当期目录

    2012年 第32卷 第02期 刊出日期:2012-02-01
    数据库技术
    数据流变化检测研究综述
    宋擒豹 杜磊
    2012, 32(02):  299-303.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00299
    摘要 ( )   PDF (918KB) ( )  
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    数据流是一种动态数据,它在某种因素的驱动下可能会随时间发生变化,而这种变化往往隐含着现实世界的某种事件。如何及时、准确地发现数据流中的变化已成为数据流挖掘的一个研究热点,并且在实际中有非常广泛的应用。描述了数据流变化及变化检测的核心任务,归纳了变化检测的通用框架,分析评价了目前已知的数据流变化检测方法及其技术特点,最后展望了数据流变化检测技术的发展方向。
    基于显露模式的对比挖掘研究及应用进展
    段磊 唐常杰 Guozhu Dong 杨宁 苟驰
    2012, 32(02):  304-308.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00304
    摘要 ( )   PDF (945KB) ( )  
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    对比挖掘是近年来数据挖掘领域的新热点之一。对比挖掘关注并描述不同类别和条件下,或随时间变化的知识,旨在设计能够发现刻画数据集中不同类别或条件的样本间差异的模式或模型的方法。由于对比挖掘技术能化繁为简、准确分类,在实践中得到广泛应用。显露模式的挖掘和应用是对比挖掘的重要分支。综述了显露模式的背景、基本概念和原理,分析了显露模式的挖掘方法,讨论了显露模式的扩展定义和挖掘,介绍了基于显露模式的分类器构造方法,展示了显露模式的若干实际应用,展望了基于显露模式的对比挖掘的未来研究。
    改进的云存储系统数据分布策略
    周敬利 周正达
    2012, 32(02):  309-312.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00309
    摘要 ( )   PDF (707KB) ( )  
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    针对当前云存储系统海量数据应用环境中数据分布策略可扩展性以及灵活性的不足,提出一种高效的数据分布策略。一方面,该策略基于一致性哈希数据分布算法,引入了虚拟化的设计思路,采用虚拟节点进行存储资源分配;另一方面,该策略采用了一种基于节点容量感知的负载均衡方法,有效地优化了系统性能,提高了系统可扩展性。通过实验分析,不管在同构还是异构的云存储架构中,该策略改善了存储资源负载均衡程度,有效优化了系统整体性能。
    基于余弦函数局部特征的时间衰变模式
    樊海宽 刘奇志
    2012, 32(02):  313-316.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00313
    摘要 ( )   PDF (629KB) ( )  
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    数据流具有无限增长的特征,目前的计算系统无法在线处理整个数据集,只能在有限空间内对部分数据进行处理。为了能够得到尽可能合理的结果,数据流系统常常采用单调递减函数由数据的时间戳来确定数据的权值,根据权值选择数据。广泛使用的单调函数是指数函数和多项式函数,但它们存在衰变速度太快或太慢等问题。提出一种新的时间衰变模式——使用余弦函数的局部衰变速度介于指数和多项式之间的特征来确定数据的权值。实验结果显示相对于指数和多项式衰变,局部余弦衰变具有衰变速度合理、参数易于确定、适用于乱序数据流等优势。
    基于基因表达式编程算法的复杂网络社区结构划分
    罗锦坤 元昌安 杨文 胡卉颖 袁晖
    2012, 32(02):  317-321.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00317
    摘要 ( )   PDF (852KB) ( )  
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    由于复杂网络的不确定性,传统的复杂网络社区结构划分算法易造成过早收敛,使精度降低,且由于计算量大,时间复杂度较高。为克服以上不足,利用基因表达式编程(GEP)的自适应性和全局搜索能力强以及具有并行性计算等特点,优化网络社区结构的划分,提出了一种基于GEP的复杂网络社区结构划分算法,并通过实验验证了新算法的有效性。新算法在无先验信息情况下,可较准确地完成对复杂网络的社区划分。
    位置服务社交网络用户行为相似性分析
    袁书寒 陈维斌 傅顺开
    2012, 32(02):  322-325. 
    摘要 ( )   PDF (670KB) ( )  
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    基于位置的社交网络(LBSN)能够支持用户分享地理位置信息,网站中保存用户访问真实世界地理位置的记录构成用户的行为轨迹,但LBSN用户相似性的分析并没有从用户的地理位置轨迹上加以考虑。为此,提出基于划分层次,在不同的邻域半径下密度聚类的方法,探索基于位置的服务(LBS)平台上用户地理位置上相似性的度量。该方法在不同空间位置比例尺下观察用户访问各个聚类区域的次数,进而利用向量空间模型(VSM)计算用户在各个层级的相似性,最终以不同权重叠加各层级的用户相似性值,得出用户在地理空间行为上的相似性。基于国内某大型位置社交网站真实用户数据的实验结果表明,该方法能有效识别出访问地理位置相似的用户。
    基于改进FP-tree的最大频繁项目集挖掘算法
    马丽生 姚光顺 杨传健
    2012, 32(02):  326-329.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00326
    摘要 ( )   PDF (654KB) ( )  
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    针对已有算法为了减少PF-tree中路径被重复遍历的次数,需要保存FP-tree中所有频繁1-项集的条件模式基的问题,对FP-tree的数据结构进行修改,使得只需要保存FP-tree中每个叶子节点的父节点到根节点路径上项目组成的条件模式基,降低了保存条件模式基的存储空间开销。在分析最大频繁项目集挖掘算法中搜索空间以及数据表示方法的基础上,通过理论分析和证明,设计了剪枝策略和压缩策略,缩小了算法搜索空间,压缩了FP-tree的规模,提高了算法的执行效率。最后将新算法分别与NHTFPG算法、FpMAX算法进行对比,验证算法的正确性和有效性。实验结果表明,新算法保存FP-tree条件模式基所需要的存储空间不到NHTFPG算法的50%,执行效率比FpMAX算法提高了2~3倍。
    网络与通信
    动态复杂网络的同步拓扑演化
    朱亮 韩定定
    2012, 32(02):  330-339.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00330
    摘要 ( )   PDF (1004KB) ( )  
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    在定性讨论复杂网络模型的同步性能后,仿真分析了较大网络尺寸的情况,通过数据分析比对、网络拓扑的可视化和拓扑的模拟退火演化,寻找到了同步优化的一定规律,即度分布和平均距离均匀化、集中化;簇系数的适当调节对同步性能影响不大,但能减少网络连接等。结合未来智能电力网发展的实际情况,制定了同步稳定性优化策略,并在美国西部电力网数据上进行实验,探索从拓扑角度优化实际网络的应用价值,满足实时性、稳定性、分布式等要求。通过特征值比这一评价指标的对比证明优化有效。
    基于快速切换的代理移动IPv6路由优化方案
    张一芳 张奇支
    2012, 32(02):  335-339.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00335
    摘要 ( )   PDF (735KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对代理移动IPv6移动节点(MN)切换后重建优化路径时延较长问题,提出一种基于快速切换的路由优化方案。新方案通过在MN快速切换过程中由旧移动接入网关提前发起路由优化,实现了优化路径的快速重建。性能分析表明,新域内路由优化方案比局部移动锚点发起的路由优化方案减少了21.7%的路由优化平均费用和45.4%的路由优化状态建立时延;新域间路由优化方案比现有域间切换及路由优化方案减少了72.2%的路由优化状态建立时延。
    融合提升小波降噪和LSSVM的网络流量在线预测
