当期目录

    2012年 第32卷 第06期 刊出日期:2012-06-01
    网络与通信
    基于路由优化分组通信技术的改进型层次移动IPv6
    周莲英 王亮
    2012, 32(06):  1491-1494.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01491
    摘要 ( )   PDF (730KB) ( )  
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    在层次移动IPv6中,当移动节点(MN)和通信对端(CN)之间存在更短路由时,二者之间的通信分组仍然要通过移动锚点(MAP)转发,造成了不必要的分组传输时延及系统开销;并且其按照先后顺序进行的域间绑定更新过程有一定的绑定更新时延。为此提出一种改进型层次IPv6,将路由优化分组通信技术应用于层次移动IPv6中,使用条件是分组传输与绑定更新数目比(PBR)达到给定的临界值;同时改进了域间切换的绑定更新流程。理论分析表明,改进型层次移动IPv6相对于层次移动IPv6在系统开销、绑定更新时延及分组传输时延等方面均有优势。
    基于元胞自动机的无线传感网拓扑控制算法
    任秀丽 邓彩丽
    2012, 32(06):  1495-1498.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01495
    摘要 ( )   PDF (616KB) ( )  
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    针对无线传感器网络的应用广泛及其自身的特点,在深入研究元胞自动机模型的基础上,提出了一种关于元胞自动机模型的拓扑控制算法。对非分簇拓扑控制方法进行了改进,提出了对节点的通信方式、剩余能量控制和提高覆盖度的拓扑控制算法,并对其扩展应用到三维空间。仿真结果表明,提出的改进算法在节点的剩余数目和网络的剩余能量等性能方面比非分簇的拓扑控制方法都有提高,从而延长了系统的生存时间。
    多射频多信道自适应波束天线自组网最小化能量组播启发式算法
    降爱莲 杨兴彤 Wu Weili
    2012, 32(06):  1499-1502.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01499
    摘要 ( )   PDF (676KB) ( )  
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    为解决能量约束的无线自组网最小化能量组播问题,建立了多射频多信道自适应波束天线方式(MR-MCAAs)实现的多波束天线通信模型,进而给出MR-MCAAs多波束天线自组网最小化能量组播问题的形式化定义,然后提出解决该NP-难问题的一个启发式算法。该算法提出两种可能的波束重新分配策略以优化每个节点的波束分配和波束发射方案,并构建基于MR-MCAAs多波束天线的最小化能量组播树。该算法的时间复杂度是O(n3logn),其中n表示网络中的节点数。仿真结果表明:与单波束定向天线相比,2-波束天线最小化组播总能耗减少了59%~72%。
    基于FPGA的LTE空间复用预编码的实现
    杜放 原玲 刘立程
    2012, 32(06):  1503-1505.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01503
    摘要 ( )   PDF (585KB) ( )  
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    通过分析基于现场可编辑门阵列(FPGA)的长期演进(LTE)物理层中空间复用预编码实现的问题,提出了一种基于码本的预编码实现算法。根据上层告知的属性参数在预先建立的系数表和加减关系表中查表,对层映射后的数据先进行系数乘法运算,再进行加减运算,从而代替了复数矩阵乘法运算。因此可以大大减少预编码环节中的复数矩阵乘法次数,并降低了编码处理的复杂度,提高了编码运算的速度。仿真实验结果表明,所提算法能够很好地实现系统功能。
    移动无线传感网络节点协同避障的改进方法
    陈佐 万新 凃员员 李仁发
    2012, 32(06):  1506-1512.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01506
    摘要 ( )   PDF (1108KB) ( )  
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    传统蜂拥控制模型在协同避障跟踪方面,目前有Reynolds和Tanner的蜂拥模型。笔者曾对其做出了改进,提出了与Steer to Avoid法则相结合的避障模型,该模型在跟踪过程中对凸形障碍有较高的避障效率。由于在Steer to Avoid的方向判断中,目标对节点具有引力,使节点群陷入凹形区域无法绕出。将协同避障模型引入凹形障碍环境中,对模型进一步改进,在Steer to Avoid转向判断时暂时取消目标对节点群的引力,让节点群在进入凹形后自行做出环境的判断并沿着障碍边缘不断搜索路径,最终绕出障碍到达目标。仿真实验结果表明:与传统两个模型相比,该模型在避障的平均速率和时间效率上有显著提高,适用于避开未知的凹形障碍。
    无线传感器网络中基于层次结构的时间同步算法
    陶志勇 胡明
    2012, 32(06):  1513-1515.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01513
    摘要 ( )   PDF (613KB) ( )  
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    时间同步作为无线传感器网络的关键技术之一,对整个网络的工作和发展有着至关重要的作用。提出了基于层次结构的传感器网络时钟同步协议(TPSN)改进算法:在层次建立阶段采取等级广播,在同步阶段采取直接双向和间接双向相结合的时间同步方式,获得相对较少的报文开销和系统维护开销;进行了时间频率偏移校正,以保证节点的时间同步精度。仿真实验结果表明,该算法不仅提高了网络的同步精度,也节约了网络的能量消耗,更加满足实际应用的需求。
    无线传感网中基于唤醒机制的覆盖洞修复方法
    胥楚贵 邓晓衡
    2012, 32(06):  1516-1518.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01516
    摘要 ( )   PDF (451KB) ( )  
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    针对无线传感器网络中节点因能量耗尽或环境破坏而失效导致产生覆盖空洞现象,提出了一种基于唤醒机制的定向最远非活跃邻节点优先覆盖洞修复策略(DFNFP)。该方法通过覆盖洞边界节点从其邻接表中选择距离其中心最远的非活跃节点替换失败节点,并激活替换节点达到修复覆盖洞目的。仿真结果表明,该方法能保证较好的网络覆盖质量,充分利用了能量资源,延长了网络的生存周期,且在修复空洞的所需平均时间和能耗方面,DFNFP优于最佳匹配节点策略(BFNP)。
    基于分布式检测的OFDM导频干扰改进方案
    解思瑞 黄开枝 吉江
    2012, 32(06):  1519-1521.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01519
    摘要 ( )   PDF (603KB) ( )  
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    由于信道及接收机噪声的影响,传统的导频干扰方案会存在相位偏差,导致干扰效果下降。为此,提出了一种基于分布式检测的导频干扰改进方案。首先,在干扰范围内分布多个检测终端,实时检测并反馈干扰信号的相位偏差;然后,干扰信号发射机实时调整干扰符号的相位,使之与目标信号导频的相位相反。仿真结果表明,该方案可以较好地减少干扰信号相位偏差对导频干扰性能的影响,提高干扰效果。
    基于语义描述与优化的网络性能数据聚类方法
    姜大庆 周勇 夏士雄
    2012, 32(06):  1522-1525.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01522
    摘要 ( )   PDF (676KB) ( )  
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    为了从多源复杂的网络性能数据中挖掘有用模式以提高网络服务质量,研究了基于本体的网络性能监测数据聚类分析方法。阐述了网络性能监测数据的语义描述方法,提出基于语义和属性数据相融合的网络性能数据相似性度量模型,并给出基于改进k-means的NJW谱聚类算法。通过在UCI数据集和校园网性能监测数据集上的实验表明, 本文所提方法较相关比对方法具有更高的聚类准确性和区分度。
    图形图像技术
    基于分解的三维Otsu图像分割快速算法
    龚劬 倪麟 唐萍峰 王菲菲
    2012, 32(06):  1526-1528.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01526
    摘要 ( )   PDF (477KB) ( )  
