当期目录

    2012年 第32卷 第01期 刊出日期:2012-01-01
    第四届中国计算机网络与信息安全学术会议论文(CCNIS’2011)
    网络安全态势感知研究综述
    席荣荣 云晓春 金舒原 张永铮
    2012, 32(01):  1-4.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00001
    摘要 ( )   PDF (888KB) ( )  
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    网络安全态势感知(SA)的研究对于提高网络的监控能力、应急响应能力和预测网络安全的发展趋势具有重要的意义。基于态势感知的概念模型,详细阐述了态势感知的三个主要研究内容:网络安全态势要素提取、态势理解和态势预测,重点论述各研究点需解决的核心问题、主要算法以及各种算法的优缺点;最后对各研究点的相关理论及其应用实现的发展趋势进行了分析和展望。
    基于多维信任云的信任模型研究
    蔡红云 杜瑞忠 田俊峰
    2012, 32(01):  5-7.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00005
    摘要 ( )   PDF (654KB) ( )  
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    针对主观信任的模糊性和不确定性以及现有的基于云模型的信任模型中粒度粗糙的问题,提出了一种基于多维信任云的信任模型。首先,依据实体间的直接交互经验和交互时间,利用加权逆向云生成算法计算被评估实体的直接信任云;然后,通过评估推荐实体的推荐可信度,计算被评估实体的推荐信任云;最后,综合直接信任云和推荐信任云产生综合信任云,并依此进行可信实体的选择。仿真结果表明,基于多维信任云的信任模型能够有效地识别系统中的各类服务实体,可提高实体间的交易成功率。
    云存储系统中数据完整性验证协议
    曹夕 许力 陈兰香
    2012, 32(01):  8-12.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00008
    摘要 ( )   PDF (767KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在云存储网络环境中,数据的安全性和完整性是用户最关心的问题之一。综合考虑云存储网络环境中的安全需求,设计了云存储数据完整性验证(CS-DIV)协议。客户端把数据文件和校验标签上传到云存储服务器后随机抽查,服务器返回验证证据并由客户端判断文件的完整性。协议可以有效地验证云存储数据的完整性,并抵抗恶意服务器欺骗和恶意客户端攻击,从而提高整个云存储系统的可靠性和稳定性。仿真实验数据表明,所提协议以较低的存储、通信及时间开销实现了数据的完整性保护。
    安全服务云框架研究
    孙磊 戴紫珊
    2012, 32(01):  13-15.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00013
    摘要 ( )   PDF (584KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在分析云计算环境面临的安全问题基础上,基于云计算服务模式提出了安全服务云框架,分析了安全服务云框架基本工作原理和应用模式,提出了基于安全服务器状态进行多点择优部署的安全服务云调度算法。通过仿真实验表明,所提算法在服务响应时间、系统负载均衡方面明显优于随机调度算法。
    云环境下基于性能向量的虚拟机部署算法
    杨星 马自堂 孙磊
    2012, 32(01):  16-19.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00016
    摘要 ( )   PDF (625KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对云计算环境下虚拟机部署问题,提出充分考虑了系统负载均衡的PM-LB虚拟机部署算法。首先,采用性能向量,规范化地描述虚拟基础设施性能状况;然后,通过计算待部署虚拟机和服务器性能向量的相对距离,得到待部署虚拟机的匹配向量;最后,将匹配向量与系统负载向量综合分析,得到虚拟机部署结果。在CloudSim环境下进行了实验仿真,实验结果证明,使用所提算法可获得较好的系统负载均衡效果和较高的资源利用率。
    基于领域相关语言的拒绝服务攻击描述语言设计
    祝宁 张永福 陈性元
    2012, 32(01):  20-24.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00020
    摘要 ( )   PDF (722KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    鉴于抗攻击测试对攻击操作可信、可控、有效的基本要求,面向拒绝服务(DoS)攻击实现,基于领域相关语言(DSL)的思想,设计简单快速实现测试用例的DoS攻击描述语言(DASL)。通过定义攻击元,并基于对样本的分析设计构造语言的领域相关语法元素;利用LIBNET实现语言的语义功能函数;以ANTLR为支撑,设计实现语言的解释环境。实验验证表明,利用该语言构建DoS攻击,在保证功能有效、过程可控的前提下,能够大幅降低DoS攻击开发过程的复杂程度,减少代码编写量,提高开发效率。该语言的建立,确保了抗攻击测试过程中DoS攻击操作的基本要求,为实施DoS攻击渗透测试的提供了有力保障。
    基于消息语义解析的软件网络行为分析
    吴逸伦 张博锋 赖志权 苏金树
    2012, 32(01):  25-29.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00025
    摘要 ( )   PDF (885KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    通过对软件网络行为的研究,提出了通过结合动态分析软件行为技术和网络消息语义解析技术对软件网络行为进行分析的系统模型。系统主要由动态二进制分析模块、消息语义解析模块和网络行为分析模块组成。通过动态二进制分析,利用行为监控和劫持机制,获取软件对于应用程序编程接口(API)函数和系统函数的调用情况;通过动态污点分析,对消息语义进行解析。实验验证表明,软件行为和消息语义解析的结合可以用于分析软件网络行为。
    移动可信接入轻量级认证与评估协议
    秦晰 高丽 常朝稳 韩培胜
    2012, 32(01):  30-34.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00030
    摘要 ( )   PDF (806KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为增强移动终端可信网络接入认证与评估协议的可用性,降低网络通信负载及终端计算负载,提出一种轻量级的身份认证与平台鉴别评估协议。协议基于接入双方在首次接入时共享的认证密钥以及对方的可信平台配置信息,在不需要可信第三方参与的情况下,完成快速的身份认证与鉴别评估。协议减少了网络数据交换次数以及接入双方的计算工作量,在保证接入认证与评估所需的安全属性的同时,还增强了平台配置信息的机密性以及抵抗重放攻击的能力。安全性和性能分析表明,所提协议适合无线网络通信环境下的移动终端可信网络接入。
    高效的基于身份的认证密钥协商协议
    高海英
    2012, 32(01):  35-37.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00035
    摘要 ( )   PDF (598KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    王圣宝等(王圣宝,曹珍富,董晓蕾.标准模型下可证安全的身份基认证密钥协商协议.计算机学报,2007,30(10):1842-1854)提出的标准模型下可证明安全的基于身份的认证密钥协商协议不具有私钥产生中心(PKG)前向安全性。针对该安全缺陷,提出了一种新的基于身份的认证密钥协商协议,协议中给出了一种利用用户私钥和临时秘密信息联合计算共享秘密的方法,并在标准模型下证明了协议的安全性。与已有协议相比,新协议具有较高的执行效率。同时提出了一种PKG与用户共同协商私钥的方法,即用户的私钥由用户产生的部分秘密信息以及PKG的系统主密钥共同生成,从而有效解决了基于身份的认证密钥协商协议的PKG前向安全性问题。
    全安全的属性基认证密钥交换协议
    魏江宏 刘文芬 胡学先
