当期目录

    2013年 第33卷 第05期 刊出日期:2013-05-01
    网络与通信
    ISHSN:一种异构传感网融合系统
    陈金凯 曹剑炜 陈庆奎
    2013, 33(05):  1191-1193.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01191
    摘要 ( )   PDF (631KB) ( )  
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    针对异构传感网导致的系统融合问题,提出了一种异构传感网融合系统(ISHSN)。ISHSN由物联网关和接入代理构成,物联网关对于上行数据进行同一化转换,对于下行控制命令按照目的传感网控制协议进行转换;接入代理进行数据汇集、链路合并以及命令转发,并且运用基于历史增量信息预测的接入代理调度算法,有效分散传感网接入负载。实验表明ISHSN在异构传感网数据汇集以及传感网控制方面具有良好的可扩展性和可用性。
    基于无冲突哈希表和多比特树的两级IPv6路由查找算法
    杜飞 董治国 苗琳 庹宇鹏
    2013, 33(05):  1194-1202.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01194
    摘要 ( )   PDF (613KB) ( )  
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    为了提高IPv6的路由查找效率,根据IPv6路由前缀分布规律和前缀层次关系,提出了基于无冲突哈希表和多比特树的两级IPv6路由查找算法。该算法将地址前缀划分区间并按长度为32,40,48比特分别存储于3个哈希表中,剩下不足的前缀比特由多比特树存储,IPv6路由查找时在无冲突哈希表和多比特树中两级查找。实验表明,该查找算法的平均查找路径数为1.0~1.7,适用于高速的IPv6路由查找。
    基于分布式哈希表的协作式Web服务组合
    陈曦 曾华燊 吴涛
    2013, 33(05):  1197-1202.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01197
    摘要 ( )   PDF (994KB) ( )  
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    集中式的基于案例推理(CBR)应用于感知服务质量(QoS)的Web服务组合时,面临信息维护量大、节点负载高、中心失效等问题。为解决上述问题,提出了基于分布式哈希表(DHT)的协作式Web服务组合方法COCO,利用哈希函数和空间填充曲线(SFC)将组合服务的工作流和服务质量映射为一维数据键,并利用底层DHT Overlay以Peer-to-Peer的方式查询满足用户请求的已知组合服务,一次成功查询可获得同时满足功能性要求和非功能性要求的组合服务。实验结果表明,COCO在查询时延和查询命中率方面均有较好性能,适用于大规模网络计算环境。
    时隙ALOHA二进制指数回退算法
    方飞 毛玉明
    2013, 33(05):  1203-1207.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01203
    摘要 ( )   PDF (778KB) ( )  
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    时隙ALOHA由于简单而被广泛应用于无线通信中,但时隙ALOHA本质上是不稳定的,各种控制算法被应用以保证系统的稳定吞吐量。在建立二进制指数回退(BEB)算法的马尔可夫模型基础上,分析了系统的稳定性调节过程。数值计算和仿真测试表明二进制指数回退算法能够保证系统的稳定性,且当节点数在一定范围内时能获得时隙ALOHA的理论极限吞吐量。比较了二进制指数回退算法与伪贝叶斯算法在平均吞吐量的性能差异,结果表明,BEB算法受窗口值的影响,当用户数较大(大于128)或较小(小于32)时,吞吐量均较伪贝叶斯算法低。
    基于信任机制的水下传感器网络节点安全定位算法
    张尧 金志刚 罗咏梅 杜秀娟
    2013, 33(05):  1208-1211.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01208
    摘要 ( )   PDF (637KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了及时检测出水下传感器网络(UWSN)定位系统中的恶意锚节点,提出一种基于信任机制的节点安全定位算法。算法结合簇结构和信任机制,根据锚节点提供的位置信息采用Beta分布作出初步信任评价,并可根据需要调整信任更新权重。为了降低了水声信道的不稳定性对信任评价过程的影响,同时识别恶意锚节点的信任欺骗行为,提出信任过滤机制 (TFM),对直接信任值进行差异量化,由簇头节点决定各锚节点是否可信。仿真结果表明所提算法适用于水下传感器网络,并且能够及时识别恶意锚节点,在定位系统的精确度和安全性方面都有很大提升。
    机会社会网络中基于社区的消息传输算法
    刘亚翃 高媛 乔晋龙 谭春花
