当期目录

    2012年 第32卷 第07期 刊出日期:2012-07-01
    网络与通信
    基于网络驱动接口规范的网络时延测量位置误差消除方法
    陈世强 周旭 王俊峰 唐晖
    2012, 32(07):  1787-1790.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01787
    摘要 ( )   PDF (818KB) ( )  
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    在网络性能测量中,位置误差是影响网络时延测量精度的主要因素之一。针对位置误差问题,提出一种基于Windows网络驱动接口规范(NDIS)的时延测量改进方法。通过在微端口驱动(MD)和协议驱动(PD)间插入一个NDIS中间层驱动(ID)程序,将测量时间戳记录位置从应用程序下移到该中间层驱动,测量程序依据其记录的时间戳计算网络时延值。实验结果表明,与传统方法比较,在不同主机负载和包长度下,所提方法基本消除了位置误差,测量值标准差小于10μs,并且不需要额外软硬件支持,测量成本低,适合普遍采用。
    混合优化的CICQ交换结构调度算法
    高志江 曾华燊 申志军
    2012, 32(07):  1791-1795.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01791
    摘要 ( )   PDF (806KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    联合输入端和交叉点排队(CICQ)的Crossbar是一种性能优于传统结构的交换结构,对CICQ交换结构的特点进行了讨论并提出一种新的混合优化调度(HOPS)算法,算法在输入端调度时采取混合优化的策略,首先尽力保证系统的吞吐率性能,然后根据长队列优先的原则优化系统的时延性能。算法以轮询调度为基础,最多只在输入端进行一次比较操作,其算法复杂度仅为O(1),实现简单。通过流体模型证明该算法对满足强大数定律的许可输入流量能够达到100%的吞吐率性能。仿真结果进一步表明HOPS调度算法在各种流量模型下都能稳定运行,且具有良好的时延和吞吐率性能。
    新的网络节点有效性的评价指标
    段谟意
    2012, 32(07):  1796-1798.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01796
    摘要 ( )   PDF (579KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对因节点失效而产生的网络拥塞现象,结合小波变换提出了一种度量节点有效性的方法。首先刻画实际流量的长相关特性,并且利用自回归滑动平均(ARMA)模型建立到达流量的预测算法,其预测数据与实际信息的标准差为6.89。同时通过仿真实验深入研究了有效性与各影响因素之间的关系,结果表明与平均速率成正相关,而与缓冲区成负相关。
    基于子树间快捷连接的非结构化P2P资源搜索方法
    吴晓军 陈霁 房佩 郭海亮
    2012, 32(07):  1799-1803.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01799
    摘要 ( )   PDF (824KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    通过对非结构化P2P网络资源搜索方法的研究,提出了一种P2P覆盖网络。网络采用多路平衡树形拓扑结构,当新节点加入时在其与根节点的各子树间创建仅参与查询消息第一跳转发的快捷连接,搜索过程中利用快捷连接实现查询消息在根的各子树间并行转发并且不依赖根节点。仿真比较了所提网络同Gnutella和随机漫步网络的性能,所提网络具有低消息冗余率、高搜索成功率和较低的平均搜索时间复杂度。分析结果表明所提网络在资源搜索方面是高效可行的。
    MIMO-OFDM系统中一种低开销有限反馈新方法
    李岩 景小荣 于秀兰 张祖凡 陈前斌
    2012, 32(07):  1804-1806.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01804
    摘要 ( )   PDF (611KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    以LTE-Advanced为背景,针对多输入多输出—正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中的关键技术——基于码本的有限反馈预编码进行了研究,提出了一种基于递归算法的有限反馈新方法。利用各子载波间的频域相关性,以前一个子载波所选码字为基础,通过内积运算排序的方法来确定当前子载波的码字集合,然后对与该新码字集合相对应的码字索引进行可变长编码,以用于系统反馈。仿真结果表明:在递归反馈算法的基础上利用可变长编码能有效降低LTE-Advanced系统的反馈开销。
    网络汇聚点传输层拓扑的流量识别
    张剑 曹萍 寿国础
    2012, 32(07):  1807-1811.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01807
    摘要 ( )   PDF (795KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对利用数据流统计特性的网络流量分类算法复杂及实时性差的问题,提出一种基于传输层拓扑的网络流量识别方法,根据应用类型在汇聚节点表现出不同的主机连接拓扑结构,提取应用类型的拓扑特征,结合深度包检测(DPI)技术生成应用类型库,并基于该库和启发式准则实现典型应用类型的快速识别和分类。实验结果表明,所提方法对各主要应用类型的识别精确度均高于85%,并将未识别流比例从深度包检测技术的18%降低到7%,有效利用了不同应用类型的连接拓扑信息,能提高应用类型的识别准确度。
    多协议标签交换流量工程隧道实时监测方法——MTRM
    朱利娜 梁伟 赵瑞莲 毕经平
    2012, 32(07):  1812-1815.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01812
    摘要 ( )   PDF (638KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对现有工作无法实时动态监测多协议标签交换(MPLS)流量工程(TE)隧道状态变化的问题,提出了一种MPLS TE隧道实时监测方法——MTRM。在网络中植入被动采集探针以采集OSPF-TE信令,以此为基础构建网络模型,使用隧道路径实时监测算法进行实时的隧道路径计算,最终实现动态监测。仿真实验在15个节点的MPLS网络中进行。结果表明,MTRM能够在5s之内监测到隧道变化,准确率超过90%。这种MPLS TE隧道实时监测方法,大大降低了MPLS网络管理和流量工程实施的难度,具有广阔的应用前景。
    基于多粒度的自适应UDP流检测
    李宁 殷宏 许继恒 王建民 陈红跃
    2012, 32(07):  1816-1819.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01816
    摘要 ( )   PDF (666KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对用户数据报协议(UDP)流检测研究不足,其准确率和效率不高等问题,提出一种基于多粒度的自适应UDP流检测方法。通过分析UDP流的特征,设计两种不同粒度的动态超时策略,对短流使用“细粒度”方法,对长流采用多粒度结合的方法。与其他超时策略比较,其准确率与固定超时相近,内存约占其他方法的75%。结果证实了方法适用于UDP流检测。
    基于多带正交频分复用的超宽带信号压缩传感
    王高滨 马社祥
    2012, 32(07):  1820-1822.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01820
    摘要 ( )   PDF (614KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对超宽带(UWB)信号在采样率过高时难以采样的问题,提出了改进的并行分段式压缩传感(MPSCS)方法,并且在多带正交频分复用超宽带通信系统中,利用MPSCS中基于正交匹配追踪(OMP)的重构算法进行了压缩采样与信号重构。在CM1信道下,通过仿真分析比较了MPSCS方法和并行分段式压缩传感(PSCS)方法、奈奎斯特方法的误码率、采样率性能。仿真结果显示,MPSCS在误码率、采样率方面有很大优势,而且在采样率仅为奈奎斯特速率6.06%的情况下,MPSCS能精确重构超宽带信号。
    认知无线电中快速收敛的功率控制博弈算法
    朱冰莲 运明华 钱明达 张磊
    2012, 32(07):  1823-1826.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01823
    摘要 ( )   PDF (576KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对认知无线电中分布式功率控制算法收敛速度较慢的问题,提出了一种新的非合作博弈模型下的功率控制算法。算法主要通过构造基于信干比(SIR)的正切型代价函数来减少迭代次数,从而提高收敛速度。仿真结果表明,所提算法在满足认知用户信干比要求和主用户干扰温度容限下,与Koskie-Gajic算法和自适应功率控制(CR-NCPCG)算法相比,在收敛速度上有了大幅度的提高,能更好地满足系统实时性要求,并且在用户数小于20时,平均信干比至少提高了0.3dB,可以实现对认知用户发射功率的有效控制。
