粒子群优化的非均匀分簇算法(PSO-UCA)。它采用PSO算法将所有节点划分为多个规模大小非均匀的簇,靠近基站的簇的规模小于远离基站的簇,因此靠近基站的簇首可为簇间的数据转发预留能量。仿真结果表明,与LEACH算法相比较,该分簇算法可使网络的生存时间延长30%。
    基于非线性窗口增长的TCP Westwood改进算法
    赵文波 孙小科 马草川
    2011, 31(09):  2344-2348.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02344
    摘要 ( )   PDF (824KB) ( )  
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    TCP Westwood(TCPW)算法在拥塞避免阶段拥塞窗口采用线性增长方式,不利于快速获得高吞吐量和维持高吞吐量。该算法在慢启动阶段仍然采用指数增长模式,从而导致大量突发数据的产生,造成拥塞。针对以上不足,提出了改进算法——NLTCP Westwood(NLTCPW)。该算法在慢启动阶段发送窗口较TCPW算法能更快地到达10个包左右,之后窗口增长速度较TCPW算法则有所减慢;而在拥塞避免阶段采用基于当前拥塞窗口大小的先快后慢的非线性增长方式。数学模型分析和仿真结果表明,NLTCPW算法在高速网环境下的性能较TCPW更好,具有较好的吞吐量、稳定性、友好性和较低的丢包率。
    车载网络环境下消息携带车辆的选择方案
    刘婧 王新华 王硕
    2011, 31(09):  2349-2351.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02349
    摘要 ( )   PDF (703KB) ( )  
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    针对城市车载自组织网络拓扑的动态性,现有消息传播方案单个车辆较难在某路边接入点(AP)通信范围内完全进行文件下载,具有只能在等待下个AP进行文件通信的长时延局限性,提出利用多个车辆在多个空闲AP通信范围内协同地对同一文件进行分片下载传播,将消息送达时延分为直接相遇时延和间接相遇时延分别进行讨论,并给出了具体的消息携带车辆选择方案。通过对实验结果中消息丢包率和时延分析说明,在环境中加入该方案能够有效提高文件下载的可靠性,减少下载到目的车辆的时延,不会使网络产生较大的额外负载。
    信息安全
    基于确定线性网络编码的IPv6追踪
    闫巧 宁土文
    2011, 31(09):  2352-2355.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02352
    摘要 ( )   PDF (759KB) ( )  
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    针对IPv6的概率包标记(PPM)IP追踪方法的重构路径算法复杂度和误报率过高等不足,提出基于确定线性网络编码的IPv6追踪方法。该方法采用IPv6逐跳选项扩展报头作为标记区域,将确定线性网络编码应用到概率包标记中,同时添加了64bit的攻击路径采样。理论分析和在NS2环境下的仿真实验结果表明,该方法减少了占用的网络带宽和重构路径所需要的数据包数,降低了重构算法复杂度和误报率,提高了标记效率。
    基于K-最短路算法的云制造多粒度访问控制技术
    李春泉 尚玉玲 胡春杨 朱攀峰
    2011, 31(09):  2356-2358.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02356
    摘要 ( )   PDF (622KB) ( )  
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    在分析了云制造访问控制的特殊性基础上,提出云制造访问控制模型MGAC,分析了MGAC向有向图的转换方法,基于Dijkstra算法,研究了多目标下K-最短路求解算法,并通过示例验证了方法的可行性。最后,通过K变化下的顶点数、目标数与CPU运行时间关系分析及相关算法的对比测试,对算法性能进行了讨论,证明了算法的有效性。
    基于各向异性质心Voronoi图的网络异常检测技术
    李小雷 王雷
    2011, 31(09):  2359-2361. 
    摘要 ( )   PDF (469KB) ( )  
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    网络异常检测技术是入侵检测研究领域中的重要内容,但在检测率和误报率上存在相互制约的问题,导致实际应用中性能不高。基于各向异性质心Voronoi图,提出一种新的网络异常检测算法。在新算法中,首先对数据集用各向异性质心Voronoi图进行聚类,然后计算每个数据点的点密度,判断数据点是否正常。通过KDD Cup1999数据集的实验测试表明,新算法具有较高的检测率和较低的误报率。
    基于多特征匹配的隐藏进程检测方法
    周天阳 朱俊虎 王清贤
    2011, 31(09):  2362-2366.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02362
    摘要 ( )   PDF (833KB) ( )  
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    利用进程对象特征搜索内存能够检测到隐藏进程。但是,借助不断发展的Rootkit,恶意程序可以修改内存地址映射关系绕过虚拟内存扫描,或篡改进程信息使检测特征失效,从而增加了搜索检测的难度。针对此问题,提出一种基于多特征匹配的隐藏进程检测方法:利用页表项循环补丁技术直接扫描物理内存,得到完整可信的内存信息;选取多个进程数据结构字段构建检测特征模板,提高特征自身的可靠性;引入相似度进行匹配防止单特征失效而导致的漏检。实验结果表明,该方法对隐藏进程具有较好的检测效果。
    基于虚拟化技术的动态污点分析
    陈衍铃 赵静
    2011, 31(09):  2367-2372.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02367
    摘要 ( )   PDF (951KB) ( )  
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    在现有的污点分析技术基础上,针对当前污点分析工具的记录不准确等缺陷,研究并实现了基于虚拟化技术的动态污点分析。结合虚拟化技术设计了动态污点分析框架,针对内存污点数据和硬盘污点数据分别设计了基于Hook技术的污点标记模型和Hash遍历的污点标记模型,依据Intel&AMD的指令编码格式对指令进行分类并依据指令类型设计污点传播策略,为解决信息记录冗余问题设计了基于指令筛选的污点记录策略。实验证明,该技术是有效的动态污点分析方法,可以很好地运用于模糊测试中的测试用例生成与漏洞检测。
    基于差分网格的抗RSD攻击盲指纹方案
    赵伟光 尹忠海 周拥军 梁爽
    2011, 31(09):  2373-2377.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02373
    摘要 ( )   PDF (731KB) ( )  