    2013, 33(05):  1212-1216.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01212
    摘要 ( )   PDF (800KB) ( )  
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    针对机会网络中的主流转发协议未考虑到节点移动社会性的问题,提出一种基于副本限制和人类社会特性的路由算法。该算法根据节点间的社会关系强度,动态自适应地将节点划分为不同的社区,通过限制消息副本数来减少网络中消息的冗余,并利用活跃性高的节点带动消息的转发和传递。仿真结果表明,该协议能够保证较高的消息传输成功率和相对较低的传输时延,降低网络的资源消耗。
    基于数据流分析的网络协议逆向解析技术
    戴理 舒辉 黄荷洁
    2013, 33(05):  1217-1221.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01217
    摘要 ( )   PDF (825KB) ( )  
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    对未知网络协议进行逆向解析在网络安全应用中具有重要的意义。现有的协议逆向解析方法大都存在无法处理加密协议和无法获取协议字段语义信息的问题。针对这一问题,提出并实现了一种基于数据流分析的网络协议解析技术。该技术依托动态二进制插桩平台Pin下编写的数据流记录插件,以基于数据关联性分析的数据流跟踪技术为基础,对软件使用的网络通信协议进行解析,获取协议的格式信息,以及各个协议字段的语义。实验结果证明,该技术能够正确解析出软件通信的协议格式,并提取出各个字段所对应的程序行为语义,尤其对于加密协议有不错的解析效果,达到了解析网络协议的目的。
    改进模糊自回归模型在预测网络接通率中的应用
    申晨 孙永雄 黄丽平 刘李蓬 李树秋
    2013, 33(05):  1222-1229.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01222
    摘要 ( )   PDF (582KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对通信网络中性能指标预测的需要,提出了基于改进的模糊自回归模型的接通率预测方法,研究了拟合度门限自适应的模糊自回归模型。将中值滤波应用于模糊自回归模型的数据预处理中,在此基础上,针对部分应用拟合度门限不明确的特点,将拟合度门限计算式加入预测模型中,实现模型拟合度门限的自适应。仿真实验表明:基于Fuzzy AR模型的预测方法可以用于对接通率的预测,预测结果拟合度较高。
    协作多小区正交频分复用系统联合信道估计扩展算法
    陈亦鲜 王渊
    2013, 33(05):  1225-1229.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01225
    摘要 ( )   PDF (752KB) ( )  
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    多小区联合信道估计(MC-JCE)是多小区协作联合处理技术实用化的基础,然而现有MC-JCE算法需满足各小区信道功率延迟谱(PDP)相同且已知的条件。针对这一不足基于协作多小区正交频分复(OFDM)系统框架首先探讨在多小区信道PDP存在差异但已知条件下多小区联合信道估计的扩展算法(MC-eJCE),进而提出未知该信息条件下多小区联合信道估计的修正算法(MC-mJCE),同时为降低算法运算复杂度并获得信道估计最小的均方误差(MSE)。采用梳状导频最优导频设计,推导了以上MC-JCE算法的克拉美罗界(CRB)。仿真显示在多小区信道PDP存在差异条件下所提MC-eJCE和MC-mJCE算法都具有良好MSE性能,而基于以上算法信道估计的空频块码(SFBC)协作联合传输也具有良好误码率(BER)性能。
    基于熵测度的跳频信号谱图分析
    郭建涛 王林
    2013, 33(05):  1230-1236.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01230
    摘要 ( )   PDF (594KB) ( )  
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    为了有效分析跳频信号并估计其参数,依据跳频信号谱图和Wigner-Ville分布(WVD)的特征分析,提出了一种自适应跳频信号时频分析方法。该方法依据熵测度进行谱图窗函数宽度选择,获取优化的跳频信号谱图表示。理论分析和仿真结果表明,基于熵测度的谱图分析方法能够在大于0dB的高斯白噪声环境下,给出跳频周期参数的准确估计;与平滑伪Wigner分布及其自适应方法相比,该方法能够在较低信噪比下有效降低参数估计的方差,提高参数估计的准确性;同时对于长观测信号,具有更快的运算速度。
    基于非线性主成分分析的自适应变步长盲源分离算法
    辜方林 张杭 李伦辉
    2013, 33(05):  1233-1236.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01233