    2012, 32(01):  38-41.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00038
    摘要 ( )   PDF (616KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    因在细粒度访问控制、定向广播等方面的广泛应用,基于属性的密码机制逐渐受到关注。以一个全安全的属性基加密(ABE)机制为基本构件,结合NAXOS技巧,提出了一个全安全的属性基认证密钥交换协议,并利用可证明安全理论在基于属性的eCK模型中进行了严格的形式化证明。相比已有的同类协议,提出的协议具有更高的安全性,并在提供丰富的属性认证策略的同时,减小了通信开销。
    强健安全网络中的中间人攻击研究
    汪定 马春光 翁臣 贾春福
    2012, 32(01):  42-44.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00042
    摘要 ( )   PDF (639KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    中间人(MitM)攻击是强健安全网络(RSN)面临的一类严重安全威胁。参照802.1X-2004认证者和申请者状态机模型,从RSN关联建立过程的整体视角,对RSN中MitM攻击进行系统性分析。指出现有关于RSN中MitM攻击问题研究方面存在片面性,提出RSN中一个MitM攻击的框架和有效攻击条件,并给出该框架下一个有效攻击实例。分析结果表明,RSN采用强双向认证方法时可抗MitM攻击,未采用强双向认证方法时易遭MitM攻击。
    7轮ARIA-256的不可能差分新攻击
    苏崇茂
    2012, 32(01):  45-48.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00045
    摘要 ( )   PDF (573KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    如何针对分组密码标准ARIA给出新的安全性分析是当前的研究热点。基于ARIA的算法结构,利用中间相遇的思想设计了一个新的4轮不可能差分区分器。基于该区分器,结合ARIA算法特点,在前面加2轮,后面加1轮,构成7轮ARIA-256的新攻击。研究结果表明:攻击7轮ARIA-256所需的数据复杂度约为2120选择明文数据量,所需的时间复杂度约为2219次7轮ARIA-256加密。与已有的7轮ARIA-256不可能差分攻击结果相比较,新攻击进一步地降低了所需的数据复杂度和时间复杂度。
    最优代数免疫布尔函数的完全构造
    王永娟 张世武
    2012, 32(01):  49-51.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00049
    摘要 ( )   PDF (553KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    任意的布尔函数可以唯一地表示成有限域上的单变元多项式函数,利用布尔函数的单变元多项式表示和代数编码理论,讨论了布尔函数的代数免疫达到最优的判别条件,得到了布尔函数的变元个数为奇数时,布尔函数具有最优代数免疫(MAI)的等价判别条件。利用该等价判别条件,给出3元布尔函数满足MAI的等价判别条件,进而构造出所有3元的MAI布尔函数。
    基于ESB的统一身份认证系统设计与实现
    李福林 徐开勇 李立新
    2012, 32(01):  52-55.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00052
    摘要 ( )   PDF (569KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    异构的信息系统由于具有各自独立的身份认证和用户管理模块,存在着用户身份不一致、信息重复,应用系统无法整合、安全性差等问题。为此提出了一种基于统一的数据交换标准和接口标准,将不同的用户管理模块和认证模块进行集成的方法,设计了系统模型、交互流程和认证协议,实现了基于企业服务总线(ESB)的统一身份认证系统。实验结果表明,系统能有效地避免身份认证逻辑的重复和数据的冗余,提高认证的效率和系统资源的利用率。
    度量行为信息基的可信认证
    闫建红 彭新光
    2012, 32(01):  56-59.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00056
    摘要 ( )   PDF (614KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提高远程认证的灵活性和效率,提出将Merkle哈希树应用到基于可信平台的行为动态验证中,给出创建认证度量行为信息基AM_AIB的过程。通过度量当前行为,计算得到行为发生时根哈希值,然后远程认证。根哈希值由可信平台模块(TPM)签名,传递给服务器端验证,如果和服务器端的根哈希值一致,表明该行为是可信的。可根据行为特性设计不同粒度的行为信息基。实验结果表明,该模型能提高时间性能,验证方式灵活,保护平台隐私,克服了基于属性验证的静态特点,确保了平台应用软件运行时可信。
    不可靠网络环境下的数字时间戳服务研究
    常朝稳 陈俊峰 秦晰
    2012, 32(01):  60-65.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00060
    摘要 ( )   PDF (955KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    数字时间戳(DTS)技术被广泛用于数字签名、电子商务及各种软硬件产品的专利和产权保护。在一些网络状况差、网速变化大、时断时续的不可靠网络中,缺乏必要的技术手段来保证时间戳服务的正常、有效运行。根据不可靠网络的特点,设计了一个不实时依赖时间戳服务中心(TSA)的时间服务模型,每次进行时间戳服务时不再需要与远程TSA进行通信,而是通过本地可信平台来进行时间戳服务。还提出一种不可靠网络环境下基于可信平台模块(TPM)的数字时间戳服务协议,并对协议进行了安全性分析。结果表明,协议是安全的,协议产生的时间误差是可控的,对不可靠网络有很好的适应性。
    网络编码下的网络电视条件接收系统关键技术
    李伟键
    2012, 32(01):  66-69.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00066
    摘要 ( )   PDF (768KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    网络编码的主要优点是提高网络吞吐量、均衡网络负载以及提高带宽利用率,尤其适合无线网络、Ad Hoc、P2P以及流媒体传输等领域,在构建IP网络电视方面具有巨大的潜力。研究在网络编码下构建网络电视的条件接收系统,提出了一种基于随机网络编码(RLNC)和SPOC模型的轻量级加密方法和一种高效的层次组密钥分发管理方案。所提方案具有加密数据量非常小的优点,适合用于网络电视实时流媒体加密,同时结合MPEG多分辨率的特点,可以针对各种付费用户,根据不同的收费提供不同网络视频质量。性能分析表明,所提方案利用网络编码提高了网络吞吐量,同时加密数据量远小于传统的IP网络电视加密方法,层次组密钥分发管理方案有效解决了密钥分发问题。
    基于声誉机制的传感器网络节点安全定位算法
    凌远景 叶阿勇 许力 黄晨钟
    2012, 32(01):  70-73.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00070
    摘要 ( )   PDF (677KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传感器网络中的节点安全定位问题,提出一种基于声誉机制的安全定位算法。算法引入信标节点的相互监督机制,使用Beta分布来表示更新和整合信标节点的声誉值,通过簇头节点来收集并判断哪些信标节点是信誉值高的可信节点,并应用声誉模型来排除提供错误定位信息的恶意信标节点,提高了恶意信标节点的检测率,减少了定位误差,提高了定位系统的鲁棒性;通过仿真实验详细分析了定位算法的有效性和鲁棒性,所提算法适用于分布式传感器网络节点实现自身定位,且在定位精确性和安全性方面都有很大提升。
    基于改进A*算法的无线Mesh网拓扑状态实时监控方法
    牛玲 郭渊博 刘伟