    部分信道状态信息下簇规模均匀的基站群快速分簇方案
    李坤 黄开枝 鲁国英
    2012, 32(07):  1827-1830.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01827
    摘要 ( )   PDF (626KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在获取的信道状态信息(CSI)失真且信道快变的情况下,现有分簇方案需要获取全部基站的CSI且不能快速得到簇结构。针对以上问题,提出了一种基于近邻传播(AP)聚类思想的基站群快速分簇方案。该方案只需获取近邻基站间(部分)的CSI,通过近邻基站间协同的平均信干比(SIR)增益来构成稀疏化的相似度矩阵;然后,在近邻基站间进行协同信息的交互、更新,快速生成多个协同簇;最后,以簇合并带来的平均信干比增益大小为依据合并较小规模的簇,从而达到簇规模均匀的目的。仿真结果表明,与完全CSI下的现有分簇方案相比,所提方案不但收敛速度快,而且簇规模较均匀。
    滑坡监测的无线传感器网络定位系统设计
    王波 李文田 梅倩
    2012, 32(07):  1831-1835.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01831
    摘要 ( )   PDF (820KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为解决目前滑坡监测系统普遍存在的工程造价高、自动化程度低、施工不便等问题,研究设计了一种无线远程滑坡监测系统。该系统使用ZigBee无线电定位技术取代各种滑坡传感器来获取滑坡地表位移信息,通过通用无线分组服务(GPRS)进行数据远程传输,可实现滑坡状况的远程自动监测。在改进现有接收信号场强指示(RSSI)定位算法基础上,进行了系统架构和软硬件的研究设计,并利用OPNET及Matlab对系统方案进行了模拟实验,在10m×15m测试区域内,该系统平均定位误差为1.39m,误差波动小于0.5m。研究与实验结果表明:所研发的系统在监测现场无需任何一次检测仪表,显著降低了滑坡监测系统成本,具有工程造价低、施工难度小和自动化程度高的特点。
    基于最优跳距处理策略的无线传感器网络智能定位算法
    李牧东 熊伟 郭龙
    2012, 32(07):  1836-1839.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01836
    摘要 ( )   PDF (651KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传统DV-Hop算法存在较大定位误差及忽略锚节点自身误差的问题,提出了一种基于最优跳距处理策略(PSOHD)的智能定位算法。该策略充分考虑了网络拓扑结构和锚节点自身误差对定位精度的影响,首先对锚节点引入两个通信半径,并分别统计每个锚节点通信半径范围内的节点数;然后采用加权最小二乘估计修正锚节点间的平均跳距;最后对用于未知节点位置估计的平均跳距进行筛选并加权处理。另外在定位阶段引入了粒子群优化(PSO)算法对未知节点进行定位。仿真结果表明,在适当增加节点能量消耗的条件下,改进算法的定位精度有明显改善,是一种可行的无线传感器网络(WSN)节点定位的解决方案。
    MANET中基于连通支配集的组合权值簇生成算法
    李瑾 潘宏 刘中兵
    2012, 32(07):  1840-1843.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01840
    摘要 ( )   PDF (763KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    对移动Ad Hoc网络(MANET)中的分簇机制进行了研究,提出一种基于连通支配集的组合权值簇生成算法(WCACDS),包括分簇算法和簇结构维护策略。通过节点的移动性、最小平均发射功率、能量消耗速度三方面的组合权值来量化节点的综合性能,利用改进后的求解连通支配集算法对节点分簇,以使性能较强的节点担任簇头,并且减少分簇数量。仿真实验结果表明,所提算法有助于提高网络负载均衡能力,增强网络的健壮性及稳定性。
    链路服务质量限制下多输入多输出媒体接入控制的建模与分析
    邓雪波 王小强 陈曦 马锐 廖勇 李平 牛晓军
    2012, 32(07):  1844-1848.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01844
    摘要 ( )   PDF (783KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对SCMA协议没有同时考虑链路服务质量(QoS)和多输入多输出(MIMO)流的信道接入调度策略的不足,提出一种SCMA/QA协议。协议充分考虑了每个链路中不同流的信道状态,建立了一个基于流的信道状态离散马尔可夫链模型,并融合考虑了每条链路的QoS需求,采用修改的RTS/CTS进行链路QoS的信息交换,通过链路QoS权重作为链路选择的主要因素,将MIMO下基于QoS的链路调度问题建模为一个最优化问题,并在卡罗需—库恩—塔克(KKT)条件下得到最优链路以及通信的流数目。最后,以吞吐量为QoS指标进行了数值分析,结果表明在相同网络环境下,SCMA/QA比SCMA和QCSCMA能更好地提高系统的吞吐量。
    3GPP LTE系统中结合位置预测的切换算法
    孙巍巍 苏寒松 滕友伟 徐勇
    2012, 32(07):  1849-1851.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01849
    摘要 ( )   PDF (627KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对3GPP LTE系统中因频繁切换而导致的系统吞吐量降低的问题,提出了基于用户运动机制及其方向改变概率的预测模型,并将其与标准的长期演进(LTE)切换算法相结合。模型使用方向改变概率计算各个可能位置的接收信号强度的权重,再求和得到预测的接收信号强度。经过仿真对比,使用结合位置预测的切换算法后,切换次数没有明显变化,但系统吞吐量有所提高。相比于传统的数据挖掘预测模型,提出的预测模型效果更好。
    LTE中基于频率资源重选的混合自动重发反馈传输技术
    刘高华 苏寒松 张伟
    2012, 32(07):  1852-1855.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01852
    摘要 ( )   PDF (598KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对3GPP长期演进(LTE)系统中使用的混合自动重发反馈(HARQ)技术在数据重传时占用资源块的问题,提出了一种基于频率资源分组的数据重传方法。根据使用的频带宽度,将频率资源分解成资源块组,在原固定资源基础上引入组号判定和资源块选择,以获得更高的分集增益。建立数据重传方法的HARQ模型,结合增量冗余(IR)和Chase合并技术进行验证,仿真结果表明在信道条件较差时,所提方法的误块率(BLER)性能约提升了1.2dB,并且减少了平均重传次数。
    图形图像技术
    基于视差矢量特点的视差估计快速算法
    宋晓炜 杨蕾 刘忠 廖亮
    2012, 32(07):  1856-1859.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01856
    摘要 ( )   PDF (809KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    视差估计是立体视频压缩中的一项关键技术。针对极线校正算法存在的不足,提出了一种基于视差矢量特点的快速视差估计算法。算法分析了平行摄像机与会聚摄像机系统中视差矢量特点,并根据它们的特点通过三步搜索来确定最佳匹配块。分别在分辨率640×480与1280×720两种素材中进行了实验,实验结果表明,与JMVC中的TZ搜索算法相比,所提算法能够在保证图像质量与压缩效率基本不变的前提下,有效缩短编码时间,提高编码效率。由于所提算法不再进行极线校正,所以不会产生极线校正算法存在的问题。
    自适应采样与融合的增强现实阴影生成算法
    李红波 吴亮亮 吴渝
    2012, 32(07):  1860-1863.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01860
    摘要 ( )   PDF (595KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对现有增强现实(AR)应用中阴影生成算法绘制软阴影的真实性不足,提出一种自适应采样与背景融合的阴影生成算法。首先结合考虑遮挡的平面阴影算法计算虚拟对象投影阴影的空间位置分布;其次,改进膨胀腐蚀算法中软阴影的生成过程,提出一种依据近似点光源的形状类型进行自适应采样,从而获取假想点光源集合的软阴影绘制方法;最后,针对基于膨胀腐蚀算法使用阴影灰度图方法造成阴影的颜色被限制在单通道上,提出基于多通道与背景融合的方法。实验结果表明所提算法计算软阴影的颜色更加合理,软阴影的绘制方法更为有效,提高了阴影生成算法绘制软阴影的真实性。
