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2012年 第32卷 第04期 刊出日期：2012-04-01
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物联网

论Internet与Internet of Things

曾华燊

2012, 32(04):  893-899.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00893

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从Internet发展历史及应用环境变化的角度讨论IoT(Internet of Things)提出背景、内涵、组成结构和体系结构等关键问题。在分析对IoT的典型定义的基础上，笔者认为“ITU把IoT作为Internet平台在应用领域实现人、机、和智能化物理对象(SPO)信息全方位互通和实践普适计算理念的下一代Internet及其应用系统的概括”是对IoT更为合理的广义定义。以该定义为基础，全面地分析了“由多个用户域网(CPN)通过骨干通信子网互联”的基本组成结构，讨论了两类SPOCPN的基本组成结构及其支撑技术；指出SPO的引入主要影响CPN资源网络中的接入部分，属于应用系统的范畴，对Internet基本技术影响甚微。笔者不赞同以欧盟为代表的把IoT定义为联物专用网的狭义定义，指出其IoT模型和体系结构研究混淆了网络平台与应用系统，实质上是网络应用系统模型和体系结构。

车联网：物联网在城市交通网络中的应用

刘小洋 伍民友

2012, 32(04):  900-904.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00900

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阐述了“物联网”和“车辆网”这两个热门概念的内涵和外延。通过分析两者的发展历程、历史沿革和相互关系，比较它们在实际生活中的应用, 认为车联网可以看作物联网在城市交通网络中的典型应用，展望了车联网在服务与应用方面的美好愿景。以此为基础，讨论了车联网实现的关键技术，并介绍了一个过渡型构建方案。最后，详细讨论了在物联网和车联网领域里国内外学术研究现状。

基于精确传感网络的智能交通系统交通流模型

王涛 李志蜀

2012, 32(04):  905-909.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00905

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首先介绍了基于精确传感网络的智能交通系统(ITS)相对于传统交通流传感器网络的优势；然后基于组合预测理论对这类网络的基本交通流模型进行了研究，在模型中引入了更加精确的交通流物理量，包括旅行时间、路段上游及下游的分类交通流量等变量，使所建立模型的可解释信息量更加丰富和易懂，该模型算法为动态算法。交通实测数据实验证明模型的拟合精度较高，拟合值与真值的平均绝对误差值控制在9s以内，平均相对误差值控制在5%以内，综合各个时段来看，预测的准确度都在90%以上。最后总结了基于精确传感器网络的智能交通系统在实际交通应用中的重大价值。

网络与通信

分布式无线通信系统中协同传输预编码方法分析

杨军 张正孝 李敏之 蒋占军

2012, 32(04):  910-912.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00910

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在分布式无线移动通信多点协同传输系统中，对于小区边缘用户而言，信道质量的恶化将导致系统接收性能的下降，为此，可以使用协同编码处理以提高接收质量。提出了一种协同传输联合预编码方法，系统针对协同的远端天线单元(RAU)进行联合处理，各RAU根据信道状态信息好坏采用不同的预编规则对同一用户发送数据，而在接收端使用最大比合并的方式对各链路信号进行处理。仿真实验结果表明，该方法能有效地改善用户的误码率性能，提高传输可靠性。

基于0-1规划的异构传感器网络任务分配策略

蒋志强 廖晓峰 刘群

2012, 32(04):  913-916. 

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为了减少无线传感器网络节点处理任务的总体能耗、均衡网络节点的剩余能量以及减少网络中任务的调度时间，提出一种三目标任务分配算法。利用0-1非线性规划理论建立问题的代价函数，用能量方差表征节点处理任务后的剩余能量均衡度，并结合离散粒子群优化算法(DPSO)，以最小化代价函数为优化目的，从而得出经优化的任务分配策略。仿真实验表明基于0-1规划的任务分配策略能有效地减少网络总体能耗,均衡网络节点剩余能量(延长网络寿命)以及减少任务调度时间。

基于定向天线的无线网络邻居发现算法

刘桢 李蓥

2012, 32(04):  917-919.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00917

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针对使用定向天线的无线网络邻居发现问题，为提高邻居发现效率，提出了一种忙音辅助算法。通过全向发送序列化忙音预约信道，有效缓解了无线网络通信过程中普遍存在的数据冲突问题和空闲问题，提高了信道的利用率。根据感知的忙音方向调整定向天线的波束指向，有效解决了基于定向天线的无线网络中波束方向的协调问题，提高了通信效率。实验结果表明，相对传统算法及基于反馈机制的邻居发现算法，忙音辅助算法具有更高的邻居发现效率。

无线传感器网络备份路径分簇算法

丁鼎 刘方爱 李倩倩 杨光旭

2012, 32(04):  920-923.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00920

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在路由协议中利用分簇技术可以提高无线传感器网络的可扩展性。针对无线传感器网络(WSN)中分簇算法的不足，提出了基于备份节点策略的EDC算法，传感器节点在其簇头失效后仍可以通过其备份路径传输数据。通过OMNeT++平台上的仿真实验表明，EDC在网络重建时间、失效节点数量较其他WSN协议有明显的改善。

基于DRAND算法的漏斗-MAC协议

朱秀丽 李影洁

2012, 32(04):  924-926. 

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针对漏斗-MAC协议的不足，给出一种分布式时隙分配（DRAND）算法改进方案。在基于集中式时分多址（TDMA）调度算法的漏斗-MAC协议基础上引入分布式时隙分配方案，保证节点两跳范围内的时隙没有重叠，从而能最大限度地避免数据干扰和冲突。NS-2仿真表明，改进的协议能进一步减少系统能量消耗，维持较高的信道利用率。

煤矿井下无线传感器网络节点三维定位算法

朱晓娟 王军号 孟祥瑞

2012, 32(04):  927-931.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00927

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现有煤矿无线传感器网络节点定位存在定位精度差、功耗高等问题，提出一种基于信标节点规则部署的煤矿井下无线传感器网络节点三维定位算法，根据井下巷道特征成对部署信标节点，在定位估算时先将信标节点投影到与未知节点同一高度的水平面，再利用三边测量法进行平面定位，然后结合未知节点与信标节点的高度差即可实现三维定位。理论分析和仿真结果表明，该算法具有计算量小、通信量小、定位精度较高以及稳定性较好等特点。

Wspruce:一种改进的可用带宽测量方法

纪德志 吴卫东

2012, 32(04):  932-934.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00932

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可用带宽是反映网络状态的主要参数，对其准确的估计与测量是流量工程和网络监测等必须解决的问题，但对它的实际测量存在许多困难。针对Spruce可用带宽测量方法存在收敛慢、开销大的问题，提出了一种Spruce可用带宽测量的改进方法（Wspruce）。该方法利用隐马尔可夫模型（HMM）的序列预测特性，可以对可用带宽做出较为准确的分析。实际测量结果表明，该方法在可用带宽测量中估算速度更快，开销更低。

P2P流媒体的数据调度算法

郭远威 许雪梅 张键洋 黄征宇 倪兰

2012, 32(04):  935-937.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00935