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    摘要:针对三维Otsu图像分割算法计算复杂度高,运算量大的问题,本文提出一种基于分解的三维Otsu图像分割快速算法。该算法,首先将三维Otsu分解为三个一维Otsu;然后,在分析一维Otsu的基础上,结合类间距离和类内距离,提出一种新的阈值识别函数设计算法,并给出了快速实现方法。实验结果表明,该算法不仅可以取得较好的分割效果,而且计算量较小,比三维Otsu阈值分割递推算法快1400倍左右。
    基于图论和均匀性测度的彩色图像分割算法
    黄珊珊 张永良 肖刚 肖健伟 张申旭
    2012, 32(06):  1529-1531.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01529
    摘要 ( )   PDF (706KB) ( )  
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    Graph-Based方法是基于图论的彩色图像分割算法中比较新颖的一种方法,且分割速度非常快。针对该算法对边缘和纹理处理效果不佳,且分割效果易受阈值影响的局限,改变了其颜色空间,结合拉普拉斯算子将带权图的边分为边缘边和非边缘边,优先处理非边缘边;再引入均匀性测度求取分割效果最佳的阈值。实验结果表明,相对于Graph-Based方法,改进的算法分割效果具有较好的准确性和适应性,更接近于人眼的感觉。
    基于可信度评估的背景建模方法
    屈志毅 田楠 温莉娟
    2012, 32(06):  1532-1535.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01532
    摘要 ( )   PDF (900KB) ( )  
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    传统算法在背景建模过程中孤立地对像素进行分析,在处理缓慢移动物体和往复运动物体时常常发生误判。针对这一情况,提出一种新的背景建模方法。该方法通过对像素值稳定性、像素值出现频率以及像素间的空间联系统计分析,评估出每一像素值作为背景的可信程度,进而得出背景。对比已有的背景建模算法,该方法在分析过程中考虑了物体的整体属性,在适应环境的变化与背景扰动的同时,能明显减少现有算法对缓慢移动物体和往复运动物体的误判。
    基于局部特征的智能图像融合
    李玲玲 黄秋艳 闫成新
    2012, 32(06):  1536-1538.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01536
    摘要 ( )   PDF (509KB) ( )  
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    对衡量图像清晰程度的局部特征参数进行了对比研究,得出了拉普拉斯能量(EOL)最优参数。提出一种使用拉普拉斯局部特征的智能化图像融合算法。算法首先对已配准的图像集进行分割,对分割图像分块并计算EOL,将EOL作为网络输入进行训练,根据EOL比对自动决定训练的目标向量。将测试图像进行分割并计算局部EOL,将EOL作为测试输入进行粗融合,最后进行一致性校验得到最终融合结果。实验研究表明,本算法对不同传感器的图像均取得了良好的融合效果。
    基于空间分布差异度的分块彩色图像检索方法
    陈骍 檀结庆
    2012, 32(06):  1539-1543.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01539
    摘要 ( )   PDF (823KB) ( )  
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    传统的基于颜色直方图的彩色图像检索方法具有计算简单和尺度变化不敏感的优点,但传统的方法普遍存在丢失图像空间信息和特征维数较高的缺点。为克服上述缺陷,提出了一种基于空间分布差异度的分块颜色直方图图像检索新方法。该算法首先将图像进行划分,并计算图像各子块间的相似度;然后,对分块的图像进行空间分布差异度的计算,并由此确定各分块的权值系数;最后,对各子块的相似度进行加权累加从而得到整幅图像的相似度。实验表明,该算法能克服传统方法的弊端,并具有较好的平均查找性能。
    基于证据理论的小波域多特征医学图像融合
    姚丽莎 赵海峰 罗斌 朱珍元
    2012, 32(06):  1544-1547.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01544
    摘要 ( )   PDF (640KB) ( )  
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    针对多源医学图像融合过程中融合权值选择的不确定性,根据DS证据理论,采用证据理论中的基本概率分配函数来描述判决结果的不确定性。利用图像的区域方差、区域能量、区域信息熵三个特征,然后对特征进行归一化,将各个特征值作为基本概率分配的依据,在小波域内对高频分量采用基于DS证据理论的多特征融合规则进行图像融合。利用拉普拉斯能量,在小波域内对低频分量采用拉普拉斯能量自适应融合规则。实验结果表示:所提算法综合了多个特征的优势,降低了融合过程中的不确定性,较大程度地保留了图像信息。
    基于图像分割的语义标注方法
    彭晏飞 孙鲁
    2012, 32(06):  1548-1551.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01548
    摘要 ( )   PDF (640KB) ( )  
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    为有效解决图像检索中存在的“语义鸿沟”问题,提出了一种新的语义标注方法。该方法以图像分割为基础,在训练阶段构建图像字典,通过对图像单元颜色、纹理、小波轮廓的分析和描述形成一种结合小波轮廓比对和概率统计的二阶段标注模型,模型针对不同类别的图像分阶段采用相应的标注方法。经实验,应用该模型进行图像检索查全率和查准率都有明显提高,其中查准率最高可提升23.6%,证明该方法更接近人对图像内容的理解,具有良好的标注效果和检索性能。
    基于空间域的图像噪声检测技术
    余燕飞 郑烇 王嵩 李伟 袁婧 孙志军
    2012, 32(06):  1552-1556.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01552
    摘要 ( )   PDF (806KB) ( )  
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    图像质量检测技术可以代替人工巡检的方式对视频质量进行自动检测,对监控系统中视频图像出现的异常进行准确分析、判断和报警,以保障规模不断扩大的网络视频监控系统的正常运行。基于空间域的图像噪声检测技术,利用图像的邻域信息特征与各类噪声异常在空间域上的轮廓和方向分布,并结合OpenCV图像处理技术,实现对噪点、雪花和条纹异常的检测。空间域噪声检测算法,与人的视觉感知相一致,可以用于监控视频的实时检测。
    基于中值和多尺度的组合优化滤波器
    徐国保 尹怡欣 周美娟 谢仕义
    2012, 32(06):  1557-1559.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01557
    摘要 ( )   PDF (744KB) ( )  
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    考虑到一般机器人视觉导航滤波算法的通用性和有效性比较差的缺点,结合中值滤波器和多尺度自适应融合滤波器这两种算法的优点,提出一种基于中值和多尺度的组合优化滤波器。算法首先应用中值滤波,然后进行多尺度滤波处理,最后根据最小平均绝对误差准则,将滤波后结果进行融合处理。实验结果表明:该算法能很好地滤除机器人道路图像各种常见的噪声,从而提高算法的有效性和通用性。
    基于多示例学习的超市农产品图像识别
    罗承成 李书琴 唐晶磊
    2012, 32(06):  1560-1562.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01560
    摘要 ( )   PDF (670KB) ( )  
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    为解决超市农产品价格需依靠人工记忆的问题,实现农产品的智能识别,提出了基于多示例学习的农产品图像识别方法。采用改进的单色块及其邻域算法(SBN)特征提取算法将训练样本组织成多示例包,利用多样性密度算法对正包和反包进行多示例学习,根据多样性密度最大化模型对测试样本进行识别。分别在自采集的多类别果蔬图像集以及Amsterdam图像库中的单类别果蔬图像上进行测试。结果表明该方法能够识别不同光照、存在干扰物的环境背景下,以任意方式摆放的多类别混合果蔬图像,识别率最高达到94.21%,且对于单类别果蔬图像的识别优于全局方法。因此利用基于多示例学习的图像识别方法对超市农产品的自动售卖提供辅助具有可行性。
    噪声方差和纹理复杂度分析的源相机识别
    陈宗民 周治平
    2012, 32(06):  1563-1566.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01563
    摘要 ( )   PDF (647KB) ( )  
