当期目录

    2012年 第32卷 第05期 刊出日期:2012-05-01
    智能轨道交通
    论智慧轨道交通及其系统架构
    曾华燊 朱怀芳
    2012, 32(05):  1191-1195. 
    摘要 ( )   PDF (2998KB) ( )  
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    提倡用“智慧轨道交通”来描述未来的“高效、便捷、安全、可视、可预测、环保和智慧”的现代轨道交通行业和宏观系统的发展远景视图,并提出了一个“智慧轨道交通系统架构”。该架构以“智慧轨道交通智能化地面基础设施”(SRT-IGI)和智慧列车为基础实现更透彻的感知;以“轨道交通全联网”(SRT-IoT)作为信息交换与共享平台实现更广泛的互联互通;以“与人类融合智慧管理、决策与指挥”(HCA-IMDC)应用系统为顶层结构。三部分组成结构及分布其中的“智能化”功能共同实现整个交通行业的“智慧化”。同时分别对三部分的技术内涵作了进一步的探讨。鉴于笔者尚未发现从信息技术(IT)角度全面探讨“智慧轨道交通”的文献,所以希望本框架的提出能够为从信息技术(IT)角度全面研究智慧轨道交通提供参考,进一步推动智慧轨道交通在技术上的跨越式发展,使我国轨道交通以“更透彻的感知、更广泛的互联互通、更深入的智能化处理能力”的雄姿,为国家经济建设发展和人性化地为人民服务。
    智慧轨道交通——更透彻的感知
    陈向东 杨斌
    2012, 32(05):  1196-1198. 
    摘要 ( )   PDF (1748KB) ( )  
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    智慧轨道交通不仅是当前轨道交通行业的新理念,同时也是该行业进一步发展所面临的重大技术课题。提升现代轨道交通系统的智慧水平,首先必须使轨道交通系统对自身和外部环境具有“更透彻的感知”能力,使系统内的“人、机、物”的信息具有更广泛的互联互通的能力,使系统具有更加深入的智能化的信息处理能力,从而达到系统的高度智能化,实现系统与行业的运作“智慧化”。分析了智慧轨道交通中“更透彻的感知”的发展方向与趋势,从“敏锐”、“快捷”、“可靠”、 “高效”、“全面”和“ 智能”多个角度来探讨如何在智慧轨道交通行业运作和智能轨道交通系统中实现“更透彻的感知”。
    智慧轨道交通全联网(SRT-IoT)——更广泛的互联互通
    窦军 曾华燊 谭献海 张新有
    2012, 32(05):  1199-1204. 
    摘要 ( )   PDF (3607KB) ( )  
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    以轨道交通行业为背景,以智慧轨道交通(SRT)为对象,研究智慧轨道交通“全联网”(IoT)的基本组成框架和关键技术。将IoT置于下一代Internet背景之中,提出了以“智慧轨道交通骨干通信网”(SRT-BCN)为核心、以“基础接入网-资源网络”为轨道交通信息源和受主网络的“智慧轨道交通全联网(IoT for SRT, SRT-IoT)”的系统组成框架。针对轨道交通行业的特点,进一步将智慧轨道交通基础接入—资源网中与轨道交通有关部分划分为“列车接入—资源网”(TARN)和“地面接入—资源网”(GARN),并分析智慧轨道交通骨干通信网(SRT-BCN)和外围接入/资源网的特点,讨论相关的关键技术。重点讨论了与列车相关的TARN技术,得出需要进一步发展TARN相关网络技术的结论,为实现SRT-IoT更广泛的互联互通奠定研究基础。
    智慧轨道交通——实现更深入的智能化
    杨燕 朱焱 戴齐 李天瑞
    2012, 32(05):  1205-1207. 
    摘要 ( )   PDF (2286KB) ( )  
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    当前轨道交通已成为居民出行的重要交通工具之一。智慧轨道交通的核心是要通过现代信息技术以一种更加智慧的方法来改变现有轨道交通方式,为人类社会活动带来更加快捷、安全、舒适的智慧交通系统。讨论了智慧轨道交通中更深入的智能化的四个关键步骤:数据智慧采集、数据智慧融合、数据智慧挖掘和智慧决策。这四个步骤形成一个螺旋上升的智能信息处理过程,最终可以达到智慧轨道交通更深入的智能化目的。
    网络与通信
    基于卫星通信网络的链路监测方法
    刘海燕 王敏敏 蔡睿妍
    2012, 32(05):  1208-1210. 
    摘要 ( )   PDF (2059KB) ( )  
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    依据卫星星地链路误码率的统计特性,提出一种采用变序列长直接监测链路误码率的新方法。该方法利用误码率分段分析的策略,采用统计学统计置信度原理,并通过对训练序列长度、误差精度和监测可信度进行仿真验证与统计分析,确定了链路监测中序列序列长度的选取准则。实验数据表明,变序列长链路直接监测方法在保证一定信道资源的前提下,有效扩大了链路监测的范围,降低了运算复杂度,在星地链路监测方面具有一定的优越性。
    部分信道状态信息下MIMO-OFDM的跨层资源分配算法
    黄玉清 李城鑫 李强
    2012, 32(05):  1211-1216. 
    摘要 ( )   PDF (2936KB) ( )  
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    针对跨层多用户多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统,以系统最大吞吐量为目标,给出一种基于部分信道状态信息的跨层资源分配算法。该优化问题设计的目标函数包括功率限制、传输速率、子载波占用、不同业务的服务质量需求与数据链路层的队列状态信息等约束条件。在数据链路层存在有限缓存条件下,通过均值反馈模型描述信道状态信息的反馈过程,推导出相应的跨层资源分配准则。仿真结果表明,所提算法与现有方案相比,满足了不同业务用户的QoS要求,并获得了好的吞吐率,降低了丢包率。
    基于相位调制器的光载OFDM信号产生和传输系统
    景琴琴 文鸿 徐亮 彭生奇
    2012, 32(05):  1217-1220. 
    摘要 ( )   PDF (1604KB) ( )  
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    光正交频分复用(OOFDM)是目前宽带通信领域的研究热点,它和光纤无线通信(ROF)系统相结合可以更好地克服色散,提高ROF系统的性能。提出一种基于相位调制器的光载OFDM信号产生和传输系统。在中心站采用相位调制器结合光滤波器产生载波抑制-双边带(DSB-SC)光载毫米波,将OFDM信号调制到一个边带上进行传输。建立了光载OFDM信号的产生模型,分析了光纤色散导致的相位影响,并通过仿真实验验证了系统的可行性。结果表明,经95km光纤传输后,系统的眼图仍清晰张开。
    认知OFDM系统中基于能耗受限的频谱感知方法
    陈国忠 唐加山
    2012, 32(05):  1221-1223. 
    摘要 ( )   PDF (2015KB) ( )  
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    针对传统频谱感知方法没有考虑能耗受限对认知系统的影响,以认知正交频分复用(OFDM)系统为背景,提出一种基于能耗受限的联合优化频谱感知方法。该方法基于传统能量检测方法,以最大化吞吐量性能为目标,将频谱感知问题建模为一个优化问题,联合多个频带选取最优感知时间和判决门限参数,使其在能耗受限的情况下,总吞吐量达到最大。仿真结果表明,与传统使用能耗均分的检测方法相比,该方法具有更大的吞吐量,能够更好地节约能耗。
    一种平衡策略下网络多输入多输出系统的预编码方案
    张红 郝东来
    2012, 32(05):  1224-1227. 