    摘要 ( )   PDF (591KB) ( )  
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    算法的迭代步长对于算法的收敛性能有着重要影响。针对固定步长的非线性主成分分析(NPCA)算法不能兼顾收敛速度和估计精度的情形,提出基于梯度的自适应变步长NPCA算法和最优变步长NPCA算法两种自适应变步长算法来改善其收敛性能。特别地,最优变步长NPCA算法通过对代价函数进行一阶线性近似表示,从而计算出当前的最优迭代步长。该算法的迭代步长随估计误差的变化而变化,估计误差大,迭代步长相应大,反之亦然;且不需要人工设置任何参数。仿真结果表明,当算法的估计精度相同时,与固定步长NPCA算法相比,两种自适应变步长NPCA算法相对固定步长NPCA算法都具有更好的收敛速度或跟踪性能,且最优变步长NPCA算法的性能优于基于梯度的自适应变步长NPCA算法。
    基于加权因子非线性变化的改进加权多模盲均衡算法
    张艳萍 崔伟轩
    2013, 33(05):  1237-1240.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01237
    摘要 ( )   PDF (598KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提高加权多模算法的盲均衡性能,提出基于加权因子非线性变化的改进加权多模盲均衡算法。新算法构造了均方误差和加权因子的非线性函数关系,提高了收敛速度,增强了算法对不同信噪比的适应能力。在算法收敛过程中,加权因子的值随着均方误差的减小逐渐增大,从而动态地调整算法的模值,使得误差模型越来越精确地匹配信号星座图,达到降低稳态均方误差的目的。理论分析和仿真结果表明,提出的算法降低了稳态均方误差,提高了收敛速度。
    实值化的修正传播算子测向算法
    黄光亚 邓小飞 梁平元
    2013, 33(05):  1241-1243.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01241
    摘要 ( )   PDF (429KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对修正传播算子测向算法运算量大的问题,提出了实值化的修正传播算子算法。本算法利用酉变换将修正的传播算子变换成实矩阵,通过实值化的谱峰搜索取得了降低运算量的效果,并且保持了与修正传播算子算法一致的测向性能。最后,通过仿真比较了实值化的修正传播算子算法、修正传播算子算法、传播算子算法及多重信号分类算法的性能,验证了本算法在运算量和测向性能方面的优越性。
    认知无线电中一种改进的两步协作感知算法
    刘洋 季薇
    2013, 33(05):  1244-1247.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01244
    摘要 ( )   PDF (608KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对同时使用硬合并和软合并的两步协作频谱感知方法在第二步的软融合时仍需向融合中心发送大量不必要数据的问题,引入了接收信噪比估计,提出了一种改进的两步协作感知算法。改进算法在低信噪比情况下使用传统的两步协作检测提升检测性能,在较高信噪比情况下则采用硬融合策略来减少发往融合中心的信息量。仿真结果表明,改进算法和传统的两步协作检测算法相比,能在几乎不损失检测性能的情况下,显著减少不必要的数据传送。
    智能电表的数据抄读新方法
    曹时伟 朱青 刘宏立
    2013, 33(05):  1248-1254.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01248
    摘要 ( )   PDF (577KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    智能电表大多采用MODBUS协议或者645协议进行通信,通信速率不高,这对于智能电表大量数据的传输不方便。提出基于PROFIBUS的智能电表数据抄读方法及系统,此系统包括基于PROFIBUS通信的主站——可编程逻辑控制器(PLC)和从站,主站和从站是基于PROFIBUS总线通信连接的,主站由西门子PLC/CP5611网卡和STEP 7编程软件、WINCC监控软件等组成,从站为具有PROFIBUS模块的智能电表;该PROFIBUS模块与智能电表中的微控制单元(MCU)进行连接,作为智能电表的一部分。这种基于PROFIBUS的智能电表数据抄读方法及系统易于实施,数据传输快,且通信速率可以达到12Mb/s。
    面向高效率视频编码标准的快速码率控制算法
    吴敏 公衍超 杨楷芳
    2013, 33(05):  1251-1254.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01251
    摘要 ( )   PDF (517KB) ( )  