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    为了提高数字指纹的抗综合攻击能力,构造了抗旋转、缩放、扭曲攻击(简记为RSD攻击)的数字指纹嵌入和提取策略。设计了数字指纹的空域—DCT域联合嵌入方案,给出了差分特征点的构造方法,以及基于差分特征点网格的数字指纹嵌入与提取算法,设计了高精度攻击参数辨识算法。实验结果表明,所提方案攻击参数辨识精度达到亚像素级,能抵抗缩放系数大于0.5的缩放攻击,45°角以内的任意旋转攻击,以及25°角以内的任意扭曲攻击;且指纹提取效果并不因旋转角度的增大而降低,也不因扭曲角度的增大而有明显降低。该方案提高了数字指纹的鲁棒性,使数字指纹系统在能抵抗去除攻击,剪切、平移、粘贴攻击(简称CTP攻击)的同时具备抵抗RSD攻击的能力。
    基于纹理谱的二值文档图像零水印算法
    陈霞 王希常 张华英 刘江
    2011, 31(09):  2378-2381.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02378
    摘要 ( )   PDF (611KB) ( )  
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    针对二值文档图像的版权保护问题,提出了一种二值文档图像零水印算法。该算法使用文档图像的局部二值模式(LBP)构造纹理谱图像,然后使用该纹理谱图像的直方图构造零水印信息。相比其他文档图像水印算法,该算法具有更好的隐蔽性,而且不会改变原始图像的信息。水印攻击包括图像剪切、加噪声和图像旋转操作,实验分析结果表明这些攻击操作对零水印信息的影响不大,最低标准相关系数在0.85以上,具有很好的稳定性。
    不同坐标系下空间两球体关系的安全判定协议
    王涛春 古奋飞 左开中
    2011, 31(09):  2382-2384.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02382
    摘要 ( )   PDF (472KB) ( )  
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    如何将处于不同空间坐标系下的几何对象统一到相同空间坐标系下是合作过程中经常遇到的问题,为了保证双方安全与利益,合作双方都希望不泄露自身的私有输入信息。针对以上情况,首先提出并设计了隐私保护的不同空间坐标系下的两点距离计算协议,然后进一步设计了保护隐私的不同空间坐标系下两球体关系的判定协议,分析了协议的正确性、安全性和复杂性。在保护参与方私有输入信息的条件下,所设计的协议解决了不同空间坐标系下球体与球体之间的相对位置安全判定问题。
    基于IMPULSE C的GF(P)域椭圆加密算法的硬件加速
    崔强强 金同标 朱勇
    2011, 31(09):  2385-2388.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02385
    摘要 ( )   PDF (554KB) ( )  
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    研究了大素数域上的椭圆曲线加密算法,基于IMPULSE C语言,对该算法进行编程实现;在标准射影坐标系下,对点加和倍加算法进行并行化改进,并且在编程时利用编译器特性做了进一步的并行化。通过对加密算法合理的软硬件分割,将计算量大而且复杂的点乘运算作为硬件部分,通过现场可编程门陈列(FPGA)进行硬件加速;将加密协议的其他部分作为软件部分,在传统CPU上执行,并将硬件部分生成VHDL代码。分别进行加密算法的CoDeveloper的桌面仿真和生成的硬件VHDL代码的ISE综合仿真。最后将该加速设计在Xilinx Virtex-5 xc5vfx70t FPGA开发板上作了实现,基于FPGA的实验结果表明,P-192上点乘运算处理在133MHz时钟下用时2.9 ms,硬件资源分配合理,与现有的手工编写的HDL代码相比,具有并行加速优势。
    数据库技术
    基于用户隐私保护的区域多对象聚集问题
    谈嵘 顾君忠 林欣 陈鹏
    2011, 31(09):  2389-2394.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02389
    摘要 ( )   PDF (948KB) ( )  
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    针对基于位置服务中的多个查询者聚集的场景,提出一种兼顾用户隐私的基于区域的空间Skyline查询算法——VRSSA,利用Voronoi图等计算几何学方法,解决了基于区域与点之间距离的控制关系的判定,并有效减少了计算的复杂度。同时,针对查询条件的动态改变,提出了两种动态更新算法:被查询对象动态新增算法(DPJA)和被查询对象动态减少算法(DPDA),可有效地减少重复计算的消耗。实验结果证明,提出的算法总体效率较好,具有一定的灵活性。
    内存数据库系统SwiftMMDB索引机制的设计与实现
    赵艳梅 郑鑫福 徐立臻
    2011, 31(09):  2395-2398.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02395
    摘要 ( )   PDF (695KB) ( )  
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    T树结合了平衡二叉树(AVL树)和B树的优点,可以有效地组织索引数据,从而为内存数据库提供优良的存储效率和查询性能。结合自主开发的一个内存数据库系统SwiftMMDB介绍T树索引的设计与实现,并通过节点分裂、填充等方法改进了经典T树的插入和删除操作,减少了T树中平衡旋转的次数,从而进一步提高内存数据库检索的效率和性能。
    面向不均衡数据集的ISMOTE算法
    许丹丹 王勇 蔡立军
    2011, 31(09):  2399-2401.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02399
    摘要 ( )   PDF (490KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了提高不均衡数据集中少数类的分类性能,提出ISMOTE算法。它是在少数类实例及其最近邻少数类实例构成的n维球体内进行随机插值,从而来改进数据分布的不均衡程度。通过实际数据集上的实验,与SMOTE算法和直接分类不均衡数据算法的性能比较结果表明,ISMOTE算法具有更高的分类精度,可以有效地改进分类器的性能。
    基于查询集空间分布的聚合最近邻查询算法
    徐超 张东站 郑艳红 饶丽丽
    2011, 31(09):  2402-2404.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02402
    摘要 ( )   PDF (627KB) ( )  
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    聚合最近邻查询涉及到多个查询对象,因此比传统最近邻查询更复杂,而且其查询集空间分布特征暗含了查询集聚合最近邻的区域分布信息。充分考虑查询集分布特征,给出了利用分布特征指导聚合最近邻搜索的方法,并以此提出了一种新的聚合最近邻查询算法——AM算法。AM算法能动态地捕捉并利用查询集空间分布特征,使得对数据点的搜索按正确的次序进行,避免对不必要数据点的搜索。最后通过实验验证了AM算法的高效性。
    基于改进PrefixSpan的序列模式挖掘算法
    公伟 刘培玉 贾娴
    2011, 31(09):  2405-2407. 