    摘要 ( )   PDF (1997KB) ( )  
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    针对在多小区多输入多输出(MIMO)系统预处理中,最大化目标用户信干噪比与最小化干扰泄露之间存在的相互矛盾,提出一种基于平衡策略的预编码算法,构建预编码算法数学模型,引入干扰代价函数,并借助拉格朗日方程对所提算法的预编码向量进行求解,同时对算法的实现步骤进行了说明。最后在仿真中,对效用函数的收敛速度与迭代次数的关系进行了仿真,并基于系统最大和速率对该算法与现有算法的性能进行了比较,仿真结果验证了该算法在收敛速度与系统吞吐量方面的优越性能。
    群混合算法应用于异构传感网络节点的优化部署
    张斌 毛剑琳 李海平 陈波
    2012, 32(05):  1228-1231. 
    摘要 ( )   PDF (2598KB) ( )  
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    针对异构传感网络节点初始随机部署时产生覆盖盲区和覆盖冗余的问题,以降低节点成本和提高网络覆盖率为目标,引入ε-目标约束法,提出一种基于粒子群算法和鱼群算法的群混合算法。该群混合算法首先建立个体中心的概念,将鱼群算法的聚群行为和追尾行为的思想引入到粒子群算法中以快速寻取个体的最优位置的解域,再利用粒子群算法对个体的速度和位置进行迭代寻优。仿真结果表明,该群混合算法与标准粒子群算法和标准鱼群算法相比,在网络覆盖率和成本目标之间能达到更好的平衡和优化。
    基于无线视频传感器网络的失真优化路由算法
    陈旭 沈军 罗护 付新华
    2012, 32(05):  1232-1235. 
    摘要 ( )   PDF (1933KB) ( )  
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    针对无线视频传感器网络链路不稳定、重建质量要求不高的特点,提出一种适应多描述编码(MDC)可靠传输的路由算法EDLOR。该算法充分考虑了视频编码速率、时延受限、网络丢包等因素,以多描述峰值信噪比(PSNR)作为优化目标,使视频总体失真最小化;然后根据计算结果,将多描述编码分配到指定的路径进行传输。实验结果表明,EDLOR路由算法能够提高平均PSNR,降低了网络丢包率,提升了总体视频质量。
    快速层次移动IPv6的域间移动管理
    邓亚平 陈中元
    2012, 32(05):  1236-1239. 
    摘要 ( )   PDF (2092KB) ( )  
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    为了提升移动IPv6域间切换的性能,在FHMIPv6的机制上提出了一种基于边缘接入路由器的域间移动管理方案。在这种方式下,移动主机在移动到边缘接入路由器上时,进行域内切换并把链路转交地址在前移动锚点和新移动锚点上同时进行重复地址检测;完成切换后,在边缘接入路由器域内对新区域转交地址进行配置并在新MAP中与链路转交地址绑定。通过NS-2实验仿真验证能够有效减少域间切换带来的延迟,同时也降低了分组的丢失率。
    TF法则嵌入机制的动态局域加权网络模型
    马杰良 赵岳
    2012, 32(05):  1240-1243. 
    摘要 ( )   PDF (2610KB) ( )  
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    分析目前加权局域世界演化模型已取得的研究成果,在其基础上进行综合改进与完善,提出一种TF法则嵌入机制的动态局域加权网络模型(TF-DLW),该模型在演化过程中融入了TF法则和BBV权值动态演化机制。平均场理论和计算机模拟仿真均验证了该模型强度分布具有幂率特性。同时,计算机仿真中强度分布、边权分布以及度分布均出现了幂率肥尾现象,三角形结构的嵌入使得模型能更平稳地调节聚类系数的大小。实验表明,TF-DLW演化模型继承了许多复杂模型具有的幂率分布特性,而且可以快速平稳地调控簇系数的范围大小。
    时延约束动态不重组组播路由优化
    刘维群 李元臣
    2012, 32(05):  1244-1246. 
    摘要 ( )   PDF (2117KB) ( )  
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    针对时延约束的组播路由问题,提出了一种动态不重组组播路由算法NDMADC。算法将DGA和Floyd最短路径优化算法相结合,确保节点在满足时延约束的前提下动态选择到组播树有最小代价的路径加入组播会话。由于采用贪心算法思想,NDMADC算法保证了节点加入组播树时不需要组播树重组。仿真表明,该算法能正确地构造出满足时延约束的组播树,具有较低的代价和计算复杂度。
    基于FPGA的嵌入式Ethernet-CAN通信转换卡设计
    王方方 易灵芝 陈海燕 陆启湘
    2012, 32(05):  1247-1250. 
    摘要 ( )   PDF (1973KB) ( )  
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    为实现CAN总线与PC通信,便于CAN总线数据的远程监控,提出一种新的基于现场可编程门阵列(FPGA)的多路CAN总线转Ethernet接口方案,以嵌入FPGA的NiosⅡ作为主控制器,MCP2515为CAN总线控制器,88E1111为以太网PHY芯片。利用可编程片上系统(SOPC)技术搭建了系统的硬件模型,在NiosⅡ IDE软件开发环境中,完成CAN控制器、以太网初始化和Ethernet-CAN转换程序。以数控系统中交流伺服驱动器为应用背景,实验结果表明:该转换卡完全满足以太网和CAN总线通信要求,方便地将CAN总线数据接入工业以太网,用户通过网络可方便地实现对工业底层的监控。
    利用多维统计方法预测网络拥塞状态
    邬平 吴斌 李鑫 李俊 黄红伟
    2012, 32(05):  1251-1254. 
    摘要 ( )   PDF (1824KB) ( )  
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    为在具有优先级调度网络环境下较准确地预估平均队列长度和队列等待时间这两个拥塞控制核心指标值,通过综合帕雷托分布、泊松随机过程和平均加权三种统计方法,设计一个包括数据到达过程、数据离开过程、数据优先级调度的计算模型,同时利用矩阵方法推导曲线性参数计算方程。通过仿真,实验结果与模型计算结果比较,两者偏差度小,验证了模型能准确预测网络状态。
    图形图像处理
    基于偏最小二乘的SIFT误匹配校正方法
    延伟东 田铮 温金环 潘璐璐
    2012, 32(05):  1255-1257. 
    摘要 ( )   PDF (2166KB) ( )  
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    针对尺度不变特征变换(SIFT)描述子仅利用特征点的局部邻域信息而对图像内具有相似结构的特征点易产生误匹配的现象,提出一种基于偏最小二乘的SIFT误匹配校正方法。该方法首先利用SIFT算法进行匹配,得到初始匹配对,然后利用偏最小二乘方法对匹配后初始匹配点的空间分布信息进行重新描述,并通过定义影响函数,剔除影响程度大的特征点对,最后得到精确匹配点对,对图像进行配准。实验结果表明,该方法能够有效地剔除误匹配点,提高图像配准的精度。
    二维Otsu阈值法的快速算法
    徐长新 彭国华
    2012, 32(05):  1258-1260. 
    摘要 ( )   PDF (1479KB) ( )  
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    最大类间方差法(Otsu)是图像分割的经典算法,在其基础之上发展起来的二维Otsu阈值分割法由于计算复杂而制约了其应用。针对这一缺点,提出一种改进的二维Otsu阈值法的快速算法。首先将原始二维直方图划分成M×M个区域,将每个区域视为1个点,构造新的二维直方图,在其上利用二维Otsu以及快速递推算法,得到分割阈值所处的区域编号;既而对所确定的区域再次使用二维Otsu算法得到原始图像的分割阈值。实验结果证明,改进算法有效地提高了计算速度,降低了算法的空间复杂度,且分割效果与原始算法基本一致。
    基于H分量检测的模板更新鲁棒分块跟踪方法
    王晓华 滕炯华 赵春晖
    2012, 32(05):  1261-1264. 