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    在详细分析高效率视频编码标准HEVC现有码率控制算法JCTVC-H0213的基础上,提出了一种快速有效的改进算法。该算法根据前一帧的目标比特和实际比特的比值来确定当前帧量化参数。在恒定比特率情况下将该算法与JCTVC-H0213进行比较,实验结果表明该算法对于大部分内容特性序列峰值信噪比变化值提高2.4dB以上,达到了很好的码率控制效果;并且该算法非常简单,适用于实时的码率控制应用。
    序列捕获的序列核变换方法
    田竹梅 吉江 任国凤 李海霞
    2013, 33(05):  1255-1259.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01255
    摘要 ( )   PDF (781KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在序列扩频、加扰通信系统中,通常采用连续接收信号并进行滑动相关运算的方法,通过搜索相关峰进行序列捕获,需要接收多个完整周期的序列。随着序列周期的加大,一方面需要花费大量的接收端存储资源,另一方面,相关运算的计算开销会呈指数增长,导致很难实时捕获长周期序列。为解决这一问题,提出了一种序列核变换方法,变换后的每个元素均包含有完整的序列信息,实现了序列信息压缩。然后,基于该变换方法将捕获过程分为序列检测和序列捕获两个阶段,只在检测到目标序列后才开始捕获,进一步降低了计算开销。理论分析和仿真验证表明,算法通过牺牲部分低信噪比环境下的捕获成功率换取了计算资源的大量减少,算法可在一个序列周期内快速捕获不同周期的m序列,并且所节省的计算资源随序列周期变大而增多。
    先进计算
    基于图的分布式并行基因编程模型
    鲁强 钟伟 王智广
    2013, 33(05):  1260-1266.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01260
    摘要 ( )   PDF (1093KB) ( )  
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    基因编程(GP)算法具有天然的并行性,因此出现了并行分布式GP模型,如主从模型、岛屿模型和网格模型等。但是实现这些分布式模型的算法过程复杂,不具有可重用性,很难依据不同拓扑结构来快速实现大规模的GP计算。针对这些缺点,提出了基于图的并行分布式GP模型,形式化地描述了图中的各种GP操作,使其能够支持不同拓扑结构的GP分布式并行计算。经过实验测试,该模型能够实现上述三种GP模型,并具有稳定、高效、易实现的特点。
    云计算环境中结构化文档形式化建模
    熊金波 姚志强 金彪
    2013, 33(05):  1267-1270.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01267
    摘要 ( )   PDF (646KB) ( )  
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    结构化文档是云计算环境中实现信息交互与传播的载体,针对已有研究工作缺乏能够描述这种载体的结构化文档模型的问题,在深入分析云计算环境中结构化文档特征的基础上,对文档元素、原子文档元素、连接、文档片段、复杂文档元素等进行形式化定义,建立能够满足这种特征的结构化文档形式化模型。最后,指出云计算环境中结构化文档进一步的研究方向。
    基于架构负载感知的虚拟机聚簇部署算法
    王光波 马自堂 孙磊 吴乐
    2013, 33(05):  1271-1288.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01271
    摘要 ( )   PDF (855KB) ( )  
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    针对云计算中虚拟机部署问题,提出了一种基于架构负载感知的虚拟机聚簇部署算法。首先计算云数据中心各层架构的负载,并在架构内对主机进行聚簇。虚拟机进行部署时,先按照相应的规则进行虚拟机间的聚簇,并优先选择负载较低的架构进行部署,架构选择后,进行虚拟机簇与主机簇的匹配以选择最优的主机簇进行部署。最后通过CloudSim进行仿真验证,将其与贪婪算法及基于架构负载感知的基本部署算法进行比较,证明了算法在部署时间方面有明显的优越性,并提高了网络资源的利用率。
    基于移动Agent的移动云计算系统构建方法
    王素贞 杜治娟
    2013, 33(05):  1276-1280.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01276
    摘要 ( )   PDF (807KB) ( )  
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    针对移动云计算面临的一系列问题,如应用程序在网络上迁移问题、远程设备上执行时的网络延迟和非持续连接问题、跨云服务问题以及安全风险和隐私问题,提出了一种基于移动Agent范型的移动云计算架构,其中,在应用程序迁移中引入断点保存思想和事件重播机制,在移动Agent协同过程中使用优化过的合同网协议,利用移动Agent交换密钥进行身份认证。用有色嵌套Petri网描述了此架构的执行流程,并在此基础上设计了移动电子图书销售系统。
    基于主曲线的多输入多输出支持向量机算法