    摘要 ( )   PDF (494KB) ( )  
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    针对PrefixSpan算法构造投影数据库开销大的问题,提出一种基于改进PrefixSpan的序列模式挖掘算法SPMIP。该方法通过添加剪枝步和减少某些特定序列模式生成过程的扫描,来减少投影数据库的规模及扫描投影数据库的时间,提高算法效率,并最终得到需要的序列模式。实验结果证明在获得序列模式不受影响情况下,SPMIP算法比PrefixSpan算法效率更高。
    多维加权社会网络中的个性化推荐算法
    张华青 王红 滕兆明 马晓慧
    2011, 31(09):  2408-2411.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02408
    摘要 ( )   PDF (772KB) ( )  
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    个性化推荐是解决Internet中信息过载的重要工具,在研究有关个性化推荐的技术和相关动态的基础上,以用户实际应用为驱动,提出一种多维加权社会网络中的个性化推荐算法。首先,该算法构建了用户之间的多维加权网络;然后利用复杂网络的聚类方法——CPM算法寻找邻居用户;最后基于用户之间的相似性做出推荐。实验结果表明,应用该算法的多维网络的推荐系统与基于内容推荐系统和协同过滤推荐系统相比,有较高的查全率和准确率,个性化推荐质量有了一定程度的提高。
    基于MapReduce的贝叶斯垃圾邮件过滤机制
    陶永才 薛正元 石磊
    2011, 31(09):  2412-2416.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02412
    摘要 ( )   PDF (764KB) ( )  
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    贝叶斯邮件过滤器具有较强的分类能力和较高的准确性,但前期的邮件集训练与学习耗用大量系统资源和网络资源,影响系统效率。提出一种基于MapReduce技术的贝叶斯垃圾邮件过滤机制,一方面对传统贝叶斯过滤技术进行改进,另一方面利用MapReduce模型的海量数据处理优势优化邮件集训练与学习。实验表明,较之目前流行的传统贝叶斯算法、K最近邻(KNN)算法和支持向量机(SVM)算法,基于MapReduce的贝叶斯垃圾邮件过滤机制在召回率、查准率和精确率方面保持了较好的表现,同时降低了邮件学习和分类成本,提高了系统执行效率。
    基于功能语义单元的博客评论抽取技术
    范纯龙 夏佳 肖昕 吕红伟 徐蕾
    2011, 31(09):  2417-2420.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02417
    摘要 ( )   PDF (813KB) ( )  
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    博客作为一类重要的网络信息资源,其评论信息抽取是舆情分析等研究工作的基础。总结了当前主流的博客评论抽取算法,介绍了页面结构在信息抽取中的应用,并结合人理解网页时充分利用“首页”等指示性短语的特点,提出利用具有明确语义和功能指示作用的功能语义单元来抽取评论信息的技术;详细介绍了抽取过程中涉及的页面结构线性化、功能语义单元识别、正文识别和评论抽取算法等内容。最后,通过实验证明,该技术在博客的正文和评论信息抽取上能取得良好效果。
    云模式用户行为关联聚类的协同过滤推荐算法
    王雪蓉 万年红
    2011, 31(09):  2421-2425.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02421
    摘要 ( )   PDF (902KB) ( )  
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    传统的协同过滤推荐算法基于互联网模式单纯从某个角度研究电子商务推荐问题,推荐质量明显不高。为改善推荐效果,提高推荐系统的伸缩性和实用价值,基于研究云模式的用户行为相似性度量公式、用户行为等级函数、关联规则函数,定义关联聚类方法,改进相应算法,提出一种云模式用户行为关联聚类的协同过滤推荐算法。最后使用MovieLens和阿里巴巴的云测试数据进行局部实验与全局实验,并对各种算法的实验结果进行对比分析。实验结果表明,该算法推荐效果明显优于传统算法,具有较强的伸缩性和较高的实用价值。
    基于多主题追踪的网络新闻推荐
    陈宏 陈伟
    2011, 31(09):  2426-2428.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02426
    摘要 ( )   PDF (445KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对网络新闻推荐系统推荐准确率偏低的问题,提出一种基于多主题追踪的网络新闻推荐算法。基于多主题追踪的推荐算法采用多个用户模型表示用户对不同主题的兴趣,并动态更新用户模型以动态反映用户的兴趣变化。实现了网络新闻推荐系统的核心推荐算法,并在标准路透社新闻数据集(RCV1)上验证了算法的有效性,有效提升了新闻推荐的准确率。
    基于支持向量机的隐含语意特征选择方法
    李旻松 段琢华
    2011, 31(09):  2429-2431.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02429
    摘要 ( )   PDF (605KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    隐含语意索引(LSI)是一个能有效捕获文档中词的隐含语意特征的方法。然而,用该方法选择的特征空间对文本分类来说可能不是最适合的,因为这种方法按照词的变化排序特征,而没有考虑到分类能力。支持向量机(SVM)高度的泛化能力使它特别适用于高维数据例如文档的分类。为此提出基于支持向量机的特征提取方法用于选择适于分类的LSI特征。该方法利用SVM高度泛化的分类能力, 通过使用在每一个规则下训练的分类器的参数对第k个特征对反向平方分解面的贡献w2k的值进行估计。实验表明当需要比LSI更少的训练和测试时间时,该方法能够以更为紧凑的表示方式提高分类性能。
    基于改进相似度传播算法的本体匹配
    张悦 凌兴宏 姚望舒 伏玉琛
    2011, 31(09):  2432-2435.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02432
    摘要 ( )   PDF (688KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为解决本体异构、实现不同本体应用程序间互操作以及数据集成,提出一种基于RDF图的改进相似度传播匹配算法。首先通过WordNet发现初始相似对种子,经过预处理把本体表示成RDF三元组形式,针对RDF图的特点,将相似度传播的条件扩展到三元组中,发现可能相似对;然后采用综合元素特征的方法计算相似度。相似度传播、发现可能相似对种子、相似度计算是一个循环迭代的过程,直到满足收敛条件。实验表明了该算法的有效性,并在时间性能上也有所提高。
    计算机软件技术
    面向服务架构软件实现前的可靠性评价方法
    吕堂祺 黄宁 贾晓光 王东
    2011, 31(09):  2436-2439.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02436