    李明迅 孟相如 袁荣坤 温祥西 陈新富
    2012, 32(02):  340-346.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00340
    摘要 ( )   PDF (598KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对网络流量数据被噪声污染而无法进行准确建模与预测的问题,将提升小波降噪(LWD)技术和在线最小二乘支持向量机(LSSVM)相结合,提出了一种网络流量的集成式在线预测方法。该方法首先对采集的流量数据进行降噪,然后采用相空间重构理论计算流量的时延、嵌入维数,据此确定训练样本并建立在线预测模型,对网络流量数据进行预测。实验结果表明,该方法能有效滤除流量噪声,实现在线预测,提高预测精度。
    基于因子图—和积算法的故障链路诊断
    吕香玲 张志勇 胡光岷
    2012, 32(02):  343-346.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00343
    摘要 ( )   PDF (616KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为求得网络内部链路的先验故障概率,提出一种估计链路状态分布的新方法。采用因子图模型描述链路状态和路径状态间的联合概率分布,并使用和积算法求得各链路状态的最大后验估计,然后利用估计出的链路故障概率和当前测量数据推断链路的当前状态。仿真结果表明,当网络规模达到400个节点时,所提方法的计算时间比联立方程组求解法低两个数量级以上,具有更好的可扩展性。
    基于贝叶斯模型的IP网拥塞链路诊断算法
    杜艳明 韩冰 肖建华
    2012, 32(02):  347-351.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00347
    摘要 ( )   PDF (763KB) ( )  
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    通过端到端路径的性能判断IP网络运行状态的方法可以以较小的代价诊断网络故障,但目前已有的端到端技术仍然存在两个主要问题:1)端到端的探测数量不足以准确定位每条链路的拥塞状态;2)随着网络规模的扩大,诊断所消耗的计算时间过长,无法达到实时性的要求。为解决以上问题,提出一种基于贝叶斯模型的高效拥塞链路诊断算法。所提算法将拥塞定位问题建立成贝叶斯模型,将模型进行二次化简,并限制了同时发生拥塞的链路个数,从而在保证一定准确度的基础上大大降低了推理的计算复杂度。通过仿真与Planetlab实验将所提算法与Clink算法进行了对比,实验结果证明,所提算法具有更高的诊断准确度和更短的诊断时间。
    基于RSSI均值的无线传感器网络拓扑控制算法
    王出航
    2012, 32(02):  352-358.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00352
    摘要 ( )   PDF (618KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对采用接收信号强度指示(RSSI)值构建拓扑存在误差的不足,提出一种分布式拓扑控制算法RTC。该算法基于RSSI均值计算节点间双向路径损耗,从而判断两节点间是否存在每跳通信链路代价都小于直接通信链路代价的两跳路径,以构建局部优化拓扑。理论分析了算法的通信复杂度和网络连通性,仿真分析了其节能特性,结果表明RTC在降低网络能量消耗的同时延长了网络生命周期。
    无线传感器网络节点定位加权校正模型
    党小超 李小艳
    2012, 32(02):  355-358.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00355
    摘要 ( )   PDF (629KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了降低定位算法本身和接收信号强度指示(RSSI)所产生的误差对定位精度的影响,在以往的定位算法(如利用高斯—马尔可夫模型定位)中加入校正机制,并将移动锚节点和固定锚节点定位技术相结合,提出了一种基于加权的校正模型和算法。仿真结果表明,采用加权校正模型有效地提高了节点定位精度,与采用高斯—马尔可夫模型定位相比较,定位精度提高了36.2%。
    VANET环境下基于历史行为的消息路由方案
    刘婧 王新华 王朕 王硕
    2012, 32(02):  359-366.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00359
    摘要 ( )   PDF (763KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    通过分析车用自组织网络(VANET)在道路交通领域中的应用现状,根据VANET的特点及其消息传输过程中面临的挑战,针对以往算法较难准确进行空间建模并较少考虑社会行为的规律性特征的问题,提出了一种基于车辆历史行为统计的消息路由方案——HBSR,具体分为计算车辆之间的连通性的节点连通算法,计算源节点和目的节点间可达时段数的拓扑重叠算法,选择消息转发路径的路径选择算法和丢包策略四部分。通过在ONE仿真平台上将其和一些典型的路由算法进行比较,实验证明HBSR方案能够更有效地在VANET中找到消息转发路径,在送达时延明显降低的同时交付率有显著提高,并且表现相对稳定。
    多宿点无线传感器网络时分多址时隙优化分配算法
    李海平 毛剑琳 张斌 陈波
    2012, 32(02):  363-366.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00363
    摘要 ( )   PDF (661KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对单宿点无线传感器网络的时延大、容易出现传输瓶颈等问题,提出了多宿点无线传感器网络模型以及该模型的基于遗传算法(GA)的时分多址(TDMA)时隙分配算法。该算法根据宿点的数量以及位置将整个传感器网络划分成多个小传感器网络,并采用遗传算法对时隙分配结果进行优化。仿真结果表明,基于遗传算法的多宿点无线传感器网络TDMA时隙分配算法得到的时隙分配结果在时隙分配帧长度、数据包平均时延以及节点平均能耗方面均要优于图着色算法。
    容断网络中基于ACK机制的喷射等待路由
    郑恩 罗秋霞
    2012, 32(02):  367-369.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00367
    摘要 ( )   PDF (506KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    容断网络(DTN)试图通过间歇连通的节点传送信息,其路由的困难在于连通是机会性的,节点间缺乏网络拓扑连接的信息。喷射等待路由是这种网络的一种高效路由策略,它先向网络中喷射一定数目的消息副本,然后等待其中之一遇见目的节点。与传染路由算法相比,喷射等待路由消耗的网络资源明显减少,但在高网络负载下仍遭受严重的资源竞争。为此,在喷射等待路由分析的基础上,针对缓存消耗大、带宽效率不高的问题,提出利用ACK机制移除冗余的消息副本和使用令牌转发技术提高带宽利用率的改进机制。通过仿真平台ONE对改进算法进行了仿真分析,结果表明改进后的算法虽平均延迟略有增加,但能够提升投递率,降低网络资源消耗量。该算法不依赖任何预先连接知识,适用于间歇连通移动网络环境。
    KNX/EIB通信协议的实时性分析与改进
    张国栋 张曦煌
    2012, 32(02):  370-384.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00370
    摘要 ( )   PDF (752KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    KNX/EIB通信协议在其链路层使用CSMA/CA机制解决通信冲突问题,虽然提高了KNX/EIB网络防冲突能力,却造成同等级命令帧数据传输时延抖动非常大,传输实时性大打折扣。提出对KNX/EIB实时性的改进方法KNX/EIB-A,在不改变原有的通信协议栈的基础上,将一个调度程序应用于KNX/EIB通信协议的应用层与用户应用程序之间;将原有的分布式平等结构划分为分级主从结构,对数据命令帧的发送进行调度。最后通过对KNX/EIB-A进行分析及原型实现,证明了该方法通过有效地减轻传输时延的抖动从而改进了协议的实时性。
    改进线性拟合的调制信号载波频率估计算法
    田克纯 魏丽 丁萌
    2012, 32(02):  374-380.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00374