    毛文涛 赵胜杰 张俊娜
    2013, 33(05):  1281-1293.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01281
    摘要 ( )   PDF (761KB) ( )  
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    针对传统多输入多输出(MIMO)支持向量机(SVM)没有考虑多个输出端之间依赖关系的问题,提出了一种新的基于主曲线的MIMO SVM算法。该算法基于所有输出端的模型参数位于一个流形上的假设,首先在现有的多维支持向量回归机(M-SVR)的基础上,构建一个流形正则化的优化目标,其中正则项为输出端模型参数到通过所有参数集合中间的主曲线的投影距离;其次,由于该优化目标为非凸,采用交替优化的方法,交替计算模型参数和参数集合的主曲线,直至收敛。采用仿真数据和实际的载荷识别工程数据进行验证,结果表明,与M-SVR和SVM单独建模方法相比,该算法可有效提高预测精度和数值稳定性。
    基于聚类和微粒群优化的基因选择新方法
    杨善秀 韩飞 关健
    2013, 33(05):  1285-1288.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01285
    摘要 ( )   PDF (647KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    鉴于传统的基因选择方法会选出大量冗余基因从而导致较低的样本预测准确率,提出一种基于聚类和微粒群优化的基因选择算法。首先采用聚类算法将基因分成固定数目的簇;然后,采用极限学习机作为分类器进行簇中的特征基因分类性能评价,得到一个备选基因库;最后,采用基于微粒群优化和极限学习机的缠绕法从备选基因库中选择具有最大分类率、最小数目的基因子集。所选出的基因具有良好的分类性能。在两个公开的微阵列数据集上的实验结果表明,相对于一些经典的方法,新方法能够以较少的基因获得更高的分类性能。
    基于多面体包含的非线性混成系统可达性分析
    邹进 林望 罗勇 曾振柄
    2013, 33(05):  1289-1293.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01289
    摘要 ( )   PDF (732KB) ( )  
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    针对一类非线性混成系统的可达性问题,提出了一种基于多面体包含的分析方法。首先介绍了混成系统及其可达性,讨论了如何应用多面体包含对多项式混成系统进行线性近似,并采用量词消去和非线性优化方法来构造相应的线性混成系统,然后运用验证工具SpaceEx求得原非线性混成系统的过近似可达集,并应用于验证系统的安全性。
    人工智能
    公理化设计框架下产品设计知识重用的关键技术
    杨杰 陈雪兆
    2013, 33(05):  1294-1312.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01294
    摘要 ( )   PDF (779KB) ( )  
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    针对具有层次性、多属性特点的复杂产品设计过程,对公理化设计框架下的产品设计重用技术进行了研究。通过建立公理化设计框架将复杂产品设计过程进行分解,形成产品设计的需求域、功能域、结构域与工艺域的Z形映射关系,提出一种基于实例的综合考虑设计域间和域内设计信息的知识重用方法,采用基于相似度的知识重用检索算法,获得符合设计要求的最佳重用对象,并以实例进行了验证。
    基于生物刺激神经网络的多机器人编队方法
    仰晓芳 倪建军
    2013, 33(05):  1298-1304.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01298
    摘要 ( )   PDF (566KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    多机器人编队控制是多机器人协作领域的重要研究内容之一,如何实现多机器人朝同一目标移动的同时保持队形是多机器人编队的一个热点和难点问题。针对这一问题,提出一种新的基于生物刺激神经网络的多机器人动态编队方法,采用基于leader-referenced编队模型实时计算各机器人的虚拟目标位置,利用生物刺激神经网络进行机器人导航。最后进行仿真实验,实验结果表明该方法在实现多机器人实时避障并保持队形的同时,朝同一目标移动,而且可以很快实现队形变换,具有较好的实时性和灵活性。
    基于分层Option的仿人机器人相似性关键姿势转换
    柯文德 彭志平 陈珂 项顺伯
    2013, 33(05):  1301-1304.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01301