    改进型快速NEDI图像插值实现算法
    刘楠 毕笃彦 林嘉豪 杨忠斌
    2012, 32(07):  1864-1867.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01864
    摘要 ( )   PDF (645KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对经典新边缘指导插值(NEDI)算法存在的计算复杂度高、硬件实现困难、插值系数误差累计导致放大图像边缘噪声大的缺陷,提出一种改进的快速NEDI算法。算法采用圆形窗口计算插值系数,且该插值系数在高倍放大中可重复使用,避免了迭代计算插值系数引入的误差,并节省了迭代计算的时间。同时,对边缘区域非中心像素插值时,采用和被插点相邻的6个原像素点估计高分辨率图像的局部协方差。最后给出实验,并与双立方插值及经典NEDI算法进行比较。实验结果表明,使用改进算法插值后的图像边缘更加清晰,消除了大比例缩放时锯齿现象,提高了图像的视觉质量,计算复杂度也较经典NEDI算法大大降低。
    带参数的四次Hermite插值样条
    李军成 刘纯英 杨炼
    2012, 32(07):  1868-1870.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01868
    摘要 ( )   PDF (591KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了克服标准三次Hermite插值样条的不足,给出了一种带参数的四次Hermite插值样条,具有标准三次Hermite插值样条完全相同的性质。在插值条件给定时,四次Hermite插值样条的形状可通过改变参数的取值进行调控。通过选择合适的参数,四次Hermite曲线能达到C2连续,而且其整体逼近效果要好于标准三次Hermite插值样条。所提出的新样条进一步丰富了Hermite插值样条理论,也为工程中插值曲线曲面的构造提供了一种新方法。
    基于模糊径向基神经网络和稀疏表示的毫米波图像恢复
    尚丽 苏品刚 陈杰
    2012, 32(07):  1871-1874.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01871
    摘要 ( )   PDF (677KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对毫米波(MMW)图像包含大量未知噪声、图像分辨率较低的问题,考虑模糊径向基函数神经网络(F-RBFNN)的非线性滤波特性和基于K-奇异值分解(K-SVD)稀疏表示(SR)的自适应消噪特性,提出了一种级联消噪的毫米波图像恢复方法。F-RBFNN将模糊逻辑的知识表达和推理能力与RBFNN的快速学习能力和泛化能力结合起来,可根据实际问题调整网络结构参数,对MMW图像达到非线性滤波的目的。进一步利用K-SVD稀疏表示具有人眼视觉特性,在保持目标特征的同时可有效消噪的优点,对FRBFNN的训练结果再次进行局部图像降噪,得到分辨率较高的MMW图像。采用相对信噪比(RSNR)作为消噪图像的评价标准,实验结果表明,与F-RBFNN、K-SVD消噪、小波消噪等方法相比,基于F-RBFNN和SR的降噪方法能够获得较好的MMW图像恢复质量。
    离焦模糊图像模糊半径检测的新方法
    范海菊 冯云芝 王涛 冯乃勤
    2012, 32(07):  1875-1878.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01875
    摘要 ( )   PDF (606KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对离焦模糊图像盲复原中模糊半径难以快速精确检测的问题,提出了局部熵和直方图统计相结合的算法。首先对模糊图像进行局部熵滤波提取图像的灰度变化信息量,利用Canny边缘算子和Hough变换检测出离焦图像的直线边缘;然后利用相互平行直线边缘区域内的直方图统计特性和Grubbs检验法,定位出阶跃直线边缘求出线扩散函数;最后利用线扩散函数得到模糊半径。实验结果表明所提算法在模糊半径较小时能够精确快速地定位阶跃边缘,从而提高模糊半径的识别精度和识别效率。
    基于偏微分方程的变分去噪模型
    胡学刚 张龙涛 蒋伟
    2012, 32(07):  1879-1881.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01879
    摘要 ( )   PDF (624KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对现有去除图像乘性噪声的变分模型的保真项中存在病态条件的问题,结合全变分方法和对数变换的相关理论对保真项进行分析,提出一种新的基于偏微分方程(PDE)的去除图像乘性噪声的变分模型,导出了该模型对应的偏微分方程初边值问题,并给出了相应的数值计算方法。从数值实验结果可以看出,所提模型的均方误差(MSE)明显下降,峰值信噪比(PSNR)明显提升,同时很好地避免了模型的病态情形,对去除图像乘性噪声的变分模型中保真项存在的病态条件提供了很好的解决办法,减小了离散化过程中可能存在的误差。数值实验结果表明,所提模型具有良好的去噪效果,能够较好地抑制图像中的“阶梯效应”现象。
    基于人眼视觉特性的图像视觉质量评价方法
    胡许明 张登福 南栋 陈雕
    2012, 32(07):  1882-1884.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01882
    摘要 ( )   PDF (672KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了更好地评价图像质量,在研究人眼视觉模型和人眼视觉特性的基础上,提出一种自顶向下的无参考图像客观质量评价方法。对待评价图像进行分块,并在每个色彩通道中对子块进行计算,输出平均视觉特性值,使评价模型既符合客观质量评价的优点,又兼顾人眼视觉感受,符合人眼主、客观一致性。选取美国TEXAS大学LIVE的图像数据库中图像的主观评价值对方法进行了实验证明,实验结果表明所提方法与主观评价取得了较好的一致性。
    基于双阈值及迭代法的图像脉冲噪声检测算法
    杨润玲 周军妮 魏蕊
    2012, 32(07):  1885-1889.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01885
    摘要 ( )   PDF (881KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了减少图像中的脉冲噪声对后续图像处理的影响,针对脉冲噪声的特点,提出了双阈值和迭代法的噪声检测算法。双阈值选取方法理论可靠,两次迭代保证了噪声点检测具有较高的正确率,最后的选择性中值滤波算法也使得图像的细节不被模糊。实验结果表明,所提算法具有较强的自适应性、较低的噪声漏检率以及较好的滤波效果。
    非采样Contourlet变换与局部二值模式相结合的人脸识别
    岳许要 杨恢先 祝贵 冷爱莲 李利
    2012, 32(07):  1890-1893.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01890
    摘要 ( )   PDF (643KB) ( )  
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    针对人脸识别中姿态、光照和表情变化带来的识别率有限的问题,提出了一种基于非采样Contourlet变换(NSCT)与局部二值模式(LBP)的人脸特征提取方法。首先对人脸图像进行非采样Contourlet变换,得到多尺度、多方向的子带系数矩阵,然后利用LBP算子从每个子带系数矩阵上抽取局部邻域关系,得到各子带的LBP特征图谱,最后将这些图谱分块统计并级联后作为人脸的识别特征。利用多通道最近邻分类器的分类结果表明,所提方法能有效提高识别率,所提取的特征对光照、表情和姿态等变化具有更好的鲁棒性。
    基于图像的火焰检测中无量纲动态特征研究
    黄正宇 缪小平 芮挺
    2012, 32(07):  1894-1898.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01894
    摘要 ( )   PDF (847KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    对火焰动态特征难以统一描述的问题,提出一种无量纲的检测方法。用“搜寻”的方法分割出火焰的可疑区域,分析火焰初期的特性,提取出三个无量纲特征因子并在贝叶斯分类器中训练,最后实现对火灾火焰的检测。其中“火焰动态常数”因子具有“稳定”的特性,其统计取值区间为[-0.003,0.003],突破了传统研究的时空局限性,不受火焰发展阶段、空间探测尺度以及监控设备种类的影响。对于实验中的不同远近的200帧序列的火焰检测,无量纲特征识别同一般特征识别结果相比较,正确识别率均超过90%。实验结果表明,无量纲动态特征因子能更好地描述火焰的特征,提高火焰识别的效率,增强火检系统的鲁棒性和可靠性。
    基于Normalized cut的羽毛杆自动提取
    岳洪伟 汪仁煌 何最红