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    针对源相机识别问题,提出了一种利用噪声方差和纹理复杂度分析的源相机识别新方法。首先围绕CFA插值和小波去噪,讨论了传统的模式噪声提取方法的不足,接着重点讨论利用噪声方差以及根据模糊聚类去除高纹理复杂区域进行模式噪声提取的新方法。实验表明所提取的模式噪声不仅能更好地反映数码相机的模式噪声特性,而且对来自三种不同相机的照片的平均识别率提高了近6.3%。
    快速图像去雾新方法
    马江峰 杨忠斌 毕笃彦 李权合
    2012, 32(06):  1567-1569.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01567
    摘要 ( )   PDF (711KB) ( )  
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    由于原始Koschmieder模型中的变量都无法获得精确解,其求解是一病态问题,结合大气退化模型提出了一种弱化的Koschmieder模型,并基于该模型提出了一种快速图像去雾新方法。该方法避免求解晴天时所获图像的场景色度、大气传递效率和场景景深,与Dark-Channel方法相比,在速度上取得了较大提升,同时能够保持场景的颜色恒常性,而且在提升图像对比度上得到了近似甚至更好的效果。
    扫描电子显微镜图像中粉煤灰珠状颗粒区域的自动提取
    李莹莹 檀结庆 钟金琴 李燕
    2012, 32(06):  1570-1573.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01570
    摘要 ( )   PDF (717KB) ( )  
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    针对扫描电子显微镜图像中粉煤灰区域的提取问题,该文提出了基于区域生长的珠状颗粒区域提取方法。该方法自动选取种子区域,在边界约束下按灰度相似度生长,生长区域结合形状特征提取目标。提取结果比对人工提取区域,提取误差用提取面积的错分率和漏分率之和表示。实验的最小提取误差是6.8%,平均提取误差是8%,自动提取60张SEM图像的时间小于10分钟。提取时间和误差均可达到估算粉煤灰含量的要求。
    新的基于图像显著性区域特征的织物疵点检测算法
    赵波 郑力新 潘旭玲 周凯汀 徐园园
    2012, 32(06):  1574-1577.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01570
    摘要 ( )   PDF (701KB) ( )  
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    鉴于织物疵点类型的多样性和传统人工检测方法的低效率,为更有效地检测织物疵点,提出一种新的基于图像显著性特征的织物疵点检测方法——SGE。将原织物图分成相同两份:一份利用改进的基于频率的显著性区域(FSR)方法提取区域特征,粗定位疵点位置。另一份先Gabor滤波,取Gabor模图为输出特征;再利用基于像素的显著性区域(PSR)方法进行区域特征提取,细定位疵点位置;然后利用最大熵分别对粗细定位的疵点图进行分割,再融合;最后描绘轮廓,计算周长和面积,去除孤立点,得最终检测结果。采用OpenCV算法库,选取了4种具有代表的织物疵点图片进行验证。实验结果表明,这种粗细定位疵点的方法能够获得较好的检测结果,无需事先学习,能够满足实时性要求。
    基于级联结构的人体动作识别方法
    彭江平
    2012, 32(06):  1578-1580.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01578
    摘要 ( )   PDF (608KB) ( )  
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    基于视频的人体动作识别是近年来计算机视觉领域备受关注且十分具有挑战性的研究方向,可以应用于人的行为分析,视频监控和人机交互等方面。本文提出了一种基于级联结构的人体动作识别方法:针对Dollar时空兴趣点检测器易受图像噪声、摄像机运动与缩放等因素影响产生伪兴趣点的问题,提出了一种基于轨迹差异度的兴趣点筛选方法,有效避免了引入背景中的伪兴趣点,提高了人体运动特征提取的准确度;采用规范切与mRMR准则对词袋模型生成的特征向量进行自动特征选择,同时建立一个用于分类的级联结构,在识别各类不同动作时选择不同的特征子集,使得分类器使用的特征更具区分性。在KTH人体运动测试集上实验,验证了文中方法能提高动作识别的准确度。
    复杂环境下的运动车辆检测
    傅沈文
    2012, 32(06):  1581-1584.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01581
    摘要 ( )   PDF (826KB) ( )  
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    针对目前采用的车辆检测方法的优缺点,提出了一种新的车辆区域检测方法,能够消除阴影干扰。该算法首先运用选择性背景更新法进行背景相减,获取感兴趣区域,然后提出基于图的区域分割算法,对感兴趣区域进行再分割。该方法充分考虑了视频图像全局和局部的空间信息,根据分割区域的大小自动自适应地调节对图像局部细节的忽略程度,从而获取局部区域像素信息较为一致的分割块。最后基于分割过程中所具有的马尔科夫属性,运用条件随机域的方法建立分割后验概率分布,求取最大后验概率确定标号,并对具有相同标号的相邻分割进行合并。
    公路车流量视频检测方法
    王小鹏 郭莉琼
    2012, 32(06):  1585-1588.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01585
    摘要 ( )   PDF (640KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对视频车流量检测容易受背景以及车辆阴影等因素影响的问题,提出了一种自适应背景差分结合阴影去除的车流量检测方法。首先,建立自适应背景提取模型;然后,利用差分法从视频检测区域提取包含阴影的车辆目标,并进行二值化处理和孔洞填充;接着依据阴影区域相对于车辆区域灰度较小的特点,从填充后的二值图像阴影区域向车辆区域方向进行像素值比较,从而检测并去除阴影;最后,通过设定两排检测窗口进行车流量计数。实验结果表明,该方法受背景和车辆阴影等影响较小,在不同气候环境下具有较高的车流量检测准确率。
    分类应变限制下的服装仿真
    向宇 侯进 徐芳 吴铃
    2012, 32(06):  1589-1593.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01589
    摘要 ( )   PDF (811KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对服装仿真中基于物理的质点弹簧模型会产生不真实拉伸形变这一问题,提出了一种分类应变限制方法。该方法主要分为两大处理模块。第一个模块是分类:它使用积分系统计算的速度作为输入参数;然后通过能量法判断某个点是否进行应变限制;最后根据判断结果将点集分为需要应变限制和不需要应变限制两类。第二个模块是应变限制:首先,它设定了弹簧形变限制值和主应变方向上三个未知的限制比;然后根据线应变理论计算出与点相连的弹簧应变张量;最后,通过弹簧方向向量的不变性计算出限制比并更新点的空间位置。该方法在保证仿真结果自然的情况下避免了不真实拉伸形变,并且不需要对所有的图元进行应变限制的处理,减少了计算开销保证了实时性。实验结果表明该方法有不错的仿真效果和仿真效率。
    基于边缘笔画特征结构的维吾尔笔迹鉴别
    张韦煜 卡米力·木依丁
    2012, 32(06):  1594-1597.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01594
    摘要 ( )   PDF (776KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对维吾尔文字的特点提出一种笔迹边缘量化模型的鉴别方法。该方法在提取边缘图像的基础上,以“横竖撇捺”基本笔画概念对维吾尔文字笔迹边缘在四族角度趋向上建立一种与文本无关、与方向和长度相关的特征结构矢量模型,统计所有局部窗口的特征结构并得到边缘笔画的概率密度特征向量,使用加权与不加权的距离公式求得鉴别样本笔迹与参考样本笔迹间的特征向量距离,通过比对向量距离来筛选笔迹的候选书写者。该方法能很好地刻画维吾尔文字的笔迹的局部的特征和风格,有较强的实用性,并取得了较好的鉴别效果。
    基于模糊规则的印刷图像专色分色研究
    杨玲 钟云飞 王彬
    2012, 32(06):  1598-1600.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01598
    摘要 ( )   PDF (457KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    现有印刷图像专色分色技术已经不能满足印前处理效率和印刷质量要求,针对这一现状,提出了一种模糊C-均值聚类算法(FCM)。该算法基于像素分类,它首先对图像的灰度级进行模糊聚类,得到图像的聚类中心,然后根据每个像素点的灰度级,依照最大隶属度原则将各个像素点归于相应的类别中。实验证明,采用FCM 对印刷图像进行分割具有直观、易于实现的特点,实现了较好的分割效果。