    摘要 ( )   PDF (630KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对运动捕获系统获取的人体运动轨迹固定、难以实现仿人机器人关键姿势转换问题,提出了一种基于分层Option学习的仿人机器人关键姿势相似性转换方法。构建多级关键姿势树状结构,从关节相似差异、时刻整体相似差异、周期整体相似差异等角度描述了关键姿势差异,引入分层强化Option学习方法,建立关键姿势与Option行为集,由关键姿势差异的累计奖励将SMDP-Q方法逼近最优Option值函数,实现了关键姿势的转换。实验验证了方法的有效性。
    基于社会学习机制的改进人工鱼群算法
    郑延斌 刘晶晶 王宁
    2013, 33(05):  1305-1329.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01305
    摘要 ( )   PDF (588KB) ( )  
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    针对人工鱼群算法后期搜索速度慢、不易得到精确解等问题,结合社会学习机制提出一种改进算法。当人工鱼群算法进行到优化后期时,使用群体社会学习机制中的趋同和趋异行为进行寻优。两种行为搜索速度快,寻优精度高,且趋异现象提高了群体的多样性,增强了跳出局部极值的能力,在一定程度上改善了原算法的搜索性能。仿真实验结果表明了改进算法的可行性和有效性。
    具有快速收敛和自适应逃逸功能的粒子群优化算法
    史小露 孙辉 李俊 朱德刚
    2013, 33(05):  1308-1312.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01308
    摘要 ( )   PDF (722KB) ( )  
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    为了克服标准粒子群优化算法(PSO)后期收敛速度慢、容易陷入局部最优等缺点,借鉴人工蜂群算法的思想,提出了一种提高收敛速度并且带有自适应逃逸功能的粒子群优化算法(FAPSO)。算法中每进化一次粒子搜索两次:一次全局搜索,一次局部搜索。当粒子陷入局部最优时,通过逃逸功能使粒子重新搜索。8个经典基准测试函数仿真结果表明,改进的粒子群优化算法在收敛速度和寻优精度上均有提高,相对于目前常用的改进粒子群优化算法如CLPSO等,t检验结果说明,新算法具有明显的优势。
    自适应混沌果蝇优化算法
    韩俊英 刘成忠
    2013, 33(05):  1313-1333.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01313
    摘要 ( )   PDF (727KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    本文针对基本果蝇优化算法(FOA)寻优精度不高和易陷入局部最优的缺点,融入混沌算法对果蝇优化算法的进化机制进行优化,提出自适应混沌果蝇优化算法(ACFOA)。在算法处于收敛状态时,应用混沌算法进行全局寻优,从而跳出局部极值而继续优化。对几种经典测试函数的仿真结果表明,ACFOA算法具有更好的全局搜索能力,在收敛速度、收敛可靠性及收敛精度上均比基本FOA算法有较大的提高。
    改进的万有引力搜索算法在函数优化中的应用
    张维平 任雪飞 李国强 牛培峰
    2013, 33(05):  1317-1320.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01317
    摘要 ( )   PDF (606KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    万有引力搜索算法应用于函数优化问题时易陷入局部最优解且优化精度不高。针对这些问题,提出了一种改进的万有引力搜索算法。该算法通过引入反向学习策略、精英策略和边界变异策略,显著地提高了万有引力搜索算法中粒子的探索能力与开发能力,获得了较强的全局优化能力和局部优化能力。通过对6个非线性基准函数进行仿真实验,结果表明:与基本的万有引力搜索算法、加权的万有引力搜索算法和人工蜂群算法相比,改进的万有引力搜索算法在求解复杂函数的优化问题时具有更好的优化性能。
    支持向量机的混合核函数参数优选方法
    耿俊豹 孙林凯 陈是学
    2013, 33(05):  1321-1356.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01321
    摘要 ( )   PDF (600KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对支持向量机中混合核函数参数的选取还没有一套完整的理论支撑,提出基于蚁群算法和循环交叉验证法的参数优选方法。以平均加权误差作为不同参数下支持向量机预测效果的评价指标,采用循环交叉验证法计算平均加权误差。采用蚁群算法来提高混合核函数参数优化效率,减少计算工作量。通过在某型飞机机体研制费用预测中的应用,显示基于最优参数下混合核函数的支持向量机的预测误差最小,表明该参数优选方法能够提高预测精度。
    数据库技术
    空间方向关系形式化描述研究进展
    王淼 李松阳
    2013, 33(05):  1324-1329.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01324