    2012, 32(07):  1899-1901.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01899
    摘要 ( )   PDF (431KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对羽毛杆进行有效分割问题,提出一种带纹理权重的归一化割(Ncut)方法完成羽毛杆提取。融合纹理信息的权重增强相似纹理边的相似度,减少了相近灰度区域干扰;并结合窄带单向膨胀方法完成初始轮廓的局部调整优化,消除了羽毛杆的边界泄漏。实验结果表明,所提方法可以用于羽毛杆的分割提取,为下一步的毛杆折痕检测奠定基础。
    基于方向Snake模型的心脏磁共振图像左心室内外膜分割
    张宁 余学飞 卢广文
    2012, 32(07):  1902-1905.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01902
    摘要 ( )   PDF (820KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对心脏磁共振图像(MRI)左心室内膜与外膜边缘方向不同的特点,提出一种基于曲线演化框架的方向主动轮廓模型进行左心室内外膜分割。曲线演化方程中包含基于图像边缘与区域灰度特征的混合几何流。几何流中的边缘信息项由经Fast Marching方法扩展后的动态方向梯度矢量流场(DDGVF)构成,用以引导曲线向具有不同方向的目标边缘运动,而区域灰度信息项则由Chan-Vese (CV)模型构成,用以防止曲线在演化过程中受其他边缘成分的影响而发生泄漏。最终的曲线演化方程采用水平集方法求解。实验结果表明,所提方法能够较为准确地分割出心脏MRI图像中的左心室内外膜并具有较好的鲁棒性,对于实现基于心脏MRI图像的左心室心肌区域自动快速分割和心脏功能分析与评价具有一定的应用价值。
    基于游程特征的选票符号识别方法
    张晶晶 肖刚 张元鸣 陆佳炜 徐俊
    2012, 32(07):  1906-1909.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01906
    摘要 ( )   PDF (625KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    选票符号识别是基于图像理解的计票系统的关键技术,为提高选票符号识别的正确率,提出了一种基于游程特征的选票符号识别方法。首先给出了选票符号游程特征的定义,构建了选票符号的游程判定模型;然后利用三叉树结构描述了游程区域之间的相对位置关系;此外,通过游程区域的合并实现了噪声环境下主游程区域的提取,并对歧义符号的处理方法进行了研究;最后,实验结果表明,游程特征能够准确描述选票符号的几何特征,所给出的算法细分能力强,识别正确率高,比基于模板匹配的算法的正确率提高了6.07%。
    先进计算
    异构环境下降低慢任务抖动的调度算法——DPST
    段翰聪 李俊杰 陈宬 李林
    2012, 32(07):  1910-1912.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01910
    摘要 ( )   PDF (617KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为解决在异构计算环境中现有的云计算负载均衡算法存在的慢任务频繁抖动的问题,提出了一种能减低慢任务调度抖动概率的算法——DPST算法。首先通过定义一种异构计算节点中异构任务的能力度量,对执行异构任务的节点处理能力进行了归一化;然后通过引入节点能力预判机制,降低慢任务无效调度的次数;并且利用慢任务和慢节点双队列机制,提高了调度效率。实验结果表明,DPST相对于Hadoop平台在异构环境下任务调度的抖动次数下降了40%以上。由于有效降低了任务调度的抖动次数,在异构环境中DPST算法能明显地缩短任务的平均响应时间并提高系统的吞吐量。
    云计算环境下资源的节能调度
    徐骁勇 潘郁 凌晨
    2012, 32(07):  1913-1915.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01913
    摘要 ( )   PDF (600KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在云计算环境下,如何在有效地进行资源调度,缩短任务执行时间的同时,降低能耗,已经成为一个重要问题。对此,以任务执行时间与能耗作为优化目标,建立了一个节能调度模型,并通过采用特殊的种群初始化方法以及引入学习机制等方法对非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行改进,将其应用于云计算的节能调度问题。最后通过算例测试,验证了所提算法能够在减少任务执行时间的同时,有效降低能耗。
    云资源中多目标集成蚁群优化调度算法
    左利云 左利锋
    2012, 32(07):  1916-1919.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01916
    摘要 ( )   PDF (671KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对云计算环境的复杂性和云资源的不确定性,提出多目标集成蚁群优化调度算法。采用熵度量云资源的不确定性,进行信息素全局更新,以提高算法收敛速度;将Min-min算法得出的任务预期最小完成时间作为启发信息,以实现最小调度时间;在信息素局部更新时加入负载系数,根据当前负载情况调节信息素,满足负载均衡需求,同时在更新时考虑信息素扩散因素,不仅计算当前节点还考虑周遭节点信息素情况,可增强蚂蚁间协作,提高最优解的性能。改进后算法比原始蚁群算法降低了算法复杂度,提高了最优解精度。云仿真系统实验测试表明改进算法在调度时间、负载均衡等方面表现均优于其他算法。
    基于HBase的大规模无线传感网络数据存储系统
    陈庆奎 周利珍
    2012, 32(07):  1920-1923.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01920
    摘要 ( )   PDF (769KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    无线传感网络(WSN)存在分布的跨区域性,随着无线传感网络的扩张,传感器数目增多,将产生大规模的传感数据。针对存储大规模无线传感网络数据的问题,提出了一个两层分布式存储架构,使用分布式数据库HBase存储跨区域的无线传感网络数据和全局数据存储管理目录,实现一个近实时的存储系统。实验结果证明,该系统有良好的扩展性、存储和查询效率。
    面向云存储的非结构化数据存取
    谢华成 陈向东
    2012, 32(07):  1924-1928.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01924
    摘要 ( )   PDF (946KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    非结构化数据呈爆炸态势增长,现有存储技术在I/O吞吐能力、可扩展性及易管理性等方面亟待改进。存储系统以云存储和可靠性理论为基础,建立了非结构化数据的分布式存储模型,并设计了可靠度函数。采用分布式关系数据库管理系统(RDBMS)作为存储底层,将非结构化数据直接存储于数据表中,实现了非结构化数据和元数据的分离式存储和统一管理,进而提升了存储系统性能。相对于集中式存储,新系统具有较高的可用性。仿真结果显示,存储系统可靠度高且易于扩展。该分布式存储系统可应用于动态开放计算环境,提供效能较高的云存储服务。
    适应广域网的虚拟机在线迁移模型
    徐志红 刘进军 赵生慧
    2012, 32(07):  1929-1931.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01929
    摘要 ( )   PDF (637KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对广域网(WAN)环境下虚拟机(VM)迁移存在的诸多问题提出一种迁移模型。该模型持续检测节点间链路状态,优化磁盘、内存和CPU状态及网络的迁移时序,并采用磁盘周期同步、单向网络隧道及虚拟机本地化等方法。实验表明:模型减少了虚拟机跨WAN迁移的数据量,缩短了网络重定向路径,在模拟实验中迁移的总时间及暂停时间接近于共享存储方式。
    基于自适应参数与混沌搜索的PSO算法求解柔性作业车间调度问题
    李莉
    2012, 32(07):  1932-1934.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01932
    摘要 ( )   PDF (586KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传统粒子群优化(PSO)算法在求解柔性作业车间调度问题中的不足,提出了基于自适应参数与混沌搜索的粒子群优化算法。对粒子群算法中的惯性系数等参数采用基于迭代搜索而自适应调整的方式,使粒子在初期以较大惯性进行大范围搜索,后期逐渐减小惯性而转入精细搜索。这种方法改变了传统粒子群算法在求解过程中的盲目随机与求解精度不高的问题;同时,通过在局部搜索过程中引入混沌技术,扩大对最优解的寻找范围,以此避免算法陷入局部最优,有效提高算法的全局寻优能力。实验结果表明,基于自适应参数与混沌搜索的粒子群优化算法在求解柔性作业车间调度问题(FJSP)时能够获得更优粒子适应度平均值及更好的优化目标。所提算法对求解柔性作业车间调度问题可行,有效。