    2012, 32(01):  74-77.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00074
    摘要 ( )   PDF (856KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对无线Mesh网络(WMN)边界难以确定,拓扑结构灵活多变,从而导致拓扑信息的收集和拓扑重构延迟较大,WMN监控精确性和实时性难以保证的问题,提出了一种基于改进A算法的WMN拓扑状态的实时监控方法来了解网络的实时状态,从而对网络可能出现的异常作出反应。通过缩短A搜索过程中的路径长度、缩小搜索范围,将重复搜索的边数作为影响因素增加到启发式中,解决了拓扑实时监控中存在的路径重复覆盖、搜索路径较长的问题。仿真表明,和原算法相比,当网络拓扑结构发生变化时,改进算法的拓扑收敛速度较高,可以在较短时间内完成对全网拓扑结构的更新。
    利用共享文件实现的网络隐蔽通道模型
    王标 张世韬 方颖珏
    2012, 32(01):  78-81.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00078
    摘要 ( )   PDF (664KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    网络隐蔽通道技术是一种利用网络通过绕过强制访问控制措施而建立起的违背BLP模型的信息泄露秘密信道,这给高密级信息的机密性造成了威胁。首先探讨了隐蔽通道与非自主访问控制模型的关系;然后在设想的情景模式和传输模式下,设计了不同共享文件数目情况下的网络隐蔽通道通信协议,形成了网络隐蔽通道模型;通过实验对利用这些协议形成的隐蔽通道模型的传输性能进行了比较研究,分别探讨了它们对系统机密性造成的威胁程度;最后,总结不同协议机制下隐蔽通道模型的传输特点和可能对系统造成的威胁,对防范此类隐蔽通道具有一定意义。
    电子政务信息资源共享中的隐私保护方法
    吕欣 高枫
    2012, 32(01):  82-85.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00082
    摘要 ( )   PDF (656KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为解决电子政务信息资源共享中的隐私保护问题,提出一种隐私保护模型。模型将电子政务信息资源共享划分为基于数据挖掘或统计产生决策的业务和业务协同两类,分别采用数据预处理对隐私信息泛化和使用业务协同模拟器确定协同业务所需的最小隐私信息集合的方法,解决共享中的隐私保护问题。分析结果表明所提方法能有效保护隐私信息。
    椭圆曲线点乘的抗故障攻击FSM控制器设计
    严迎建 李志强 段二朋 朱巍巍
    2012, 32(01):  86-88.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00086
    摘要 ( )   PDF (499KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为提高有限状态机(FSM)控制器的抗故障攻击能力,提出一种非并发故障检测方案。方案利用线性码的故障检错特性,通过在状态机电路中建立故障传播路径来实现。设计了基于NAF编码的从左至右扫描点乘算法的安全有限状态机电路,并对该电路进行了仿真验证与分析。通过仿真验证,与并发故障检测方案相比,该设计能够在减少状态机频繁译码工作量的情况下,正确检测错误并报警,提高了抗故障攻击能力。
    基于预处理的位平面复杂度分割隐写改进算法
    刘虎 袁海东
    2012, 32(01):  89-91.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00089
    摘要 ( )   PDF (657KB) ( )  
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    位平面复杂度分割(BPCS)隐写易受复杂度直方图攻击,为了弥补这一缺陷,提出了一种基于预处理的改进隐写算法。算法针对载密图像进行统计特征的量化分析,求导出逆向预处理的补偿规则,进而对嵌入信息引起的复杂度变化进行逆向的预处理补偿。实验结果表明,改进的算法在保证隐蔽性的同时具有很好的抗复杂度直方图攻击的能力,由于补偿过程是在隐藏秘密信息之前发生的,算法也较好地保持了BPCS大容量隐写的优点。
    差分能量攻击样本选取方法
    李志强 严迎建 段二朋
    2012, 32(01):  92-94.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00092
    摘要 ( )   PDF (631KB) ( )  
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    为了解决差分能量攻击(DPA)中的样本选取问题,提出了一套样本选取方法。方法从所使用的实验平台出发,通过理论分析提出样本选取方式和数量,然后进行实验验证。以AES算法为例,分别进行了仿真实验和实测实验,验证了所提出的选取方法的准确性。结果表明,仿真攻击的明文样本应该按顺序取,数量为一个全排列,而实测攻击应该直接采用大量随机数,两者对明文样本的要求存在较大差别。
    信息安全
    高效的强安全的基于身份认证密钥协商协议
    舒剑
    2012, 32(01):  95-98.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00095
    摘要 ( )   PDF (650KB) ( )  
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    现有的基于身份(ID)认证协议大多在CK模型中被证明是安全的,而CK模型比扩展的CK模型(eCK模型)更弱。基于NAXOS方法,利用双线性对设计了一种新协议,并基于随机预言假设和GBDH假设,在eCK模型中证明了协议的安全性。与其他的基于身份认证协议相比,新协议的计算复杂度和通信复杂度较低;满足主密钥前向安全性和完美前向安全性,并抗密钥泄漏伪装。
    基于身份的公开验证签密方案
    李志敏 徐馨 李存华
    2012, 32(01):  99-103.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00099
    摘要 ( )   PDF (830KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于双线性对,提出了一个基于身份的签密方案。在计算Diffie-Hellman(CDH)问题困难的假设下,证明了方案在随机预言模型下能够抵抗自适应性选择消息和身份攻击。方案基于身份,不需要证书,从而简化了密钥管理。此外,所提方案不仅可用于公开验证,在不需要泄露接收者私钥的前提下,可由第三方认证密文确实是对应明文的有效签密值。
    基于身份的Ad Hoc网密钥管理方案
    孙梅 赵兵
    2012, 32(01):  104-106.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00104
    摘要 ( )   PDF (612KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    鉴于Ad Hoc网络的可移动、自组织性等优点,提出了一种适用于Ad Hoc网络的基于身份的密钥管理方案,所提方案在门限密码学的基础上以完全分布化方式建立系统密钥。与已有的Ad Hoc网络密钥管理方案相比,它不需要固定的密钥服务节点组,密钥服务节点可以动态加入和撤离,而且系统密钥在密钥服务节点组内还可以动态更新。分析结果表明所提方案具有灵活、安全的特点,较好地适应了移动自组网(MANET)。
    基于DV-Hop的无线传感器网络安全定位
    刘晓爽 陈嘉兴 刘志华 李改燕
    2012, 32(01):  107-110.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00107
    摘要 ( )   PDF (778KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对DV-Hop非测距定位技术没有考虑非法节点(包括无法定位的节点)对定位过程影响的问题,提出了一种基于DV-Hop的安全定位机制,即在定位过程中引入了节点间交互信息特性用于检测虫洞攻击,利用时间性质和空间性质明确有效信标节点,并且结合在节点通信过程中加入加密和认证机制来抵御伪装攻击,最后实现安全定位。仿真实验表明,在攻击存在的环境中,提出的安全定位机制能够以较高的概率检测出虫洞攻击,并使定位误差减小了大约63%左右。