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数据驱动型覆盖网络中的数据调度算法是影响P2P流媒体系统性能的重要因素，为了解决当前算法未能有效利用数据块和节点的特性导致流媒体服务质量差的问题，提出了一种基于数据块优先级和节点能力度的数据调度算法。该算法能够根据数据块的稀缺性、紧迫性得到块的优先级大小，根据节点的上行带宽、在线时间、相对距离得到节点能力度的大小，使优先级高的数据块和能力度大的节点优先被请求，减少了数据块的播放等待时间。在OPNET网络仿真实验表明该算法能够有效降低流媒体播放系统的启动延时和服务器的负载。

基于P2P的用户生产内容视频资源查找策略

李彦 陈卓

2012, 32(04):  938-942.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00938

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现有用户生产内容(UGC)类视频系统通常采用C/S架构设计，导致了视频服务器极大的带宽压力。提出一种采用对等网(P2P)的在线短视频查找策略——FastSearch，其目的是利用视频资源之间的关联关系进行视频资源定位，以显著提高点播节点之间的视频分享效率并降低对视频服务器的带宽需求。实验表明FastSearch具备良好的视频数据源节点查找能力，集成了该查找策略的短视频系统能有效减少对视频服务器的带宽消耗。

局域网环境的网络时间协议性能测试

陈朝福 王磊

2012, 32(04):  943-945.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00943

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网络时间协议(NTP)能够实现多节点时间和频率同步，具有简单、经济和高效等特点，但在性能测试方面的相关研究不多，使得在实际系统中是否采用NTP时缺乏参考数据。针对这一问题，开展了局域网环境下的NTP性能测试，分析了系统负载和网络负载对NTP性能的影响。在实际系统中，通过比较IRIG-B时码卡和GetLocalTime Windows API返回的时间，近似获取了计算机基准时钟信号的频率偏差，该误差值与NTP测算的结果基本一致，表明本地一级NTP服务器时间同步和频率同步性能良好。

BICM-ID联合迭代载波相位和信道估计算法

崔鹏辉 杨育红 曾祥峰

2012, 32(04):  946-948.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00946

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针对16APSK信号，提出一种比特交织编码调制迭代译码(BICM-ID)联合迭代载波相位和信道估计算法。该算法基于最大似然估计算法，利用BICM-ID译码产生的硬判决信息，通过迭代的方式在相位估计、信道估计和译码之间交换信息，从而实现相位估计、信道估计和译码的联合处理。在误码率为10-4时，该算法与理想性能曲线仅相差0.5dB左右；算法能够估计的相差范围为[-20°,20°]。

基于遗传算法的室内光无线通信功率分布优化方案

徐春

2012, 32(04):  949-952.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00949

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室内光无线通信(OWC)具备频谱资源丰富、功耗低、抗电磁干扰等诸多优势，因而越来越为业界所关注。然而，由于多径传输效应的存在，即使在同一室内房间，同一接收端在不同的接受位置依旧难以获得一致的令人满意的高质量信号。针对这一问题，提出了一种基于遗传算法的动态优化方案，以期降低接受信号功率的波动程度。相应的，给出了基于商用光探测器（视场角为50°）的仿真实验。具体的仿真结果显示该优化方案可以将波动范围（相较于接收到的光信号功率的最大值）从优化之前的50.3%降低至34.6%，同时优化操作对照明功能的影响是可以忽略不计的。

信息安全

操作系统内核的动态可信度量模型

辛思远 赵勇 廖建华 王婷

2012, 32(04):  953-956.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00953

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动态可信度量是可信计算的研究热点和难点，针对由操作系统内核动态性所引起的可信度量困难问题，提出一种操作系统内核的动态可信度量模型，使用动态度量变量描述和构建系统动态数据对象及其关系，对内核内存进行实时数据采集，采用语义约束描述内核动态数据的动态完整性，通过语义约束检查验证内核动态数据是否维持其动态完整性。给出了模型的动态度量性质分析与证明，模型能够有效地对操作系统内核的动态数据进行可信度量，识别对内核动态数据的非法篡改。

标准模型下高效安全的基于身份多签密方案

李聪 闫德勤 郑宏亮

2012, 32(04):  957-959.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00957

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针对已提出的基于身份多签密方案效率不高的问题，提出了一种高效安全的基于身份多签密方案。新方案消除了多次乘法运算，增加了密钥验证过程，并在标准模型下进行安全性分析及效率分析，证明了新方案可归约于CDH困难假定，计算量减少。与现有方案相比，新方案的安全性和多签密效率都得到了提高。

基于对称平衡不完全区组设计的持续安全管理密钥预分配方案

吴丘林 李乔良

2012, 32(04):  960-963.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00960

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针对持续安全管理密钥预分配方案中网络连通度较低的问题，设计实现了一种新的基于对称平衡不完全区组设计（SBIBD）的持续安全管理密钥预分配方案。该方案每一个网络节点的密钥环对应于SBIBD中的一个区组，保证了在同一个部署阶段任意两个节点存在共享密钥，不同部署阶段的节点通过桥节点进行连接。仿真结果表明，该方案能提高网络的全局连通率和局部连通率，节省了节点之间建立安全通信的开销。

基于组密钥序列卫星网络组密钥协商协议

潘艳辉 王韬 吴杨 郑燕茹

2012, 32(04):  964-967.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00964

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组密钥的协商是实现卫星网络安全组播通信的一个关键环节。为降低组密钥协商过程的计算及通信开销，针对卫星网络拓扑结构的动态变化问题，基于组密钥序列给出了组控制节点切换方法，实现了对组控制节点的动态调整；引入认证与完整性校验机制，提出了一种组密钥产生与更新机制，提高了密钥协商信息的安全性。仿真分析表明，该卫星网络组密钥协商协议具有较高的效率与安全性。

EPC Gen2标准下强安全射频识别认证协议

唐拥政 王明辉 王建东

2012, 32(04):  968-970.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00968

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由于现在很多射频识别（RFID）认证协议不符合EPC Class 1 Gen 2(EPC Gen2)标准的要求，同时对RFID系统的计算能力要求很高，因此很难在低端标签中实现。针对上述问题，通过分析已有协议的安全性，总结出不安全协议的缺陷，提出了一种新的基于EPC Gen2 标准的RFID认证协议，并采用BAN逻辑对协议进行了安全性证明。通过安全性分析，新协议满足了信息机密性、数据完整性和身份真实性的RFID系统认证协议的安全需求。

基于公钥的可逆数字水印

李立宗 顾巧论 高铁杠

2012, 32(04):  971-975.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00971