    量子位Bloch坐标的量子人工蜂群优化算法
    易正俊 何荣花 侯坤
    2012, 32(07):  1935-1938.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01935
    摘要 ( )   PDF (585KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了改善人工蜂群(ABC)算法在解决多变量优化问题时存在的收敛速度较慢、容易陷入局部最优的不足,结合量子理论和人工蜂群算法提出一种新的量子优化算法。算法首先采用量子位Bloch坐标对蜂群算法中食物源进行编码,扩展了全局最优解的数量,提高了蜂群算法获得全局最优解的概率;然后用量子旋转门实现搜索过程中的食物源更新。对于量子旋转门的转角关系的确定,提出了一种新的方法。从理论上证明了蜂群算法在Bloch球面每次以等面积搜索时,量子旋转门的两个旋转相位大小近似于反比例关系,避免了固定相位旋转的不均等性,使得搜索呈现规律性。在典型函数优化问题的实验中,所提算法在搜索能力和优化效率两个方面优于普通量子人工蜂群(QABC)算法和单一人工蜂群算法。
    基于GPU的光子映射并行化算法
    贺怀清 孙希栋
    2012, 32(07):  1939-1942.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01939
    摘要 ( )   PDF (657KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对串行情况下光子映射算法速度慢的问题,对光子映射算法并行化进行可行性分析,充分利用图像处理器(GPU)的统一设备计算架构(CUDA)的并行和计算能力,实现光子映射算法的并行化。同时针对算法中光子发射追踪阶段生成GPU线程数与光子数相同的方法的不足以及平均分配方法所造成的资源浪费等,提出线程之间协同工作的方法并采用动态平衡处理,使光子渲染速度提升了将近一倍。实验结果证明了多线程间协同工作及动态平衡相结合方法的有效性。
    离散动态贝叶斯网络推理的编程计算算法
    史建国 高晓光
    2012, 32(07):  1943-1946.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01943
    摘要 ( )   PDF (598KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    离散动态贝叶斯网络是对时间序列进行建模和推理的重要工具,具有广泛的建模应用价值,但是其推理算法还有待进一步完善。针对构离散动态贝叶斯网络的推理算法难以理解、编程计算难、推理速度慢的问题,给出了实现离散动态贝叶斯推理算法的数据结构,推导了进行计算机编程计算的推理算法和编程步骤,并通过实例进行了算理验证。
    人工智能
    面向多模态函数优化的回溯克隆选择算法
    张英杰 毛赐平
    2012, 32(07):  1947-1950.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01947
    摘要 ( )   PDF (567KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对多模态函数优化问题,提出了一种基于回溯机制的改进克隆选择算法——回溯克隆选择算法(BCSA),采用改进回溯机制和记忆库抗体抑制策略,保持了抗体的多样性,以增强算法的全局搜索能力;通过改进动态变异、选择与交叉操作提高算法收敛速度。典型的多模态函数测试结果表明:回溯克隆选择算法具有优良的全局搜索能力和搜索效率。
    基于混沌云模型的粒子群优化算法
    张朝龙 余春日 江善和 刘全金 吴文进 李彦梅
    2012, 32(07):  1951-1954.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01951
    摘要 ( )   PDF (623KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传统粒子群优化(PSO)算法寻优精度不高和易陷入局部收敛区域的缺点,引入混沌算法和云模型算法对PSO算法的进化机制进行优化,提出混沌云模型粒子群优化(CCMPSO)算法。在算法处于收敛状态时将粒子分为优秀粒子和普通粒子,应用云模型算法和优秀粒子对收敛区域局部求精,发掘全局最优位置;应用混沌算法和普通粒子对收敛区域以外空间进行全局寻优,探索全局最优位置。应用特征根法对CCMPSO算法的收敛性进行分析,并通过仿真实验证明,CCMPSO算法的寻优性能优于其他常用PSO算法。
    改进的多移动机器人混合编队方法
    张捍东 黄鹂 岑豫皖
    2012, 32(07):  1955-1957.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01955
    摘要 ( )   PDF (615KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在复杂环境下,针对Leader-Follower法和基于行为法相结合的多机器人混合编队方法配置参数难的问题,引入粒子群优化(PSO)算法,对5种行为参数进行在线优化,进而改进了传统的混合编队方法,使多机器人编队效果更优。同时通过仿真实验结果验证了所提出算法的可行性,且达到了实验预期的优化效果。
    基于混沌序列的多种群入侵杂草算法
    陈欢 周永权 赵光伟
    2012, 32(07):  1958-1961.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01958
    摘要 ( )   PDF (583KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对入侵杂草优化算法存在的早熟现象,提出一种基于混沌序列的多种群入侵杂草优化算法。首先,算法初始化时,利用混沌序列初始化种群提高初始解的质量;其次,在算法迭代过程中,若个体的聚集程度小于阈值时,再次用混沌序列重新初始化种群,使得算法迭代过程中能够有效地跳出局部极小;最后,将杂草种群分为5个种群协同合作,可有效地避免算法早熟现象,提高算法的寻优精度和收敛速度。通过对8个测试函数的测试,结果表明,所提算法获得最优值比基本入侵杂草优化算法精度提高了25%~300%;标准差提高了50%~100%。
    改进的求解旅行商问题的自组织特征映射网络
    周晓蒙 徐小明
    2012, 32(07):  1962-1964.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01962
    摘要 ( )   PDF (471KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    对自组织特征映射(SOM)网络进行改进,要求神经元在训练过程中不仅数目保持不变而且在每次迭代中保持其权的均值与样本数据均值相同。当训练结束时,每一个城市都会对应于一个神经元的标号。此时,可能会出现两个及两个以上的城市对应于一个神经元的情况。为避免这个问题,采用小数标号代替整数标号。此时,每一个城市就对应于一个不同的实数索引标号,从而按照这个索引标号排列城市就得到了一条合理的路径。用此方法对旅行商问题(TSP)实验数据库(TSPLIB)中算例进行计算,实验结果表明所提算法是有效、可行的。
    求解最短路径问题的Lotka-Volterra回复式神经网络模型
    郑伯川 桑永胜
    2012, 32(07):  1965-1968.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01965
    摘要 ( )   PDF (617KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    有向图的最短路径(SP)问题是一个优化问题。通过构造有向图的最短路径问题的能量函数,提出了一种Lotka-Volterra (LV)回复式神经网络(RNN)模型,用于求解有向图的最短路径。当LV神经网络迭代收敛到稳定吸引子时,对应的能量函数也达到其能量最小点。因此,通过稳定吸引子可以获取最短路径。实验结果表明,利用LV神经网络模型可以有效地求解有向图中任意两个顶点之间的最短路径。
    五子棋机器博弈系统评估函数的设计
    张明亮 吴俊 李凡长
    2012, 32(07):  1969-1972.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01969
    摘要 ( )   PDF (841KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对五子棋机器博弈需借助棋型评估棋局产生的速度瓶颈,提出了棋型识别粒度与搜索深度相关联的多层架构评估函数设计方法。实验证实粗颗粒度估值在深层搜索时整体效率更高;多层次判读棋型能明显加快评估速度;走法生成函数引入快速评估,提前进行博弈树自然剪枝收效显著;非关键棋型依据棋局浮动分值平衡搜索深度,对五子棋亦见成效;以及估值函数针对性地延伸评估来减少地平线效应的开销更少;从而表明估值函数动态评估更加合理。