    摘要 ( )   PDF (597KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为提高基于线性拟合的频率估计算法的抗噪性,根据调制信号的时域特征,在基于最小二乘法的基础上,研究了将随机抽样一致(RANSAC)算法用于载波频率估计。利用RANSAC算法进行直线拟合,来完成调制信号载波频率估计中的参数拟合。以具有单一载波的数字调制方式振幅键控(ASK)和移相键控(PSK)得到的调制信号为研究对象,在Matlab环境下进行仿真实验,结果表明:与基于最小二乘法的方法相比,所提出的载波频率估计方法的误差率明显降低,同时具有较好的抗噪性。
    基于LTE-Advanced标准的LDPC码编码器设计与实现
    方建伟 熊承义 周城
    2012, 32(02):  377-380.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00377
    摘要 ( )   PDF (567KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对LTE-Advanced标准,在分析其低密度奇偶校验(LDPC)码校验矩阵构造基础上,设计了一种低成本高吞吐率的准循环LDPC码编码器结构。通过分析校验矩阵的子矩阵结构,将整个校验矩阵划分为全零子矩阵及循环移位单位子矩阵的块状结构,进行串行编码。实验结果表明,与同类方法相比,设计的编码器编码时间约为同类最理想时间的32%,资源消耗约为同类最理想情况的33%,在编码时间和资源消耗上达到平衡,满足LTE-Advanced标准低成本高传输的要求。此外,改变校验矩阵存储单元的参数,可实现不同码长码率的LDPC码编码。
    一种多用户MIMO系统中有限反馈预编码算法及性能分析
    曾浩 袁昂飞 李正周
    2012, 32(02):  381-384.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00381
    摘要 ( )   PDF (551KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    多用户多输入多输出(MIMO)系统中,用户可以通过反馈的方式把信道状态信息(CSI)传递给基站,基站利用该CSI进行预编码或者用户调度,可以有效地提取复用增益。但是传统的反馈方式,反馈量太大,占用过多上行资源。针对收发都是多天线条件的多用户MIMO系统,提出一种基于Grassmannian码本的有限反馈预编码方法,通过对用户信道矩阵进行量化,每个用户仅仅需要反馈一个序号而不是信道矩阵,从而大大减少了反馈量。通过对系统误码率(BER)和吞吐率的仿真,表明了该方法能保证系统性能。同时,由于信道估计存在误差,量化过程存在误差,所以,分析了信道矩阵误差对于新方法性能的影响,得到了系统吞吐率同信道矩阵误差的方差,以及基站发射功率三者的关系,并通过仿真进行验证,从而为评估信道估计和量化过程的优劣提供了理论依据。
    结合最小均方误差的改进球形译码检测算法
    李世平 王隆
    2012, 32(02):  385-387.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00385
    摘要 ( )   PDF (490KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在多输入多输出(MIMO)系统的信号检测算法中,球形译码算法的检测性能最接近最大似然算法,但传统球形译码算法运算复杂度较高。为降低球形译码算法复杂度,提出一种新型的球形译码检测算法。新算法由改进的快速球形译码算法与最小均方误差算法相结合而成。改进的快速球形译码算法通过在球形半径收缩时乘上一个常量参数来提高半径收缩速度,减少算法搜索的信号点数,从而达到降低复杂度的目的。最小均方误差算法则能够通过减小噪声对接收信号的干扰来降低因搜索噪声点而产生的复杂度。将最小均方误差算法的信道矩阵应用在改进的快速球形译码算法中,将两种算法有效地结合,能够进一步降低算法复杂度。仿真结果表明,当信噪比(SNR)低于10 dB时,新算法相比于原始球形译码算法,检测性能平均提高了9%左右。
    基于双门限的新型协作频谱感知算法
    曾娟 张翠芳 王宇舟
    2012, 32(02):  388-391.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00388
    摘要 ( )   PDF (625KB) ( )  
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    针对传统认知无线电双门限能量感知算法在可靠性和带宽受限上存在的不足,提出一种基于两比特硬合并的新型双门限协作频谱感知算法。该算法同时利用了认知用户的单比特局部判决结果和解决感知失败问题的两比特局部判决结果两种信息,并由融合中心结合两种局部判决信息做出最终判决从而确定主用户存在与否。仿真结果表明,与传统双门限算法相比,该算法仅以平均感知比特位略微提高为代价(感知失败概率较低时大约平均提高1%),不仅消除了感知失败问题,而且显著提高了感知性能(虚警概率较低时最大可提高21%)。
    人工智能
    基于规则与统计的Web突发事件新闻多层次分类
    夏华林 张仰森
    2012, 32(02):  392-415.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00392
    摘要 ( )   PDF (616KB) ( )  
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    为了适应Web新闻以指数趋势增长,传播迅速,且Web突发事件新闻在互联网上散布等特点,同时针对传统文本分类方法准确率和效率低,寻找特定主题的突发事件新闻信息难等问题,提出一种基于规则与统计相结合的Web突发事件新闻多层次自动分类方法。首先提取类别关键词形成规则库,然后利用分类规则将突发事件分成四大类,再用朴素贝叶斯分类方法将各大类突发事件新闻进行细分,从而形成了基于规则与统计的两层分类模型。实验结果表明,该分类方法的准确率和召回率都达到90%以上,分类效率也普遍高于传统的分类方法。
    基于矩阵分解与用户近邻模型的协同过滤推荐算法
    杨阳 向阳 熊磊
    2012, 32(02):  395-398.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00395
    摘要 ( )   PDF (660KB) ( )  
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    针对个性化推荐系统中协同过滤算法面对的矩阵稀疏和新使用者问题,提出基于矩阵分解与用户近邻模型的推荐算法。通过对用户档案信息构建近邻模型以保证新使用者预测的准确性;同时考虑到数据量大和矩阵稀疏会引起时间和空间复杂度过高等问题,引入奇异值矩阵分解的方式,从而减小矩阵稀疏和数据量大的影响,提高推荐系统的准确性。实验结果表明,该算法能有效解决大数据量的矩阵稀疏问题以及新使用者问题。
    因特网舆情传播的协同元胞自动机模型
    方薇 何留进 宋良图
    2012, 32(02):  399-402.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00399
    摘要 ( )   PDF (619KB) ( )  
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    现有的因特网舆情传播研究或者从话题文本增长—消亡过程的数学统计或智能学习出发,或者采用元胞自动机或隐马尔可夫模型(HMM)分析主题倾向度的演化过程。但这些研究均缺乏有关舆情主体属性对因特网舆情传播影响的分析。基于因特网舆情空间的系统协同性,首先计算元胞状态协同转移概率,同时将整体协同转移概率与中心元胞之九邻居局域状态概率比较,确定中心元胞状态是否转换。经过若干次时间序列的迭代计算,获得舆情整体传播趋向“+”或“-”的程度(磁化率)。通过观察磁化率—时间变化曲线,能清楚地了解舆情传播的演化。在此基础上,提出一个扩展的协同元胞自动机模型及算法。仿真结果表明环境适应度参变量表达了网络舆情主体从众心理,其变化影响磁化率向多数人意见靠拢;而偏好参变量使网络舆情整体快速向“偏好”方向传播。该模型比较接近现实社会网络的舆情传播方式。
    基于LDA主题模型的标签传递算法
    刘培奇 孙捷焓
    2012, 32(02):  403-410.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00403
    摘要 ( )   PDF (817KB) ( )  
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    标签传递算法是一种半监督分类方法,由于该算法存在要求数据分类结果符合流行假设、数据维数较高时计算复杂度高等问题,在文本分类中效果较差。针对这些问题,经过对LDA主题模型和标签传递算法原理及复杂度的分析,将两者结合,提出一种基于LDA主题模型的标签传递算法LPLDA。该算法用LDA主题模型中的主题表示文本数据,一方面使用LDA主题模型表示文本保证分类结果符合流行假设,另一方面有效减少标签传递算法相似度计算时间。经过实验证明,该算法在标记数据少于待测样本时,分类效果优于传统的有监督分类方法。