    摘要 ( )   PDF (2305KB) ( )  
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    针对鲁棒分块跟踪方法不能进行模板更新的问题,提出一种基于H分量检测的模板更新方法。隔帧计算当前目标与目标模板的H直方图距离,通过检测该距离是否大于阈值来判定所采用的目标模板更新策略,若该距离大于阈值则采用固定加权目标模板,否则逐帧更新目标模板。将新方法在不同视频上进行仿真,实验结果表明该方法能提升鲁棒分块跟踪方法对光照变化的鲁棒性,同时能提高跟踪精度。
    基于梯度特征和颜色特征的运动目标跟踪算法
    刘海燕 杨昌玉 刘春玲 张瑾
    2012, 32(05):  1265-1268. 
    摘要 ( )   PDF (2239KB) ( )  
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    由于在复杂背景下仅针对目标的颜色或梯度特征进行跟踪存在不足,提出一种基于梯度特征和颜色特征相融合的CG_CamShift跟踪算法。该算法充分利用颜色直方图对目标全局的描述及方向梯度图对结构信息的描述,并结合Kalman滤波对运动目标位置进行预测,解决了复杂背景下光照、遮挡等引起的目标跟踪丢失等问题。实验结果表明,该方法在保障跟踪实时性的前提下提高了跟踪精度,并具有较强的鲁棒性。
    基于运动矢量的MPEG视频镜头边界检测
    王成儒 王微微
    2012, 32(05):  1269-1271. 
    摘要 ( )   PDF (1568KB) ( )  
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    首先提取I帧的DC图进行镜头的粗略检测,然后提取P帧的前向运动补偿矢量,利用扩展矢量中值(EVM)滤波对运动矢量进行滤波预处理,并且进一步提取三个运动特征:运动强度值、运动强度差和运动矢量方向直方图绝对差,最后用模糊逻辑对上述三个特征进行综合,推理得出突变、渐变镜头和非镜头,实现镜头的检测。由于不需要对视频完全解压,直接从MPEG压缩码流中提取信息,所以计算复杂度低,提取速度较快。最后通过实验验证了该方法。
    基于超像素的条件随机场图像分类
    张微 汪西莉
    2012, 32(05):  1272-1275. 
    摘要 ( )   PDF (2908KB) ( )  
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    针对图模型在推导和参数估计中时间复杂度较高的问题,在条件随机场(CRF)中引入了超像素的概念,提出了一种基于超像素的CRF图像分类方法。该方法首先通过均值漂移算法将图像过分割成小的均匀区域(称为超像素),然后以超像素为节点、空间相邻的节点以边连接建立图模型,给出了相应的CRF的定义,实现了模型的参数估计和推导。实验结果表明,基于超像素的CRF模型在得到较好分类结果的同时,极大地缩短了运行时间,提高了效率。
    改进的三维模型形状分布检索算法
    张明 李娟
    2012, 32(05):  1276-1279. 
    摘要 ( )   PDF (1929KB) ( )  
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    针对传统D1距离形状分布函数获取采样点计算复杂、模型内容描述不充分和检索速率低下等问题提出了一种改进方法。该方法的关键点是:首先采用平移和缩放对模型进行标准化处理,用于减少面片之间的差异,使得采样点均匀地落在模型的表面;其次采用三角面片的索引号进行随机数的生成,并且利用三角面片的重心和质心进行有效的计算,以便用于缩短模型的处理时间和提高检索速率。利用普林斯顿大学三维模型数据库中的部分模型作为实验数据,实现结果表明:改进的方法不会降低模型的检索性能,并有效地减少了模型查询和处理时间。
    基于色彩和边缘特征的图像检索方法
    刘付民 张治斌
    2012, 32(05):  1280-1282. 
    摘要 ( )   PDF (2112KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了改善基于内容的图像检索的效果和提高其检索效率,提出一种基于色彩和边缘特征的图像检索方法。首先将RGB图像分成几个子图像的形式,然后,对于每一个子图像提取其色彩特征和边缘特征,其中边缘特征的获得采用了瞬时保持(MP)边缘检测技术。将这两种特征结合在一起使用,可以实现准确快捷的图像检索。实验结果表明,该方法在检索精度和检索效率上都高于Cheng的两种方法且所用的时间分别为Cheng的方法的10%和3%,检索精度提高近20%。
    基于具有对称性不可分小波的多聚焦图像融合
    李凯 刘斌
    2012, 32(05):  1283-1285. 
    摘要 ( )   PDF (2291KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对可分小波多聚焦图像融合方法存在的不足,提出一种基于四通道不可分小波的多聚焦图像融合方法。首先根据不可分小波理论,构造出一组二维四通道4×4具有对称性的不可分小波滤波器组;然后利用此滤波器组对参加融合的图像进行滤波,低频部分采用简单的加权平均算法,高频部分采用局部窗口能量取大的融合算法对分解后的系数图像进行融合;最后对图像进行重构,并采用熵、平均梯度等指标对融合结果图像进行了评价。实验结果表明,该方法对多聚焦图像的融合有较好的融合效果,与采用相同融合算法的基于可分小波的融合方法相比,能更好地突出低频域边缘细节信息,得到更为清晰的融合结果图像。
    邻域窗能量平均的Contourlet变换自适应阈值去噪算法
    何雅丽 杨恢先 李利 冷爱莲 祝贵
    2012, 32(05):  1286-1288. 
    摘要 ( )   PDF (2040KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对Contourlet多尺度阈值去噪算法中阈值的选取忽略了方向信息影响的问题,提出一种基于邻域窗能量平均的自适应阈值去噪算法。根据Contourlet系数能量分布特点,将系数划分到三个不同的区域,对三个区域的阈值采用不同的因子进行调整,从而得到更好的去噪效果。实验结果表明,与小波阈值去噪、Contourlet阈值去噪以及Contourlet多尺度阈值去噪相比,该算法在峰值信噪比以及视觉效果上都有明显的提高,且能够有效地保留图像边缘细节信息。
    全变分的分块小波阈值图像去噪
    高媛媛 刁永峰 边赟
    2012, 32(05):  1289-1292. 
    摘要 ( )   PDF (2920KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对全变分算法对平滑区域抑噪不充分及小波阈值算法易造成边缘模糊的缺陷,提出了全变分的分块小波阈值算法。首先利用全变分粗去噪算法对含噪图像去除幅度较大的噪声,再利用分块小波阈值算法抑制残余噪声。实验结果表明,在图像边缘得到保护的同时较好地抑制了平坦区域的残余噪声,与传统算法相比,峰值信噪比和视觉效果都得到明显提高。
    针对椒盐噪声的开关模糊滤波器
    郭远华 侯晓荣
    2012, 32(05):  1293-1295. 
    摘要 ( )   PDF (2046KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    自适应中值滤波随着椒盐噪声密度增加滤波图像细节损失较大。在开关滤波和自适应中值滤波的基础上提出了开关模糊滤波(SF)。SF用Max-Min算子检测噪声点,然后根据滤波窗口中正常点数量以均值方法或者T-S模糊方法去噪。仿真实验表明,开关模糊滤波比自适应中值滤波能更好地保护边界和细节。开关模糊滤波在消除噪声和细节保护之间取得了良好的平衡。
    基于多尺度主成分分析的图像局部方向估计算法
    廖宇
    2012, 32(05):  1296-1299. 