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为了提高可逆数字水印的安全性和透明性，增加嵌入容量，提出了一种基于公钥的可逆数字水印。该方法首先对载体图像直方图中峰值点与左右两侧的零值点之间的像素点进行移位，然后提取载体图像的特征值，将该特征值与经过混沌系统加密的数字水印进行异或处理后，采用公钥将其嵌入到处理后的载体图像内。图像的验证过程是嵌入过程的逆过程，验证完成后，根据峰值点及其与零值点之间的关系将移位的像素点复原，即可完全复原原始图像。采用公钥系统和混沌系统充分保证了系统的安全性，峰值点与其两侧的零值点之间的像素移位既保证了能够嵌入更多的信息和较高的峰值信噪比，又保证了所有的像素点都能被认证。通过对大量的图像进行仿真分析，结果显示该方法具有较高的安全性，与同类方法相比，能够嵌入更多的信息量，同时具有更高的透明性。

用于内容认证的半脆弱音频零水印算法

刘光玉 张雪英 马朝阳

2012, 32(04):  976-980.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00976

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提出了一种可用于版权和内容认证的半脆弱音频零水印算法，该算法提取载体音频的中低频分量构造零水印，确保了水印算法的不可感知性，并可实现盲检测。采用自适应的音频分帧方法，合理地分配了水印图像的像素点，从而提高了算法的篡改定位能力和对于常规攻击的鲁棒性。同时利用多级置乱技术消除水印图像的相关性，提高了算法的安全性以及对于常规攻击的鲁棒性。算法不但可进行完整性认证，还可以通过篡改评估准确定位篡改区域。实验结果表明，该算法对于常规攻击具有较好的鲁棒性，对恶意攻击还体现了很强的篡改定位能力。

先进计算

求解全局优化问题的正交协方差矩阵自适应进化策略算法

黄亚飞 梁昔明 陈义雄

2012, 32(04):  981-985.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00981

摘要 ( )   PDF (767KB) ( )  

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针对协方差矩阵自适应进化策略(CMAES)求解高维多模态函数时存在早熟收敛及求解精度不高的缺陷, 提出一种融合量化正交设计(OD/Q)思想的正交CMAES算法。首先利用小种群的CMAES进行快速搜索, 当算法陷入局部极值时, 依据当前最好解的位置动态选取基向量, 接着利用OD/Q构造的试验向量探测包括极值附近区域在内的整个搜索空间, 从而引导算法跳出局部最优。通过对6个高维多模态标准函数进行测试并与其他算法相比较, 其结果表明, 正交CMAES算法具有更好的搜索精度、收敛速度和全局寻优性能。

基于多线程评估的基因表达式编程算法

倪胜巧 唐常杰 杨宁 左劼

2012, 32(04):  986-989.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00986

摘要 ( )   PDF (584KB) ( )  

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分析了基因表达式编程(GEP)算法的性能关键，指出提升的一个重要瓶颈是在个体评估阶段；结合多核CPU并行计算能力，提出了基于多线程评估的GEP算法(MTEGEP)，并通过实验验证了MTEGEP的高效性：在双核CPU环境下MTEGEP运算速度是传统GEP的1.89倍，而在8核CPU环境下达到了6.48倍。实验结果表明该算法能有效提升GEP算法的性能。

广义行（列）对称矩阵的QR分解及其算法

袁晖坪

2012, 32(04):  990-993.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00990

摘要 ( )   PDF (605KB) ( )  

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对广义行（列）对称矩阵的QR分解和性质进行了研究，给出了广义行（列）对称矩阵的QR分解的公式和快速算法，它们可有效减少广义行（列）对称矩阵的QR分解的计算量与存储量，并且不会丧失数值精度。同时讨论了系统参数估计，推广和丰富了两文（邹红星，王殿军，戴琼海,等.行(或列)对称矩阵的QR分解.中国科学：A辑,2002,32(9):842-849；蔺小林,蒋耀林.酉对称矩阵的QR分解及其算法.计算机学报,2005,28(5):817-822）的研究内容，拓宽了实际应用领域的范围, 并修正了后者的错误。

基于多维独立成分分析的数值仿真与分析

谢永红 张国伟

2012, 32(04):  994-998.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00994

摘要 ( )   PDF (720KB) ( )  

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通过引入一个用于评价多维独立成分分析(MICA)算法性能的指标，进行数值仿真来研究其分离性。将多维Amari分离误差作为度量多维独立成分分析算法性能的一个重要指标，在比较分析研究vkMICA、cfMICA、MSOBI、SJADE等四个算法的分离性能的基础上，使用随机分布生成的字母信号进行仿真与测试，直观地显示了MICA模型的分离效果和不确定性。研究结果显示，MICA是一种非常有效的进行多维源信号分析的方法。

基于中间点划分无冲突哈希的高速包处理

张墨华 李戈

2012, 32(04):  999-1002.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.00999

摘要 ( )   PDF (778KB) ( )  

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通过在高速片上存储器上存储所有的攻击特征，实现对数据包的高速检测。针对有限的片上存储器空间，提出一种新的基于中间点划分无冲突哈希函数的trie树结构，将攻击特征串平均分配到trie树每层的多个组中，实现对片上存储器有效的控制。通过在同一个芯片中采用流水并行方式执行查询操作，获得更高的吞吐量。存储中间点的空间复杂度为O(n)，哈希表的构建时间随攻击特征数量线性增长。实验结果表明：该方法降低了片上存储空间需求，在片上存储器只需执行一次即可完成特征匹配操作。

基于云计算平台的CO2空间数据融合算法

胡军国 祁亨年

2012, 32(04):  1003-1008.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01003

摘要 ( )   PDF (947KB) ( )  

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为了对移动传感器网络采集到的时间、空间不确定的海量CO2浓度数据进行融合，首先对采集的CO2数据进行分析，把测试区域分成m×n个网格，分析从每个网格取一个有效值来表示CO2浓度分布。然后根据云计算强大的计算能力，提出组合云模型，设计普通云、繁殖云、视觉云和邻接云，以云内相对独立运行和云间相互作用形成分布式并行计算机制。接着改造蚁群家族，设计普通蚂蚁、繁殖蚂蚁、视觉蚂蚁和邻接蚂蚁。各类蚂蚁分配到不同的云朵中，并按自身的规则运行，各类蚂蚁彼此配合工作，实现信息素和最优解在云内部局部交换和通过云服务器在云朵之间全局交换相结合。最后模拟生成有关临安的11080个数据，利用Clounding V2模拟平台进行大量实验，实验表明算法在105次寻优后基本趋于稳定，寻优能力是单机算法的60倍左右，并且普通云、繁殖云、视觉云和邻接云中的蚂蚁数量比设为2∶2∶1∶1性能表现出最佳。

适应大规模数据处理的动态服务私有云系统

汪竹 梅林 李磊 赵太银 胡光岷

2012, 32(04):  1009-1012.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01009

摘要 ( )   PDF (654KB) ( )  

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为适应私有云环境下数据量大、计算密集、流程复杂的计算任务需求，借鉴公有云计算的相关理论与技术，结合私有云环境的特点，提出了一种适应大规模数据处理的动态服务私有云系统实现方案。该方案使用作业文件描述计算任务，以作业逻辑结构动态构建处理工作流程；通过数据流驱动服务请求，引入MapReduce并行框架进行大规模数据处理。实验结果表明：该方案能够正确有效地处理数据量大、计算密集、流程复杂的计算任务，显著提升处理效率，具有很高的实用性。