    Web文本中维吾尔语领域术语的自动发现
    钟军 田生伟 禹龙
    2012, 32(02):  407-410.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00407
    摘要 ( )   PDF (599KB) ( )  
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    针对维吾尔语领域术语获取难度大,人工扩充领域术语工作量大、效率低等特点,利用词汇共现原理,以维吾尔语连接词和互信息(MI)为工具,快速扩充原始维吾尔语领域术语;建立了以维吾尔语领域术语为特征模板,利用条件随机场(CRF)模型实现Web文本中维吾尔语领域术语的自动发现方法,并在此基础上实现长维吾尔语领域术语的自动发现。实验表明,对短维吾尔语领域术语的自动发现准确率为 97.59%,召回率为 93.38%,对长维吾尔语领域术语的自动发现正确率达到55.72%。
    自适应联想记忆细胞神经网络的优化设计
    叶波 李传东
    2012, 32(02):  411-415.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00411
    摘要 ( )   PDF (774KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对训练自适应联想记忆细胞神经网络(AM-CNN)过程收敛慢,设计出的网络抗噪性能不高的特点,通过融合蚁群优化算法和粒子群算法的思想,提出以目标网络对噪声模式的输出误差为目标函数,在目标函数的一个阈值分成的两个区间内,分别采取局部搜索和全局搜索策略,训练出AM-CNN的克隆模板的设计方法。数字模拟表明,与以往的设计方法相比,该算法能在细胞神经网络4~6次的迭代过程中稳定输出期望模式,收敛速度更快,设计出的AM-CNN性能比较稳定,并对噪声鲁棒,对高斯噪声N(0,0.8)准确率达到90%左右。
    最小方差支撑向量数据域描述
    王晓明 王士同 彭宏
    2012, 32(02):  416-424.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00416
    摘要 ( )   PDF (586KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    支撑向量数据域描述(SVDD)是一种已经得到了广泛应用的核方法,但是其在构建超球时没有充分考虑数据分布信息。针对此问题,首先等价改写了SVDD算法优化问题,然后重新定义了该优化问题中的距离定义形式,进而提出了最小方差支撑向量数据域描述(MVSVDD)算法。该算法充分考虑数据的分布信息。实验结果表明,相对于传统SVDD算法,MVSVDD在泛化能力上得到了较为明显的提高,体现出了更好的描述数据域的能力。
    核向量机与支持向量机相结合的二阶段快速学习方法
    蒲骏逸 雷秀仁
    2012, 32(02):  419-424.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00419
    摘要 ( )   PDF (862KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    支持向量机(SVM)作为一种有效的模式分类方法,当数据集规模较大时,学习时间长、泛化能力下降;而核向量机(CVM)分类算法的时间复杂度与样本规模无关,但随着支持向量的增加,CVM的学习时间会快速增长。针对以上问题,提出一种CVM与SVM相结合的二阶段快速学习算法(CCS),首先使用CVM初步训练样本,基于最小包围球(MEB)筛选出潜在核向量,构建新的最有可能影响问题解的训练样本,以此降低样本规模,并使用标记方法快速提取新样本;然后对得到的新训练样本使用SVM进行训练。通过在6个数据集上与SVM和CVM进行比较,实验结果表明,CCS在保持分类精度的同时训练时间平均减少了30%以上,是一种有效的大规模分类学习算法。
    提高链式Lin-Kernighan算法性能的一种新策略
    王东 李娅 吴臣 林冬梅
    2012, 32(02):  425-431.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00425
    摘要 ( )   PDF (610KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在笔者前期工作(王东, 吴湘滨. 提高链式Lin-Kernighan算法性能的策略. 计算机应用,2007,27(11): 2826-2829)的基础上,通过对经典旅行商问题(TSP)优化解边集之间交集的特性分析,给出了一种新的Lin-Kernighan算法参照优化边集生成模型。该模型建立的边集中边的数量少于常规方法以及前期研究成果生成边集中边的数量,同时以更高概率保留全局最优解中的边。将该模型应用于Lin-Kernighan算法,在不损失单次调用该算法求解精度的前提下,进一步缩短了算法的执行时间,从而进一步提高了链式Lin-Kernighan算法的求解性能。结合前期研究成果,能进一步提高使用Lin-Kernighan算法作为启发式算法的所有混合算法性能。
    基于微粒群与混合蛙跳融合的群体智能算法
    孙辉 龙腾 赵嘉
    2012, 32(02):  428-431.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00428
    摘要 ( )   PDF (631KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对微粒群算法和混合蛙跳算法存在的早熟收敛问题,提出一种基于微粒群与混合蛙跳算法融合的群体智能算法。新算法将整个群体分成数目相等的蛙群和微粒群群体。在两群体独立进化过程中,设计了一种两群之间的信息替换策略:比较蛙群与微粒群的最佳适应值,如果蛙群进化较好,利用蛙群各子群中最差个体替换微粒群一部分较好个体;否则,用微粒群中较好的一部分个体替换蛙群各子群的最好个体。同时,设计了一种两群之间的相互协作方式。为避免微粒群因早熟收敛而影响信息替换策略效果,适时对其所有个体最好位置进行随机扰动。仿真实验表明,新算法可以有效提高全局搜索能力及收敛速度,对于高维复杂函数问题,算法具有很好的稳定性。
    基于新型粒子群优化粒子滤波的故障诊断方法
    陈志敏 薄煜明 吴盘龙 田梦楚 黎绍鑫 赵文科
    2012, 32(02):  432-439.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00432
    摘要 ( )   PDF (720KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对基于粒子群优化算法的粒子滤波(PSO-PF)算法精度不高,容易陷入局部最优,难以满足电厂温控系统故障诊断的需求,提出一种适用于故障诊断的新型粒子群优化粒子滤波(NPSO-PF)算法。该算法引入社会个体对群体的认知规律优化了粒子更新的方式,并且完善了粒子速度的更新策略,对优势速度赋有较小概率的变异,提高了粒子的寻优能力,同时随机初始化劣势速度,保证了样本的多样性。实验结果表明,与PSO-PF相比,NPSO-PF提高了故障检测的精度和鲁棒性,可以有效地应用于温控系统故障的诊断。
    学习者知识模型的在线学习算法
    李唯实 毛晓光 谢建文
    2012, 32(02):  436-439.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00436
    摘要 ( )   PDF (641KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    学习者知识模型是智能授导系统(ITS)中教学过程实现和策略实施的基础,然而由于判别学习者知识掌握程度的不确定性和学习者知识掌握水平的实时变化,构建能正确反映学习者知识掌握程度及其变化的知识模型十分困难。基于贝叶斯网络,以知识项为基本节点构建学习者知识模型的结构;引入问题节点,根据学习者的学习测试结果,采用Voting EM算法来对知识模型的参数进行在线学习和更新;同时,通过设置置信因子和更新时间标记来改进在线学习的效果。实验表明,模型能够较好地反映学习者知识掌握状况和快速适应学习者知识掌握水平的变化,有助于ITS更好地评价学习者学习效果。
    考虑区间约束的物流网络双层规划模型及算法
    李利华 符卓 胡正东
    2012, 32(02):  440-443.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00440