    摘要 ( )   PDF (836KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了在软件实现前评估其可靠性,针对基于面向服务架构(SOA)设计的软件提出了一种可靠性评价方法:用OWL-S描述软件的需求和设计信息,利用Maude为OWL-S过程模型的控制结构定义形式化语义,使用分布函数构建软件的操作剖面,在Maude中增加软件的操作剖面信息和体系结构信息如何参与可靠度计算的描述,在Maude系统的支持下,通过重写得到软件的可靠度,并基于此方法设计开发了一个软件可靠性预计工具——SRPT。所提出的软件可靠性评价方法综合考虑了数据流、控制流、构件和软件操作剖面信息以及体系结构信息对软件可靠性的影响,能够在软件实现前根据软件设计预测其可靠度,为软件的开发设计提供了工程指导。
    基于禁忌搜索算法的可扩展有限状态机模型测试数据自动生成
    任君 赵瑞莲 李征
    2011, 31(09):  2440-2443.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02440
    摘要 ( )   PDF (746KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    可扩展有限状态机(EFSM)模型的测试用例生成包括测试路径生成和测试数据生成两部分。然而,目前针对EFSM模型的测试研究大多集中于测试路径生成。为探索路径上测试数据的自动生成,提出一种面向EFSM路径的测试数据生成方法,利用禁忌搜索(TS)策略实现了EFSM测试数据的自动生成;分析了影响EFSM测试数据生成的关键因素,并与遗传算法(GA)的生成效率进行了比较。实验结果表明:基于TS算法的EFSM模型测试数据自动生成是确实可行的,其测试生成效率相对于GA有很大提高。
    基于变异的Web复合服务测试数据选择方法
    张美花 姜瑛
    2011, 31(09):  2444-2448.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02444
    摘要 ( )   PDF (795KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    Web服务集成测试的测试数据数量巨大,影响了测试的质量和效率。提出一种基于变异技术的Web复合服务测试数据选择方法,根据BPEL(Business Process Execution Language)文档获取复合服务的路径集,采用接口变异算子和路径变异算子生成变异体,根据初始测试数据杀死变异体的能力选择有效的测试数据。通过实验验证了方法的有效性,选择出的测试数据数量较少且有效。
    TPC-DS性能测试工具的实现
    陈旦 叶晓俊 施霖
    2011, 31(09):  2449-2452.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02449
    摘要 ( )   PDF (635KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    阐述了新一代面向决策支持的数据库性能测试基准TPC-DS的数据模型、业务模型、执行模式和度量方法,设计了一个支持不同数据库管理系统(DBMS)性能对比测评的TPC-DS测试框架,阐述了配置文件、查询执行控制、数据维护机制等关键实现技术。最后通过对任务配置和语法配置的实践,验证了工具对不同DBMS、不同优化配置的对比测试可用性。
    图形图像技术
    三维视频编码技术的发展与挑战
    邓智玭 贾克斌 陈锐霖 伏长虹 萧允治
    2011, 31(09):  2453-2456.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02453
    摘要 ( )   PDF (817KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    介绍了三维视频编码的核心技术。首先比较了纯视频格式和深度增强格式三维视频编码技术的发展方向及面临的挑战,其中重点分析了深度估计技术和视点合成技术的研究思路;然后概括了国际3DV/FTV标准的制定现状;最后对三维视频编码技术进行了总结和展望。
    H.264可伸缩视频编码层间码率控制算法
    杨金 孙宇 孙世新
    2011, 31(09):  2457-2460.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02457
    摘要 ( )   PDF (594KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为H.264/AVC标准的可伸缩编码(SVC)扩展提出了一种自适应的层间码率控制算法。该算法提出了一个选择模型,通过当前层的前一帧或者前一层的当前帧来预测Inter帧所需比特数。首先,将码率—复杂度—量化因子(R-C-Q)模型引入可伸缩的视频编码;接着,使用一个已有的比例—积分—微分(PID)缓冲区控制器来根据缓冲区状态提供当前Inter帧的比特数估计;然后,为了在视频画面发生急剧变化时获得更为精确的估计,利用前一层中的当前帧所用实际比特数来进一步进行当前Inter帧比特数估计;最后,使用选择模型决定最终的预测比特数,并通过R-C-Q模型计算出量化因子(QP)。实验结果表明,相对于推荐的JVT-043码率控制算法,所提出的算法可以在SVC的每层获得更加精确的实际输出比特率,保持缓冲区充盈度的稳定,同时减少跳帧和质量波动,提高整体编码质量。
    新的多视点视频编码优化算法
    杨中华 戴声奎
    2011, 31(09):  2461-2464.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02461
    摘要 ( )   PDF (660KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    分析研究了多视点视频编码中的TZSearch算法的性能与不足,并针对平行摄像机采集的多视点视频序列,提出一种新的多视点视频编码优化算法。主要从搜索模型选取、搜索策略、自适应阈值设置三个方面进行算法优化,以减少算法计算复杂度。在多视点视频软件测试平台——JMVC4.0上进行验证,结果表明:在保证重建视频质量在容忍度内,同时编码开销可控的前提下,优化算法与原始算法相比,算法平均编码时间减少75%左右,大大提高了编码的实时性。
    海量地形数据的管理和交互策略优化
    殷小静 慕晓冬 徐义文 陈琦
    2011, 31(09):  2465-2467.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02465
    摘要 ( )   PDF (528KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对海量地形绘制中有限的计算机内存与海量地形数据之间的矛盾,对海量地形数据采用瓦片金字塔模型进行了建模,分析了瓦片最优值的选取,根据四叉树瓦片拓扑关系提出一种高效的四叉树瓦片检索方式,并给出了基于瓦片的数据压缩思路与方法。对海量地形数据与三维显示的交互策略从数据预装载、双缓存机制、多线程技术、内存优化等方面进行了分析和优化,并结合经典的Geometry Clipmaps算法进行了地形绘制,实验结果具有较好的渲染效果和较高的实时性,证明了优化策略的可行性和有效性。
    基于多小波子带加权判别熵的SAR目标ICA特征提取及识别