    基于低成本标签的RFID匿名双向认证协议
    胡韬 魏国珩
    2012, 32(01):  111-114.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00111
    摘要 ( )   PDF (792KB) ( )  
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    为消除目前现有低成本无线射频识别(RFID)认证协议存在的各种安全隐患,解决认证协议所忽视的针对后端数据库的拒绝服务攻击问题,使用简单的逻辑运算以及读写器的屏蔽操作,以两个16位循环冗余校验(CRC)函数消息的级联作为标签与读写器相互认证因子,设计了一种新的基于低成本标签的RFID匿名双向认证协议,并对其进行了性能分析。分析结果表明,所提协议能够抵抗重放攻击和同步攻击,具备不可追踪性、真实性和服务的可用性,是一个比较安全、高效、实用的RFID低功耗安全认证方案。
    基于熵权法的密码模块安全保障能力评估
    粟登银 徐开勇 高杨
    2012, 32(01):  115-118.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00115
    摘要 ( )   PDF (556KB) ( )  
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    针对密码模块这类信息安全产品指标值不固定、指标系统难以建立、安全保障能力难以定量评估的问题,提出了一种定量描述密码模块安全保障能力的可行方法。方法运用区间数描述密码模块的安全属性,采用熵权法结合主观赋权法确定每个安全属性的权重值,运用区间型多属性决策方法进行综合评价,最后运用所提方法对两种商用密码模块进行了实例分析,计算结果表明所提方法可行。
    网络与通信
    多状态实体随机移动模型建模与仿真
    张衡阳 郑博 陈校平
    2012, 32(01):  119-122.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00119
    摘要 ( )   PDF (593KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    移动模型是移动Ad Hoc网络协议设计和性能评估的基础。根据实体随机移动模型建模的要求,提出一种能够较好地反映现实节点运动规律、参数独立可控性强、适用性广的多状态实体随机移动模型,通过调整模型的若干参数可以产生多种现有常用的移动模型,具有一定的灵活性和通用性,给移动Ad Hoc网络模拟仿真场景的产生带来极大的方便。
    基于队列敏感性的无线接入网络拥塞控制算法
    严黎明 牛玉刚
    2012, 32(01):  123-126.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00123
    摘要 ( )   PDF (538KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    由于无线接入网络存在强非线性、大时延以及随机链路丢包等因素,导致经典主动队列管理(AQM)算法在实际控制时存在队列收敛速度慢、响应时间长等问题。通过分析随机指数标记(REM)算法在无线接入网中的特点,在原先REM价格模型的基础上对其进行了改进,以队列误差的平方项来克服价格对队列变化不敏感的缺陷,从而提出了一种基于队列敏感性的无线接入网络拥塞控制算法,并利用单神经网络对其参数进行了优化。最后,通过NS2仿真平台对所提算法与REM、PI算法进行对比,实验表明所提算法拥有队列收敛快、鲁棒性强的优点。
    基于粒子群权值优化的网络可生存性增强方法
    袁荣坤 孟相如 李明迅 温祥西
    2012, 32(01):  127-130.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00127
    摘要 ( )   PDF (646KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对网络中发生频率最高的单链路瞬时故障,提出了一种应用粒子群算法优化链路权值来增强网络可生存性的方法。引入费用函数对利用率过高的链路赋以惩罚性的高费用来避免链路过载,以网络在无故障场景下最高链路费用与单链路故障场景下最高链路费用的加权和作为目标函数,建立了优化算法模型,并应用粒子群优化算法求解最优权值。实验结果表明,算法求得的权值可以使网络在故障条件下保持较低的链路利用率,避免了因流量转移而造成网络拥塞,增强了网络可生存性。
    基于粒子群优化的非均匀分簇路由算法
    邹杰 史长琼 姬文燕
    2012, 32(01):  131-133.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00131
    摘要 ( )   PDF (471KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了解决无线传感器网络分簇路由算法中存在的“热区”问题和簇头选取问题,设计了一种自适应粒子群优化的非均匀分簇路由算法。首先通过候选节点与汇聚节点之间的距离计算竞争半径并构造出大小不等的多个簇,然后根据簇规模引入优化的粒子群算法,评价节点剩余能量和节点之间的距离等因素选取最终簇头,以剩余能量较多的簇头作为下一跳,形成以汇聚节点为根节点的多跳路由。仿真结果表明,与LEACH算法和EEUC算法相比,所提算法网络生存期分别延长了34%和16%,平均能量消耗分别减少了22%和12%,有效地减少了网络节点的能量消耗。
    基于移动代理的三维DV-Hop算法
    曹敦 张静 傅明
    2012, 32(01):  134-138.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00134
    摘要 ( )   PDF (698KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    三维空间的无线传感器网络节点定位算法研究是当前的研究热点之一。通过对现有三维定位算法的不足进行分析,将无需测距的DV-Hop算法拓展到三维空间,并在通信量、定位精度方面进行了相关改进,提出了一种基于移动代理的三维DV-Hop定位算法。仿真结果表明,所提算法能对三维环境中的传感器节点进行有效的定位,信标节点的密度和通信半径对定位误差和覆盖率的影响较小,且定位精度和覆盖率相对于其他算法有明显提高。
    基于CAN总线的电子控制单元功能测试方法
    程安宇 赵国庆 冯辉宗 张玲
    2012, 32(01):  139-142.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00139
    摘要 ( )   PDF (718KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    随着汽车电子市场的快速发展,汽车控制器的电子控制单元(ECU)已越来越多,对ECU的功能测试也变得日趋复杂。为解决车载ECU功能测试,研究了基于控制器局域网络(CAN)的ECU自动测试方法。以NI公司的软硬件为开发平台、CAN总线为通信平台搭建测试系统与被测ECU形成闭环结构。通过CAN总线传输测试信息,可实现对同型号ECU的批量测试。此系统采用了新的测试方法来降低测试误差,并支持ECU的流水线测试,大大降低了测试的复杂度,减少了工作量。同时,在完善仿真信号产生模块和测试模块用例库后,也能适用于其他类型ECU的功能测试。
    基于leader-follower算法的超级节点研究
    王小娟 周竹荣
    2012, 32(01):  143-146.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00143
    摘要 ( )   PDF (746KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于leader-follower算法的超级节点P2P网中,研究如何处理新进节点与各超级节点语义不匹配问题,有利于提高节点匹配效率和超级节点性能。引入通用类节点和分裂算法,将与各超级节点语义不匹配的新节点交由通用类节点管理,当管理的节点数目达到一定规模后,采用分裂算法将其分裂为若干语义相似簇,最后用合并排序算法从中选择最优节点作为超级节点。实验表明所提方法提高了节点匹配效率和超级节点性能,具有良好的可行性。
    基于最小均方误差准则的相关旋转预编码算法
    祁美娟 吴玉成