    摘要 ( )   PDF (3223KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    现有的大多数图像方向估计算法都对噪声非常敏感。因此,提出了一种基于主成分分析(PCA)和多尺度梯度金字塔分解的图像局部方向估计算法,其中主成分分析用于找到局部方向的最大似然(ML)估计。所提出的算法对于噪声图像非常鲁棒。在实验中,通过对模拟图像的和真实图像的方向估计,该算法都可以得到较好的估计效果,对噪声的鲁棒性较强,并且计算速度非常快。
    结合位置先验与稀疏表示的单帧人脸图像超分辨率算法
    马祥
    2012, 32(05):  1300-1302. 
    摘要 ( )   PDF (2098KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    提出了一种结合位置先验与稀疏表示的人脸图像超分辨率算法,可对单帧输入的低分辨率人脸图像基于训练集进行超分辨率重建。利用压缩感知理论中的信号分解方法,〖BP(〗明确哪些方法更好〖BP)〗,将稀疏表示与人脸位置先验信息相结合,使用经过分类的超完备冗余字典,来分别稀疏逼近输入信号的块向量结构。利用最佳的K项原子,线性组合重建出高分辨率图像块。最后按照图像块最初在人脸的位置,将它们拼接为整体人脸。在CAS-PEAL-R1人脸图库上的实验结果表明,该算法使用相对较少的原子,就可以重建出质量较好的高分辨率人脸图像。
    人工智能
    基于全序优势关系的不完备模糊信息系统及其属性约简
    曾雪兰 孙兴星
    2012, 32(05):  1303-1306. 
    摘要 ( )   PDF (2412KB) ( )  
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    针对具有优势关系的不完备模糊决策信息系统,在分析了现有的两种优势关系的优缺点的基础上,利用属性值的概率分布原理提出了一种新的全序优势关系,这种关系合理地改进了扩展优势关系,克服了限制优势关系不能对论域中所有对象进行比较的缺点,并进一步给出了基于全序优势关系的上下近似表达式,相对约简的定义和具体的计算方法。最后用实例说明这种方法的有效性。
    基于改进B型灰色关联度与权衡因子的容错联邦滤波算法
    冯文 郝顺义 冯兴春 范振洋
    2012, 32(05):  1307-1310. 
    摘要 ( )   PDF (2504KB) ( )  
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    针对联邦滤波子系统软故障难以检测问题,提出一种基于滑动状态递推器的改进B型灰色关联度检测法;采用具有最高容错性能的无反馈模式,克服交叉污染;引入了自适应权衡因子,并给出计算公式,权衡无反馈模式下的最优信息分配和容错信息分配。根据所提算法,联邦滤波器信息分配系数可根据故障程度自动调整,并在权衡因子的作用下,保证滤波全程实现接近最优融合精度。该算法具有计算量小,结构简洁,精度高的特点,适合实际应用。该例仿真显示在故障最大时全局滤波精度提高28.5%左右,表明该算法有效提高了故障条件下全局融合精度,并实现全程接近最优融合精度。
    预售策略下的快速时尚品物流分销网络双层规划模型
    刘思婧 张锦 李国旗
    2012, 32(05):  1311-1315. 
    摘要 ( )   PDF (2462KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为解决预售策略下的快速时尚品物流分销网络的选址与分配问题,将最小化网络运作成本作为决策目标,构建了反映网络销售商与顾客决策行为的双层规划模型。模型充分考虑了决策双方的共同利益,并利用交互式模糊算法来确定中央仓库和第三方物流企业的选择、分配及服务方案。通过实例分析,既验证了算法的可行性,同时也表明了中央仓库的选址应尽量靠近需求点密集的区域,网络销售商应提供少量第三方物流服务企业供顾客选择。
    多项目多任务选择计划模型及其智能决策
    夏林丽 雷宏
    2012, 32(05):  1316-1319. 
    摘要 ( )   PDF (2634KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对多项目多任务选择计划及项目流程调度问题,综合考虑项目的权重、承继约束、各项目内部任务的时序约束及各种资源在使用上存在着先后顺序等特点,将项目层、任务层及资源利用统筹考虑,结合多层决策的思想,建立项目、任务、资源统筹兼顾的混合规划模型。依据免疫系统中克隆选择、细胞克隆、记忆细胞获取、亲和突变等机制,设计求解此模型的免疫克隆选择算法。数值实验结果说明了该模型设计的合理性及算法的有效性。
    改进的约束多目标粒子群算法
    凌海风 周献中 江勋林
    2012, 32(05):  1320-1324. 
    摘要 ( )   PDF (2507KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在约束优化问题搜索空间分析的基础上提出了一种改进的约束多目标粒子群算法(CMOPSO)。提出一种动态ε不可行度许可约束支配关系作为主要约束的处理方法,提高了算法的边缘搜索能力和跨越非联通可行区域的能力。设计了一种新的密集距离度量方法用于外部档案维护,提高了算法的效率;提出了新的全局向导选取策略,使算法获得了更好的收敛性和多样性。数值仿真实验结果表明约束多目标粒子群算法算法可得到分布性、均匀性及逼近性都较好的Pareto最优解。
    基于稀疏扩展信息滤波和粒子滤波的SLAM算法
    朱代先 王晓华
    2012, 32(05):  1325-1328. 
    摘要 ( )   PDF (1956KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传统粒子滤波算法单次迭代过程中仅应用到当前的信息,且小权值粒子代表的信息在重采样中被删除而导致信息不能充分利用的问题,提出了稀疏扩展信息滤波和粒子滤波相结合的同时定位与地图创建(SLAM)算法,信息矩阵记忆了机器人位姿的历史信息,应用Gibbs采样重新获得粒子集,使粒子集能够更好地描述后验分布,提高算法的状态估计精度。大量的Monte-Carlo仿真实验验证了该算法中机器人定位精度较FastSLAM2.0算法提高80%左右。
    改进的基因术语间语义相似度计算方法
    张玉芳 徐安龙
    2012, 32(05):  1329-1331. 
    摘要 ( )   PDF (1955KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    目前,基于混合方法的相似度计算对影响语义相似度的因素分析不全面。针对这个问题,提出了基于多个影响术语语义相似度度量因素的综合方法。该方法结合语义层次,语义距离和局部语义密度,充分运用本体的语义信息来计算基因术语间的语义相似度。实验结果表明,该方法与人工打分的相关系数更高。
    基于改进k-means算法的中文词义归纳
    张宜浩 金澎 孙锐
    2012, 32(05):  1332-1334. 
    摘要 ( )   PDF (1541KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    汉语中一词多义现象普遍存在,词义归纳就是对在不同语境中具有相同语义的词进行归类,本质上是一聚类问题。目前广泛采用无指导的聚类方法对词义归纳进行研究,提出一种改进的k-means算法,该算法主要从初始簇中心的选取以及簇均值的计算两个方面进行改进,在一定程度上克服了其对“噪声”和孤立点数据的敏感。在特征表示上用同义词词林中词的分类编号来降低特征维度。实验表明改进k-means算法在性能上有较大的提升,F-Score达到了75.8%。
    基于社会标注质量的文本分类模型框架
    李劲 张华 吴浩雄 向军 辜希武
    2012, 32(05):  1335-1339. 
    摘要 ( )   PDF (2726KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    社会标注是一种用户对网络资源的大众分类,蕴含了丰富的语义信息,因此将社会标注应用到信息检索技术中有助于提高信息检索的质量。研究了一种基于社会标注的文本分类改进算法以提高网页分类的效果。由于社会标注属于大众分类,标注的产生具有很大的随意性,标注的质量差别很大,因此首先利用文档间的语义相似度以及标注间的语义相似度来对标注的质量进行量化评估。在此基础上对标注进行质量过滤,利用质量相对较好的标注对文档向量空间模型进行扩展,将文档表示成由文档单词以及文档标注信息组成的扩展向量。同时采用支持向量机分类算法进行分类实验。实验结果表明,通过对标注进行质量评估并过滤质量差的标注,同时结合文档内容以及标注来对文档能提高分类的效果,同传统的基于文档内容的分类算法相比,分类结果的F1度量值提高了6.2%。
    词位标注汉语分词中上下文有效范围定量分析
    王希杰
    2012, 32(05):  1340-1342. 