    张新征
    2011, 31(09):  2468-2472.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02468
    摘要 ( )   PDF (818KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    传统小波独立分量分析(ICA)提取合成孔径雷达(SAR)目标特征时大都采用单一的小波基函数,并且仅利用小波分解低频子带数据进行ICA处理,而忽略了高频子带信息。针对这一问题,采用多类小波基函数对SAR目标图像进行分解;针对得到的所有低频和高频子带数据,引入子带加权的判别熵准则,结合现有的小波ICA算法,提出多小波子带加权判别熵的SAR目标图像ICA特征提取算法。采用MSTAR实测SAR目标图像数据,根据提出算法进行特征抽取,利用最近邻准则进行SAR目标识别。识别结果表明提出算法优于仅利用小波分解低频子带ICA算法。
    基于主导边界Radon变换的SAR目标方位角估计方法
    黄嘉辛 陆军 赵凌君
    2011, 31(09):  2473-2476.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02473
    摘要 ( )   PDF (654KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对仅利用主导边界估计带来的目标垂直与水平方位的模糊问题,提出一种基于主导边界Radon变换的合成孔径雷达(SAR)图像目标方位角估计方法。该方法基于分割图像中目标主导边界长度的判别准则进行解模糊,同时引入目标主导边界Radon变换的估计算法,解决了传统主导边界算法中长、短主导边界不易分离的问题。MSTAR实测数据的实验结果表明提出的算法具有良好的精确度和适应性。
    折反射全向图像与遥感图像配准的建筑物高度提取算法
    王媛媛 陈旺 张茂军 王炜 徐玮
    2011, 31(09):  2477-2480.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02477
    摘要 ( )   PDF (675KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    提出一种折反射全向图像与遥感图像配准的建筑物高度提取算法,可应用于大范围三维城市重建。首先,利用全向Hough变换方法提取折反射全向图像中建筑物的顶部边界线;然后基于提取的边界线,根据空间水平直线全向成像的角度不变性对折反射全向图像与遥感图像进行配准;最后利用配准结果,依据折反射全向图成像模型计算建筑物高度。实验结果证明该方法简捷易行且计算结果准确,误差较小。
    基于灰度形态学与小波相位滤波的高分辨率遥感影像边缘检测
    王朋伟 牛瑞卿
    2011, 31(09):  2481-2484.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02481
    摘要 ( )   PDF (698KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了更好地获取高分辨率遥感影像的边缘信息,提出一种新的影像边缘检测方法。该方法首先利用主成分分析(PCA)变换获取影像的主要信息;然后采用symletsA小波对其进行分解,并用形态学算子对各尺度影像进行处理;最后利用小波相位滤波算法在同一尺度上进行相关性滤波以增强图像边缘,并通过OTSU算法进行分割获取其边缘信息。结果表明:与现有算法相比,该方法对边缘的定位更加精确,边缘检测效果更加明显。
    基于区域一致性测度的彩色图像边缘检测
    郑美珠 赵景秀
    2011, 31(09):  2485-2488.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02485
    摘要 ( )   PDF (924KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对在RGB空间很难有效区分颜色相似性的问题,选择HSI颜色空间进行图像处理和分析。首先计算饱和度、色度、亮度等色差分量,通过引入模糊熵,构造出一组基于模糊熵的信息测度分量来定量描述图像的边缘特征。利用训练样本获取该组分量,并组成一特征向量对BP神经网络进行训练,然后将训练的BP网络直接用于边缘检测。BP网络的结构和训练比较简单,而且不需要设定阈值检测边缘。实验表明,该方法具有较强的细节保持能力,达到了令人满意的边缘检测效果。
    基于粒子滤波和Galerkin法的改进目标跟踪算法
    梁楠 高世伟 郭雷 王瀛
    2011, 31(09):  2489-2492.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02489
    摘要 ( )   PDF (646KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    在粒子滤波框架下,估计的准确性受到建议分布选取的影响很大。传统的粒子滤波通常采用系统转移概率作为建议分布,但传统的建议分布选取方法由于没有考虑新的观测信息,因此不能产生准确的估计值。为此采用一种叫做Galerkin法的数学工具去构造建议分布,依据该方法构造的建议分布相对传统的方法提高了粒子滤波估计的准确性。同时,在新的跟踪算法框架中,将颜色模型和形状模型进行自适应的融合,并提出了一种新的模型更新方法,提高了目标跟踪的稳定性。实验结果证明了该跟踪算法的有效性。
    复杂背景下感兴趣运动目标的跟踪算法
    冯晓敏 郭继昌 张艳
    2011, 31(09):  2493-2496.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02493
    摘要 ( )   PDF (632KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对由于复杂背景的干扰而导致不能准确跟踪感兴趣运动目标的问题,提出一种基于多特征自适应融合的粒子滤波跟踪算法。首先在HSV颜色空间中得到感兴趣运动目标的加权颜色分布模型,然后利用不变矩特征来消除背景中相似颜色物体和光照变化的干扰,两种特征通过自适应调整权重来更新粒子权值而融合于粒子滤波算法中,从而能够准确和稳定地跟踪运动目标。实验证明,该算法在运动目标平移、姿态变化、遮挡、光照变化及相似颜色干扰等复杂背景下都能够准确地进行跟踪,对背景干扰具有很强的鲁棒性。
    一种基于HSV颜色空间的新码书模型
    方贤勇 贺彪 罗斌
    2011, 31(09):  2497-2501.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02497
    摘要 ( )   PDF (844KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了有效消除复杂动态背景对运动物体检测的影响,提出一种新的基于HSV颜色空间的码书模型。该模型的特点是:1)引入具有较强前后景区分能力的HSV颜色空间,有效减少伪目标的检测;2)采用四元素码字,实现较前人九元素码字更快的训练和更低的存储;3)设计新的码字学习和更新策略,实现简单和快速的码字学习和运动目标检测。同时提出新的算法评价方法:覆盖率—准确率曲线,以反映运动物体检测算法对连续视频序列的检测性能。使用覆盖率—准确率曲线评价的实验结果证明,所提出的码书模型可以有效检测复杂背景下的运动物体。
    基于Gabor不确定度的嵌入式人脸识别系统
    叶继华 王仕民 郭帆 余敏