广域网分布式虚拟环境中的动态因果消息序控制方法

付沙 周航军

2012, 32(04):  1013-1016.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01013

摘要 ( )   PDF (578KB) ( )  

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在广域网运行的分布式虚拟环境中，由于消息传输延迟较大，因果消息序的一致性控制效果同时由因果序的正确性和实时性两方面决定。针对分布式虚拟环境消息序维护方法必须动态平衡因果序正确性和实时性的问题，提出了一种新的因果消息序控制方法，能够动态地调节和平衡分布式虚拟环境中各节点阻塞的结果事件数与延迟的原因事件数，满足因果消息处理的正确性和实时性需求。实验结果表明，与现有方法相比，该方法能够在保证实时性的同时，有效提高因果序维护的正确程度，为广域网分布式虚拟环境的消息序维护提供有力支撑。

人工智能

稀疏判别分析

陈小冬 林焕祥

2012, 32(04):  1017-1021.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01017

摘要 ( )   PDF (716KB) ( )  

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针对流形嵌入降维方法中在高维空间构建近邻图无益于后续工作，以及不容易给近邻大小和热核参数赋合适值的问题，提出一种稀疏判别分析算法（SEDA）。首先使用稀疏表示构建稀疏图保持数据的全局信息和几何结构，以克服流形嵌入方法的不足；其次，将稀疏保持作为正则化项使用Fisher判别准则，能够得到最优的投影。在一组高维数据集上的实验结果表明，SEDA是非常有效的半监督降维方法。

改进的粒子群算法求解置换流水车间调度问题

张其亮 陈永生 韩斌

2012, 32(04):  1022-1024.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01022

摘要 ( )   PDF (628KB) ( )  

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针对置换流水车间调度问题，提出了一种改进的粒子群算法进行求解。改进算法引入了判断粒子群早熟的方法，并在发现粒子群早熟后采用逆转策略对种群最优粒子进行变异，利用模拟退火思想概率接收新的最优粒子。种群最优粒子的改变会引导粒子群跳出局部极值的约束，从而克服粒子群的早熟状态。通过对置换流水车间调度问题中Car系列和Rec系列部分基准数据的测试，证明了该算法的有效性。

基于散度比例准则的高分辨距离像特征提取

刘敬 赵峰 刘逸

2012, 32(04):  1025-1029.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01025

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针对传统线性判别分析(LDA)的子空间倾向于保留大类间距离类对的可分性，而丢弃小类间距离类对的可分性的问题，基于子空间应均衡保留各类对可分性的思想，提出一种新的准则——散度比例(PD)准则。PD准则为各类对子空间散度与原空间散度之比的均值，并推导出最大化PD准则的线性判别分析(PD-LDA)的求解过程。采用PD-LDA对高分辨距离像(HRRP)的幅度谱进行特征提取，基于外场实测数据，分别训练了最小欧氏距离分类器和支持向量机(SVM)分类器，两种分类器的识别结果均表明，PD-LDA相比LDA，可显著降低数据维数并有效提高识别率。

基于蚁群聚类的历史灾害分级方法

贾志娟 胡明生 刘思

2012, 32(04):  1030-1032.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01030

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针对历史灾害记录的描述性、简约性问题，提出一种基于蚁群聚类的历史灾害分级方法。利用灰色关联分析方法对灾害数据进行归一化处理后，再通过蚁群自动聚类的结果来划分历史灾害的等级，以避免人为的主观任意性干扰。通过与其他分级方法的性能对比，实验结果证明该方法具有较高的精确性和实用性。

基于混沌局部搜索算子的人工蜂群算法

王翔 李志勇 许国艺 王艳

2012, 32(04):  1033-1036.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01033

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在求解函数优化问题时，为了提升人工蜂群算法局部搜索能力，提出了一种新颖的混沌蜂群算法。新算法设计了一种混沌局部搜索算子，并将其嵌入蜂群算法框架中；该算子不仅能够实现在最优食物源周围局部搜索，还能够随着进化代数增加使搜索范围不断缩小。仿真实验结果表明,与人工蜂群算法相比，新算法在Rosenbrock函数上，求解精度和收敛速度明显占优；此外新算法在多模函数Griewank和Rastrigin上，收敛速度明显占优。

DSmT与DST融合门限改进方法

刘永阔 凌霜寒

2012, 32(04):  1037-1040.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01037

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Dezert-Smarandache理论（DSmT）是一种能够高效实现多源信息融合，成功处理强冲突证据源的数据融合方法，而Dempster-Shafer理论（DST）在证据源冲突低时的融合效果好，运算代价低。将两种技术结合，在冲突距离函数变化率较低时采取DST证据理论，反之采用DSmT融合算法是一种提高信息融合效率的可行方式。研究人员对DSmT和DST二者的单点值转换门限方法已做了探讨，针对单点值门限方法的不足，提出了将冲突距离函数作为判别依据来确定转换门限的方法。该方法有很强的适应性，根据不同的证据组合，能划分是单点值门限还是多点值门限。

基于和声搜索算法求解组合优化问题

李宁 刘建芹 贺毅朝

2012, 32(04):  1041-1044.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01041

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为了能够应用和声搜索算法（HSA）求解组合优化问题，基于HAS的三种操作的离散化实现提出了一种二进制和声搜索算法(BHSA)，并将BHSA用于求解著名的k-可满足性(k-SAT)问题和0-1背包问题，通过与粒子群优化（BPSO）和遗传算法（GA）的实例计算对比验证了新算法的可行性与有效性。

瓦斯涌出量的混合pi-sigma模糊神经网络预测模型

潘玉民 赵立永 张全柱

2012, 32(04):  1045-1049.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01045

摘要 ( )   PDF (731KB) ( )  

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提出了一种利用混合pi-sigma模糊神经推理方法建立瓦斯涌出量的预测模型。该模型采用高斯基函数作为模糊子集的隶属度函数, 可在线动态调整隶属度函数和结论参数。与神经网络预测模型比较, 该模型具有物理意义明确、原理清晰、收敛速度快、预测精度高等特点，在对某矿瓦斯涌出量数据的仿真结果表明，该方法预测准确度高、速度快，并且结果具有可重复性，证明该方法是有效的。为便于工程实际应用, 在Matlab环境中开发了基于图形用户界面(GUI)的仿真应用界面，给出了使用方法和预测结果。实验同时表明，对所采用的数据，模型的训练精度设置为0.001时网络的泛化能力最好，网络训练精度和预测精度之间不具有正比关系。

基于冲突再分配DSmT的多尺度融合边缘检测算法

乔奎贤 尹诗白 曲圣杰

2012, 32(04):  1050-1052.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01050