    色彩渐进插值的矿井预警数据集三维可视化算法
    秋兴国 王博辉
    2012, 32(06):  1601-1604.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01601
    摘要 ( )   PDF (814KB) ( )  
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    针对矿井预警数据信息表达不完全、基于视觉的统计分析工作繁重、预警数据集庞杂等问题,提出了一种基于色彩渐进插值的矿井预警数据集三维可视化算法。在该算法中,首先根据矿井预警数据集的测点位置和测量值信息进行三维空间模型构造;然后根据灰度级与彩色空间系统的映射关系对矿井预警数据集与彩色空间模型进行颜色映射及三维空间层次分割,对每个层片依据伪图像编码算法及颜色聚类参数特征进行矿井预警数据集的三维可视化伪图像编码;最后根据色彩渐进插值算法对伪图像中相邻层片进行平滑过渡处理。实验证明,该算法处理的矿井预警数据集伪图像色彩渲染层次感强,色彩过渡平滑,有利于矿井预警数据集的信息表达。
    信息安全
    基于矩阵空间的高效密钥管理方案
    张彩霞 程良伦 王向东
    2012, 32(06):  1605-1608.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01605
    摘要 ( )   PDF (662KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了增强无线传感器网络的安全性与连通性,同时进一步减少传输能量消耗,本文提出一种基于矩阵空间和部署信息的密钥协议。该协议利用部署策略对网络进行合理的分区,并将分区与子矩阵空间逐一对应,通过调整子矩阵空间的距离保证网络的连通性。理论分析和仿真结果表明,通过设置合理的子矩阵空间参数,不仅保证网络100%的连通率,而且有效的提高节点的通信效率和计算效率,提高了无线传感器网络节点的抗捕获攻击能力。
    改进的RSA算法在无线传感器网络中的应用
    杜治国 胡大辉
    2012, 32(06):  1609-1612.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01609
    摘要 ( )   PDF (623KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对公钥密码体制在无线传感器网络密钥管理中存在计算速度慢、能量消耗大等问题,提出将一种改进的公钥算法应用其中。新算法利用蒙哥马利算法把大数的幂模运算转换成模幂运算,并使用中国剩余定理把模幂运算转换成求解同余方程组。算法安全性分析与实验结果表明,新算法能减少55%的运算开销,减少67%的存储空间占用,并增加21%的节点生命周期。新算法在保证密钥安全性的同时减少了运算量和存储空间,更加适合节点运算能力较低且能量有限的无线传感器网络。
    新的无线传感器网络密钥预分配方案
    慕莹莹 王彩芬
    2012, 32(06):  1613-1615.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01613
    摘要 ( )   PDF (619KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    基于二元对称多项式的随机密钥预分配方案为节点的通信提供了一种安全机制,但这些方案都存在t门限性质问题。为了更好地解决此问题,提高网络的安全阈值及节点的抗俘获能力,采用同化三元多项式代替二元对称多项式来建立节点间通信,并对共享密钥使用单向hash函数进行处理,提高了密钥破解难度。同时采用六边形部署模型,提高网络的安全连通率,减少被捕获节点的影响范围。分析结果表明,该方案提高了网络的安全性及节点的抗毁性,降低了节点间的通信开销。
    多因素信任的无线传感器网络信任模型
    刘艳飞 彭新光
    2012, 32(06):  1616-1619.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01616
    摘要 ( )   PDF (625KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对无线传感器网络中存在多种因素影响节点可信的问题,提出了节点路由向量阈;在基于信誉的信任管理框架(RFSN)模型的基础上,采用节点路由向量阈方法,建立了多因素信任的无线传感器信任模型。该模型综合利用通信信任、能量信任和路由向量信任来计算节点信任度,较客观真实地反映出节点的信任程度,应对无线传感器网络遇到的多种安全威胁。仿真实验表明,该模型能更准确地识别节点是否可信,可及早发现恶意节点,延长了网络生存期。
    基于主成分分析的拒绝服务和网络探测攻击检测
    李洁颖 邵超
    2012, 32(06):  1620-1622.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01620
    摘要 ( )   PDF (623KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对拒绝服务和网络探测攻击难以检测的问题,提出了一种新的基于主成分分析的拒绝服务和网络探测攻击检测方法。首先在攻击流量和正常流量数据集上应用主成分分析,得到所有流量数据集的各种不同统计量;然后依据这些统计量构造攻击检测模型。实验表明:该模型检测拒绝服务和网络探测攻击的检测率达到99%;同时能够让受攻击对象在有限的时间内做出反应,减少攻击对服务器的危害程度。
    基于人像图像的随机序列发生器
    谭阳 唐德权 唐钊轶
    2012, 32(06):  1623-1626.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01623
    摘要 ( )   PDF (838KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    通过利用人像面部表情特征的差异性和获取(拍摄)过程中随机性,提出了一种新的随机序列生成方法;通过将图像获取过程中的随机噪声与人体生物特征相结合的方式产生随机源。仿真测试表明,该方法产生的随机序列不具有线性相关性和非线性相关性,具有优良的均匀度和FIPS PUB 140-2及NIST 800-22测试通过率,能够满足信息安全的需要,并且方法简单,易于实现。
    改进的人工免疫入侵检测模型
    王波 刘久君
    2012, 32(06):  1627-1631.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01627
    摘要 ( )   PDF (785KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对现有的人工免疫入侵检测系统存在的缺陷,在Hofmeyr的分布式人工免疫系统(ARTIS)基础上,提出了改进的人工免疫入侵检测模型。在改进模型中,用协议分析技术对免疫模块进行协同刺激,以提高记忆检测器和成熟检测器的质量,并降低检测器的规模;通过按协议生成和组织检测器,解决传统人工免疫系统检测效率低下的问题;采用基于权值的r-连续位匹配规则提高抗体和抗原匹配的准确度;同时协同刺激模块也能够在发生风暴型攻击时自动生成动态防火墙过滤规则,以提高在发生大规模攻击情况下的性能。最后,使用MIT Lincoln实验室的DARPA数据集对改进模型和ARTIS模型进行了模拟测试及对比分析,验证了所提模型的可行性和有效性。
    基于支持向量机和贝叶斯分类的异常检测模型
    全亮亮 吴卫东
    2012, 32(06):  1632-1635.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01632
    摘要 ( )   PDF (821KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    通过对网络攻击类型和入侵检测方法的研究,发现常用的入侵检测方法不能很好地检测U2R和R2L两类攻击。为解决异常检测中对于U2R和R2L两类攻击检测率低的问题,提出了一种基于支持向量机和贝叶斯分类的异常检测模型,该模型利用BIRCH聚类算法减少训练数据集中重复记录,并利用支持向量机分类算法和贝叶斯分类算法分别检测DoS、Probe攻击和U2R、R2L攻击。实验结果表明,该模型对于U2R和R2L的检测率分别提高到了68.6%和45.7%。
    一种可靠双盲的IP时间隐通道
    管星星 王昌达 李志国 薄兆军
    2012, 32(06):  1636-1639.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01636
    摘要 ( )   PDF (628KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对现有的IP时间隐通道需要事前约定IP数据包的时间间隔与传输信息之间的编码方案,不能在收发过程中根据网络的传输质量进行双盲动态调整的问题,提出了一种IP时间隐通道编码方案的双盲动态调整策略。该策略通过细分网络环境,并针对不同网络环境动态选择预设的编码方案,实现了收发双方间编码方案的双盲动态调整。为了验证策略的可靠性,实现了这种可靠双盲的IP时间隐通道。实验结果表明,该策略能够较好地实现收发双方间的双盲动态调整。
    连续混沌系统的稳定性分析