    摘要 ( )   PDF (606KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    考虑物流网络需求的不确定性,利用区间参数度量不确定性变量与参数,建立区间需求模式下的物流网络双层规划模型,设计了一种含区间参数与变量的递阶优化遗传算法,通过定义问题求解的风险系数与最大决策偏差,给出适合物流网络结构的区间运算准则,实现模型的确定性转化。以区间松弛变量与0-1决策变量定义初始种群,通过两阶遗传操作运算,求解不同情景下双层规划目标的区间最优解与节点决策方案。算例测试表明算法求解的可操作性更强,求解结果具有区间最优解与情景决策的优越性。
    基于混沌扰动和邻域交换的蚁群算法求解车辆路径问题
    李娅 王东
    2012, 32(02):  444-447.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00444
    摘要 ( )   PDF (656KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为求解车辆路径问题,提出一种新的基于混沌扰动和邻域交换的蚁群算法。针对标准蚁群算法存在搜索时间长,容易出现早熟收敛,得到的解不是最优解等缺点,新算法利用混沌的随机性、遍历性及规律性,在算法陷入早熟时,对小部分路径的信息素采用混沌扰动策略进行调整;针对标准蚁群算法的贪心规则随机性缺点,新算法采用邻域交换策略对最优解进行调整。在用于求解不同规模车辆路径问题的仿真结果表明,新算法比标准蚁群算法和遗传算法具有更好的效果。
    集装箱港口集群下多港口多泊位联合调度方法
    毕娅 李文锋
    2012, 32(02):  448-451.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00448
    摘要 ( )   PDF (614KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    目前对港口和泊位的调度研究尚停留在单港口多泊位,而在集装箱港口集群条件下对多港口多泊位实行船舶的联合调度可以充分实现港口资源的优化配置。为了充分利用港口资源,实现船舶在港时间最短,且服从船公司运输成本最低的目的,建立了集装箱港口集群下多港口多泊位联合调度的多目标非线性决策模型,并按照模型决策空间所具有的特殊条件,设计了改进的遗传启发式算法,结果表明船舶靠泊成本大幅降低,港口利用率大幅提高。通过大量真实和随机算例验证了算法的有效性和稳定性,证明了模型和算法实用有效。
    用填充函数改进的智能控制系统全局优化算法
    袁亮 吕柏权 张晨 梁伟
    2012, 32(02):  452-464.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00452
    摘要 ( )   PDF (705KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提高全局优化算法的速度,提出了智能控制系统全局优化算法。该算法应用了闭环控制系统的反馈的思想,使得在寻优迭代过程中被优化函数的值不断接近设定值,直至达到其全局最优值。该算法的关键在于控制策略的设计和策略中的参数值的设定。为了降低参数初值设定的难度同时提高算法的寻优精度,利用填充函数法对智能控制系统全局优化算法进行改进。经12个标准的测试函数的验证,改进后的算法的速度较填充函数法快,算法的精度比智能控制系统全局优化算法高。
    多子群协同进化的多目标微粒群优化算法
    彭虎 黄伟 邓长寿
    2012, 32(02):  456-460.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00456
    摘要 ( )   PDF (658KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    微粒群优化(PSO)算法是一种非常有竞争力的求解多目标优化问题的群智能算法,因其容易陷入局部极值,导致非劣解集的收敛性和正确性不理想。为此提出一种基于多目标分解进化策略的多子群协同进化的多目标微粒群优化算法(MOPSO_MC),算法中每个子群对应于一个多目标分解之后的子问题,并构造了一种新的速率更新策略,每个粒子跟踪自身历史最优值、子群最优值和子群邻域最优值,从而在增强算法的局部寻优能力的同时,也能从邻域子群获得进化信息,实现协同进化。最后通过仿真实验,与现在主流的多目标微粒群算法在ZDT基准测试函数上比较,验证了算法的收敛性,解分布的均匀性和正确性。
    信息安全
    无线传感器网络中基于α-壳的射频攻击定位
    章静 许力 张顺淼
    2012, 32(02):  461-464.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00461
    摘要 ( )   PDF (608KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    传感器网络的特殊性使之易受到射频干扰攻击等各种攻击,为了下一步安全机制的实施和部署,确定攻击者的位置,利用α-壳概念及其性质提出基于α-壳的射频攻击定位算法。当1/α与最小包容圆半径相等时,节点集合的α-壳顶点可达到共圆,进而依据α-壳顶点的数目,计算最小包容圆半径。该定位算法实现了最小包容圆半径的求解和圆心位置的确定,从而实现了对射频攻击者的定位。模拟实验表明,与已有的增量算法相比较,基于α-壳的射频攻击定位算法定位误差小,且随着网络节点密度等度量值的变化,时间消耗也不会呈指数级增长,而只呈线性的略微增长。
    一个基于身份的非交互可否认源认证协议
    李志敏 徐馨 李存华
    2012, 32(02):  465-471. 
    摘要 ( )   PDF (675KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    可否认源认证方案能够让接收方确认消息发送方的身份,但不能向第三方证明发送方的身份,在电子商务和电子政务中有广泛的应用。在假定计算Diffie-Hellman问题是困难的前提下,利用双线性对,构造了一个基于身份的非交互可否认源认证协议,并在随机预言模型下证明了方案的安全性。分析结果表明新提出的协议可以抵抗伪造攻击、假冒攻击、中间人攻击以及重放攻击等。该协议基于身份,不需要证书,可简化密钥管理;其通信和计算效率较高,实现简单,可用于计算能力受限的设备。
    对TAKASIP协议的分析和改进
    唐宏斌 刘心松
    2012, 32(02):  468-471.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00468
    摘要 ( )   PDF (680KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    会话初始化协议(SIP)提供了认证和协商会话密钥,能保证后续会话的安全。2010年,Yoon等(YOON E-J,YOO K-Y.A three-factor authenticated key agreement scheme for SIP on elliptic curves.NSS'10:4th International Conference on Network and System Security.Piscataway:IEEE,2010:334-339)提出一种新的三要素SIP认证密钥协商协议TAKASIP。但TAKASIP协议不能抵抗内部攻击、服务器伪装攻击、离线口令猜测攻击、身份冒充攻击和丢失标记攻击,并且没有提供双向认证。在TAKASIP协议基础上提出一种基于椭圆曲线密码三要素SIP认证协议ETAKASIP以解决上述问题。ETAKASIP基于椭圆曲线离散对数难题和椭圆曲线密码系统,提供了高安全性。该协议只需7次椭圆曲线点乘运算、1次椭圆曲线加法运算和最高6次哈希运算,有较高的运算效率。
    网络安全风险评估的云决策
    陈亮 潘惠勇
    2012, 32(02):  472-479.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00472
    摘要 ( )   PDF (661KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了更合理地评估网络安全风险,利用云模型集成随机性和模糊性的优点,提出一种基于云模型的网络安全风险评估和决策方法。首先,通过采样系统正常状态信息,构造标准概念云;在进行风险评估时,采样处于风险状态时的信息,计算其云数字特征;然后利用改进的基于云滴距离的云相似度算法,计算与标准概念云的相似度,相似度最大的即为最终输出结果。最后,通过Kddcup99数据集进行模拟攻击及性能采样仿真实验。结果表明,该方法最大限度地保留了风险评估过程中固有的不确定性和模糊性,提高了评估结果的可信性。
    基于滚动指纹数字签名的电子商务安全认证
    刘超凡 张永良 肖刚
    2012, 32(02):  475-479. 