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由于实际景象地物特征复杂，单一尺度边缘检测算子提取的边缘与噪声点测度差异小，因此将导致细小地物与噪声相互掺杂，边缘提取不准确的现象。针对此问题，提出了一种基于冲突再分配DSmT的多尺度融合边缘检测算法。首先提取图像多尺度边缘测度，接着提出双向指数映射基本置信指派构造方法构造多尺度边缘测度基本置信指派，然后采用冲突再分配DSmT组合规则对多尺度边缘置信指派进行融合，最后根据融合后的边缘置信指派图通过双阈值法确定边缘像素。通过对可见光和合成孔径雷达（SAR）图像的仿真实验表明，该算法相比单一尺度的Canny算子在边缘提取过程减小了误检和漏检边缘点数目，在抑制噪声的同时，大量保留了景象细节信息。

地标导向的启发式路径规划算法

孟珂 张春艳

2012, 32(04):  1053-1055.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01053

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为提高大规模交通网络路径规划算法的查询效率，以A*算法为基础，提出一种地标导向的启发式算法。在预处理中将重要的顶点和边选为地标，在点对点寻径时使用地标作为启发式函数的启发参数，并进行分段计算。实验结果表明，此算法在处理长距离的路径规划问题时有较高的查询效率和更合理的计算结果。

基于改进BP神经网络的围岩自稳能力评估模型

王多点 邱国庆 戴婷婷 王月

2012, 32(04):  1056-1059.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01056

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指挥防护工程是国家防护工程体系的重要组成部分。为提高其建设水平，采用改进的前馈 (BP)神经网络，对指挥防护工程围岩自稳能力进行评估。结合指挥防护工程围岩的特点，设计评估网络拓扑结构。针对BP网络原始模型的缺陷改进，引入动量项、自适应调节学习率、陡度因子、可变隐层节点等，并采用遗传算法（GA）寻找最优的初始权值和阈值。最后结合实例对算法进行验证。结果表明，该模型科学可靠，具有较好的工程应用价值。

基于多属性决策的嵌入式操作系统识别技术研究2

张平 蒋烈辉 刘铁铭 谢耀滨

2012, 32(04):  1060-1063.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01060

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针对嵌入式固件逆向解析过程中操作系统类型识别困难的问题，提出了一种基于多属性决策的嵌入式操作系统识别技术。对固件映像中反映出的嵌入式操作系统的多种特征进行综合分析并构建了相关的识别模型，利用向量夹角余弦计算与标准系统之间的相似度。阐述了识别的基本思想和具体实现流程。实验结果表明，该方法在某些特征缺失的情况下仍能得到较准确的识别结果。

基于故障特征信息熵的故障诊断策略优化方法

黎奇志 胡国平

2012, 32(04):  1064-1066.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01064

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针对复杂电子设备的顺序故障诊断策略问题，为实现快速的故障检测与隔离，提出了一种基于故障特征信息熵的故障诊断策略树生成算法。该算法综合考虑测试费用和故障概率因素，依据故障特征信息熵的大小依次选择测试点来生成优化的故障诊断策略树。实例表明该算法可行，能以较低的测试费用和较少的测试步骤实现复杂电子设备的故障检测和隔离。

数据库技术

粗糙集信度一致属性约简

高灿 苗夺谦 张志飞 张红云

2012, 32(04):  1067-1069.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01067

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为了消除现有概率粗糙集模型约简过程中出现的诸多约简异常问题，通过引入对象最大信度概念，提出了非参与带参最大决策熵属性约简模型，阐明了带参最大决策熵测度的单调性，给出了带参最大决策熵核和相对不必要属性的定义，并分析了其约简与已有概率粗糙集模型约简的关系。其次将对象置信度引入差别矩阵，构建了带参与非参信度差别矩阵，讨论了其定义与经典差别矩阵对不确定对象刻画的差异性。最后运用实例验证了方法的有效性。

基于加权直觉模糊集合的聚类模型

昌燕 张仕斌

2012, 32(04):  1070-1073.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01070

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针对已有基于直觉模糊集的聚类方法的局限性，提出了一种基于加权直觉模糊集合的聚类模型——WIFSCM。在该模型中，提出了特定特征空间下的等价样本和加权直觉模糊集合的概念；并推导出基于等价样本和加权直觉模糊集合的直觉模糊聚类算法的目标函数，利用该目标函数推导出直觉模糊聚类中心迭代算法和隶属度矩阵迭代算法；定义了基于加权直觉模糊集合的密度函数，确定了初始聚类中心，减少了迭代次数。通过灰度图像分割实验，证明了该模型的有效性，同时与普通直觉模糊集FCM聚类算法(IFCM)相比，聚类速度提高近百倍。

基于上下文环境和句法分析的蛋白质关系抽取

王健 冀明辉 林鸿飞 杨志豪

2012, 32(04):  1074-1077.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01074

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针对蛋白质交互作用关系(PPI)抽取方法中特征利用的片面性问题，提出了一种从上下文环境和句法结构中抽取特征的方法。该方法抽取词法特征、位置特征、距离特征、依存句法特征和深层句法特征等丰富特征构成特征集，并且使用支持向量机（SVM）分类器进行PPI抽取。方法在5个公开的PPI语料上进行了评估。实验结果表明，丰富特征有效地利用了更为全面的信息，避免丢失重要特征的危险，得到了较好的PPI抽取性能。即在AImed语料上的实验取得了59.2%的F值和85.6%的曲线下面积（AUC）值。

面向维吾尔语文本的改进后缀树聚类

翟献民 田生伟 禹龙 冯冠军

2012, 32(04):  1078-1081.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01078

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针对后缀树聚类选取基类时，基类短语出现信息不规范、重复和冗余的问题，提出了一种改进后缀树聚类算法。该算法首先以短语互信息算法改进基类的选取，选出遵守维吾尔语语法规则的基类短语；然后，利用短语归并算法对选取的重复基类短语进行归并；最后，在前两步的工作基础上，利用短语去冗余算法处理冗余的基类短语。实验证明，与传统后缀树聚类(STC）相比，改进后缀树聚算法的全面率、准确率都得到了提高。这表明，改进算法有效地改善了聚类效果。

优化稀疏数据集提高协同过滤推荐系统质量的方法

刘庆鹏 陈明锐

2012, 32(04):  1082-1085.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01082

摘要 ( )   PDF (625KB) ( )  

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协同过滤是目前个性化推荐系统中效果较好的一种推荐技术。由于用户和项目数量的急剧增加，使得反映用户喜好信息的评分矩阵非常稀疏，严重影响了协同过滤技术的推荐质量。针对这一问题提出了综合均值优化填充方法，该方法相比较于缺省值法和众数法，考虑到了用户评分尺度问题，同时也不存在众数法中的“多众数”和“无众数”问题。在同一数据集上，通过使用传统的基于用户的协同过滤算法进行验证，表明此方法可以有效提高推荐系统的推荐质量。

基于马尔可夫混合模型的电子商务搜索引擎用户行为聚类

覃俊 肖容

2012, 32(04):  1086-1089.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01086