    摘要 ( )   PDF (2119KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在利用条件随机场进行基于词位标注的汉语分词时,特征窗口的宽度是决定条件随机场学习效果的重要参数。针对特征窗口最佳宽度的选择问题,设计了一组特征模板,并选取Bakeoff2005中的测试语料,使用CRF++0.53工具包进行了对比实验,定量分析了影响分词效果的有效上下文范文。通过实验得出以下结论:下文对分词性能贡献要大于上文;影响分词性能的特征窗口的宽度不超过五,以四字或五字窗口为宜。
    基于反馈报道的话题模型动态修正方法
    郑燕 鲁燃 赵爱华
    2012, 32(05):  1343-1346. 
    摘要 ( )   PDF (2144KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在话题追踪过程中,由于给定的初始话题相关报道少,而且话题具有动态演变的特点造成话题模型不准确。针对这一问题,提出了利用动态阈值收集反馈报道构造话题修正模型,实现了话题模型的动态修正;同时结合命名实体能够更加有效地区分不同话题的特性,提出了在修正话题模型时增大相关命名实体权重的方法,从而获得更准确的话题表示模型。实验结果表明,该方法能有效避免话题漂移现象,降低话题追踪过程中的漏报率和错报率。
    基于QoS和模糊粒子群优化的语义Web服务发现
    李蜀瑜
    2012, 32(05):  1347-1350. 
    摘要 ( )   PDF (2021KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对现有基于服务质量(QoS)的语义Web服务发现方法中的不足,提出一种采用模糊粒子群算法的语义Web服务发现方法。根据服务发现问题定义了粒子的位置和速度,引入了模糊理论和增量惯性因子,较好地解决了粒子群算法的未成熟收敛问题,提高了基于粒子群算法的语义Web服务发现方法的查准率。实验验证了该方法的有效性。
    基于历史用户QoS感知的Web服务发现方法
    杨岳明 陈立潮 潘理虎 谢斌红
    2012, 32(05):  1351-1354. 
    摘要 ( )   PDF (2041KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    目前的Web服务发现方法,由于没有充分利用用户情境信息,导致在服务发现时间和结果准确率方面存在不足。首先对包括当前用户在内的情境相似的用户进行了聚类,缩小了服务发现的范围;然后,在此基础上利用当前用户偏好信息及情境相似的历史用户感知到的候选服务的QoS数据,给出了一种基于历史用户QoS感知的Web服务发现方法,包括候选服务的QoS数据获取和综合权重计算;最后,结合实验并与其他Web服务发现方法进行比较,证明了该方法在服务发现结果的准确率和时间效率方面均有了一定的提升。
    结合词义的文本特征词权重计算方法
    李明涛 罗军勇 尹美娟 路林
    2012, 32(05):  1355-1358. 
    摘要 ( )   PDF (2482KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    传统的基于向量空间模型的文本相似度计算方法,用TF-IDF计算文本特征词的权重,忽略了特征词之间的词义相似关系,不能准确地反映文本之间的相似程度。针对此问题,提出了结合词义的文本特征词权重计算方法,基于Chinese WordNet采用词义向量余弦计算特征词的词义相似度,根据词义相似度对特征词的TF-IDF权重进行修正,修正后的权重同时兼顾词频和词义信息。在哈尔滨工业大学信息检索研究室多文档自动文摘语料库上的实验结果表明,根据修正后的特征词权重计算文本相似度,能够有效地提高文本的类区分度。
    基于球结构支持向量机的多标签分类的主动学习
    蒋华 戚玉顺
    2012, 32(05):  1359-1361. 
    摘要 ( )   PDF (1493KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了实现数据的多标签分类,减少多标签训练样本开销,将球结构支持向量机与主动学习方法结合用于多标签分类,依据球重叠区域样本距离差值度确定样本类别,分析多标签分类特性,采用样本近邻方法更新分类器。实验结果表明,该方法可以用较少的训练样本获得更有效的分类结果。
    基于光滑性和主成分的非负矩阵分解算法
    马鹏 杨丹 方蔚涛 葛永新 张小洪
    2012, 32(05):  1362-1365. 
    摘要 ( )   PDF (2135KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    非负矩阵分解(NMF)存在收敛速度慢的缺点,其根本原因是基图像(基矩阵)包含大量的噪声点。另外,系数矩阵相关性很大,不利于区分不同图像。鉴于以上缺点,提出了基于光滑性和主成分的非负矩阵分解(SPNMF):一方面通过添加常数矩阵来增强基矩阵的光滑性,平抑噪声点,达到减少迭代次数的目的;另一方面在原损失函数基础上,将系数矩阵不同列之间的方差作为惩罚项,提高系数矩阵的区分度。在PIE和FERET人脸库中的实验表明,SPNMF不仅能够提高人脸识别的正确率,而且速度比NMF快2~4倍,使得基于非负矩阵的人脸识别系统更具有实用价值。
    基于用户话题偏好的社会网络二级人脉推荐
    于海群 刘万军 邱云飞
    2012, 32(05):  1366-1270. 
    摘要 ( )   PDF (2506KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    社会网络(SNS)用户的社交圈和人脉关系研究多采用图论的知识,对社会网络关系图的节点和边进行探讨,没有考虑到用户自身的兴趣偏好,因此提出了一种基于用户话题偏好的二级人脉推荐方法。利用文本挖掘的相关技术和最小均方误差(LMS)算法,把抓取到的用户话题数据合理地转化为用户话题偏好特征向量,用相似度度量方法来计算用户之间的相似度,以确定与用户话题偏好最相近的用户集,并完成用户的二级好友推荐。实验表明,推荐的二级好友采纳率达到70%。
    信息安全
    通用可组合安全计算的信任模型研究
    张妤 阴建强 胡杰
    2012, 32(05):  1371-1374. 
    摘要 ( )   PDF (2239KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    通用可组合(UC)安全计算的存在性需要刻画某种基础假定的信任模型的支持。针对国内对于UC安全计算的信任模型研究甚少的现状,研究了UC安全性的本质要求及其对UC安全计算的限制,得出了使用这些信任模型的根本原因,进而分析了国外用来刻画这些基础假定的信任模型的设计原理,比较了它们的异同和优缺点,并展望了未来的研究方向。
    状态控制安全策略研究
    林植 刘德祥 李云山 柯美炎
    2012, 32(05):  1375-1378. 
    摘要 ( )   PDF (2607KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    从讨论当前流行的访问控制策略的安全缺陷,及其与状态控制策略的互补性和完备性特征入手,分析了研究状态控制策略的必要性;定义了状态控制安全策略描述形式,并以XML语言为基础,制定策略描述基本规则;同时,按控制目标和控制对象的不同,给出了状态控制策略应用模式;此外,分析了状态控制策略的复杂性问题,并给出初步的解决思路。
    两个面向多服务的叛逆者追踪方案安全性分析
    徐丽
    2012, 32(05):  1379-1380. 
    摘要 ( )   PDF (1511KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    张学军等提出了两个面向多服务的抗共谋叛逆者追踪方案,断言任意数量用户共谋构造解密钥在计算上是不可行的。对此两个方案进行了详细的密码学分析,基于简单的线性组合方法给出了一种具体的攻击方式,证明三个或以上的用户能够通过共谋构造多个有效的解密钥,但是管理者却不能使用黑盒追踪方式追踪到参与共谋的叛逆者。分析结果表明张学军等提出的两个追踪方案存在设计上的缺陷,完全不能实现抗共谋和追踪。
    鲁棒且高效的远程认证及密钥协商协议
    唐宏斌 刘心松
    2012, 32(05):  1381-1384. 