    基于粒计算的K-medoids聚类算法
    马箐 谢娟英
    2012, 32(07):  1973-1977.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01973
    摘要 ( )   PDF (804KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    传统K-medoids聚类算法的聚类结果随初始中心点不同而波动,且计算复杂度较高不适于处理大规模数据集;快速K-medoids聚类算法通过选择合适的初始聚类中心改进了传统K-medoids聚类算法,但是快速K-medoids聚类算法的初始聚类中心有可能位于同一类簇。为克服传统K-medoids聚类算法和快速K-medoids聚类算法的缺陷,提出一种基于粒计算的K-medoids聚类算法。算法引入粒度概念,定义新的样本相似度函数,基于等价关系产生粒子,根据粒子包含样本多少定义粒子密度,选择密度较大的前K个粒子的中心样本点作为K-medoids聚类算法的初始聚类中心,实现K-medoids聚类。UCI机器学习数据库数据集以及随机生成的人工模拟数据集实验测试,证明了基于粒计算的K-medoids聚类算法能得到更好的初始聚类中心,聚类准确率和聚类误差平方和优于传统K-medoids和快速K-medoids聚类算法,具有更稳定的聚类结果,且适用于大规模数据集。
    基于w-距离均值的模糊聚类算法
    张瑞丽 张继福
    2012, 32(07):  1978-1982.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01978
    摘要 ( )   PDF (1026KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对模糊C-均值(FCM)算法易陷入局部最优值以及对聚类中心和噪声数据敏感问题,提出了一种基于w-距离均值的模糊聚类算法。首先根据数据自身的分布规律,依据样本间距离均值思想确定初始聚类中心,并引入了调衡因子w来调节距离均值阈值;其次为每个样本赋予权值,并利用样本权值修改了聚类中心公式和目标函数公式,提高了算法的抗噪性;最后实验结果验证了所提算法可以有效地解决聚类效果往往受初始聚类中心的影响的问题,避免了局部收敛,增强了抗噪性,准确率和效率较高。
    基于小波变换的动态关联规则元规则挖掘方法
    张忠林 许凡
    2012, 32(07):  1983-1986.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01983
    摘要 ( )   PDF (618KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对动态关联规则元规则挖掘中规则预测精度不高的问题,提出了一种把小波变换应用到动态关联规则元规则挖掘中以提高规则预测精度的方法。首先利用Daubechies小波对挖掘出的动态关联规则元规则支持度计数进行变换;其次通过小波变换的多分辨率特点提取出近似部分和细节部分;然后利用两部分进行曲线的误差计算与小波变换分解层次的选择控制,用过滤的近似信号进行逆变换和曲线拟合进而进行规则预测;最后用预测的数据进行验证证明其预测精度达到90%以上。实验结果表明所提方法能更好地反映规则随时间变化的动态信息和变化趋势,从而使动态关联规则挖掘在合理的元规则指导下得到更精确的结果。
    应用于不完整流形的ISOMAP算法
    邵超 张慧娟
    2012, 32(07):  1987-1990.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01987
    摘要 ( )   PDF (643KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    等距特征映射(ISOMAP)算法要求数据位于单一流形之上且具有良好采样,而当数据采样于一个不完整流形时,该算法将会产生“过聚类”问题。为此,提出了一种改进算法——WISOMAP,它采用多维尺度分析(MDS)算法的一个变种——WMDS来降低逼近精度相对较差的多边测地距离在MDS距离保持中的主导作用,使逼近精度相对较好的少边测地距离能够得到更好的保持,从而能在一定程度上缓解“过聚类”问题。实验结果表明WISOMAP算法能更好地对采样于不完整流形的数据进行可视化。
    基于信息系统的确定有限自动机最小化算法
    杨传健 葛浩 姚光顺 王波
    2012, 32(07):  1991-1993.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01991
    摘要 ( )   PDF (587KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    目前,确定有限自动机(DFA)最小化问题多侧重于理论研究,尚无太多便于实现的算法,为此,对确定有限自动机最小化方法进行了研究,提出将DFA转换为信息系统,基于等价类划分方法简化信息系统,再将简化的信息系统转换为最小化DFA;针对上述处理过程,给出一个基于分治思想的DFA最小化算法,在平均情况下该算法的时间复杂度为O(n log n),空间复杂度为O(n)。最后通过实例验证了所提算法的正确性。
    基于双索引的近似子图匹配
    黄云 洪佳明 覃遵跃
    2012, 32(07):  1994-1997.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01994
    摘要 ( )   PDF (612KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    越来越多的大型复杂网络使得图结构的研究变得日益重要,其中近似子图查询备受关注。为了提高查询效率,利用顶点的邻接关系特征为每个顶点建立索引,减少了匹配顶点的数量;并基于结构和标签对大型数据图进行划分,缩小了匹配时的搜索空间。利用离线时建立的双索引,查询时首先利用顶点间的近邻关系判定公式过滤掉大量不满足匹配关系的候选顶点,然后在一定的划分空间中进行边的匹配。真实数据集中的实验表明,与单纯的划分方法或近邻关系索引相比较,双索引机制对于查询的效率和准确率方面均有明显改善。
    信息安全
    基于LZMA和多版本的网页防篡改备份恢复机制
    赵帮 何倩 王勇 姚琳琳
    2012, 32(07):  1998-2002.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.01998
    摘要 ( )   PDF (805KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对当前网页防篡改系统普遍忽略备份恢复的缺陷,提出了一种网页防篡改系统模型,在此模型基础上设计了一个高效安全的网页防篡改异地备份恢复系统。此系统采用多版本控制技术管理备份网页数据,可以根据用户需求恢复不同时期不同版本备份数据。备份数据采用高效的LZMA压缩存储,有效提高了磁盘利用率,采用DES算法加密和文件传输协议(FTP)实现安全的远程存储及传输。最后,系统性能测试说明此系统在不影响Web服务器负载前提下能对Web服务器数据进行有效的备份和恢复,能保证单个被篡改的网页在100ms内恢复,是解决网页篡改问题的一个有效手段。
    自适应的Web攻击异常检测方法
    温凯 郭帆 余敏
    2012, 32(07):  2003-2006.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02003
    摘要 ( )   PDF (788KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传统建模容易引入不可信样本的问题,提出了一种自适应建立基于Web攻击异常检测模型的方法。依据样本中Request-URL的结构特征对样本集进行分类,并利用样本的各属性来构造样本分类子集的离散性函数,其中离散程度值将作为识别正常行为集的依据;在此基础上,使用改进的隐马尔可夫模型(HMM)算法对正常行为样本集进行建模,并利用HMM合并的方法实现检测模型的动态更新。实验结果表明,所提方法建立的模型能够有效地识别出Web攻击请求,并降低检测的误报率。
    对两个基于智能卡的口令认证协议的安全性分析
    薛锋 汪定 王立萍 马春光
    2012, 32(07):  2007-2009.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02007
    摘要 ( )   PDF (706KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    身份认证是确保信息系统安全的重要手段,基于智能卡的口令认证协议由于实用性较强而成为近期研究热点。采用基于场景的攻击技术,对最近新提出的两个基于智能卡的口令认证协议进行了安全性分析。指出“对Liao等身份鉴别方案的分析与改进”(潘春兰,周安民,肖丰霞,等.对Liao等人身份鉴别方案的分析与改进.计算机工程与应用,2010,46(4):110-112)中提出的认证协议无法实现所声称的抗离线口令猜测攻击;指出“基于双线性对的智能卡口令认证改进方案”(邓粟,王晓峰.基于双线性对的智能卡口令认证改进方案.计算机工程,2010,36(18):150-152)中提出的认证协议无法抗拒绝服务(DoS)攻击和内部人员攻击,且口令更新阶段存在设计缺陷。分析结果表明,这两个口令认证协议都存在严重安全缺陷,不适合安全需求较高的应用环境。