    摘要 ( )   PDF (1051KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    空间方向关系的表示与建模作为空间方向关系领域的一个基础性问题,近年来逐渐成为地理信息系统、空间数据库和人工智能等领域研究的热点和难点并取得了一系列研究成果。从二维空间精确对象方向关系模型、三维空间对象方向关系模型、模糊空间方向关系模型等几个方面全面地综述了空间方向关系形式化描述的研究进展, 并对各种模型进行了对比与分析,指出了它们的优势与不足。最后明确指出三维空间方向关系和模糊空间方向关系建模是未来工作的重点,特别是三维模糊对象方向关系的研究是未来空间方向关系研究的重中之重,并指出进一步研究中几个迫切需要解决的关键问题。
    基于广义内容概率潜在语义分析模型的推荐
    张伟 黄炜 夏利民
    2013, 33(05):  1330-1333.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01330
    摘要 ( )   PDF (587KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对推荐系统中存在新项目及准确性难以把握等问题,提出一种基于广义内容概率潜在语义模型的推荐方法。该方法以概率潜在语义模型为基础,引入两组潜在变量及项目特征来建立广义内容概率潜在语义模型。该模型中两组潜在变量分别表示用户群体和项目群体,项目特征根据实际情况以特征词的形式进行表示,且通过不对称学习算法完成未知参数的训练及预测。利用三个不同的数据集对所提方法进行实验验证,结果表明该方法具有良好的项目推荐品质。
    基于特征词的垃圾短信分类器模型
    张永军 刘金岭
    2013, 33(05):  1334-1337.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01334
    摘要 ( )   PDF (575KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对垃圾短信分类问题,提出一种计算词分类权重的方法,并以此为基础通过降维来得到分类特征词集合。提出了短信分类隶属度概念,通过计算短信分类隶属度和分类隶属度密度的方法来实现分类。为了提高分类的准确性,还对特征词进行了分类权重的迭代学习,从而保证了词分类权重取值的合理性。实验结果表明,该分类模型具有良好的分类效果和较低的时间复杂度。
    基于样本权重的出租车聚集区识别算法
    姬波 叶阳东 卢红星
    2013, 33(05):  1338-1342.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01338
    摘要 ( )   PDF (732KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    聚类技术可以用于对具有动态、随机和异步并发特性的出租车对象进行分类。但是,现有的聚类技术认为每个出租车样本对聚类的贡献相同,没有考虑到不同样本的不同影响,这在一定程度上影响了聚类的精度。提出了一种基于样本权重的出租车聚集区识别算法——SFTA_IB算法,算法引入了样本权重来充分反映不同样本的贡献度。在此基础上,将出租车视为原变量X,出租车坐标数据视为相关变量Y,目标是寻求压缩变量T,在T中最大化保留相关变量的信息。实验表明,SFTA_IB算法可以准确识别目标样本周边的出租车聚集区,针对性地指导目标出租车个体的巡游线路,提高乘客搜寻效率。
    信息安全
    无人值守WSN中基于中国剩余定理的可靠数据生存方案
    韩明军 熊焰 陆琦玮 龚旭东 刘涛
    2013, 33(05):  1343-1346.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01343
    摘要 ( )   PDF (683KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    无人值守无线传感器网络(UWSN)通常部署在环境恶劣或敌对环境中,在静态汇聚节点(或基站)部署困难的情况下,感知节点无法完成感知信息的实时汇聚传输,需暂时维持感知数据的生存状态。为了增强数据生存的概率,提高感知数据的抗损坏、擦除和篡改能力,重点研究无人值守无线传感器网络中的数据加密生存问题,提出了一种基于中国剩余定理(CRT)多等级秘密共享的可靠数据生存方案。基于网络中节点的信誉模型,设计了节点权重密钥存储机制,增强了数据加密密钥分割存储的有效性,并结合基于中国剩余定理的秘密共享机制,提升了原有数据加密分发和恢复过程的效率。此外,还讨论了基于中国剩余定理的秘密共享方案具有的良好同态性质,并依此设计了子密钥组合运算方案,提高了数据加密生存方案中子密钥运算的安全性,进一步确保了数据生存方案的安全、可靠。
    基于非零和攻防博弈模型的主动防御策略选取方法
    陈永强 付钰 吴晓平
    2013, 33(05):  1347-1352.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01347