    摘要 ( )   PDF (2096KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    由于口令容易记忆,基于口令的认证协议已被广泛采用于各种网络服务中。然而由于口令的低熵性导致了基于口令的认证协议易遭受到各种攻击。2011年,Islam等(ISLAM SK H, BISWAS G P. Improved remote login scheme based on ECC. IEEE-International Conference on Recent Trends in Information Technology. Washington, DC: IEEE Computer Society, 2011: 1221-1226)提出一种改进的基于椭圆曲线的远程登录协议,该协议存在着被盗校验子攻击和客户身份冒充攻击,同时并未能提供双向认证。为了解决此类问题提出了一种基于椭圆曲线的远程认证和密钥协商协议(RAKA),RAKA基于椭圆曲线离散对数难题,在执行过程中只需做6次点乘运算和7次哈希运算,比Islam等协议少用1次点乘运算,协议效率提高约15%,是一种比Islam等协议更安全、高效的协议。
    签名长度固定的基于身份门限环签名方案
    孙华 郭磊 郑雪峰 王爱民
    2012, 32(05):  1385-1387. 
    摘要 ( )   PDF (2018KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在门限环签名中,任意n个成员组中的t个可以代表整个成员组产生(t,n)门限环签名,而对实际的签名者却具有匿名性。为了设计签名长度是常量的门限环签名方案,通过使用双线性对技术,提出了一种无需随机预言机的基于身份的门限环签名方案。最后,通过对方案的安全性进行分析,指出方案满足无条件匿名性以及在Diffie-Hellman 逆(DHI)困难问题的假设下满足选择消息和身份攻击下的存在不可伪造性。
    安全高效的基于身份的部分盲签名方案
    何俊杰 王娟 祁传达
    2012, 32(05):  1388-1391. 
    摘要 ( )   PDF (1994KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    部分盲签名通过在最终的签名数据中添加签名者和用户协商的公共信息,较好地解决了盲签名在匿名性和可控性之间的矛盾。基于Shim(SHIM K A. An ID-based aggregate signature scheme with constant pairing computations. The Journal of Systems and Software, 2010, 83(10): 1873-1880 )提出的基于身份的数字签名方案,提出了一个新的可证安全的基于身份的部分盲签名方案。在随机预言机模型下证明了新方案对自适应选择消息和身份攻击是存在不可伪造的,其安全性能够归约为计算Diffie-Hellman假设。与目前已有的随机预言机模型下基于身份的部分盲签名方案相比,所提方案具有较高的运算效率和较少的通信量。
    基于组合设计和身份加密的分簇无线传感器网络密钥管理方案
    张敏情 付文华 吴旭光
    2012, 32(05):  1392-1396. 
    摘要 ( )   PDF (2772KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对现有分簇式无线传感器网络密钥管理方案中存在的健壮性差、簇头节点抗俘获性差和可扩展性差等问题,结合组合设计和基于身份密码体制的思想,提出一种新的密钥管理方案。采用组合设计的方法构造每个簇的密钥池,使簇内节点均共享一个密钥。簇内节点使用椭圆曲线密码体制建立簇内对密钥,簇头节点使用基于身份密码体制建立簇头之间对密钥。该方案支持节点动态变化。性能分析表明,与现有的分簇式密钥管理方案相比,该方案具有良好的健壮性、簇头节点抗俘获性、可扩展性和较低的系统开销。
    基于K层特征模型的异常流量识别算法
    郑建忠 郑建荣
    2012, 32(05):  1397-1399. 
    摘要 ( )   PDF (1923KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对在NetFlow数据流的环境中,如何解决海量数据识别的问题,提出基于K层特征模型的异常流量识别算法。采用优先级策略依次打开索引表,读取异常行为,并与异常行为的特征值逐条匹配,匹配成功作标记,确定异常行为类型。实验结果表明,该算法能够快速有效地识别异常数据流,提高了海量数据识别的实效性,有效地解决了网络安全问题,达到设计目标。
    基于人工免疫的URL攻击防范模型
    覃国蓉 何涛 陈建刚
    2012, 32(05):  1400-1403. 
    摘要 ( )   PDF (2165KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对统一资源定位符(Universal Resource Locator,URL)攻击提出了一个基于人工免疫的URL攻击防范模型。该模型将生物免疫系统自我保护机制应用于网络安全,通过Web资源安全部署、数据主键防猜测处理、请求合法性检测和业务层异常检测,从系统的不同层面对URL攻击进行防范,同时保证合法的URL请求得到响应,并且在系统受到一次攻击后就会具有二次免疫能力。提出并分析了实现该模型的关键技术:数据主键防猜测处理算法和基于随机数改进的静态密码算法。该模型被成功地应用于两个实用系统中,测试结果和实际应用证明了该模型的有效性。
    基于对称核主成分分析的人脸识别
    刘嵩 罗敏 张国平
    2012, 32(05):  1404-1406. 
    摘要 ( )   PDF (1997KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提高人脸识别技术的实用性,结合人脸镜像对称性和核主成分分析提出了一种新的人脸识别方法。首先利用小波变换压缩人脸图像数据,获取小波分解的低频分量,再通过镜像变换得到镜像偶对称图像和镜像奇对称图像,然后分别对奇偶对称图像进行核主成分分析提取奇偶特征,并且通过加权因子对奇偶特征进行融合,最后采用最近邻分类器分类。基于ORL人脸数据库的实验结果表明:该算法增大了样本容量,在一定程度上克服了光照、姿态的不利因素,提高了人脸识别率。
    先进计算
    锥束CT FDK重建算法的GPU并行实现
    韩玉 闫镔 宇超群 李磊 李建新
    2012, 32(05):  1407-1410. 
    摘要 ( )   PDF (2157KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对FDK算法重建耗时长的问题,提出了一种基于图形处理器(GPU)的FDK并行加速算法。通过采用合理的线程分配方式,对反投影参数计算过程中与体素无关的中间变量的提取和预计算、对全局存储器访问次数的细致优化等策略,提高FDK算法的执行效率。仿真实验结果表明,在不牺牲重建质量的前提下,完全优化后的FDK并行加速算法重建2563规模的体数据需要0.5s,重建5123规模的体数据需要2.5s,这与较新的研究成果相比有很大幅度的提升。
    NEMO模式系统基于“天河一号”的存储性能分析与优化
    朱小谦 孙超 孟祥飞 张保 冯景华
    2012, 32(05):  1411-1414. 
    摘要 ( )   PDF (2049KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在“天河一号”超级计算机上测试NEMO模式系统,针对NEMO模式在进行大量进程并发存储时所导致的整体应用性能下降问题,提出了并发进程分组输出优化方法。通过将大量并发存储的进程进行合理分组并排队输出,以解决大量进程同时读写文件时对存储资源的竞争所导致的存储效率下降问题。测试表明,在使用分组输出优化方法后,NEMO模式GYRE012算例的存储性能最高可提升33%以上,总体时间性能最高可提升28%以上。
    基于云计算的自动气象监测网络系统研究与实现
    陈琳 齐文新 齐宇
    2012, 32(05):  1415-1417. 