    2011, 31(09):  2502-2505.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02502
    摘要 ( )   PDF (801KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    多尺度Gabor特征的维数和数据量过大,不适合在ARM板上直接实现完成。利用计算每个尺度Gabor特征不确定度并采用加权融合的方法,很好地解决了图像维数和数据量过大的难点。加权融合过程包括多尺度Gabor特征的提取、不确定度权值的计算和加权融合过程;同时使用了类Haar特征提取人脸、利用二维主成分分析(2DPCA)对人脸图像进行降维。基于EELiod 270嵌入式开发平台,使用ORL和Yale图像库对该方法进行了测试,并与其他人脸识别算法进行比较。结果显示,在保证识别率的同时,算法运算量大幅度下降,且实时识别效果良好。
    基于局部标准差和方向微分的模糊方向识别
    范海菊 张爱丽 冯乃勤
    2011, 31(09):  2506-2508.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02506
    摘要 ( )   PDF (620KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对最小方向微分算法在运动模糊方向识别中误差大和实时性差的缺点,提出利用局部标准差和方向微分相结合的方法鉴定模糊方向。该方法首先对模糊图像进行局部标准差滤波以增强模糊方向上的纹理细节,然后利用双线性插值求最小方向微分和,其对应的方向即为模糊方向;在对方向微分和曲线归纳分析后找到了其内在规律,基于此规律提出范围对半递减搜索最小值的方法,减少了搜索次数。实验结果表明该算法识别精度高,抗干扰性强,实时性好。
    基于暗原色先验的APEX图像复原算法
    张勇 王好贤 李方 毛兴鹏 潘为民 梁卫
    2011, 31(09):  2509-2511.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02509
    摘要 ( )   PDF (542KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为满足有效性和处理速度的要求,结合暗原色先验的参数估计,将用于模糊处理的近似点扩展函数估计(APEX)用于天气退化图像复原。考虑到不同天气条件下、不同大小的图像其APEX参数不一致,算法能够针对不同浓度的沙尘、雾动态调整估计参数;而且与大多数多幅图像输入的复原方法不同,算法针对单幅图像进行处理。仿真结果表明算法具有很好的实用性。为进一步改善视觉效果,基于颜色恒常性能够均衡图像中光源颜色分量不均匀造成的影响,对复原图像进行了颜色恒常性处理。
    融合偏微分方程和中值滤波的图像去噪模型
    万山 李磊民 黄玉清
    2011, 31(09):  2512-2514.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02512
    摘要 ( )   PDF (522KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对基于偏微分方程(PDE)的图像去噪模型不能有效地去除脉冲噪声,并且低阶偏微分方程在去噪的同时会出现“块效应”现象的问题,提出一种融合偏微分方程和自适应中值滤波的图像去噪模型。该模型通过对图像梯度的分析,在梯度变化剧烈区域和梯度变化微小区域利用二阶模型去噪以提高去噪效率;而在梯度渐变区域利用四阶模型平滑图像以避免出现“块效应”现象。同时,利用脉冲噪声梯度值远大于边缘梯度值的特点,定位脉冲噪声所在区域,在该区域利用自适应中值滤波消除脉冲噪声。该方法能有效去除脉冲噪声,保护图像边缘并消除“块效应”现象,同时提高了去噪效率。实验表明了该模型的有效性。
    基于小波系数关系的图像去噪方法
    蔡政 陶少华
    2011, 31(09):  2515-2517.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02515
    摘要 ( )   PDF (461KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了在保留图像边缘信息的同时,尽可能地去除图像噪声,提出一种基于小波系数尺度间和尺度内关系的去噪方法。该方法使用小波系数的相关系数和邻域小波系数的平均幅值来分别表示小波系数的尺度间和尺度内关系,并以此来辨别出图像的边缘信息和噪声;同时提出了一种阈值函数来处理图像的小波系数。实验表明该方法能取得较高的信噪比,并能保存图像的一些细节信息。
    考虑视觉焦点权重和词相关性的图像标注方法
    陈祉宏 冯志勇 贾宇
    2011, 31(09):  2518-2521.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02518
    摘要 ( )   PDF (865KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了弥补图像底层特征到高层语义之间的语义鸿沟,提出一种基于视觉焦点权重模型和词相关性的图像标注方法。由于人们对图像的认识过程中,对焦点区域有比较多的关注,因此可以通过视觉焦点权重模型计算图像各区域的视觉焦点权重来提取图像的焦点区域。同时焦点区域的标注词和其他区域的标注词在逻辑上是相关的,因此通过WordNet根据词汇相关性确定图像的最终标注向量。实验结果表明,通过该方法能提高图像自动语义标注的准确率。
    人工智能
    基于二次插值法的社会情感优化算法
    武建娜 崔志华 刘静
    2011, 31(09):  2522-2525.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02522
    摘要 ( )   PDF (708KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    社会情感优化算法是一种模拟人类社会行为的新型群智能优化算法,算法中考虑了个体决策能力以及个体的情感对寻优结果的影响,因此算法的多样性比常见的群智能算法改善了很多,但是局部搜索能力还有待提高。二次插值法是一种局部搜索能力较强的搜索方法,把二次插值法引入社会情感优化算法,搜索效果会改善。通过使用测试函数对算法的优化性能进行测试,证明把二次插值法引入社会情感优化算法,可以使得社会情感优化算法的局部搜索能力增强,从而增强了社会情感优化算法的全局搜索能力。
    基于IBIS和Toulmin辩论形式的群体研讨模型
    陈俊良 陈超 姜鑫 张震
    2011, 31(09):  2526-2529.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02526
    摘要 ( )   PDF (644KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    研讨模型是建立群体研讨环境的理论基础。以基于问题的信息系统(IBIS)模型和Toulmin辩论模型为基础,建立了一种可对研讨发言进行评价的群体研讨模型。该模型将群体研讨发言信息组织成由发言节点和语义边构成的图。给出了基于语言加权集结(LWA)算子和节点归约的发言节点评价方法。以系统体系结构设计问题的群体研讨为例,说明模型的可用性和有效性。
    一种结合反馈信息的贝叶斯分类增量学习方法
    许明英 尉永清 赵静
    2011, 31(09):  2530-2533.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02530