    刘景琳 冯明库
    2012, 32(06):  1640-1642.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01640
    摘要 ( )   PDF (444KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    在用穷尽熵计算混沌序列类随机性强弱的基础上,提出了k错穷尽熵的定义,并证明了它的两个基本性质,然后用此方法分析了三种常见连续混沌系统Lorenz系统、Rossler系统、Chua’s系统的类随机性的稳定性。仿真结果表明此方法能反映连续混沌系统的随机本质;作为随机源,Chua’s系统比Lorenz系统和R?ssler系统更好。
    基于RFID系统的混沌动态扰动算法
    唐有 卢元元 张翌维
    2012, 32(06):  1643-1645.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01643
    摘要 ( )   PDF (575KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对目前无线射频识别(RFID)系统通信时存在的信息安全问题以及实现问题,分析了线性反馈移位寄存器与分段Logistic映射的混沌动力学特性,提出了一种结合混沌动态扰动的RFID加密算法。混沌序列发生器产生的密钥流将阅读器与电子标签的信息进行加密后再传输,然后通过密文反馈和动态加扰生成下一轮密钥。理论分析和仿真结果表明该算法具有安全性高、加密速度快、易于实现等优点。
    基于改进遍历矩阵和像素值扩散的通用图像加密算法
    王继军
    2012, 32(06):  1646-1649.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01646
    摘要 ( )   PDF (825KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了提高遍历矩阵的随机性和安全性,实现对图像信息的有效保护,提出了遍历矩阵构造的新方法,并结合像素值扩散设计了一种有效的图像加密算法。首先,利用混沌序列构造出完全不依赖载体图像灰度值的整数遍历矩阵,并利用此矩阵在图像空域进行迭代置乱,改进了传统遍历仅按特定路线扫描的局限性,以及对遍历周期和次数的过分依赖性;接着采用一个均匀分布的新混沌数列实现像素值扩散,改变了图像的统计特性,并使混沌映射不可逆;最后,构造出符合密码使用习惯的密钥生成系统,形成相对完整的加密体系,实现了图像加密。从统计特性、密钥空间、像素相关性、密钥敏感性、差分分析等多方面对算法的安全性进行了分析,结果表明,算法密钥空间大,抗攻击能力强,安全性高,实用性强。
    基于VLIW DSP 加密与认证算法的实现
    许杰 麻军平 何虎
    2012, 32(06):  1650-1653.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01650
    摘要 ( )   PDF (517KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对HD视频数据流传输过程中数据安全与完整性问题,介绍了一种专用于DES、3DES、SHA1、MD5、RSA的加密VLIW DSP(LILY-DSP)。 为了提高性能和降低成本,DSP设计成具有11级流水线和2个并行执行簇,每一簇具有3个功能单元的专用并行结构。为了提高速率,定制了专用指令实现复杂操作。提出了基于此DSP的对称加密算法、公钥加密和认证算法实现方法。仿真实现结果表明,基于VLIW DSP加密和认证算法能很好地满足实时HD video数据流需求。
    人工智能
    分类数据的聚类边界检测技术
    邱保志 王波
    2012, 32(06):  1654-1656.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01654
    摘要 ( )   PDF (648KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    随着分类属性数据集的应用越来越广泛,获取含有分类属性数据集的聚类边界的需求也越来越迫切。为了获取聚类的边界,在定义分类数据的边界度和聚类边界的基础上,提出了一种带分类属性数据的聚类边界检测算法——CBORDER。该算法首先利用随机分配初始聚类中心和边界度对类进行划分并获取记录边界点的证据,然后运用证据积累的思想多次执行该过程来获取聚类的边界。实验结果表明,CBORDER算法能有效地检测出高维分类属性数据集中聚类的边界。
    区间直觉模糊信息系统中的信息粒度
    杨伟萍 林梦雷
    2012, 32(06):  1657-1661.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01657
    摘要 ( )   PDF (776KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    区间直觉模糊信息系统比一般信息系统更能全面、细致、直观地描述和刻画决策信息,对其进行不确定性研究具有重要的意义。利用信息粒度对区间直觉模糊信息系统的不确定性进行了刻画,给出了区间直觉模糊粒度结构的交、并、差、补等四种运算。提出了区间直觉模糊粒度结构上的三种偏序关系,并建立了它们之间的联系。定义了区间直觉模糊信息粒度和区间直觉模糊信息粒度的公理化,并研究它们的性质。
    基于编辑距离的Web数据挖掘
    黄亮 赵泽茂 梁兴开
    2012, 32(06):  1662-1665.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01662
    摘要 ( )   PDF (607KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    Div+CSS流行于Web页面的布局,在这种布局下,网页中很多数据记录以重复结构的形式聚集在一个层级。为了更好地从网页中挖掘数据,提出了一种新的Web数据挖掘算法,把树编辑距离转化为字符串编辑距离的计算,改进字符串编辑距离算法,利用字符串编辑距离评价树的相似度,进而找到网页中的重复模式,提取数据。通过针对不同重复模式特征的网页的实验说明,基于编辑距离的Web数据挖掘算法不仅能提取具有根节点及上面几层相同的网页的数据,对具有底层节点相同的网页也是有效的。
    基于网站影响力的网页排序算法
    张芳 郭常盈
    2012, 32(06):  1666-1669.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01666
    摘要 ( )   PDF (650KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    传统的排序算法主要是根据网页之间的链接关系进行排序,没有考虑到网站与网页之间互相增强的关系和用户对网页的重要性的评价。为此提出了一种基于更新时间、网页权威性和用户对网页的反映的相关排序算法。该算法以网站为节点计算每个网站权威值,在为网页分配权威值时考虑了网页在网站内的位置和用户对其的反映,并通过网站与网页之间相互影响的关系来相互反馈。实验结果表明,与传统的PageRank、HITS等排序算法相比,该算法在检索性能上有明显提高。
    基于局部平滑性的通用增量流形学习算法
    周雪燕 韩建敏 詹宇斌
    2012, 32(06):  1670-1673.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01670
    摘要 ( )   PDF (711KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    目前大多数流形学习算法无法获取高维输入空间到低维嵌入空间的映射,无法处理新增数据,因此无增量学习能力。而已有的增量流形学习算法大多是通过扩展某一特定的流形学习算法使其具备增量学习能力,不具有通用性。针对这一问题,提出了一种通用的增量流形学习(GIML)算法。该方法充分考虑流形的局部平滑性这一本质特征,利用局部主成分分析法来提取数据集的局部平滑结构,并寻找包含新增样本点的局部平滑结构到对应训练数据的低维嵌入坐标的最佳变换。最后GIML算法利用该变换计算新增样本点的低维嵌入坐标。在人工数据集和实际图像数据集上进行了系统而广泛的比较实验,实验结果表明GIML算法是一种高效通用的增量流形学习方法,且相比当前主要的增量算法,能更精确地获取增量数据的低维嵌入坐标。
    基于免疫量子遗传算法的多峰函数寻优
    徐雪松 王四春
    2012, 32(06):  1674-1677.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01674
    摘要 ( )   PDF (589KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对多峰函数优化中的全局及局部寻优问题,提出了一种结合免疫克隆算子的量子遗传算法,给出了实现流程。该算法集量子遗传算法的快速性和免疫克隆算法全局搜索性于一身。它不仅有效克服了量子遗传算法容易陷于局部最优的缺点,也避免了普通免疫克隆算法计算缓慢的缺点。用多峰值函数进行了全局寻优的仿真实验,并与基本遗传算法,量子遗传算法的计算结果进行了比较,结果表明所提算法能以较快的速度搜索到全局最优解,并且其鲁棒性远高于普通量子遗传算法和遗传算法。