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对搜索引擎用户行为进行聚类分析有利于为用户提供个性化的服务。为了能准确地刻画用户行为的动态性，提出利用马尔可夫混合模型，对电子商务搜索引擎的用户行为模式聚类。模型假设每一类用户行为可表示为一个马尔可夫模型，当用户使用搜索引擎时，每个用户以一定的概率属于某一聚类；该用户的行为序列，由对应的马尔可夫模型产生。同时，为了解决参数估计和模型自动选择的问题，将贝叶斯阴阳和谐学习理论应用于该混合模型，提出针对该模型的和谐度函数及自适应梯度算法。仿真实验结果表明，与传统的最大期望（EM）算法相比，基于贝叶斯阴阳机的自适应梯度算法能更高效和准确地同时进行参数学习和模型选择。最后，将所提出的聚类方法应用于真实的电子商务搜索引擎点击日志，初步验证了本模型的有效性。

基于最小相关实体子树的XML关键字查询算法

姚全珠 余训滨

2012, 32(04):  1090-1093.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01090

摘要 ( )   PDF (788KB) ( )  

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针对目前XML关键字查询结果中包含了许多无意义的节点的问题，提出了一种语义相关的查询算法。由于XML文档具有半结构化和自描述的特点，通过充分利用节点间的语义相关性，提出了最小最低实体子树（SLEST）的概念，在这个概念中，关键字之间仅存在物理连接关系；为了捕获关键字之间的IDREF引用关系，提出基于最小相关实体子树（SIEST）的算法，并利用最小最低实体子树和最小相关实体子树代替最小最低公共祖先（SLCA）作为查询结果。实验结果表明，提出的算法能有效提高XML关键字查询结果的查准率。

k-部排序本体相似度计算

兰美辉 任友俊 徐坚 高炜

2012, 32(04):  1094-1096.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01094

摘要 ( )   PDF (452KB) ( )  

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将本体图中每个顶点的相关信息用一个向量表示。根据本体图自身的结构将顶点分成k个部分。在每个部分中选取样本点组成S，并选择相应的排序亏损函数。运用k-部排序学习算法得到最优排序函数，从而将本体结构图中每个顶点映射成一个实数，通过比较实数间的差值判断两概念的相似程度。实验表明该方法对于计算本体概念间的相对相似度是有效的。

图形图像技术

图像搜索结果的重叠层次聚类与代表点展现

谷瑞军 陈圣磊 陈耿 汪加才

2012, 32(04):  1097-1100.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01097

摘要 ( )   PDF (603KB) ( )  

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针对图像聚类中面临的高维、准确度低、部分重叠等问题，提出了一种高效的基于链接层次聚类的多标记图像聚类。该方法通过图像距离计算相似度，通过链接聚类检测重叠簇。从而每个图像可能归属于多个簇，使得簇标签的意义更明确。为了检验方法的有效性，对通过搜索引擎检索特定关键词返回的图片数据集进行聚类。结果表明，该方法能有效发现具有重叠划分的簇，且簇的意义比较明确。

基于互补特征的纹理图像检索

曲怀敬

2012, 32(04):  1101-1103.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01101

摘要 ( )   PDF (636KB) ( )  

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针对互补特征可以有效地改善图像检索系统性能的特点，提出一种在改进Contourlet变换域采用L1能量与广义高斯分布参数特征的纹理图像检索方法。首先，应用改进的方法对方向子带系数进行广义高斯统计建模。然后，分别单独利用各个特征和相应的相似性测度进行检索。最后，基于直接的相似性测度和，采用这两种互补的特征进行检索。实验结果表明，和采用单一特征相比较，互补特征由于充分地反映了图像的结构信息和随机分布信息，从而有效地提高了纹理图像数据库的平均检索率。

马尔可夫边缘描述符的图像特征提取算法

崔宁海 刘丽萍

2012, 32(04):  1104-1107.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01104

摘要 ( )   PDF (721KB) ( )  

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分析目前MPEG-7标准下对纹理特征提取的研究，在边缘直方图描述符的基础上，借鉴马尔可夫链的思想，提出了马尔可夫边缘描述符。该描述符使用马尔可夫链的初始分布表征同种类型边缘之间的空间分布信息，采用马尔可夫链的极限分布来表征不同类型边缘之间的空间分布信息。实验表明，马尔可夫边缘描述符在具有直方图描述符优点的基础上，可以很好地捕获图像边缘的空间信息，对同种或不同种边缘类型间的空间分布都有较好的检索效果，检索效果优于边缘直方图描述符。

车辆运动模糊图像分块恢复的新方法

李宇成 余海桃 王目树

2012, 32(04):  1108-1112.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01108

摘要 ( )   PDF (1003KB) ( )  

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利用维纳滤波进行真实运动模糊图像恢复的过程中，振铃效应和局部恢复不理想的现象严重影响恢复结果，通过理论分析、实验对比以及研究真实运动模糊过程的特点，找出了问题发生的主要原因。提出采用人工边界补偿和分块恢复的方法来抑制振铃和局部不理想的现象，并给出了模糊参数与空间位置和速度的关系以及具体的分块策略。实验结果表明，所提出的边界补偿和分块恢复方法能很好地减少振铃效应，并保持整体图像恢复效果的一致性。

新的桶形畸变的点阵样板校正方法

吴开兴 段马丽

2012, 32(04):  1113-1115.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01113

摘要 ( )   PDF (454KB) ( )  

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为了校正广角镜头的桶形畸变，提出一种新的桶形畸变数字校正方法。它使用点阵样板校正的方法，根据畸变图和理想图中圆点的位置关系，得出畸变图像素在X轴和Y轴方向上的偏移量曲面，采用三次B插值函数对曲面插值;由曲面插值获取像素点的偏移量，对各像素进行坐标转换得到校正图像;然后对图像进行了双线性插值的灰度重建。仿真结果表明，该方法使图像的坐标位置和灰度都得到很好的校正。

权长相合的带权无向图画图算法

张伟 曾瑞弼 胡明晓

2012, 32(04):  1116-1118.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01116

摘要 ( )   PDF (621KB) ( )  

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针对带权无向图的输出需用边长反映权值大小的问题，提出了一种基于遗传算法的带权无向图画图算法，通过对顶点坐标的编码进行交叉和变异来得到理想的节点坐标，变异算子结合了非一致性变异和单点邻域变异，并在适应度函数中运用顶点平均距离、边交叉数、多度顶点相关边夹角均匀度、边的权值长度比一致程度四个美学标准。实验结果表明，该算法画出的图形连线无交叉,分支清晰，权值—长度相合，能得到清晰、美观且能直观反映权值的可视化输出结果，可应用于带权无向图的可视化输出系统的设计。

基于双正交基字典学习的图像去噪方法

解凯 张芬

2012, 32(04):  1119-1121.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01119

摘要 ( )   PDF (484KB) ( )  