    2012, 32(01):  147-149.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00147
    摘要 ( )   PDF (426KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传统相关旋转(CR)算法放大噪声的问题,利用拉格朗日函数最小化接收信号与发射信号间的误差,通过贝叶斯理论和信道统计特性计算不完美信道状态信息,设计了信道状态信息(CSI)完美和不完美两种情况下基于最小均方误差(MMSE)准则的CR预编码算法的系统方案。分析与仿真结果表明,与传统迫零(ZF)准则下的CR算法相比较:信道状态信息完美时设计方案在同一信噪比(SNR)下误码率性能提高2~3dB;信道状态信息不完美时系统误码性能也有显著的提高。
    改进的LDPC码Normalized BP-Based译码算法
    张小花 李艳萍
    2012, 32(01):  150-152.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00150
    摘要 ( )   PDF (541KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提高Normalized BP-Based算法的译码性能,提出了一种改进的Normalized BP-Based算法。根据校验节点传向变量节点的信息的大小来动态地改变校正因子,实现对BP-Based算法的非线性补偿。仿真结果表明:在误码率低于0.5×10-2时,与Normalized BP-Based算法相比,改进算法均可以获得约0.1dB的增益,而只增加少量运算,并且不增加迭代次数。
    先进计算
    不确定环境下三级应急系统部分转运策略
    刘学恒 许长延 汪传旭
    2012, 32(01):  153-157.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00153
    摘要 ( )   PDF (860KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对应急系统中的多点库存共享问题,研究了需求为随机模糊变量情形下的应急调货策略。考虑一个三级多品种的应急供应系统,当缺货发生时,各供应点之间可依据就近应急转运的原则共享部分库存,据此建立了有需求满足时间约束和各供应点库容空间限制的系统总费用随机模糊期望值模型,提出了一种粒子群优化算法和模拟退火算法相结合的先进计算方法(PSO-SA算法)对模型进行了求解,结合算例分析了转运点、就近转运时间、单位物品库容空间等因素变动对部分转运的影响,并验证了算法的有效性和模型的适用性。
    基于深度优先贪婪搜索的可重构硬件任务划分算法
    陈乃金
    2012, 32(01):  158-162.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00158
    摘要 ( )   PDF (744KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对可重构计算硬件任务划分通信成本较小化的问题,提出了一种基于深度优先贪婪搜索划分(DFGSP)算法。首先,从待调度的就绪队列中取出队首任务,在某一硬件面积约束下,按深度优先搜索(DFS)方式扫描一个计算密集型任务转换来的有向无环图(DAG),逐个划入满足要求的节点;然后,一遇到不满足面积要求的任务节点时,就计算当前划分模块间输出边数(可量化为通信成本);最后,跳过当前不满足要求的任务节点,继续搜索该点之后处于就绪状态的节点,当搜索到满足要求的点时,按加入该点后不增加当前划分块间输出边数和尽可能填满可重构运算阵列的原则进行。实验结果表明,与现有的簇划分(CBP)、簇层次敏感两种划分算法相比,提出的算法获得了最小划分模块数和平均跨模块间I/O边数最小的均值,通过实际验证,算法显著地改善了硬件任务的划分效果,而且运行开销没有明显增加。
    基于OpenMP的分子动力学并行算法的性能分析与优化
    白明泽 程丽 豆育升 孙世新
    2012, 32(01):  163-166.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00163
    摘要 ( )   PDF (676KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为提高分子动力学模拟在共享内存式服务器上的计算速度,对基于OpenMP的分子动力学并行算法(Critical方法)进行了性能分析与优化。通过在多核服务器上的测试,以及加速比和并行效率的计算分析了Critical方法的并行性能,进而提出优化的三角形方法。所提方法中每个线程所计算的粒子数固定,且粒子数目呈阶梯状上升,使得各线程能够错时到达临界区。从而使程序在临界区的闲置时间比Critical方法减半,加速比明显提高。
    基于属性权重和粗糙集的网格服务发现算法
    赵旭 黄永忠 安留洋
    2012, 32(01):  167-169.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00167
    摘要 ( )   PDF (440KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对网格服务发现中发现效率低的问题,基于本体技术及知识表示系统和决策表的理论,提出一种优化的考虑服务属性权重的服务发现算法。通过对服务调用历史记录的规则抽取和属性权重计算,给出了包含信息预处理、粗糙集服务匹配的两个阶段服务发现算法实现,并分别从查准率和查全率两个方面进行了理论分析和实验验证。结果表明,所提算法有较高的查全率和查准率;同时,候选服务的排序结果更符合用户的需求。
    面向服务的自适应云资源信息集成软件架构
    万年红
    2012, 32(01):  170-174.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00170
    摘要 ( )   PDF (962KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    面向服务体系架构是实现云资源信息集成的软件开发关键技术。目前,常见的SOA平台云服务效率比较低,尤其是不能支持自适应云资源信息集成软件的动态变化。为改善和提高软件的云资源信息集成效果和扩展度,首先对软件资源集成的云模型表示方法、云资源信息集成软件架构的行为规约及服务组合调度算法等方面展开研究;然后基于此改进相应算法,提出一种面向服务的自适应云资源信息集成软件架构;最后进行了应用实验。实验结果表明,所提模型比传统架构更具有良好的云资源信息集成效果和实用价值。
    基于阵列时延系统的振源方位估计
    杨春志
    2012, 32(01):  175-178.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00175
    摘要 ( )   PDF (524KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了有效地实现振源方位估计,设计了由三个加速度传感器组成的三角形阵列时延系统;分别推导了基于单三角形阵列的定向算法及基于双三角形阵列的定距算法,并且分析了单三角形阵列时延系统的定向精度,从而探讨了单三角形阵列的定向精度与双三角形阵列的定距精度之间的关系;最后通过实验,验证了单三角形阵列对振源方位估计及双三角形阵列对振源距离估计的有效性。
    基于地标几何特征的无人直升机自主降落
    孙伟光 郝应光
    2012, 32(01):  179-181.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00179
    摘要 ( )   PDF (497KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为获取地标信息并计算无人机当前姿态,提出一种基于图像轮廓拟合的地标识别算法。所提方法通过施加几何约束判断地标。若图像中包含完整地标,实时的角点计算可以获取无人机的姿态信息;若只包含部分地标,则可估计出无人机的移动方位和平移量,以使地标完整出现在视野中。实验室条件下仿真表明了算法的稳定、可行。
    数据库技术
    图数据挖掘技术的研究与进展
    丁悦 张阳 李战怀 王勇
    2012, 32(01):  182-190.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00182