    摘要 ( )   PDF (634KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    贝叶斯分类器形成初期,训练集不完备,生成的分类器性能不理想且不能动态跟踪用户需求。针对此缺陷,提出一种结合反馈信息的贝叶斯分类增量学习方法。为有效降低特征间的冗余性,提高反馈特征子集的代表能力,用一种基于遗传算法的改进特征选择方法选取反馈集中最优特征子集修正分类器。通过实验分析了算法的性能,结果证明该算法能明显优化分类效果,且整体稳定性较好。
    基于样本点能量扩散模型的聚类
    曾昭贤 张茂军 王炜 熊志辉
    2011, 31(09):  2534-2537.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02534
    摘要 ( )   PDF (653KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    聚类问题是一个复杂的问题,尽管目前聚类方法多种多样,但是仍然存在诸多不足之处,如聚类收敛速度慢,聚类效果不理想,聚类需要人为提供某些参数等。为此尝试提出一种全新的聚类思路:首先认为每一个类都存在一个(或多个)类中心;其次将每个样本点视为一个能量辐射源,以一个合理的模型向空间中辐射能量,空间点根据其得到能量的多少,确定出某些点为类中心;最后将样本点聚类到不同的类中心,达到聚类的目的。实验结果表明,该方法具有收敛速度快、可扩展性强、适合自然聚类的特点,可以达到与很多经典聚类算法相同的聚类效果。
    基于核的直觉模糊聚类算法
    范成礼 雷英杰
    2011, 31(09):  2538-2541.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02538
    摘要 ( )   PDF (554KB) ( )  
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    针对现有的直觉模糊聚类算法性能的问题,提出一种基于核的直觉模糊聚类算法(IFKCM)。该算法引入高斯核函数,将直觉模糊集合从原始观察空间映射到高维特征空间,减少了计算时间且提高了聚类精度;同时改进了现有的直觉模糊聚类算法中的概率型约束条件,使其对噪声和野值点具有较好的鲁棒性。最后,通过实际数据和人工数据与常用聚类算法进行了对比实验,结果表明该算法较大幅度地提高了直觉模糊聚类算法的性能。
    最大边界模糊核超球分类方法
    王娟 胡文军 王士同
    2011, 31(09):  2542-2545.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02542
    摘要 ( )   PDF (562KB) ( )  
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    为了提高多类问题的分类精度,提出最大边界模糊核超球(LMFKHB)算法。首先将样本数据通过核函数映射到高维数据特征空间,然后利用提出的方法找出各个判决函数;同时引入模糊隶属函数解决死区样本的错分问题,从而增强了算法适应性,提高了分类精度。人造数据和现实数据的实验结果表明最大边界模糊核超球算法具有较好的性能。
    基于量子遗传谱聚算法的聚类
    蒋勇 谭怀亮 李光文
    2011, 31(09):  2546-2550.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02546
    摘要 ( )   PDF (878KB) ( )  
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    在处理大数据集聚类问题上,谱聚算法因存在占用存储空间大、时间复杂度高的缺陷而难以推广,针对此问题,提出采用多次分割、向上向下双向收缩的QR算法求得特征值对应的特征向量来实现降维,并在此基础上构造映射空间上的样本来实现量子遗传谱聚算法的聚类。该方法通过映射为后续的量子遗传谱聚算法聚类提供低维的输入,而量子遗传算法具有快速收敛到全局最优并且对初始化不敏感的特性,从而可以获得良好的聚类结果。实验结果显示,使用该算法的聚类比谱聚算法、K-means算法、NJW算法等单一方法具有更好的收敛性、稳定性和更高的全局最优。
    典型应用
    云计算环境下朴素贝叶斯文本分类算法的实现
    江小平 李成华 向文 张新访
    2011, 31(09):  2551-2554.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02551
    摘要 ( )   PDF (667KB) ( )  
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    采用分布式编程MapReduce模型研究了文本统一格式预处理、训练、测试以及分类等基于朴素贝叶斯文本分类算法主要计算过程的MapReduce并行化方法,并在Hadoop云计算平台进行了实验。实验结果表明:朴素贝叶斯文本分类算法MapReduce并行化后在Hadoop云计算平台上部署运行,具有较好的加速比,对中文网页文本分类识别率达到了86%。
    基于概率模型的混合多目标算法
    刘洋 肖宝秋 戴光明
    2011, 31(09):  2555-2558.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02555
    摘要 ( )   PDF (702KB) ( )  
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    对传统多目标算法NSGA-Ⅱ及模型多目标算法RM-MEDA进行了分析,并指出了二者的不足。在此基础上,提出基于概率模型的混合多目标算法,并设计了相应的建模准则用于实现两种算法的结合,使得提出的算法能够充分发挥两种算法的优势。将提出的算法与NSGA-Ⅱ算法和RM-MEDA算法在10个测试函数进行了实验对比,结果证实了算法在全局收敛性及多样性等方面有着较好的效果。
    基于模拟谐振子算法的多项目调度
    倪霖 段超 钟辉
    2011, 31(09):  2559-2562.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02559
    摘要 ( )   PDF (568KB) ( )  
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    针对资源受限多项目调度问题(RCMPSP),介绍了一种模拟谐振子算法。算法通过模拟简谐振动系统中势能状态的变化,从经典简谐振动阶段过渡到量子振动阶段,从而实现全局搜索到局部搜索的变化过程;同时,两阶段的搜索形式使算法的收敛精度和搜索效率得到了保证。采用基于排列的方法和串行项目进度生成机制,结合多项目的任务列表,可以保证所得调度方案满足项目优先关系约束。运用标准测试函数对算法进行了测试,结果表明算法具有高质量的搜索效率和精度。最后给出了三组多项目调度算例。
    因特网上基于.NET的通用计算资源共享环境
    谢延红
    2011, 31(09):  2563-2566.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02563
    摘要 ( )   PDF (627KB) ( )  