    摘要 ( )   PDF (863KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    电子商务的交易环境安全与否决定了其总体发展程度,而今传统意义上的安全认证方式已经无法完全保证交易的可靠性。因此提出一种以滚动指纹作为认证介质,并进行指纹数字签名的电子商务安全认证方法:将连续滚动指纹帧通过滚动指纹序列无缝拼接算法得到完整的指纹图像,继而提取得到指纹特征作为数字签名的密钥,进行信息传输并验证信息内容的正确性和发送者身份的合法性。实验结果表明,滚动拼接算法能确保任意方向滚动的指纹图像序列都可以拼接得到高质量指纹图像,并且算法复杂度低,能保证进行实时拼接;利用滚动指纹作为认证介质很好地保证了电子商务“认证到人”的认证宗旨。
    基于多人网络层次分析法的商业银行网络安全评估模型
    沈利香 曹国
    2012, 32(02):  480-484.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00480
    摘要 ( )   PDF (773KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对商业银行网络安全评估指标之间的相互依赖特性,提出一种基于网络层次分析法的多人风险评估模型。该模型首先利用网络层次分析法得出个体网络安全评估风险指数,并利用加权欧氏距离的双层多目标规划模型集结个体专家的决策结果。仿真实验通过对四家案例银行计算机网络安全风险进行评估,结果显示本模型的评估结果比个体评估更具有可信度。
    谱半径和特征显著性约束的随机化社会网络方法
    许黎明 强小强 宋转
    2012, 32(02):  485-488.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00485
    摘要 ( )   PDF (597KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了保护社会网络的安全性,保证扰动后社会网络的可用性,提出谱半径和特征显著性(非随机化性)约束的多点扰动社会网络的方法。在扰动社会网络过程中,将社会网络的谱半径和特征显著性控制在一定的约束范围内,从而在保证扰动后社会网络的可用性同时,提高扰动后社会网络的隐私保护程度。理论上分析了该方法的安全性更好,并给出相应的算法。最后通过实验比较随机化后社会网络的调和平均最短距离、传递系数和特征显著性结构性质的变化情况,表明该方法能有效地保护社会网络的结构性质,提高扰动后的可用性。
    基于上下文的普适计算使用控制模型
    武海鹰
    2012, 32(02):  489-492.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00489
    摘要 ( )   PDF (660KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    目前普适计算中的访问控制绝大多数采用基于角色访问控制模型(RBAC);然而使用控制(UCON)模型具有可变性和持续性,更适合普适计算,但没有充分考虑上下文信息。在UCON模型中增加对上下文信息考虑的同时将义务和条件决策因素分为静态和动态,提出了基于上下文的普适计算使用控制(Con_UCON)模型,动态义务和条件作为使用过程中的决策因素;同时建立了模型的核心规则集,并给出了形式语言描述。该模型能满足普适计算环境中访问控制的需求。通过普适计算智能办公系统中的三个实例,证明此模型具有有效性、灵活性和安全性。
    图形图像技术
    基于双树复小波域的马尔可夫随机场样本修补算法
    王爽 陈广秋 宋亚姬 孙俊喜
    2012, 32(02):  493-503.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00493
    摘要 ( )   PDF (717KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了消除大目标图像修补过程中,修补区域由于累积误差引起的马赛克和振铃效应,提出基于双树复小波域的马尔可夫随机场(MRF)样本修补算法。首先应用双树复小波变换(DTCWT)将待修补图像变换到复频域,通过合理的置信度和数据项计算待修补块的修补顺序;然后应用MRF样本修补算法在不同尺度、不同方向下修补未知区域;最后利用双树复小波逆变换重构图像。实验结果表明,与传统离散小波修补方法相比,双树复小波域MRF样本修补算法能更好地保持修补区域纹理和结构信息。
    模糊图像点扩散函数的亚像素精度离散化方法
    梁敏 朱虹 欧阳光振 刘薇
    2012, 32(02):  496-498.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00496
    摘要 ( )   PDF (534KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    快速准确的点扩散函数(PSF)估计方法,是获取良好模糊图像复原效果的前提。针对散焦模糊和匀速运动模糊的PSF在以往离散化实现过程中的近似误差问题,提出一种结合退化模型几何性质和亚像素估计的离散化方法,定义了近邻像素点的距离相关权值分配原则,并以此进行亚像素精度的估计,从而实现了PSF的离散化。实验结果表明该方法的估计精度有很明显的提高,并在主观视觉质量和客观图像清晰度评价函数、峰值信噪比(PSNR)、改善信噪比(ISNR)方面均优于传统方法。
    一种鲁棒的序列图像自动拼接方法
    吴庆双 付仲良
    2012, 32(02):  499-503.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00499
    摘要 ( )   PDF (912KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对传统图像拼接方法中鲁棒性差、计算量大及自动化程度低等问题,提出一种鲁棒性高的序列图像自动拼接方法。该方法首先采用Harris角点检测算子对经Wallis滤波后的序列图像进行特征点提取,并结合Forstner算子对特征点进行精确定位。然后基于所提取的特征点,采用邻域灰度互相关法进行序列图像的特征点匹配,得到粗匹配点集,并运用RANSAC算法对粗匹配点集处理得到精匹配点集,由精匹配点集求出较高精度的基础矩阵及极线,并由极线约束引导匹配得到高精度的匹配点对,再运用双向松弛整体匹配算法进一步剔除少数位于极线上的误匹配点。最后利用所得的高精度匹配点对,求解序列图像间的仿射变换关系,并进行图像的坐标变换和融合,从而实现序列图像的自动拼接。实验结果表明,该方法拼接效果理想,鲁棒性高,整个拼接过程全自动,不需要人工干预,具有较高的实用价值。
    改进的均值漂移和粒子滤波混合跟踪方法
    李科 徐克虎 黄大山
    2012, 32(02):  504-506.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00504
    摘要 ( )   PDF (490KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为提高粒子滤波视觉目标跟踪算法的准确性和实时性,提出一种基于均值漂移和粒子滤波的混合跟踪算法。将相异性较小的粒子进行聚类,利用均值漂移算法迭代各个聚类中的代表点,通过减少参与均值漂移迭代的粒子数来降低运算复杂度;根据跟踪情况自适应调整采样粒子数目和过程噪声分布,以提高跟踪精度和减少运算时间。实验结果表明,所提算法平均每帧计算时间不到传统混合跟踪法的一半,而且跟踪精度也有所提高。
    非抽样Contourlet变换去噪滤波器设计的源相机识别
    陈宗民 周治平
    2012, 32(02):  507-513.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00507
    摘要 ( )   PDF (665KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对源相机识别和小波滤波器在获取残留噪声图像时会引入明显的场景噪声的问题,提出一种利用非抽样Contourlet变换(NSCT)进行模式噪声提取的新方案。首先根据源相机识别的过程,讨论小波滤波器在提取模式噪声上的不足,接着重点讨论设计基于NSCT滤波器进行模式噪声的提取。实验表明NSCT滤波器不仅使场景噪声得到明显的抑制,而且与小波滤波器相比,对来自三种不同相机的照片的平均识别率提高了近3.667%。
    基于四元数和SOM神经网络的彩色图像边缘检测
    王铮 李兴民
    2012, 32(02):  510-513.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00510
    摘要 ( )   PDF (731KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传统边缘检测方法无法考虑到彩色图像各颜色分量的相关性,以及边缘提取效果受阈值影响的不足,提出一种四元数和自组织神经网络(SOM)相结合的彩色图像边缘检测算法。根据四元数柯西积分公式和四元数矢量积性质,构造图像的边缘特征向量对SOM神经网络进行训练,然后用训练好的SOM网络提取边缘。实验表明,该方法具有良好的边缘检测效果,并有较强的细节保持能力。
    基于数学形态学细化算法的图像边缘细化
    李杰 彭月英 元昌安 林墨 王仁民
    2012, 32(02):  514-520.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00514
    摘要 ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了解决Sobel算子在阈值选择不当的情况下易造成图像边缘丢失或产生伪边缘的问题,通过最大类间方差的方式选出合适的阈值;同时利用数学形态学细化算法对该边缘图像进行细化处理。实验结果显示,该方法在保持原有边缘图像特征信息的前提下,比传统Sobel算子得到了更好的结果。
    一步异相关与最相关矢量的彩色图像滤波方法
    蔡建超 刘超
    2012, 32(02):  517-520.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00517