    摘要 ( )   PDF (1495KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    生物信息学(蛋白质结构分析、基因组识别)、社会网络(实体间的联系)、Web分析(Web链接结构分析、Web内容挖掘和Web日志搜索)以及文本信息检索等的迅速发展积累了大量图数据,对于图数据的挖掘逐渐成为研究领域的热点。一些诸如聚类、分类、频繁模式挖掘的传统数据挖掘研究逐渐拓展到图数据领域。通过介绍现阶段图数据挖掘技术的研究进展,总结了图数据挖掘的特点、现实意义、主要问题以及应用场景,讨论并预测了图数据,尤其是不确定图数据研究的发展趋势和热点。
    基于领域本体的电子学习资源库模型
    张沪寅 张铭洋 李鑫
    2012, 32(01):  191-195.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00191
    摘要 ( )   PDF (801KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    随着电子学习系统快速的发展,电子学习资源呈现爆炸式的增长,如何有效地组织海量电子学习资源成为构建高效电子学习系统的重要因素。针对现有资源库在资源组织方面存在的不足,提出了一个基于领域知识本体的电子学习资源库检索模型,该模型利用领域知识来构建领域知识本体库并通过抽取电子学习资源元数据构建元数据库,通过映射关系完成对电子学习资源的语义组织,并在此基础之上构建一个语义检索模型,以有效地解决现有电子学习资源检索中丢失语义背景的问题,使检索结果在查全率、查准率方面有所提高,更加符合用户的需求。
    动态关联规则的趋势度挖掘方法
    张忠林 曾庆飞 许凡
    2012, 32(01):  196-198.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00196
    摘要 ( )   PDF (494KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对规则随着时间变化的特点,在分析原有定义和对支持度向量(SV)和置信度向量分类的基础上,提出了动态关联规则趋势度的挖掘方法。首先,利用趋势度阈值消除无价值的规则,减小候选项集;其次,产生动态关联规则的趋势度元规则,找出具有价值的规则,提高挖掘质量;最后,通过对具有增减和周期趋势的事物数据库分析,证明了所提方法的有效性。
    数据挖掘算法的改进及其在Chord网络中的应用
    王春风 周宁
    2012, 32(01):  199-201.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00199
    摘要 ( )   PDF (633KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提高数据挖掘算法的效率以及Chord资源定位的速度,引入条件模式以及深度优先的策略改进数据挖掘算法,并将改进后的数据挖掘算法应用到Chord网络的路由表中,通过删除无效或使用频率极低的路由和增加相关路由信息的方法,加速资源定位过程。最终性能比较实验表明,数据挖掘改进算法不仅体现了优越的算法性能,同时通过挖掘Chord网络的关联规则,有效地提升了系统的资源定位性能。
    人工智能
    基于概念间边权重的概念相似性计算方法
    冯永 张洋
    2012, 32(01):  202-205.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00202
    摘要 ( )   PDF (613KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    介绍了传统的基于距离的相似度计算方法,针对其在距离计算中包含语义信息不充足的现状,提出了一种改进的使用WordNet的基于概念之间边的权重的相似性度量方法。该方法综合考虑了概念在词库中所处层次的深度和密度,即概念的语义丰富程度,设计了一种通用的概念语义相似性计算方法,该方法简化了传统语义相似性算法,并解决了语义相似性计算领域的相关问题。实验结果表明,所提方法在Rubenstein数据集上与人工判断有着0.9109的相关性,与其他经典的相似性计算方法相比有着更高的准确性。
    基于本体的产品设计知识表示方法
    张冬明 牛占文 赵楠 霍明
    2012, 32(01):  206-209.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00206
    摘要 ( )   PDF (704KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对产品设计知识的多样性、动态化和相关性等特点,提出了一种基于本体的产品设计知识表示方法。建立了以客体、概念集、属性集、命题集和函数集为核心的知识单元,并设计了五者之间的联系,在此基础上引入了输入输出模块,以增强产品设计知识表示的全面性和灵活性。最后以圆柱形螺旋弹簧设计为例,验证了所提方法的有效性。
    基于商空间理论的非平衡数据集分类算法
    张健 方宏彬 孙启林 刘明术
    2012, 32(01):  210-212.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00210
    摘要 ( )   PDF (438KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在机器学习及其分类问题时经常会遇到非平衡数据集,为了提高非平衡数据集分类的有效性,提出了基于商空间理论的过采样分类算法,即QMSVM算法。对训练集中多数类样本进行聚类结构划分,所得划分结果和少数类样本合并进行线性支持向量机(SVM)学习,从而获取多数类样本的支持向量和错分的样本粒;另一方面,获取少数类样本的支持向量和错分的样本,进行SMOTE采样,最后把上述得到的两类样本合并进行SVM学习,这样来实现学习数据集的再平衡处理,从而得到更加合理的分类超平面。实验结果表明,和其他几种算法相比,所提算法虽在正确分类率上有所降低,但较大改善了g_means值和acc+值,且对非平衡率较大的数据集效果会更好。
    基于模糊聚类分析的云计算负载平衡策略
    姚婧 何聚厚
    2012, 32(01):  213-217.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00213
    摘要 ( )   PDF (771KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    如何实现资源访问的负载平衡成为云计算实施的关键问题之一。基于云计算环境的特点,改进了模糊聚类算法,将粒子群优化算法与模糊C均值聚类算法融合,提高算法正确率。将改进后的聚类算法应用于对各个计算节点的输入输出(I/O)及中央处理器(CPU)利用率的分析,得到对于负载度的分类,并以此为依据判断需要迁移任务的节点,进而实现负载平衡。实验结果表明无论是在UCI机器学习库或是针对提出的负载平衡机制环境下,改进的模糊聚类算法在算法的准确率方面均优于传统算法10%以上,且在算法稳定性方面亦优于传统算法。
    基于可能度矩阵的区间型多属性决策方法
    郭凯红 牟有静
    2012, 32(01):  218-222.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00218
    摘要 ( )   PDF (767KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    研究了几组可能度公式之间的关系,提出一种基于可能度矩阵的区间型多属性决策(MADM)方法。对决策矩阵中各指标下的属性区间值两两比较并建立各指标的可能度矩阵,通过各个可能度矩阵的排序向量把属性值为区间数的决策矩阵转化为以精确数为测度的矩阵,把求解区间型多属性决策中指标权重的不确定性问题转化为确定性问题处理,随后利用区间数排序的可能度法获得最优方案。实验结果表明了所提方法的可行性和有效性。最后对多属性决策问题中由不确定性转化为确定性的求解策略及其可能产生的问题作了必要讨论。
    在逐渐缩小的空间上渐进学习朴素贝叶斯参数
    欧阳泽华 郭华平 范明
    2012, 32(01):  223-227.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00223