    基于情感词汇本体的主观性句子倾向性计算
    王晓东 王娟 张征
    2012, 32(06):  1678-1681.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01678
    摘要 ( )   PDF (774KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    如何有效提取句子的主观信息,计算主观性句子倾向性,并对其情感进行细粒度分析,成为一个热门的研究话题。提出了一种基于情感本体的主观性句子倾向性分析方法,分析句子的上下文语义关系,建立规则集。依据情感词汇本体和规则集,提出连续三词词类组合(3-POS)模型识别主观性句子,最后计算主观性句子倾向性值。实验结果表明,该模型对主观性句子的倾向性进行识别和计算的准确率达到81.02%。
    改进的自适应遗传算法求解0/1背包问题
    王娜 向凤红 毛剑琳
    2012, 32(06):  1682-1684.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01682
    摘要 ( )   PDF (486KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为提高遗传算法求解问题的性能,提出一种改进的自适应遗传算法,该算法在交叉概率和变异概率公式中引入了当代迭代次数因子,提出了基因差别比例(Ca)的概念。Ca越大的基因位发生交叉、变异的概率越大,产生新个体的可能性越大;在模式生成操作中,确定基因位的选取同样由Ca决定。仿真结果表明,此算法在求解0/1背包问题时,其寻优能力有很大提高。
    基于句法分析和二次贝叶斯模型的受限域问题分类
    嵇宇 王荣波 谌志群
    2012, 32(06):  1685-1687.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01685
    摘要 ( )   PDF (611KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对受限域的特殊性,提出了一种基于句法分析和二次贝叶斯模型的问题分类的新方法。该方法首先利用浅层句法分析的结果,抽取问题的主干部分和疑问词及其附属成分作为分类的特征,大大减少了噪声;然后,提出一种适用于受限域问题分类的改进的二次贝叶斯分类模型,并利用这一模型进行了大量的实验。实验结果表明了这一方法在受限域内的有效性,大类与小类问题的平均分类精度分别达到了89.66%和84.13%。
    结合匹配度和语义相似度的Deep Web查询接口模式匹配
    冯永 张洋
    2012, 32(06):  1688-1691.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01688
    摘要 ( )   PDF (620KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    查询接口模式匹配是Deep Web信息集成中的关键部分,双重相关性挖掘方法(DCM)能有效利用关联挖掘方法解决复杂接口模式匹配问题。针对DCM方法在匹配效率、匹配准确性方面的不足,提出了一种基于匹配度和语义相似度的新模式匹配方法。该方法首先使用矩阵存储属性间的关联关系,然后采用匹配度计算属性间的相关度,最后利用语义相似度计算候选匹配的相似性。通过在美国伊利诺斯大学的BAMM数据集上进行实验,所提方法与DCM及其改进方法比较有更高的匹配效率和准确性,表明该方法能更好地处理接口之间模式匹配问题。
    基于有限状态机的电梯控制系统故障诊断方法
    包健 魏丽娜 赵建勇
    2012, 32(06):  1692-1695.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01692
    摘要 ( )   PDF (613KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对电梯控制系统软故障样本获取困难及产生时间短暂的问题,提出一种基于状态机的故障诊断方法。利用电梯控制开关量和电梯运行模拟量作为状态机的状态特征,在电梯正常运行过程中收集各状态并记录状态转换,以此建立电梯控制系统的规范模型;改进基于有限状态机的被动测试错误检测算法,对待诊断的电梯控制系统进行故障检测/诊断;并不断地确认新的故障情况,完善规范模型。实验结果表明,该方法可以及时检测出未知情况,也可以有效地诊断已知故障,对电梯控制系统瞬间出现的软故障有很好的监督作用。
    先进计算
    OWS性能监测评价方法研究及其原型系统实现——以OGC WMS为例
    苗立志 史祥龙
    2012, 32(06):  1696-1699.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01696
    摘要 ( )   PDF (769KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对互联网上所共享发布的开放地理空间联盟网络服务(OWS)经常会出现不能访问或运行速度缓慢而导致难以利用的问题,为测试和评价这些地理信息服务的可用性和性能,通过研究OWS服务的固有特点,提出了实时监测OWS状态的动态规划模型和基于评价因子、评价权重等参数的评价模型,用以实现对OWS的监测与评价;基于上述模型与因子,设计开发了面向OWS的实时监测和性能评价原型系统,并以OGC网络地图服务(WMS)为例对模型与原型系统进行了实验验证。结果表明:该系统能够对相应的OWS进行实时监测与评价,所提的监测与评价方法与模型可为用户在众多的服务资源中获取其所感兴趣的数据提供参考信息,为地理信息服务使用者查找更优的服务资源提供帮助。
    分段可压缩路径的切换优化算法
    祝庚 王斌
    2012, 32(06):  1700-1703.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01700
    摘要 ( )   PDF (570KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对切换控制系统可渐近稳定的充分条件的难题,提出了一种分段可压缩路径的搜索算法。分析了压缩路径的切换控制规律,并对常规可压缩路径的切换控制进行了优化,提出了最短和加权平均可压缩优化路径算法及峰值控制优化算法。通过实例Matlab程序仿真寻找可压缩路径的优化参数,比对切换实验数据,演示不同优化算法下的切换率稳定和收敛状况。
    基于组合遗传算法的反应动力学模型参数估计
    龙文 焦建军 徐松金
    2012, 32(06):  1704-1706.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01704
    摘要 ( )   PDF (624KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    通过构造一个适当的适应度函数,将渣油加氢精制反应动力学模型的参数估计问题转化为一个多维优化问题,然后提出一种组合遗传算法来求解该优化问题。该算法利用混沌序列初始化种群以保证其均匀分布在搜索空间中。在每次迭代过程中随机组合不同的交叉策略和变异以产生若干个新的子代个体。对四个标准数值优化问题进行了仿真实验,仿真结果表明了组合遗传算法的有效性。以石油炼制工业中典型装置催化裂化为例,对渣油加氢精制反应动力学模型的参数进行了优化,获得了满意的结果。
    基于不确定逼近的机械手间接自适应鲁棒预测控制
    李桂秋 陈志旺
    2012, 32(06):  1707-1712.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01707
    摘要 ( )   PDF (885KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了使机械手系统在含有模型不确定项时具有良好的跟踪性能和较强的抗干扰能力,提出了一种间接自适应鲁棒预测控制。首先,针对机械手模型设计出非线性鲁棒预测控制器;然后,基于三次样条函数逼近控制律中因模型不确定性产生的未知项,并在控制律中引入一个D-控制项抑制外部干扰。理论证明了所设计的控制器能够使跟踪误差收敛到原点。仿真验证了所提方法的有效性。
    多线程环境下基于多预取点的文件预取
    刘金 胡创 胡明 龚奕利
    2012, 32(06):  1713-1716.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01713
    摘要 ( )   PDF (803KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为解决当前Linux内核的预取算法在多线程情况下出现预取误判的问题,依据多线程环境下进程对磁盘文件的访问特点,提出一种基于多预取点的预取算法。在Linux内核原有的预取算法的基础上,结合多线程环境下应用程序对数据的访问模式,在Linux内核的页面缓存层进行了实现。实验和分析表明,在IOzone单线程测试中,该算法和Linux内核原预取算法性能相当;在多线程测试中,读取相同大小的文件,耗时比Linux内核原预取算法至少少1/3。新算法对于提高I/O并行度,从而提高整个计算机系统并行化很有帮助。
    计算机软件技术
    基于混合协同进化算法的Web服务组合演化策略
    王萌 李蜀瑜
    2012, 32(06):  1717-1720. 