    摘要 ( )   PDF (720KB) ( )  
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    针对彩色图像去噪后造成的模糊与细节不清,分析了彩色图像中邻近像素点之间以及各颜色通道之间的相关性,先对彩色图像各层预处理再利用一步异相关法检测,然后对检测出的噪声应用最相关矢量中值予以补值,最终实现彩色图像的滤波处理。实验结果表明,该方法不但能够准确地检测出椒盐噪声,而且能很好地保持和还原彩色图像的边缘细节等原有信息,彩色图像滤波后的精度和峰值信噪比等性能指标有了进一步提高。
    一种改进的点云数据精简方法
    朱煜 康宝生 李洪安 史芳玲
    2012, 32(02):  521-544.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00521
    摘要 ( )   PDF (670KB) ( )  
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    针对Kim的算法在简化散乱点云时经常丢失过多几何特征的不足,提出一种改进的精简方法。首先对点云进行最小二乘抛物面拟合求出所有点的主曲率;然后以数据点主曲率的Hausdorff距离为依据,提取并保留点云中的特征点;最后对具有不同特征的测量数据进行了精简分析。仿真实验结果表明,改进方法既能较大程度地简化数据点云,简化结果比较均匀,又具有不破坏细小特征的特点,能够充分保留原始点云中的几何特征;而且在保证简化质量的前提下提高了算法的效率。该方法能够为后续的三维重建提供有效的数据信息,节约后续工作的处理时间和硬件资源。
    基于独立分量分析的高光谱遥感影像决策树分类
    林志垒 晏路明
    2012, 32(02):  524-527.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00524
    摘要 ( )   PDF (698KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为解决高光谱遥感影像波段众多所带来的信息丰富与“维数灾难”间的矛盾并提高分类精度,针对传统特征选择方法信息损失大的缺陷,基于EO-1 Hyperion高光谱遥感影像,采用独立分量分析(ICA)和决策树分类(DTC)方法联合运作流程,开展影像的地物分类实验研究,提出了ICA-DTC模型。首先运用ICA方法对影像进行特征提取,并以所提取的独立分量特征及其他地理辅助要素组成分类指标集;继而选择适当的指标组合和阈值设定判别规则,建立DTC模型进行影像的地物分类;最后将分类结果与传统最大似然分类法进行比对。结果显示:从分类的总体精度看,前者可达89.34%,高出后者18.8%;从单一地物的分类精度看,前者仅水体的精度略低于后者,而其他11种地物的精度都高于后者。理论分析与实验结果均表明,ICA-DTC模型可有效提高复杂地形条件下的地物分类精度。
    基于改进的局部保持投影算法的人脸识别
    龚劬 华桃桃
    2012, 32(02):  528-534.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00528
    摘要 ( )   PDF (601KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    局部保持投影算法是基于流形的学习方法,在人脸识别过程中容易遇到奇异值问题,为此提出一种利用奇异值分解的方法。在模型中,样本数据被投影到一个非奇异正交矩阵中,解决了奇异值问题;然后再根据局部保持投影算法求出新样本空间的低维投影子空间。将训练样本和测试样本分别投影到低维子空间中,再利用最近邻分类器进行分类识别。在ORL人脸数据库中,采用了一系列的实验来对比该算法与传统局部保持投影算法和主成分分析算法的识别效果。实验结果验证了改进的局部保持投影算法在人脸识别的有效性。
    基于类别信息的监督局部保持投影方法
    李晓曼 王靖
    2012, 32(02):  531-534.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00531
    摘要 ( )   PDF (649KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    局部保持投影算法(LPP)是拉普拉斯映射(LE)的线性近似,但LPP作为一种无监督方法,并没有有效利用已有的类别信息提高分类效率。为此提出一种基于类别信息的监督局部保持投影方法(SLPP-LI)。在学习投影矩阵时,SLPP-LI综合利用了流形的几何结构和已有训练点的类别信息,通过调整控制参数的取值,有效地利用已知的低维信息,并且直接求解线性方程获得高维数据的低维模型。通过在多个人脸数据库和手写数字库上的对比实验,表明了SLPP-LI对于高维数据的初始维数以及训练数据的数目并不敏感,〖BP(〗同类问题中与相应的对比算法相比〖BP)〗与主分量分析法(PCA)、LPP、正交LPP(OLPP)、有监督的LPP(SLPP)相比,均具有较高的识别率,充分说明SLPP-LI算法能够有效处理分类问题。
    基于曲线聚类的动态PET影像感兴趣区域提取新方法
    田平平 刘丽 陈玉婷
    2012, 32(02):  535-550.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00535
    摘要 ( )   PDF (581KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对目前动态正电子发射断层扫描(PET)影像的感兴趣区域(ROI)提取的聚类方法忽略了时间放射性曲线(TAC)的时间序列特征,提出一种基于曲线聚类的ROI提取方法。首先用K-均值(K-Means)聚类去除背景得到心脏的位置,然后对心脏进行曲线聚类提取出心肌,最后根据像素点的空间位置关系提取血池。将该方法应用于14只小鼠的PET影像ROI勾画,实验结果表明,与K-Means和混合型的聚类方法HCM相比,该方法能够更准确地提取出14只小鼠的血池,且具有更高的精确度和稳定性。
    基于体素相似度的医学图像层间插值方法
    马伟 陈家新 潘维薇
    2012, 32(02):  538-553.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00538
    摘要 ( )   PDF (617KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    断层图像层间插值是医学图像三维重建的一个重要环节,但现有插值算法易引起图像边界模糊或效率低下的不足。为此提出一种基于体素相似度的医学图像层间插值算法。该算法根据断层图像的体素相关性和组织本身特征信息计算其体素的相似度,并利用其相似度对插值点进行分类插值。实验结果表明,和已有的算法比较,新算法较好地提高了插值图像的质量,并且计算量大为减少。
    基于压缩感知的自适应正则化磁共振图像重构
    李青 杨晓梅 李红
    2012, 32(02):  541-544.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00541
    摘要 ( )   PDF (569KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    当前基于压缩传感理论的正则化磁共振(CS-MR)图像重构算法普遍采用全局正则化参数,不能很好地在保持边缘和平滑噪声方面做出平衡。为此,提出一种自适应的正则化CS-MRI重构算法。结合图像稀疏性和其局部光滑性的先验知识,采用非线性共轭梯度下降算法求取最优化问题,并在迭代过程中自适应地改变局部正则化参数。新的正则化参数可以更好地恢复图像边缘,并且有利于平滑噪声,使代价函数在定义域内具有凸性;同时先验信息包含于正则化参数中,以提高图像的高频成分。实验结果表明该算法能有效权衡恢复图像边缘和平滑噪声两者的关系。
    计算机软件技术
    Web服务组合行为一致性的形式化描述和分析
    李劲 张华 吴浩雄 向军
    2012, 32(02):  545-550.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00545
    摘要 ( )   PDF (931KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    Web服务编排和Web服务编制从全局和局部分别定义了Web服务组合的全局交互行为和每个参与者的局部行为,为了保证Web服务组合实现的正确性,Web服务组合的全局交互行为和每个参与者的局部行为必须是一致的。首先利用进程代数给出了对Web服务组合的全局交互行为、局部行为以及二者之间的映射关系的形式化描述,在此基础上分别通过分析全局会话变迁和局部进程变迁的关系和进程互相似理论给出了Web服务组合全局交互行为和局部行为的一致性的两个形式化判定准则。同时通过案例说明了如何形式化地检测Web服务组合的全局交互行为和局部行为之间的一致性。结果显示提出的Web服务组合一致性形式化定义和检测方法能检测组合行为的一致性,从而能有效地保证Web服务组合的正确性。
    基于XML的标准符合性测试方案
    吴洁明 范国梅
    2012, 32(02):  551-553.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00551
    摘要 ( )   PDF (445KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了更好地提高标准符合性测试效率,对信息化标准的共性进行了研究,提出一个基于XML的标准符合性测试方案。给出了方案各阶段的具体测试策略,包括测试前的准备工作、测试用例的生成方法、测试用例的运行以及运行结果的符合性分析。该方案通过XML技术来格式化标准中的数据类型,对测试用例的生成采用边界值法和等价类划分法,并应用提出的测试结果分析法分析测试用例的运行结果。实验结果说明该方案可以有效提高标准符合性测试效率。
    Android手机自动化性能测试工具的研究与开发
    杨怡君 黄大庆
    2012, 32(02):  554-556.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00554