    摘要 ( )   PDF (773KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    局部加权朴素贝叶斯(LWNB)是朴素贝叶斯(NB)的一种较好的改进,判别频率估计(DFE)可以极大地提高NB的泛化正确率。受LWNB和DFE启发,提出逐渐缩小空间(GCS)算法用来学习NB参数:对于一个测试实例,寻找包含全体训练实例的全局空间的一系列逐渐缩小的子空间。这些子空间具有两种性质:1)它们都包含测试实例;2)一个空间一定包含在任何一个比它大的空间中。在逐渐缩小的空间上使用修改的DFE(MDFE)算法渐进地学习NB的参数,然后使用NB分类测试实例。与LWNB的根本不同是:GCS使用全体训练实例学习NB并且GCS可以实现为非懒惰版本。实现了GCS的决策树版本(GCS-T),实验结果显示,与C4.5以及贝叶斯分类算法(如Naive Bayes、BaysianNet、NBTree、LWNB、隐朴素贝叶斯)相比,GCS-T具有较高的泛化正确率,并且GCS-T的分类速度明显快于LWNB。
    电子细胞中前体mRNA加工过程的模拟与研究
    王玉贤 卢欣华
    2012, 32(01):  228-233.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00228
    摘要 ( )   PDF (928KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    前体mRNA的加工是基因表达过程中必需的一个步骤,是调节基因表达和产生具有生化活性的蛋白质的重要机制,现有的电子细胞模型对前体mRNA的加工过程模拟得较少。自主开发设计的Analog-Cell电子细胞模型定义了反应过程中的反应规则,提出了模拟前体mRNA加工过程的多个算法,真实地再现了基因表达这一细胞内重要的生命活动,并得到了比较理想的模拟结果。
    改进的混合蛙跳算法
    葛宇 王学平 梁静
    2012, 32(01):  234-237.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00234
    摘要 ( )   PDF (570KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为提高混合蛙跳算法在优化问题求解中的性能,提出了一种改进混合蛙跳算法。改进算法在原算法基础上加入了变异算子,并根据算法进化过程的不同阶段和进化过程中候选解分布情况,利用模糊控制器对变异算子的变异尺度进行调整,实现了变异算子在解空间中搜索范围的动态调整。通过对优化问题中4个典型测试函数的仿真实验表明,与基本蛙跳算法和已有改进算法相比,改进算法在寻优精度、收敛速度和求解成功率上均有一倍以上的提高,尤其在高维复杂优化问题求解中体现出较强的寻优能力。
    图形图像技术
    基于Quaternion-Gabor小波运动估计的深度图获取技术
    罗桂娥 徐运彬
    2012, 32(01):  238-240.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00238
    摘要 ( )   PDF (571KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    深度图是“二维视频+深度图”格式3D显示器的关键技术所在。在对四元数及Gabor滤波器进行研究的基础上提出了基于Quaternion-Gabor小波运动估计的深度图获取技术。通过计算普通视频运动图像的全局运动向量,估计出图像背景运动模型,获得图像运动场,最后分离出图像的前景与背景,从而得到图像的深度图。将普通的Gabor滤波器扩展到Quaternion-Gabor滤波器,不仅把图像变换到频率域获得额外的信息,而且可以对每个像素的RGB分别独立滤波。实验结果表明,使用Quaternion-Gabor小波运动估计方法得到的深度图变化很平滑,边缘更突出。
    曝光融合在单幅图像去雾中的应用
    陈晨 胡士强 张军
    2012, 32(01):  241-244.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00241
    摘要 ( )   PDF (723KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对雾天拍摄图像的降质现象,提出一种简单、有效的单幅图像去雾算法。首先利用暗原色先验知识估计出大气光亮度;然后根据雾天图像的成像物理模型,对每一像素的景深进行较高精度的亚采样,生成对应的虚拟无雾图像备选序列;最后,根据曝光融合算法提出的像素曝光评价指标,利用多分辨率形式的图像融合方法从备选序列中提取出清晰的无雾图像。实验结果表明,该算法既保证了复原图像清晰度,又具有较好的实时性。
    基于符号压力函数的几何活动轮廓模型
    杨建功 汪西莉
    2012, 32(01):  245-247.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00245
    摘要 ( )   PDF (632KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对几何活动轮廓(GAC)模型的诸多缺点,提出一种基于符号压力(SPF)函数的活动轮廓模型。采用一种基于区域统计信息的符号压力函数作为边界指示,能够提高演化曲线在运动过程中对模糊边界的识别能力和抗噪能力。相对于传统几何活动轮廓模型,所提模型具有如下特点:一是能够有效分割边界模糊的目标;二是更具抗噪能力;三是轮廓线运动具有双向性。实验结果表明了所提模型的有效性。
    不完全K-means聚类与分类优化结合的图像分割算法
    杨明川 吕学斌 周群彪
    2012, 32(01):  248-251.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00248
    摘要 ( )   PDF (758KB) ( )  
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    为提升K均值聚类的效率及图像分割效果,提出了一种不完全K均值聚类与分类优化结合的图像分割(IKCO)算法。首先,采用简单的方法来进行数据精简及初始中心的确定;然后,根据给出的不完全聚类准则对图像进行聚类分割;最后,对分割结果进行分类优化以提升分割效果。实验结果表明,相对于传统的K均值聚类方法,IKCO算法在进行图像分割时具有很好的分割效率,且分割效果与人类视觉感知具有更高的一致性。
    基于视频粒子流和FTLE场的人群运动分割算法
    童超 章东平 陈非予
    2012, 32(01):  252-255.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00252
    摘要 ( )   PDF (693KB) ( )  
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    针对复杂视频监控场景中不同运动行为的人群分割,提出了将视频粒子流和有限时间李雅普诺夫指数(FTLE)场相结合的人群运动分割算法。首先利用视频粒子流来表示长周期的粒子运动估计,通过最小化包含粒子外观匹配一致性和粒子间形变的能量函数,来优化每个粒子的轨迹;接着求解粒子流图的空间梯度,并构造FTLE场;最后利用FTLE场中的拉格朗日相干结构把流图分割成运动特性不同的区域。实验结构表明,算法能从拥挤复杂的视频监控场景中有效地分割出不同运动特性的群体,且具有较好的鲁棒性。
    张量描述下的多姿态多表情人脸合成方法
    吕煊 王志成 赵卫东
    2012, 32(01):  256-260.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00256
    摘要 ( )   PDF (938KB) ( )  
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    为了从一幅人脸图像中合成出该人脸其他姿态和表情下的图像,提出了一种基于张量子空间的多姿态人脸表情合成方法。首先,用标记过特征点的人脸图像集构造四维纹理特征张量和形状张量;其次,通过张量分解得到核张量以及各维的投影子空间(人物标识、表情、姿态、特征维);最后应用核张量以及表情、姿态子空间构造新的张量用于姿态、表情的合成,在合成新人脸图像的时候充分利用了影响人脸的各因素间的内在关系。实验结果表明,所提方法可以利用一张已知表情和姿态的人脸图合成出自然合理的其他姿态表情下的该人脸图像。
    基于稀疏正则优化的图像复原算法
    肖宿 韩国强
    2012, 32(01):  261-263.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00261
    摘要 ( )   PDF (427KB) ( )  