    轻量级的无线射频识别安全认证协议
    张顺 陈海进
    2012, 32(07):  2010-2014.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02010
    摘要 ( )   PDF (810KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对现有无线射频识别(RFID)认证协议存在的安全缺陷,提出了一种新的轻量级RFID安全认证协议,并基于GNY逻辑给出了形式化证明。协议采用阅读器双重认证及预认证阶段刷新密钥的方法,通过在标签中添加保护密钥同步的恶意攻击标记Tm,解决了当前协议中存在的可扩展性欠佳、标签密钥更新失败导致位置跟踪和非法更新标签/服务器内部密钥造成拒绝服务(DoS)等问题,可抵抗重传、标签/阅读器假冒和通信量分析等多种恶意攻击,尤其防范来自位置隐私泄露和拒绝服务的安全威胁。分析结果表明,所提协议具有低成本、安全性高、计算复杂度低等特点,适合于标签数目较多的RFID系统。
    标准模型下基于身份的高效环签名
    余婷 赵泽茂 任锡沣
    2012, 32(07):  2015-2017.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02015
    摘要 ( )   PDF (659KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对标准模型下环签名存在的双线性对运算过多和多已知签名存在伪造攻击的问题,提出了一个新的高效高安全环签名方案。在减少公共参数的基础上为每个环成员引入一个包含秘密值的哈希函数,使其达到最强安全要求且具有无条件匿名性。与现有标准模型下基于身份的环签名相比,对于有n个成员的环,签名验证时只需要2次双线性对运算,无需预运算,较大地提高了效率。
    基于低密度奇偶校验编码和混沌系统的图像加密
    赵文博 田小平 吴成茂
    2012, 32(07):  2018-2021.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02018
    摘要 ( )   PDF (792KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为提高图像传输的安全性和可靠性,提出一种结合LDPC编码和混沌系统的图像加密方法。首先,通过奇偶校验码将像素值扩展为10比特,并计算标准差作为混沌映射初值;其次,使用Arnold变换置乱像素位置,并利用Henon映射扩散像素值;最后,从10比特像素值中分离高2比特经LDPC编码实现无差错传输,而其余8比特则为加密结果。实验结果表明,所提方法对密钥及明文敏感性强,具有良好的雪崩效应,能有效抵抗明文和差分等攻击,同时其加密结果具有较强的抗剪切和抗噪声攻击能力。
    典型应用
    P2P TV在线用户的时空分布研究
    姜志宏 王晖 黄兵 李沛 樊鹏翼
    2012, 32(07):  2022-2026.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02022
    摘要 ( )   PDF (879KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对P2P TV在线用户的匿名性和高度动态性,设计和部署了P2P TV爬行器——TVCrawler对主流的大规模P2P IPTV系统进行主动测量,对比研究了不同P2P TV系统中在线人数的时间演化和地理分布规律。首先,对在线用户数量的在时间上的演化规律进行了直观分析,并通过多尺度熵方法研究了在线用户人数时间序列的复杂性;其次,研究了在线用户在地理空间分布上的分布特点和规律,并对用户的地理分布进行了可视化展现;最后还研究了各省级行政区内的频道在线用户与当地经济发展水平的关系,发现二者之间存在较为显著的线性递减关系。
    基于信息数据分析的微博研究综述
    王晶 朱珂 汪斌强
    2012, 32(07):  2027-2029.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02027
    摘要 ( )   PDF (673KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    近年来随着微博信息传播力和组织能力的突显,微博吸引了各类学者的关注。对当前基于信息数据分析的微博研究进行系统梳理,提出微博信息传播三大构件的概念,归纳了此类研究的主要研究内容及方法,总结了国内外围绕微博信息传播三大构件所取得的主要研究成果。最后探讨了未来在微博网络管控方面相关工作。
    绿色网络智能文摘算法研究
    龙珑 邓伟
    2012, 32(07):  2030-2032.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02030
    摘要 ( )   PDF (653KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    随着Internet的迅猛发展,我国网民的数量激增,传统的自动文摘算法无法适应绿色网络提供优质内容并过滤不良内容的社会需求。不同于传统采用统计学习自动文摘算法,提出一种新的基于明确语义的算法,利用基于行为分析的绿色网络系统的云数据采集库和维基百科资源作为知识库建立概念空间,对该空间的词语进行语义解释。最后,实验结果证明,所提方法比传统算法用更少的句子即可以获得更高的信息覆盖率,从而大大缩短系统分析过滤不良内容的时间,提升软件的服务质量。
    融合语素特征的中文褒贬词典构建
    常晓龙 张晖
    2012, 32(07):  2033-2037.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02033
    摘要 ( )   PDF (844KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传统语素方法对于种子词语数量的依赖和传统图方法召回率较低的问题,提出一种将词语间语素关系融入到图模型中,并结合词语同义关系进行中文褒贬词典半监督构建的方法。首先利用语素模型计算词语间语素相似度;然后利用同义词林和双语词典资源,构建词语间同义关系;最后将二种关系结合,并利用标签传播(LP)算法进行词语的褒贬分类。实验结果表明,所提方法具有较高的准确率和召回率,微平均F1值最高可达92.8%;并降低了对种子词语数量的依赖,当种子词语数量仅为100时,微平均F1值依然可达到84.1%。除此之外,所提方法还具有快速收敛的特性。
    面向文本情感分析的商品评价信息检测
    庞海杰
    2012, 32(07):  2038-2040.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02038
    摘要 ( )   PDF (639KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为及时有效地获取商品评价信息,提出了基于评价对象识别的商品评价信息检测方法。首先在中文分词的基础上,依据词性标注结果抽取商品评价信息中的候选评价对象;然后基于规则过滤和共现扩展的方法得到精准评价对象;最后实现了基于评价对象识别的商品评价信息检测方法。实验结果表明,与基本模型相比,提出的商品评价信息检测方法的F-Measure提高了34.8%,证明了充分挖掘商品评价信息中的评价对象可以非常有效地改善检测方法的性能。
    基于依赖关系的模块变更概率度量:一个实验分析
    薛朝栋 杨已彪 周毓明
    2012, 32(07):  2041-2043.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02041
    摘要 ( )   PDF (584KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    模块变更预测对于面向对象软件的开发和维护工作具有重要意义。针对软件的模块变更预测问题,首先在软件类之间依赖关系的基础上提出了一种轻量级的模块变更概率计算方法,然后利用Logistic回归模型对Eclipse 2.0系统进行了实验分析。实验结果表明:一方面,基于依赖关系的模块变更概率度量捕获了与传统面向对象度量不同的信息;另一方面,当与传统的面向对象度量一起使用时,它们能够在统计意义上显著地提高模块变更预测的准确性。
    静息态脑功能网络的社团结构研究
    王艳群 李海芳 郭浩 陈俊杰
    2012, 32(07):  2044-2048.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02044
    摘要 ( )   PDF (815KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了探索人脑的工作机制,提出将社团划分算法应用于人脑功能网络。利用功能磁共振(fMRI)采集28名健康被试静息态脑功能数据,构建了基于时间序列的脑功能网络;根据模块度和网络全连接理论对网络中的边数划定阈值范围,利用层次聚类算法和贪心算法对脑网络进行社团划分,实验结果证明两种算法的划分结果基本一致,验证了人脑功能网络具有模块化结构;进而分析了脑网络社团结构在跨阈值范围内的差异化表现,提出了研究脑功能网络的边数有效阈值范围是180至320条边。挖掘脑网络的社团结构有助于研究脑病变机理,以辅助脑疾病的诊断治疗。