    摘要 ( )   PDF (1722KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对目前自动气象监测系统在建设和运行中出现的硬件成本高和信息孤岛等问题,提出了基于微软的Windows Azure云计算平台的自动气象监测网络系统。系统采用通用分组无线服务(GPRS)组网技术实现自动气象站的接入,运用微软的Blob、Table存储和SQL Azure数据库进行海量数据存储,结合ASP.NET及Flash技术在Windows Azure平台上开发和部署Web的门户网站,为用户提供统一访问平台。结果表明该系统的实现较好地解决了问题,对各种范围内自动气象监测网络系统的开发具有建设性意义。
    基于蚁群优化算法的云计算任务分配
    张春艳 刘清林 孟珂
    2012, 32(05):  1418-1420. 
    摘要 ( )   PDF (1547KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对已有的适用于分配任务的蚁群算法易陷入局部最优解的缺陷,提出了一个保证云服务质量的分组多态蚁群算法。该算法将蚁群按职能不同分为搜索蚁、侦察蚁和工蚁,根据预测完成时间的更新使平均完成时间逐渐取得最小值,从而减少产生局部最优解的可能,最后通过Cloudsim仿真实现。结果表明该方法减少了处理请求任务的平均完成时间,提高了任务处理的效率。
    计算机软件与技术
    基于SOA架构的分布式异构数据同步通信控制策略分析
    卢宇 吴进营 乐仁昌 吴允平 蔡声镇 郑俊 朱丽
    2012, 32(05):  1421-1424. 
    摘要 ( )   PDF (2128KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    分析分布式异构数据同步特征,设计一种基于面向服务架构(SOA)的分布异构数据同步模型(WLDSS),提出基于可用度测算的异构数据同步通信稳定控制策略解决方案,并对其系统性能加以分析。实验数据表明该模型所采用的策略能够主动适应各种系统性能特点,有效提高分布式异构数据同步效率。
    聚类消息中间件构造技术
    陈冰鑫 邱保志
    2012, 32(05):  1425-1428. 
    摘要 ( )   PDF (2099KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提高分布式异构系统的通信效率,提出了一种聚类消息中间件的构造技术,该技术使用EPr/TN网形式化描述协议,并对协议做聚类处理产生相似度最大的协议簇,然后利用协议簇构建消息中间件。与传统的消息中间件相比,该技术构建的消息中间件不仅能够有效实现异构通信协议的转换,而且减少了协议映射查找次数,提高了分布式异构系统的通信效率。
    内存映射文件在提取有限元模态结果中的应用
    陕光 凌玲 胡于进
    2012, 32(05):  1429-1431. 
    摘要 ( )   PDF (2128KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    对于有限元分析软件导出的大型结果文件,在使用常规的文件操作函数处理时,容易导致计算机速度缓慢甚至失去响应。针对这个问题,提出了一种基于内存映射文件读写数据的方法。该方法通过建立磁盘文件与进程地址的关联,直接访问磁盘文件,提取相关结果信息。当文件过大时,采用了分段映射的技术,逐段进行处理,并对两种不同的分段方式进行了比较。测试结果表明,比起传统的文件读写方法,该方法可以大大提高文件读取的速度,有效适应巨型文本文件的读取需求。
    基于拓扑序列归约的Web服务组合QoS度量算法
    李兴芳 苑迎春 王克俭
    2012, 32(05):  1432-1435. 
    摘要 ( )   PDF (2213KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    考虑有向无环图 (DAG)描述的组合服务模型,提出了一种新的组合服务QoS度量方法——基于拓扑序列归约的Web服务QoS度量方法(QCMTSR)。其借鉴迭代归约度量方法中的基本结构及QoS计算公式,定义了DAG图中的两类基本结构,串归约结构和并归约结构,并给出了两种基本结构的QoS属性计算公式;通过逐步归约DAG图拓扑序列中的每个节点,直至最后一个节点的QoS属性值就是组合服务的各QoS属性的度量结果。从理论上证明了QCMTSR算法适用于所有DAG描述的组合服务,并实验证明QCMTSR算法对可靠性和可用性能够更准确的度量。
    基于学习向量量化神经网络的软件可靠性预测
    乔辉 周雁舟 邵南
    2012, 32(05):  1436-1438. 
    摘要 ( )   PDF (2240KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传统的软件可靠性预测模型在实际应用中存在预测泛化性能不佳等问题,提出一种基于学习向量量化(LVQ)神经网络的软件可靠性预测模型。首先分析了LVQ神经网络的结构特点以及它与软件可靠性预测的联系,然后运用该网络来进行软件可靠性的预测,并基于美国国家航空航天局(NASA)软件数据项目中的实例数据集,运用Matlab工具进行了仿真实验。通过与传统预测方法的对比,证明该方法具有可行性和较高的预测泛化性能。
    典型应用
    基于改进RFM模型的电子商务客户细分
    徐翔斌 王佳强 涂欢 穆明
    2012, 32(05):  1439-1442. 
    摘要 ( )   PDF (2045KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    对电子商务企业的客户进行准确细分,采取相应的营销策略,是电子商务发展的重要环节。在传统零售行业客户细分的RFM模型上,引入总利润属性,创建RFP模型,使用数据挖掘K-Means算法对某电子商务企业客户进行聚类分析,与RFM模型比较,并分析了模型属性的关联性对聚类结果的影响,得出了模型比较的六个结论和四个营销策略,能为电子商务行业以及其他销售行业提出相关营销策略。
    无线隧道施工监控系统瞬时故障恢复控制
    左泽华 黄雄峰 秦元庆 周纯杰
    2012, 32(05):  1443-1445. 
    摘要 ( )   PDF (1742KB) ( )  
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    隧道施工中采用无线监控技术具有减少网络布线、增加系统灵活性的优点,但是现场施工环境的复杂多变性及传感器节点软硬件不稳定性会导致监控系统瞬时故障而引发安全事故。针对瞬时故障,从保障系统功能出发,建立瞬时故障层次模型,提出了一种多层次故障恢复控制策略,对现场数据监测层、数据传输层、安全防护层、应急响应层四层瞬时故障进行处理。模拟实验表明,该恢复控制策略能提高监控系统对灾害的检测准确率和应急响应动作的执行有效率,有利于保障隧道施工人员安全。
    基于FIR神经网络的风电场虚拟风速传感器
    苏永新 罗培屿 段斌
    2012, 32(05):  1446-1449. 
    摘要 ( )   PDF (2171KB) ( )  
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    风电机组风速传感器易发故障,故障可能导致机组安全风险和发电量损失。针对现行的故障处理方法因与机组控制策略紧密耦合而日益面临挑战,提出了一种基于数据处理的虚拟风速传感器原理与方法:由风电场上风向测量风速计算下风向推算风速,用推算风速取代故障传感器。着重讨论了基于FIR神经网络的推算风速计算方法和计算模型,探讨了系统实现的关键技术。实验证明了虚拟传感器的误差在机组控制系统可接受的程度内。提出的方法独立于机组自身属性,具有普遍适用性,可部署在任意类型的场,在物理传感器故障时向机组提供风速信号,支撑风电机组持续安全运行。
    基于三轴加速度传感器的人体跌倒检测系统设计与实现
    王荣 章韵 陈建新
    2012, 32(05):  1450-1452. 
    摘要 ( )   PDF (2140KB) ( )  
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    为了满足老年人的护理需求,减少老年人因跌倒造成的身心伤害,提出了一种基于三轴加速度传感器的人体跌倒检测系统。该系统主要基于姿态测量特性,利用姿态角作为跌倒判断标准;并且考虑到噪声影响和跌倒检测系统对检测正确率的高要求,利用Kalman滤波算法来提高算法精确度。实验结果表明该系统在人体前后、侧向跌倒和跌倒后迅速站起的情况下可以100%报警,达到人体正常跌倒情况的检测标准。
    桥吊可动态分配的连续泊位分配问题算法
    陈雪莲 杨智应
    2012, 32(05):  1453-1456. 