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    为提高图像复原的速度,改进图像复原的质量,提出一种新算法。将图像复原表示为一类标准的优化问题,采用交替最小化把该优化问题分解为等价的两个子问题。通过迭代求解这两个子问题,获得图像复原问题的解。在此迭代过程中,引入迭代软阈值法处理图像降噪子问题。实验对不同类型的模糊图像进行了复原,其结果验证了算法的有效性。与多级阈值Landweber(MLTL)算法和快速收缩阈值算法(FISTA)相比,处理相同图像时,所提算法可分别节省28%和71%的时间,同时复原图像的信噪比(SNR)可提高0.7~3.5dB。
    基于图像质量加权的D-S证据理论多生物特征融合识别
    肖宾杰
    2012, 32(01):  264-268.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00264
    摘要 ( )   PDF (845KB) ( )  
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    对人脸和指静脉在决策层的融合识别,给出一种新的组合图像质量评价方法,并采用一种改进的基于图像质量加权的D-S证据理论融合这两种生物特征。首先,组合图像质量评价法采用清晰度和对比度、相关系数的组合方法来评价生物特征图像质量;其次,应用改进的基于图像质量的匹配值增强方法和D-S证据理论,减少了极大值图像质量指标的影响,使图像质量加权与实际情况更趋一致。实验结果表明,与没有考虑图像质量因素相比,考虑了图像质量信息的D-S证据理论融合方法提高了识别效果。
    用于烟箱缺条检测的禁忌匹配算法
    倪松鹏 王晓年 朱劲
    2012, 32(01):  269-271.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00269
    摘要 ( )   PDF (715KB) ( )  
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    为了防止香烟装箱过程中烟箱缺条现象,提出了一种新的基于机器视觉的禁忌模式匹配算法。算法可以避免现场图像中存在的随机性反射高光对检测结果的影响,在根据定义的准则得到禁忌区域后,依据模式匹配结果判定是否存在缺条。另外,算法还可以自动校正图像并获取模板图像,检出结果与烟箱的图案和颜色无关。实际系统的运行结果表明提出的算法具有更低的误检出率,为其他装箱过程中的缺陷检测提供可借鉴的思路。
    典型应用
    非平稳信号稀疏表示的研究发展
    范虹 郭鹏 王芳梅
    2012, 32(01):  272-278.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00272
    摘要 ( )   PDF (1220KB) ( )  
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    信号分解是从信号中获取特征信息的过程,是模式识别、智能系统和故障诊断等诸多领域的基础和关键。非平稳信号往往包含着反映系统变化的重要信息,并且广泛存在,对其研究具有非常重要的理论意义和工程应用价值。以改进信号表示的稀疏性为主线,分析了推动非平稳信号特征提取方法发展的工程背景,详细描述了5类特征提取方法的特性与机理、历史沿革和面临的挑战,比较研究了各种方法的模型,并系统评述了这些模型在信号处理和分析中的最新进展,以及在一些领域中的应用。最后指出了各种方法目前存在的问题和不足,探讨了进一步的研究重点。
    基于DM642 RAW采集格式的视频驱动开发及应用
    何伟 游婧 张玲
    2012, 32(01):  279-283.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00279
    摘要 ( )   PDF (705KB) ( )  
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    为解决C64X系列数字信号处理器(DSP)视频驱动不能应用于原始数据格式(RAW)采集格式的问题,设计了DM642和电耦合元件(CCD)高清传感器的数据传输接口,并分析、修改用于标准格式的视频驱动,使其优化后适用于RAW采集格式,在此基础上开发了基于多级缓存管理机制的应用程序,最终达到采集速率至少每秒15帧的要求。
    基于射频识别技术的出租车防伪管理系统的设计与实现
    杜成阳 文光俊 雷滨滨
    2012, 32(01):  284-287.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00284
    摘要 ( )   PDF (559KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    综合运用2.45GHz有源射频识别(RFID)射频识别技术、信息处理技术、通用分组无线业务(GPRS)通信技术、全球定位系统(GPS)定位技术、移动计算与网络技术,设计了出租车防伪管理系统软硬件架构,开发出2.45GHz有源标签和具有识别、定位导航、移动通信功能于一体的信息终端。同时,在分析系统应用模式的基础上,开发出系统上层应用软件。搭建的应用系统测试结果表明:该系统超低功耗工作,标签峰值电流仅2mA;数据实时性高,传输平均延时小于4s;RFID感知终端有效识读距离达到110m,并能同时识读不少于150个标签。
    基于新颖跳跃式动态搜索的RFID防碰撞算法
    冯娜 潘伟杰 李少波 杨观赐
    2012, 32(01):  288-291.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00288
    摘要 ( )   PDF (636KB) ( )  
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    扼要分析目前针对标签防碰撞问题采用的防碰撞算法优缺点的基础上,基于跳跃式动态搜索(JDS)算法的思想,提出了一种新颖的JDS标签防碰撞算法。算法将栈思想引入到新的跳跃式策略前后搜索中,避免出现空闲时隙。在读写器问询时,利用标签反馈信息记忆部分已知信息,采用不定长动态传输方式及调整策略识别标签的未知数据位,减少了读写器搜索次数及系统传输量。算法仿真结果表明,系统传输量大大减少,吞吐量有明显提高。
    基于模糊模式识别的巴布剂均匀度检测系统
    蔡桂方 苏寒松
    2012, 32(01):  292-294.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00292
    摘要 ( )   PDF (501KB) ( )  
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    为实现对巴布剂涂布过程中均匀度的检测,提出一种基于模糊模式识别的检测方法。根据采集图像像素点之间的空间和时间相关性及其特征界限的模糊性,引入模糊集理论,运用模糊算法对像素点的灰度值进行识别分类。检测系统采用基于CycloneⅡ系列的FPGA技术,运用Verilog HDL硬件语言对系统完成建模与实现,并且通过了仿真和验证。通过在线测试,对视频数据流进行分析、处理和识别,实现对涂布过程中巴布剂均匀度的检测,根据统计结果,正确率达到95%。检测结果证明了模糊模式识别算法的可行性和检测系统的可靠性。
    基于核密度的动态初始化重置粒子滤波
    白剑锋 南建国 邬蒙 查翔
    2012, 32(01):  295-298.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00295
    摘要 ( )   PDF (600KB) ( )  
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    针对粒子滤波过程中,长时间的重采样造成的粒子多样性枯竭,由此导致目标跟踪中出现的精度下降及跟踪轨迹大幅振荡的现象,通过对采样粒子分布规律的研究,根据粒子枯竭的程度设置重置门限,在滤波过程中实时地检测粒子枯竭参数,当粒子的枯竭超过设置门限时,采用重置初始化粒子的方法来缓解采样粒子的枯竭趋势,有效地增加了长时间大量重采样后粒子的多样性,避免了粒子所含信息过多的丢失,显著地提高了粒子滤波的精度,在二维目标跟踪模型中应用所提算法并进行仿真实验,仿真结果证明了算法的可行有效。
2022年 42卷 6期
刊出日期: 2022-06-10
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