    基于区域收缩的大规模数据库人脸识别
    李朝友 孙济洲
    2012, 32(07):  2049-2052.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02049
    摘要 ( )   PDF (622KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为提高大规模数据库人脸识别的速度和减少内存占用,提出了基于区域收缩的大规模数据库人脸识别方法。把离散余弦变换(DCT)图像压缩技术推广到人脸特征数据库的压缩,对数据库进行多级压缩,生成几个压缩率逐步降低的子数据库。在这些子数据库上,按压缩比由高到低的顺序,逐级进行粗略的人脸识别,根据上一级的识别结果,逐级缩小识别范围。最后,在一个很小的范围内,在原未压缩的数据库上进行精确识别。实验显示,识别时间仅为传统方法的29.2%,内存占用仅为传统方法的10.2%,硬盘资源消耗比传统方法仅多11%,识别率没有显著降低。
    面向健康管理的复杂装备维修模糊聚类
    杜军乐 夏良华 齐伟伟 豆建斌
    2012, 32(07):  2053-2055.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02053
    摘要 ( )   PDF (442KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    科学合理的维修活动是提高装备效能、提升部队战斗力的重要途径。装备复杂化、系统化,对可靠性、维修性、保障性要求越来越高,装备何时维修,采取何种策略,是装备效能发挥的重要前提。从健康管理角度出发,在分析健康状态、故障模式影响以及故障模式发生概率基础上,采取模糊C均值聚类法研究装备维修活动,科学划分维修时机并给出相应维修策略,从而优化装备维修活动,实现装备健康管理(EHM)目标。将所提方法应用于某型装备,并通过Matlab仿真,验证了方法的可行性与合理性,为装备健康管理提供决策依据。
    基于Linux平台的远程数据容灾系统的设计与实现
    苏冠群 陶宏才
    2012, 32(07):  2056-2058.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02056
    摘要 ( )   PDF (491KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对当前远程数据容灾系统效率比较低的缺点,提出并实现一种远程数据容灾系统(RDBRS);通过对Rsync框架进行改进,利用Inotify和快照定位生产系统发生变化的文件并且获取文件增量,同时利用Rsync进行远程数据传输,大大降低了容灾系统对服务器系统资源的占用,减少了网络传输数据量。实验结果表明,在千兆网络环境下平均灾备速度相对于Rsync有了近10MBps的提升,对资金相对不充裕的中小企业具有较高的应用价值。
    精确制导弹药实体及其效应模型设计
    袁辉 王凤山
    2012, 32(07):  2059-2062.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02059
    摘要 ( )   PDF (726KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为解决精确制导弹药作战仿真进程中存在的语义异构、共享薄弱等问题,提出了一种基于本体工程的弹药实体及其效应模型。通过对精确制导弹药及其毁伤效应模型化的系统描述,提出了制导弹药本体的含义要求,给出了制导弹药领域本体的设计思路与构建方案,确立了精确制导弹药领域本体体系;根据制导弹药丰富的领域本体共享基础,工程化设计精确制导弹药仿真模型,并应用于军事工程防护结构抗制导炸弹毁伤效应仿真实验,为实现基于本体的制导弹药实体及效应知识管理奠定了基础。
    雷达信号时频分析的特征提取
    陈雕 张登福 雍霄驹 胡许明
    2012, 32(07):  2063-2065.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02063
    摘要 ( )   PDF (574KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对目前应用时频图像进行雷达信号特征提取时算法复杂度高的问题,提出一种基于矩阵简化的特征提取算法。首先对雷达信号进行非高斯核函数的时频分析,随后直接对时频分布矩阵进行分析处理,通过分析矩阵中各元素的物理意义,提取能量中心点即可得到含有调制类型特征的一维特征向量。仿真结果验证了所提算法的有效性以及在较低信噪比(SNR)条件下仍然能保持较高的正确率。
    基于联合多目标概率密度模型的多目标检测前跟踪算法
    樊玲 张晓玲
    2012, 32(07):  2066-2069.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02066
    摘要 ( )   PDF (537KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对多目标环境下的检测前跟踪问题,提出了基于联合多目标概率密度(JMPD)模型的检测前跟踪(TBD)算法。JMPD模型同时模拟目标数目及其联合状态,采用粒子滤波递归估计JMPD实现目标数目及其状态的估计。仿真实验表明,所提算法在较小的延时检测的情况下,能准确估计目标的出生及消亡,并且航迹跟踪精确稳定,实现了对多个微弱目标的检测及跟踪。
    采用特征空间随机映射的鲁棒性语音识别
    周阿转 俞一彪
    2012, 32(07):  2070-2073.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02070
    摘要 ( )   PDF (731KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对语音识别性能受噪声干扰而显著降低的问题,提出一种采用特征空间随机映射(RP)的鲁棒性语音语音识别方法,并应用于汽车驾驶环境下的语音识别系统。首先,将原始语音特征参数采用随机矩阵线性映射到新的特征空间,使新的特征参数以最大概率保持原始特征之间距离的同时更加接近于高斯分布;然后训练隐马尔可夫模型(HMM),测试时结合多数投票表决方法对初始模式匹配结果进行判决并得到最终语音识别结果。采用日本情报处理学会车载环境下语音识别数据库CENSREC-2进行实验分析,结果表明,随机映射特征使得汽车驾驶环境下的语音识别性能有了很大改善。
    基于声回波抵消两路算法的改进更新逻辑
    王飞 刘畅
    2012, 32(07):  2074-2077.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02074
    摘要 ( )   PDF (582KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    声回波抵消两路算法被广泛用来检测系统双向通话;基于声回波抵消两路算法,提出了一种改进的控制更新逻辑。此更新逻辑通过比较滤波器的回波返回损失(ERLE),判断是否对滤波器进行更新。此改进更新逻辑能正确检测系统双向通话,避免滤波器的错误更新,并提高两路算法的收敛速度,减小存储器资源和计算量。仿真结果证实了此更新逻辑的有效性。
    改进的最小均方自适应滤波算法
    汪成曦 刘以安 张强
    2012, 32(07):  2078-2081.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02078
    摘要 ( )   PDF (629KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传统的固定步长最小均方(LMS)算法应用于雷达杂波自适应滤波器系统存在收敛速度与收敛精确度相矛盾的问题,提出一种新的变步长LMS自适应滤波算法。在其基础步长迭代公式中,通过组合自相关误差与前一步长因子来实时更新迭代下一步长因子的方法,达到具有较快的收敛速度和较小的失调,并且不受已经存在的不相关噪声的干扰的效果。仿真结果表明,所提方法的实验效果与传统固定步长LMS算法及已有算法相比,在收敛速率、收敛精度、抑制噪声方面都有很大的改善,证明所提算法是有效、可行的,且与理论分析一致。
    基于GSM的远程心率监控系统设计
    郑争兵 赵峰
    2012, 32(07):  2082-2084.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02082
    摘要 ( )   PDF (487KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    根据人体心电信号特征,提出了一种基于全球移动通信系统(GSM)的无线心率监控系统。系统由采集终端和监控终端组成。采集终端采用光电脉搏传感器HKG-07B对人体的脉搏信号进行采集,调理后输出的信号由单片机SPCE061A完成数据计算、存储、显示和语音播报功能。根据计算得到的心率值,通过TC35I模块以短消息的方式向监控终端完成远程报警。实验测试结果表明:系统采集的心率数据精度满足性能要求,并且能够实现实时的无线心率监控。
2022年 42卷 8期
刊出日期: 2022-08-10
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