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    为了高效与方便地聚集异构环境下的网络资源,提出一种基于.NET的通用计算资源共享环境GCRSE。GCRSE在体系结构上利用了节点功能角色的方式,由服务器功能实体、自愿机功能实体和客户机功能实体组成。它利用.NET的Web services技术,通过网页的方式提交、执行与传输并行分布式应用相关的任务和子任务。在编程模型上支持普通的主—从模式的编程模式和具有子任务递归迭代的分治模式编程。自愿机端的心跳消息和面向子任务的容错方式可以达到可靠性高的效果。GCRSE的测试环境通过局域网内的若干台自愿机组成,选择了具有数据依赖的分布式旅行商(TSP)问题进行测试,结果表明对于分布式计算中大量的子任务GCRSE环境可以很快地完成,具有高效性、可扩展性和通用性的特点。
    基于多核微处理器温度感知的线程调度算法
    屈双喜 张民选 刘涛 刘光辉
    2011, 31(09):  2567-2570.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02567
    摘要 ( )   PDF (596KB) ( )  
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    由于多核微处理消耗更多的能量,导致其热点数目增加,温度分布不平衡加剧,因而对性能产生更大的负面影响。为了解决这个问题,提出一种基于多核微处理器温度感知的线程调度算法来减少热紧急事件、提高性能,并在一个Intel的多核微处理器平台上实现了该算法。实验结果表明,在各种负载组合下,该算法可以减少9.6%~78.5%的动态热管理次数。与Linux标准调度算法相比,吞吐率平均可以提高5.2%,最大可提高9.7%。
    共轭梯度求解器的FPGA设计与实现
    宋庆增 顾军华
    2011, 31(09):  2571-2573.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02571
    摘要 ( )   PDF (631KB) ( )  
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    针对共轭梯度(CG)迭代算法软件执行效率低、实时性差的缺点,提出一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)平台的CG迭代求解器。设计采用软硬件结合的方式构建整个系统,CG协处理器执行CG迭代算法中计算量大、控制简单的代码,以达到硬件加速的目的。控制复杂、计算量较少的代码则依旧在微处理上执行。设计采用行交错数据流,使得整个系统完全无停顿的运行,提高了计算性能。实验结果表明,与软件执行相比,硬件CG协处理器可以获得最高5.7倍的性能加速。
    无人飞行器航迹规划研究
    陈海汉 刘因 杜运磊
    2011, 31(09):  2574-2576.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02574
    摘要 ( )   PDF (495KB) ( )  
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    航迹规划的目的是要利用地形和敌情等信息,规划出生存概率最大的无人飞行器突防轨迹。通过对航迹规划任务的仿真需求分析,对无人飞行器的航迹规划进行了研究。首先根据遍布威胁的战场环境,构造了基于威胁源的Voronoi图,得到规避威胁的航迹路线;然后采用Dijkstra算法,搜索出最优航迹路线;最后利用Visual Studio .Net 2010开发平台,在MS SQL Server 2008数据库支持下,运用Visual C# 2008编制图形化界面,设计开发了无人飞行器航迹规划仿真系统,并给出了开发结果,实现了仿真结果的图形显示,为进一步的研究航迹规划奠定了基础。
    基于时间的角色动作调整方法
    贺毅辉 马建晓
    2011, 31(09):  2577-2580.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02577
    摘要 ( )   PDF (627KB) ( )  
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    针对目前基于运动捕捉的角色运动控制方法中动作的不可调整问题,提出一种基于时间的角色动作调整方法。利用角色模型已有的基本动作,通过分析这些动作的时空特性得到动作各个阶段的时间参数;然后根据控制信息和环境约束,实时计算角色运动过程中的目标位置,再结合基本动作的时空特性,实时计算出运动关节参数,最终使角色能够在基本动作的基础上根据需要做出新动作。最后利用Unity平台加载角色模型,仿真实现了角色在转向和上台阶时腿部动作的调整过程。
    基于裂变繁殖粒子滤波的检测前跟踪算法
    樊玲
    2011, 31(09):  2581-2583.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02581
    摘要 ( )   PDF (567KB) ( )  
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    针对粒子滤波检测前跟踪(PF TBD)算法存在采样枯竭现象的缺点,提出基于裂变繁殖粒子滤波的检测前跟踪算法。该算法结合检测前跟踪问题的特点,根据代表目标有无的存在变量将粒子分为死亡、新出生和继续存活三类粒子集,其中对继续存活的粒子集进行裂变繁殖操作。裂变繁殖操作增加了粒子的多样性,有效克服了采样枯竭现象。仿真实验验证了所提算法检测性能稳定可靠,跟踪精度高。
    基于Atom Z510的车载多媒体播放系统
    李霞 闵华松
    2011, 31(09):  2584-2588.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02584
    摘要 ( )   PDF (788KB) ( )  
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    针对现有车载影音系统功能单一、更新不便的缺陷,设计并实现了一款能够同时实现音频和视频播放的高性能车载播放器。系统采用Intel最新推出的嵌入式处理器Atom Z510作核心处理器,在其上定制XPE作操作系统,采用Qt Creator作开发工具,使用图形用户接口(GUI)技术,实现了一个带有图形操作界面的播放器。该播放器既能播放本地媒体文件,也能识别CF卡、U盘等移动存储设备,并能对移动设备上存储的媒体文件进行播放。
    基于卡尔曼滤波CMAC-PID的视力检查距离控制系统
    王旭 邱飞岳
    2011, 31(09):  2589-2592.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2011.02589
    摘要 ( )   PDF (538KB) ( )  
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    为提高视力检查的精确性和灵活性,设计了视力检查距离控制系统对检查距离进行有效控制,并建立了数学模型。针对该系统的非线性、时变性和多干扰性,提出基于卡尔曼滤波器的小脑神经网络与比例—积分—微分复合控制(CMAC-PID)方法,利用卡尔曼滤波器抑制测量噪声和控制干扰的影响。仿真结果表明,此控制方法在抗干扰方面优于CMAC-PID控制,可以更好地改善距离控制系统的性能。
2022年 42卷 3期
刊出日期: 2022-03-10
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