    摘要 ( )   PDF (603KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了在服务组合演化过程中高效地选择满足服务请求的Web服务,提出了一种基于混合协同进化算法的Web服务组合演化策略。首先,利用改进模糊C均值聚类算法将Web服务演化单元按应用分类;然后,利用带权值的粒子群算法对划分好的子群进行内部择优;最后,对各个子群进行协同进化,使得针对用户服务请求,能够选出最优Web服务演化组合。实验结果表明,混合协同进化算法无论在算法稳定性或是算法运算时间上都优于传统协同进化算法,且对于Web环境下大量的服务请求能够提供优质、高效的服务。
    基于软件触发的IAP在线升级技术的设计与实现
    蒋建春 王正树 冯辉宗 刘涛
    2012, 32(06):  1721-1723.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01721
    摘要 ( )   PDF (474KB) ( )  
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    针对汽车电控单元(ECU)在线升级的方便快捷性要求,通过研究汽车CAN总线通信及在应用编程(IAP)技术,设计基于软件触发方式的在线升级方法。该方法通过在线升级软件发送指令与CAN总线通信实现汽车网络中ECU快速在线升级,解决在线升级中硬件触发带来操作的不灵活性。以STM8AF51AA微控制器为平台的在线升级系统,在汽车车身控制器(BCM)实现与应用,验证了该技术的可行性和可靠性。
    基于Hadoop的海量MP3文件存储架构研究
    赵晓永 杨扬 孙莉莉 陈宇
    2012, 32(06):  1724-1726.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01724
    摘要 ( )   PDF (431KB) ( )  
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    MP3作为数字音乐时代的事实标准,数量已相当巨大,用户的访问需求也与日俱增,有效存储和管理海量的MP3文件,为用户提供良好的体验,越来越引起人们的关注。Hadoop的出现,提供了一种新的思路。但由于Hadoop自身并不适合海量小文件处理,提出一种基于Hadoop的海量MP3文件存储架构,充分利用MP3文件自身包含的丰富描述信息,通过预处理模块的归类算法,将小文件归并到Sequence File中,同时引入高效的索引机制,很好地解决了小文件过多时NameNode内存瓶颈问题。实验证明,该架构能达到良好的效果。
    基于混合并发模式的Dalvik虚拟机性能优化
    李茜 肖萍
    2012, 32(06):  1727-1729.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01727
    摘要 ( )   PDF (598KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了改进Dalvik虚拟机的性能,提出了一种基于多线程调度机制的Java虚拟机混合并发模式。该模式利用多线程并发调度和热方法表,通过将Java字节码的编译与执行过程相重叠来提高程序的执行效率,进而提升Dalvik虚拟机的处理速度;并对该模式设计与实现的关键技术进行了分析。实验结果表明,混合并发模式能够有效地提高Dalvik虚拟机中Java程序的执行速度。
    CPS处理器中的时间指令扩展研究及实现
    高振华 杨帆 陈闻杰 柴志雷
    2012, 32(06):  1730-1733.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01730
    摘要 ( )   PDF (637KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    物理进程具有内在的并发及实时特性,因此发展信息—物理融合系统(CPS)需要计算进程能表达这类特性。而传统的计算模式为了方便用户逻辑描述,随着抽象程度的提高逐步丢弃了对时间特性的精确描述。在嵌入式Java处理器JPOR-32基础上面向CPS应用增加了时钟寄存器和时钟计数器,并根据程序员对时间特性的需求,结合异常机制扩展了四条时间指令,使得用户可根据不同需求对时间进行精确控制。最后通过采用时间指令后图像处理程序在该CPS处理器上的运行结果验证了该时间控制机制的可行性、正确性及精确性。
    基于微粒群优化算法的计划评审技术改进
    汪若洋 熊选东 张亮忠 王松锋
    2012, 32(06):  1734-1737.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01734
    摘要 ( )   PDF (586KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    摘要 针对项目进度管理中常用的计划评审技术(PERT)缺乏方向性指示和定量标准化的不足,通过引入微粒群优化算法(PSO),提出了一种基于PSO对PERT的改进方法。该方法利用PERT对项目工序时间确定的方法,结合标准PSO算法的思想及原理,对传统PERT进行了改进。仿真实验结果表明,改进后的PERT对项目的过程和整体给出了一个更为优化、更为准确的定量控制标准,比传统的PERT对整个项目过程的控制和调节能力更加突出和有效。
    面向软件缺陷预测的互信息属性选择方法
    王培 金聪 葛贺贺
    2012, 32(06):  1738-1740.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01738
    摘要 ( )   PDF (452KB) ( )  
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    软件开发过程中准确有效地预测具有缺陷倾向的软件模块是提高软件质量的重要方法。属性选择能够显著地提高软件缺陷预测模型的精确度和效率。提出了一种基于互信息的属性选择方法,将选择出的最优属性子集用于软件缺陷预测模型。方法采用了前向搜索策略,并在评价函数中引入非线性平衡系数。实验结果表明,基于互信息的属性选择方法提供的属性子集能提高各类软件缺陷预测模型的预测精度和效率。
    典型应用
    基于主—从两级遗传算法的港口散货物流铲车调度
    张维存 康凯 崔婷玉
    2012, 32(06):  1741-1744.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01741
    摘要 ( )   PDF (746KB) ( )  
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    港口散货物流中,在考虑铲车能力约束条件下合理的铲车调度将提高整体的运作效率,并增强顾客满意度。通过分析货位上待服务的货车与有能力约束的铲车之间的关系,提出了利用主—从级遗传算法解决该类有能力约束的铲车调度问题。首先,建立了以缩短顾客停留时间为目标的数学模型。其次,设计了主、从递阶型式的两级遗传算法。算法中,主级求解铲车到货位的分配问题,从级求解主级所分配铲车能力约束下的货车服务次序及服务时间。另外,为避免非可行解产生,在主从级遗传算法的解码中均设计了启发式规则和惩罚函数。最后,通过一个应用实例的对比实验分析验证了此算法的有效性,并将最优解通过甘特图的形式展现出来。
    出救时间不确定的连续消耗应急资源调度
    魏国强 余超
    2012, 32(06):  1745-1748.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01745
    摘要 ( )   PDF (585KB) ( )  
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    研究了出救时间不确定的广义连续消耗应急资源调度问题。为反映应急系统的多种消耗连续性要求,建立消耗连续性满足度调度模型,实现了模型的高效快速求解。对应求解所得各调度方案,列出了其可能的连续性中断最大时长供决策者参考。针对可预先确定资源断供允许时长的应急系统,建立求解连续性中断允许时长调度模型。模型体现了消耗连续性约束与应急尽早开始目标间的合理协调。仿真实例表明了模型的合理性和算法的有效性。
    基于网络声誉的供应商选择模糊规划模型
    姜华 卢志刚
    2012, 32(06):  1749-1752.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01749
    摘要 ( )   PDF (585KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    根据网络声誉在供应商选择中的重要作用, 运用不确定理论, 对选择最有效的供应商组合问题进行研究。先运用模糊线性权重法确定供应商的声誉综合评价值,再结合产品成本、市场需求等内外环境因素,建立了模糊环境下的供应商组合选择模型,以确定最优的供应商组合及订货量。通过运用一种基于模糊模拟、遗传算法及神经网络的混合智能算法进行算例分析,验证了模型的可行性。