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为了提高图像去除白高斯噪声的性能，利用超完备字典作为图像的稀疏表示。超完备字典的冗余性可以有效地表示图像的各种几何奇异特征。在贝叶斯框架下，以图像块的稀疏表示定义了全局图像先验概率模型，给出了最大后验概率模型下的优化图像去噪算法。超完备字典使用两个不同的正交基构成，给出了基于奇异值分解（SVD）的优化字典计算方法。该方法充分利用正交基的特点，采用SVD方法进行高效的字典学习。基于双正交基字典的去噪算法提高了图像去噪性能，实验结果证实了所提方法的有效性。

基于均衡离散曲率波变换的手背静脉识别

魏上清 顾晓东

2012, 32(04):  1122-1125.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01122

摘要 ( )   PDF (669KB) ( )  

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针对滤波器尺度和方向的增加对识别速度影响较大的问题,提出了基于均衡离散曲率波变换（UDCT）的手背静脉识别方法。在进行手背静脉图像感兴趣区域提取和预处理的前提下，引用了均衡离散曲率波变换对感兴趣区域进行去滤波变换，然后对变换系数进行相位编码，计算编码统计直方图的卡方距离来进行静脉识别。实验结果表明,该方法在低质量的手背静脉图像情况下依然能得到较好的识别效果和较快的识别速度。

基于三维肤色模型的人脸检测预处理方法

孙劲光 周玉成 孟祥福 李扬

2012, 32(04):  1126-1129.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01126

摘要 ( )   PDF (645KB) ( )  

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为了改善在光照变化和复杂背景影响下的人脸检测效果，在预处理阶段提出一种基于直接最小二乘拟合的三维肤色聚类模型算法。该算法首先将肤色在CbCrCg空间中的三个平面投影分布作为拟合对象，然后使用中值滤波和Sobel算子获取平滑边缘，最后通过直接最小二乘拟合法获取最佳三维肤色模型。在实验中分别将公共人脸库和户外拍摄的人脸图像作为实验对象，实验结果表明，该算法较传统肤色预处理算法具有更好的肤色分割效果，并且能够有效地提高人脸检测率。

基于Gabor滤波器的快速人脸识别算法

孔锐 韩佶轩

2012, 32(04):  1130-1132.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01130

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针对传统人脸识别方法中所提取特征维数高、计算量大等缺点，提出一种新的正面人脸识别算法。新算法融合了半边人脸识别方法、Gabor滤波器、基于互信息判据的Gabor特征筛选来进行人脸识别。新算法将人脸图像分为左右两个部分，计算并比较人脸图像左右半边脸的熵，选取熵值较大的半边人脸图像进行Gabor特征提取。利用二值分类器判别单个Gabor特征的分类能力，选取分类能力较强的特征（最具判决力的特征）。再利用互信息判据对Gabor特征进行第二次筛选，以减小特征之间的冗余度。最后利用最近邻判别器来进行人脸识别。实验结果表明，新算法的识别率优于传统半边脸识别方法，识别速度也优于传统的利用Gabor滤波器进行特征提取的方法。

弱边缘电荷耦合器件羊毛图像二值化算法

周理 毕笃彦 查宇飞 罗宏凯 何林远

2012, 32(04):  1133-1136.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01133

摘要 ( )   PDF (633KB) ( )  

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为解决弱边缘图像二值化产生羊毛几何尺寸失真问题，通过对基于灰度和梯度指数的边缘细化算法研究，结合经典的全局阈值法和局部阈值法，提出了一种电荷耦合器件（CCD）羊毛图像自动二值化算法。该算法将sobel算子和斜坡边缘模型引入现有边缘细化算法中，既增加寻找边缘点环节又改进灰度调整因子，达到提高处理效率和避免人为干预的目的；在分析最大类间方差法和Bernsen法的基础上，结合全局和局部阈值处理各个子图像，从而强化边缘细节，降低失真度。实验结果表明，与传统方法相比，该算法对于弱边缘图像二值化具有良好的性能。

基于突变信号检测的光学标记识别图像分割方法

马磊 刘江 李晓鹏 陈霞

2012, 32(04):  1137-1140.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01137

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针对无定位信息的光学标记识别(OMR)图像填涂区的精确定位问题，提出了一种基于小波变换突变信号检测的图像分割方法。该算法首先计算图像的水平和垂直投影函数，然后投影函数经过迭代小波变换后检测其突变点，突变点能够精确地反映OMR信息的边界位置。检测算法的适应性基于有限次数的小波变换和突变信号检测过程。实验结果表明该算法具有较高的分割精度和稳定性，分割精度均方差可以达到0.4167个像素。而且由于算法只使用图像的水平和垂直投影信息，因此具有较高的执行效率；投影函数的统计特性和小波变换的多分辨特性则使得该分割算法对噪声不敏感。

基于小波变换的彩色图像RGB分量同分裂编码算法

邱自华 胡娟 杨华

2012, 32(04):  1141-1143.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01141

摘要 ( )   PDF (622KB) ( )  

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针对传统彩色图像编码算法没有充分利用彩色图像RGB色彩分量之间的相关性的缺点，在多级树分裂算法（SPIHT）的基础上提出RGB分量同分裂彩色图像编码算法。此算法充分利用RGB分量的相关性，将RGB分量看作是一个整体，利用SPIHT算法中的LIS链表，对它们同扫描，同分裂。生成的嵌入式码流在任意点中断时，解码出来的都是包含RGB三分量的彩色图像。实验结果表明，在相同压缩比下，此算法解码图像的PSNR一般比JPEG2000的高出0.1～0.7dB。

新的基于分裂层树编码图像的传输方案

付垚 刘庆利

2012, 32(04):  1144-1146.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01144

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提出了一种新的基于分裂层树编码（SPIHT）的实时图像传输方案。该方案首先将图像数据进行小波变换，然后将变换后的小波系数进行合理分块并分别采用 SPIHT编码，以防止在无线信道传输中产生误码扩散。最后为了提高重构图像的恢复质量，提取每一个块中最高一级的小波系数数据进行重复传输，同时采用最优的帧长，提高图像传输系统的吞吐量。理论分析和仿真结果表明，提出的方案比传统的基于SPIHT算法的图像传输方案具有更高的抗误码特性，重构图像的峰值信噪比提高约10dB。

典型应用

基于蚁群算法的软件可靠性模型参数估计方法

郑长友 刘晓明 黄松

2012, 32(04):  1147-1151.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01147

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由于软件可靠性模型大多是非线性模型，导致其参数难于估计。总结了常用的软件可靠性模型的参数估计方法，提出一种基于蚁群算法的可靠性模型参数估计方法。通过对Musa软件可靠性模型分类方案中三个不同类型模型（G-O模型、Weibull模型以及M-O模型）的实验，发现本算法对不同模型具有很好的适应性，解决了应用传统数值计算方法时的无法收敛问题；与粒子群算法相比，本算法的收敛速度比粒子群算法快一倍以上，且对于部分实验对象的拟合结果精度比粒子群算法高一个数量级以上。