    摘要 ( )   PDF (1940KB) ( )  
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    研究在允许桥吊动态分配的情况下集装箱码头的连续泊位动态分配问题,并建立以船舶在港时间最小为目标的动态泊位分配模型;然后基于兄弟—儿子方法对船舶的位置进行调整以规划桥吊使桥吊不交叉。在相同算例下,比现有方法得到的船舶在港时间更少,从而验证了模型及算法的有效性。
    基于麦克风阵列的声源定位系统
    陶巍 刘建平 张一闻
    2012, 32(05):  1457-1459. 
    摘要 ( )   PDF (1574KB) ( )  
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    推导出声音传播的近场模型,采用相位变换(PHAT)作为加权函数的广义互相关算法(GCC)完成时延差估计,再采用基于数据关联的时延选择算法选择时延,最后使用到达时延差的算法估计声源方位,并在算法模型的基础上搭建了基于数字信号处理器(DSP)的声源定位硬件系统开发平台。实验结果表明,在声音传播的近场模型下该系统角度估计误差不大于3°。
    一种新的通信辐射源个体识别方法
    赵国庆 彭华 王彬 滕波
    2012, 32(05):  1460-1462. 
    摘要 ( )   PDF (2078KB) ( )  
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    在低信噪比条件下,稳态信号中的通信辐射源个体特征极易被掩盖,从而难以提取和识别。针对该问题,依据不同通信辐射源中振荡器个体的频率稳定度不相等这一事实,提出一种适用于多进制数字相位调制(MPSK)信号的基于分形维数的特征提取与分类方法。首先对中频信号进行过采样,然后提取信号瞬时相位的信息维数作为分类特征,最后利用支持向量机(SVM)分类器实现样本属性的自动判别。该方法特征维数低、分类简单,对加性高斯白噪声具有一定的鲁棒性。计算机仿真实验结果表明,当信噪比为3dB时,对载波频率稳定度差异为0.01ppm的5种同阶MPSK信号的平均分类准确率达到95%。
    基于SOPC的说话人识别算法的实现与优化
    何伟 徐阳 张玲
    2012, 32(05):  1463-1466. 
    摘要 ( )   PDF (2119KB) ( )  
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    利用可编程片上系统(SOPC)灵活的可编程性和现场可编程门阵列(FPGA)强大的并行处理能力,在FPGA上实现说话人识别算法,并从识别速度和识别精度两个方面对系统进行优化。研究了说话人识别算法的原理,针对其特点构建了SOPC系统,用乒乓操作实现语音采集和处理,利用FPGA的硬件实现算法中较为耗时的模块,提高了识别速度,同时又利用遗传算法来生成模板码书,提高了识别精度。最终,实现对说话人身份进行识别的功能,系统具有较高的实时性和识别精度。
    基于Avalon-MM突发传输的LCD控制器的设计与实现
    陆耀强 肖铁军 郎沁争
    2012, 32(05):  1467-1469. 
    摘要 ( )   PDF (2310KB) ( )  
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    针对不同液晶显示器(LCD)规格导致的驱动差异,提出一种LCD显示控制器的可编程片上系统(SOPC)系统架构,并完成了该架构的软硬件实现。设计基于Avalon主端口突发传输方式,采用参数化设计方法,实验证明,所设计的LCD控制器能够满足较高分辨率的要求,可以运用于不同型号的LCD。
    基于实时数据流分析的钢铁产品质量监测
    黄纵 张晓龙 边小勇
    2012, 32(05):  1470-1473. 
    摘要 ( )   PDF (2080KB) ( )  
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    针对钢铁企业生产过程中普遍存在的质量分析和监测问题,开展了基于实时数据流分析的产品质量监测的应用研究。结合实时数据库和关系数据库,设计了具有实时监控以及离线追踪的钢铁生产线实时监控系统。着重研究了实时数据采集和实时数据分析,并提出了基于实时数据流的产品质量监测方法,实现了企业对产品生产线的实时追踪和产品质量的全程跟踪管理。
    手机二维码识别系统的设计与实现
    徐玲 蒋新志 张杰
    2012, 32(05):  1474-1476. 
    摘要 ( )   PDF (1564KB) ( )  
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    在研究二维码及其手机识别技术的基础上,开发了基于Android平台的手机二维码识别系统,在系统架构设计中将二维码识别系统的平台支撑层、客户端应用层、云端处理层进行分层设计,保证了系统的安全性,根据需求给出系统的功能模块划分和用例分析,最后实现了手机二维码的编码解码的核心功能。
    基于Modbus的邮件变频供件智能控制系统开发
    刘代飞 段华焰 朱孟子
    2012, 32(05):  1477-1480. 
    摘要 ( )   PDF (2072KB) ( )  
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    根据现代邮政物流需求,建立了一个邮件变频供件智能控制系统。系统采用OMRON 可编程序控制器(PLC)与触摸屏为下位机,IFIX和数据服务程序为上位机。分析了变频供件功能需求,采用Modbus的远程终端(RTU)协议实现PLC与变频器的通信,采用过程控制的OLE(OPC)实现与数据服务程序的数据交互。应用表明,系统实现了邮件变频输送控制自动化和智能化,它的设计方案合理,运行可靠,智能控制效果好。
    基于音乐视觉化的游戏设计与开发
    靳晶 郑屹 黄心渊
    2012, 32(05):  1481-1483. 
    摘要 ( )   PDF (2365KB) ( )  
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    为了解决游戏场景开发制作成本高、制作效率低的问题,结合实验游戏StarMusiX的创作,提出了一种设计游戏场景的新方法,即:实时分析在游戏运行过程中输入的外部数据,并将分析结果作为实时搭建游戏场景的驱动因素,进而实现场景及内容的过程化实时生成。实验游戏将“音乐”这一元素作为外部数据输入并分析,以“音乐视觉化”作为游戏场景形式表现,验证了上述思路的合理性和可行性。实验表明,此种方法有效地提高了游戏场景设计的效率。
    改进的SAX符号化算法在QAR数据中的应用
    杨慧 孟凡星
    2012, 32(05):  1484-1487. 
    摘要 ( )   PDF (1928KB) ( )  
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    鉴于快速存取记录器(QAR)数据是结构非常复杂和数据量大的时间序列数据,直接采用传统的符号聚合近似算法(SAX)对QAR数据进行描述、存储、检索等操作时,不能克服时间序列幅度值伸缩和时间轴漂移等方面的不足。提出了改进的符号聚合近似算法,将快速存取记录器数据划分为起飞、巡航和降落三个阶段,并利用此改进的算法对巡航阶段进行填补,对不同长度的故障模型序列进行有效的相似性搜索。通过实验以及其在飞机故障诊断项目中的应用,证明了其可行性和有效性,从而提高了飞机的排故效率。
    基于肽序列标签的蛋白质翻译后修饰中的过滤算法
    李文军 徐云 邵明芝
    2012, 32(05):  1488-1490. 
    摘要 ( )   PDF (1533KB) ( )  
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    大量的质谱数据无法被鉴定或是鉴定的精度不够高,特别是在肽段数据库较大时,普通的算法精度下降很快。提出一种新的盲搜索算法,此算法基于一种全新的基于相似关系度量的打分模型。为了处理大规模问题,同时还应用了基于母离子质量和肽序列标签的前过滤方法,使得此算法在较大规模的数据库上精度得到很好的保证。实验结果表明,对于规模为10000, 20000, 50000的肽段数据库,其鉴定准确率分别为78.3%,74.2%,65.5%。随着数据库规模的增大,算法的鉴定准确率保持得较好。
2022年 42卷 8期
刊出日期: 2022-08-10
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