    基于人工势场和Agent的人员疏散系统仿真
    张俊娜 范海菊
    2012, 32(06):  1753-1756.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01753
    摘要 ( )   PDF (563KB) ( )  
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    从聚众场合火灾中疏散群体的个体角度出发,结合人工势场和Agent,提出了微观的仿真模型。该模型首先将场化影响人行为的火、门和障碍物等因素量化,构建了人工势场体系,其次以个体为对象,通过受力分析确定人员移动方向,最后通过是否开启安全通道,有无人员疏导的分析对比,合理仿真了人员疏散情形。基于Visual C++实现了疏散仿真系统,通过仿真结果分析,该系统能够较真实地模拟人员疏散过程。
    基于平均值迭代的多目标数据融合算法
    毛关利华 杜昌平
    2012, 32(06):  1757-1759.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01757
    摘要 ( )   PDF (661KB) ( )  
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    针对多平台多目标量测数据的通信、量测等方面的不确定性,提出了一种基于平均值迭代法的多平台集中式数据融合算法。该方法首先采用最近邻法进行多平台多传感器数据关联,进而利用关联后数据的平均值循环迭代更新测量数据中的最大、最小值,直到满足规定的精度要求,从而实现多平台多传感器数据融合。避免了一些传统算法的复杂计算过程,提高了计算速度,且能满足融合结果的精度需求。通过仿真实例,验证了该算法的可行性和有效性。
    基于视觉与电弧多信息传感的焊缝跟踪算法
    胡海林 李静 李剑 徐中路 朱伟
    2012, 32(06):  1760-1765.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01760
    摘要 ( )   PDF (982KB) ( )  
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    随着焊接传感技术以及信号处理技术的快速发展,人们越来越注重对焊接过程质量控制的研究,而多传感器信息融合技术是焊接质量控制的一种重要的方法,采用该技术实现熔化极气体保护焊(MIG)脉冲焊接质量的自动控制。该技术采用了视觉传感器和电弧传感器将采集的不同的描述信息进行了有效的特征提取和传输,并运用多传感器信息融合算法进行焊缝的跟踪。视觉传感器利用工业电荷耦合元件(CCD)获取图像信息控制焊炬的横向偏差信息,电弧传感器利用数据采集卡获取电流信息控制焊炬的高度互补偏差信息和横向的冗余信息,将两种传感器得到的冗余信息和互补信息在特征层下进行融合实现焊接过程横向和高度的纠偏控制。冗余信息的融合可以实现视觉传感的图像去噪,而互补信息的融合可以进一步提高焊缝跟踪的精度。实验结果表明,所提算法能够较好地提高焊接的质量,从而也验证了算法的有效性和合理性。
    基于票据的跨域单点登录
    王国伟 薛曼君
    2012, 32(06):  1766-1768.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01766
    摘要 ( )   PDF (630KB) ( )  
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    针对单点登录中的跨域身份认证问题,提出了一种基于票据的解决方案,以地址重定向的方式传递加密用户登录信息,异域应用系统获取用户信息并提供数据操作服务。使用随机数字生成票据,并作为生成传统加密算法会话密钥的参数,采用现代加密算法实现异域系统之间的互信并安全传递票据,异域应用系统根据票据产生会话密钥,加密并传输用户登录信息,每次会话产生新的密钥。通过对票据产生和传输以及密钥的安全性分析,可以实现跨域单点登录的功能并保证身份认证安全可信。
    煤矿多传感器混沌时序数据融合预测
    穆文瑜 李茹 阴志洲 王齐 张宝燕
    2012, 32(06):  1769-1773.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01769
    摘要 ( )   PDF (827KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对单传感器煤矿数据预测存在的片面性问题,提出将信息融合技术与相空间重构技术相结合的多传感器煤矿数据的预测模型。对井下多种传感器,包括瓦斯浓度、风速、温度传感器,进行融合预测。以多类传感器时序数据为研究对象,首先利用信息融合的方法分别对各类传感器数据依次进行数据层融合、特征层融合;然后采用关联积分方法对两级融合之后的传感器数据分别确定相重构的时间延迟τ和嵌入维数m两个参数;最后结合多变量相空间重构技术,将各类传感器数据融合重构相空间,运用基于K-Means聚类的加权一阶局域法构建多传感器数据的预测模型。数据来源于山西省阳泉煤矿,采集了近20G数据,以瓦斯浓度、风速、温度三种传感器数据进行实验,实验结果表明:对于特征层的融合,每15分钟时间段内的数据经融合后可有效作为衡量这段时间内的特征,经过预测模型计算后,与时间段为5分钟、10分钟、20分钟相比较误差达到最小ESS=0.003,较目前的最小误差值0.05,误差大大下降,故融合预测效果较好,可以较准确地预测未来15分钟后的传感器数据,可有充足时间进一步为井下的安全评估提供决策依据。
    高性能计算机总线变换器输出阻抗优化设计
    姚信安 胡世平 宋飞
    2012, 32(06):  1774-1777.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01774
    摘要 ( )   PDF (713KB) ( )  
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    针对中间母线架构分布式供电的高性能计算机电源稳定性问题,详细分析了三种不同控制方法总线变换器的输出阻抗特性,给出了负载点变换器输入阻抗低频值和总线变换器输出阻抗峰值的计算公式。建立了由一个总线变换器和两个负载点变换器组成的实验电路,对总线变换器输出阻抗进行了优化设计,并实际测量了输入和输出阻抗,验证了理论分析的正确性。实验和应用结果表明,输出阻抗优化设计可以有效解决高性能计算机电源稳定性问题。
    基于遗传进化的陶瓷产品质感设计
    湛群 杜兆芳
    2012, 32(06):  1778-1781.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01778
    摘要 ( )   PDF (628KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对陶瓷产品设计中用户的情感因素难以量化的问题,提出了基于遗传进化的陶瓷产品质感设计方法。该方法通过对陶瓷产品的材料特性描述方法研究,确定聚类后的典型感觉意向词汇群;通过对产品样本的感觉语意量化调查,以及感觉意象与产品材料特征的建模,建立起消费者感性认知与陶瓷产品材料特性的关系;通过遗传算法实现对陶瓷产品材料质感要素的进化设计;最终实现了对陶瓷产品设计中用户情感的量化描述,得到了符合情感目标的产品进化设计结果。
    区域卫生信息化中单点登录系统的设计与实现
    骆嘉伟 唐国英
    2012, 32(06):  1782-1786.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01782
    摘要 ( )   PDF (756KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对区域卫生信息化平台中的多个应用系统的统一认证授权和单一登录,以及基于角色的访问控制模型不能直接应用到单点登录中等问题,提出了一种基于角色组的角色控制策略和JASIG-CAS相结合的统一身份认证系统。中央认证服务(CAS)服务端引用MyBatis技术有效展示了子系统信息,各个应用系统之间采用Axis2来实现用户信息同步,并利用Session存储用户在各个系统中的权限来减少对数据库的频繁访问,从而显著改善了平台的性能。该单点登录系统实现了统一用户管理、统一权限分配、统一平台风格样式等功能。最后,采用专业压力测试工具LoadRunner8.0对平台进行了性能测试和分析,测试结果表明该系统总体性能稳定,平台设计合理。
2022年 42卷 6期
刊出日期: 2022-06-10
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