基于Markov链的嵌入式系统硬件可靠性研究

郭荣佐 黄君 王霖

2012, 32(04):  1152-1156.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01152

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嵌入式系统产品在使用过程中经常出现硬件故障，从而影响系统的安全可靠性。从嵌入式系统硬件层面研究其可靠性。首先定义嵌入式系统硬件目标，简单介绍了Markov过程理论；建立了单个IP硬核和嵌入式系统硬件的Markov模型；应用所建立的模型，对嵌入式站间自动闭塞控制器硬件进行了可靠度计算和分析。实验结果表明，该Markov模型能够准确描述嵌入式系统硬件的状态变迁，并能计算和分析其可靠度，具有一定的实用价值。

基于统计分析的作战行动效能评估方法

程恺 张睿 张宏军 车军辉

2012, 32(04):  1157-1160.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01157

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由于作战过程中不确定因素多，作战行动效果数据表现出显著的随机性。为了探索效果数据背后隐藏的作战规律，基于统计分析的方法研究作战行动效能的评估问题。分析了作战行动及其效能的基本概念，针对增强最简半自治适应性作战神经网络工具箱(EINSTein)产生的仿真数据采用单次、单组以及多组实验分析的手段，研究进攻行动效果数据的统计特征，发现对于具有作战优势的一方，相比通过增加作战人数而言，提高火力半径能够取得更好的作战效果。在此基础上，提出一种作战行动效能的评估方法，并结合仿真数据进行了验证，从而为基于实际训练效果数据的效能评估提供可行的解决方案。

交通信号的实时公平调度及其仿真

李慧 郭爱煌

2012, 32(04):  1161-1164.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01161

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交通信号的实时调度是改善交通拥堵的重要途径之一，其公平性研究同样至关重要。针对通信网络和交通网络的共同特点，借鉴其最大最小公平和比例公平的思想，分别提出最小最大公平、比例公平交通信号实时调度算法；并与优化队列长度的实时调度、固定周期调度算法进行仿真对比。实验结果表明，优化队列长度的实时调度和固定周期调度会使得部分车辆等待时间过长而表现出不公平；最小最大公平调度表现出最好的公平性，但在网络高密度下平均时延表现较差；比例公平调度则在各种交通密度下同时表现出较低的平均时延和较好的公平性。研究结果为实时交通信号的公平调度提供了解决方案，具有较好的应用价值。

基于K-均值聚类粒子群优化算法的组合测试数据生成

潘烁 王曙燕 孙家泽

2012, 32(04):  1165-1167.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01165

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在解决组合测试中的测试数据集生成问题时，粒子群优化算法(PSO)在待测数据量增加达到一定程度以后，出现迭代次数增加、收敛速度减慢的缺点。针对该问题，提出了一种应用于组合测试数据集生成问题的基于K-均值聚类的粒子群优化算法。通过对测试数据集合进行聚类分区域，增强测试数据集的多态性，从而对粒子群优化算法进行改进，增加各个区域内粒子之间的影响力。典型案例实验表明该方法在保证覆盖度的情况下具有一定的优势和特点。

基于混序组织的信息管理模型

苏莉文 杜纲

2012, 32(04):  1168-1172.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01168

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信息资源的整合与共享管理是当前电子政务建设中的难题之一。应用迪伊·霍克(Dee Hock)混序组织理念和方法构建了一种资源共享的信息管理模型，以期为电子政务的信息资源整合与共享提供一种实现途径。通过对混序组织原理的分析和混序组织成员协作关系的分析，构建混序组织成员之间信息沟通与资源共享的管理模型，并将其应用于电子政务信息资源整合与共享的系统设计之中，进而创建了一种通用的信息资源整合与共享模型，也用此模型分析了政府部门行政审批系统、社会信用管理体系等信息资源整合与共享问题，为具有混序组织特征的电子政务信息资源整合与共享管理提供一种软系统架构模型和过程方法。

基于数字高程模型数据的坡面稳定性三维分析方法

张韶华 吉伟勇 范冬娟 崔建军

2012, 32(04):  1173-1175.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01173

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针对大范围区域内坡面稳定性分析的应用需求和目前边坡稳定性计算方法的缺陷，提出了一种基于数字高程模型（DEM）数据的三维分析方法。该方法采用球面代替椭球面进行滑面的搜索，并通过对二维分析结果的积分运算来计算三维条件下的边坡安全系数，最后根据安全系数确定可能的滑坡位置和形状。实际的应用结果表明，该方法简化了滑体搜索算法，能够保证边坡稳定性分析的精度，并提高了分析计算的效率。

高性能计算机系统电源设计

姚信安 宋飞 胡世平

2012, 32(04):  1176-1179.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01176

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为了满足某高性能计算机系统高效率、低成本、高可靠的供电要求，采用了12V一级母线直流分布式供电系统进行设计。介绍了计算机柜和主板的电源设计框图和工作原理，对计算主板的电压调节模块进行了详细分析，建立了基于自适应电压定位控制的电压调节模块小信号模型，分析了输出阻抗和系统控制带宽，由此得出了补偿回路设计原则，最后实测了动态响应波形。应用结果表明，电源各项技术指标完全满足该系统供电要求。

基于线性预测编码与AMDF的高精度基音检测算法

王恩成 苏腾芳 袁开国 伍淳华

2012, 32(04):  1180-1183.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01180

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根据语音信号产生原理，结合线性预测编码(LPC)与平均幅度差函数法(AMDF)，提出了一种高精度的基音检测算法。该算法首先利用线性预测分析提取残差信号；然后采用累积平均归一化差分函数与差分信号修正，使基音周期的谷值点更加尖锐；最后利用二次函数拟合与基音周期的倍数检查筛选候选值，得到了准确的基音周期。实验结果表明，与传统方法相比, 该算法的基音检测效果有了明显改善，减少了基音检测中的半频错误，在高信噪比下具有良好的准确性和鲁棒性。

对比源反演算法对二维混合目标重建成像的应用

王学静 缪竟鸿 René Marklein

2012, 32(04):  1184-1187.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01184

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针对线性成像精确性有限的缺点，提出了在非线性算法—对比源反演算法中采用正则化和并行频率方重建在暗室内的金属和电介质柱体构成的混合目标。二维实测微波散射数据采用了多频率、多收发设置的测量方式。通过目标的位置、形状及对比度值得展示，验证了扩展后的对比源反演算法对复杂的二维混合目标重建成像的精确性。

基于粒子群最小二乘支持向量机的水文预测

李文莉 李郁侠

2012, 32(04):  1188-1190.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01188

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支持向量机理论为研究中长期水文预测提供了新的方法。针对最小二乘支持向量机模型参数选择费时且效果差这一问题，给出基于粒子群算法的最小二乘支持向量机水文预测模型(PSO-LSSVM)。该模型运用最小二乘支持向量机回归原理建立，参数选取采用具有全局搜索能力的粒子群算法进行寻优。用此模型对南桠河冶勒水电站月径流进行预测，仿真计算结果表明，该算法可提高预测效率与预测精度。