    摘要 ( )   PDF (514KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对手机性能测试中效率低、工作量大等问题,提出自动化性能测试的方法,并运用这一方法设计了Android平台手机性能测试的FLEX-ANDROID工具。对这一工具的组成结构和测试脚本的编写进行了详细研究,并且对如何计算和生成测试结果进行了分析说明。通过使用自行研发的FLEX-ANDROID工具进行自动化测试,并将自动化测试所花时间和手动测试时间进行对比,结果表明,自动测试速度大约为手动测试速度的3倍。这表明FLEX-ANDROID工具能够有效提升测试工作效率,大幅度缩减测试时间,减少测试工作的重复劳动。
    改进的量子遗传算法及其在测试数据生成中的应用
    周绮 姜淑娟 赵雪峰
    2012, 32(02):  557-560.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00557
    摘要 ( )   PDF (630KB) ( )  
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    针对测试数据自动生成中收敛速度不够快的缺点,提出一种改进的量子遗传算法(IQGA),其对量子遗传算法的主要改进是:1)在个体更新时,对个体的某一位取反,将取反后的个体用于指导下一代个体的进化;2)对测量后的二进制个体进行变异,而不是传统的互换量子比特的概率幅。将IQGA用于测试数据生成,通过对三个基础程序进行实验,结果表明IQGA在覆盖率和迭代次数两个方面都优于传统量子遗传算法。IQGA不仅能保证种群朝着正确的方向进化,同时有效地避免了早熟现象,能以更快的速度搜索到目标解。
    基于划分算法的SaaS寻址中断软件生成策略
    周相兵 杨兴江 马洪江
    2012, 32(02):  561-565.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00561
    摘要 ( )   PDF (717KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对软件即服务(SaaS)软件生成时所面临的Web服务和表述性状态转移(REST)接口难识别的问题,提出一种基于划分算法的SaaS软件生成方法。该方法采用划分算法将云计算系统中的各SaaS的功能进行划分,将各功能定义成一个节点,并定义各节点属性和计算各节点的相似度,以实现划分分类,从而提高功能搜索效率。在此基础上,根据需求变化实现功能寻址中断完成新的SaaS软件生成。最后通过在Amazon下的一个SaaS销售软件生成为例进行分析表明,该方法有效且可行。
    一种远程文件同步方法
    何骞 卓碧华
    2012, 32(02):  566-568.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00566
    摘要 ( )   PDF (479KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为改进rsync算法在进行远程文件同步时Client和Server端差异数据量较大的缺点,提出一种新的远程文件同步方法。该方法在rsync算法的基础上,利用差异压缩技术,采用块移动技术和KMP算法查找Client和Server端的差异和匹配,使用滑动窗口压缩算法对差异数据进行压缩,能有效减少差异数据在网络中的流量。实验表明,该方法能将差异量降低97%以上,从而有效减少差异量在网络中的传输量,减小网络带宽消耗,提高远程文件的同步效率。
    典型应用
    混沌系统中寻找周期轨的算法综述
    姚尚平 李清都
    2012, 32(02):  569-594.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00569
    摘要 ( )   PDF (788KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    周期轨是混沌系统的基本骨架,系统的很多重要特征和动力学性质都可以通过求解周期轨来确定,例如Lyapunov指数的精确计算、拓扑熵的估计、以及混沌不变集的描述等。综述了目前常用的四种寻找周期轨的方法:NR算法、Broyden算法、SD算法和DL算法,分析其特点及相互关系,然后结合具体计算实例,详细探讨各方法的优缺点和适用范围,得出DL算法是较为理想的搜索算法,并对该领域的研究方向进行了展望。
    实时系统中弹性调度策略
    杨志邦 徐成 周旭 朱雪庆
    2012, 32(02):  573-577.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00573
    摘要 ( )   PDF (919KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    弹性调度面向负载可变的实时系统,通过动态调整任务属性以满足系统的灵活性要求,是一种高效的任务调度策略。针对弹性调度研究中的成果及问题,概述了弹性调度的研究背景,从任务模型、调度模型以及调度算法三个方面对弹性调度的国内外研究进展进行综述,探讨当前研究中存在的问题,并对弹性调度未来研究工作进行分析和展望。
    自由流状态汽车驾驶倾向性辨识模型验证方法
    张元元 王晓原 张敬磊
    2012, 32(02):  578-580.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00578
    摘要 ( )   PDF (475KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    应用模糊多目标理论建立驾驶员换道决策模型,根据实际道路实验所得数据,计算出不考虑和考虑驾驶倾向差异的换道模型预测结果,将模拟出的交通流宏观参数(换道率)与道路实验情况相对比,进行驾驶倾向性推理效果的验证。实验结果表明,所提方法可以明显改善汽车驾驶倾向性辨识模型的准确率。
    地下矿可视化管控系统空间数据模型
    熊书敏 王李管 陈忠强 陈建宏
    2012, 32(02):  581-588.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00581
    摘要 ( )   PDF (835KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了满足地下矿可视化管控系统可视化表达、空间分析、自动化建模与模型动态更新功能的需要,分析了矿山空间现象的特征与典型的三维空间数据模型,据此设计了一种包含三维骨架模型、顾及拓扑面向实体的三维矢量空间数据模型(TEVDM)和八叉树块段模型(OBM)的混合时空数据模型。该模型利用TEVDM和OBM表达空间实体的精确边界和内部属性,引入网络化、层次化、参数化的实体与网络复合模型(PENDM)来描述井巷工程与生产系统的骨架,引入行为模型描述具有行为特征的人员和设备,利用复杂要素对具有完整语义的要素集合体进行描述。最后给出了用该模型描述矿山空间现象和进行空间分析应用的示例,表明该模型比传统模型在矿山领域具有更好的实用性。
    基于Modelica的虚拟远程实验室
    葛佳欢 朱善安
    2012, 32(02):  585-588.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00585
    摘要 ( )   PDF (633KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了弥补传统实验教学模式的不足,介绍一种使用新型的、面向对象的多领域统一建模语言Modelica进行建模及仿真的电工电子虚拟远程实验室,并详述了其架构及远程实验的操作流程。构建两个子系统——模电实验系统及吹摆控制实验系统。通过调用Modelica标准模型库,实现了模电实验系统的建模;根据模块化建模的思想,对吹摆控制实验系统进行系统分解,利用Modelica编写每个模块的仿真模型,建立了可扩展的系统模型库,并基于该模型库实现了吹摆系统的构建。将两个子系统放在虚拟实验平台上仿真,仿真结果符合理论推算。
    一种分段平稳随机过程自相关函数逼近模型
    程浩 刘国庆 成孝刚
    2012, 32(02):  589-591.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00589
    摘要 ( )   PDF (427KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为处理信号处理过程中经常遇到非平稳随机信号,可以将其划分为分段平稳随机信号,而自相关函数则可以用来反映分段平稳信号的本质特征。分析了分段平稳随机过程自相关函数的计算,针对传统的函数逼近模型计算量较大、误差较高等缺点,提出一种新的自相关函数的逼近模型,给出分段平稳随机信号的自相关函数的近似表达式,并利用牛顿迭代法进行优化计算。仿真实验证明模型计算速度快,具有较好的逼近效果,误差也明显降低,而且变化相对平缓。将其应用到数字图像信号进行模糊图像恢复,得到了很好的恢复效果。
    信号相关性与修正MUSIC算法二维波达方向估计
    刘康 习友宝 李智
    2012, 32(02):  592-594.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00592
    摘要 ( )   PDF (445KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    实际环境中相干信号源是普遍存在的,但传统的多信号分类(MUSIC)二维测向算法不能处理相干信号的问题,为此,采用修正MUSIC(MMUSIC)算法进行二维波达方向(DOA)估计,将修正MMUSIC算法的应用范围由一维的均匀线阵(ULA)扩展到二维中心对称阵,并理论推导出MMUSIC算法的测向性能与信号相差的余弦值呈反比。仿真实验中,二维MMUSIC对相隔4°以上两相干信号的分辨概率能够达到90%以上。
2022年 42卷 9期
刊出日期: 2022-09-10
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