    摘要 ( )   PDF (595KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对现实网络攻防环境中防御措施的滞后性以及攻防对抗过程中双方收益不完全相等的问题,提出一种基于非零和博弈的主动防御策略选取方法。首先依据攻击者与系统的博弈关系,结合网络安全问题实际情况提出网络安全博弈图;其次在此基础上给出一种基于非零和博弈的网络攻防博弈模型,结合主机重要度以及防御措施成功率计算单一安全属性攻防收益值,进而根据攻防意图对整体攻防收益进行量化;最后通过分析纳什均衡得到最优主动防御策略。实例验证了该方法在攻击行为预测和主动防御策略选取方面的有效性和可行性。
    基于Hash函数的移动射频识别互认证安全协议设计
    刘鹏 张昌宏 欧庆于
    2013, 33(05):  1350-1352.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01350
    摘要 ( )   PDF (483KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为解决移动射频识别(RFID)中阅读器与后端服务器分离所产生的安全问题,设计出一种基于Hash的轻量级认证协议,在无线通信环境下利用Hash的单向性实现标签、阅读器和后端服务器之间三方的互相认证,防止重放攻击、非法读取、位置跟踪等一系列安全问题的发生;并将计算的主要成本转移到后端服务器,减小大规模应用标签的开支。对协议进行GNY逻辑推理,证明其安全性足够满足应用的要求。
    独立网络中新的双方密钥协商协议
    李海峰 蓝才会 左为平 马海云
    2013, 33(05):  1353-1356.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01353
    摘要 ( )   PDF (603KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    现有的密钥协商协议大多研究同一密钥生成中心(KGC)下的安全会话,即参与者的参数都由同一KGC提供。为了实现处于不同KGC中的参与者的安全会话,采用椭圆曲线设计方案提出了一种新的基于身份的双方认证密钥协商协议,新协议实现了两个具有独立参数的KGC中参与者的安全密钥协商。还利用改进的Blake-Wilson模型对新协议的安全性进行了严格的形式化证明。通过分析表明该新协议不但具有足够的安全性,而且还具备计算量小、效率高的特点,因而,可用于对能耗要求高的轻量级设备中。
    基于量子进化算法的网络入侵检测特征选择
    张宗飞
    2013, 33(05):  1357-1361.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01357
    摘要 ( )   PDF (771KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对当前网络入侵检测中普遍存在检测速度较慢的缺陷,提出了一种新的网络入侵检测特征选择方法。该方法将量子进化算法应用于网络入侵检测的特征选择,从网络连接的原始特征属性中选出一组有效的特征用于入侵检测,以提高检测效率。首先以增强寻优性能为目标改进了量子进化算法,基于特征属性的Fisher比构造了特征子集的评价函数,然后按照量子进化算法的流程设计了网络入侵检测特征选择算法。通过KDD99样本数据集的实验,表明算法是有效的,既保证了入侵检测的分类性能,也提高了入侵检测的效率。
    基于Kademlia协议的高生存性P2P僵尸网络
    朱俊虎 李鹤帅 王清贤 邱菡
    2013, 33(05):  1362-1377.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01362
    摘要 ( )   PDF (1018KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提高僵尸网络的生存能力,通过对现有反僵尸网络技术的分析,从攻击者角度提出了一种基于Kademlia协议的高生存性P2P僵尸网络,通过设计一套通信加密认证和节点身份认证机制提高了僵尸网络的生存能力,理论分析表明该机制可以较为有效地应对伪造命令攻击和女巫攻击,并通过实验证明了新型僵尸网络的高生存性。
    基于Partial MAX-SAT求解法的RBAC授权查询方法
    孙伟 李艳灵 鲁骏
    2013, 33(05):  1367-1390.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01367
    摘要 ( )   PDF (724KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为保证系统的安全性并体现授权的有效性,结合部分最大可满足性问题(Partial MAX-SAT)的研究,提出一种基于Partial MAX-SAT求解法的授权查询方法。使用转换规则将静态授权逻辑和动态互斥角色约束转化为严格子句,采用子句更新算法将满足不同匹配的请求权限转化为松弛子句,并利用子句编码及递归算法寻求真值指派,以满足所有严格子句和尽可能多的松弛子句。实验结果表明,该方法搜索的角色组合能够保证系统的安全性,并满足最小权限分配要求,且最大、精确匹配请求的查询效率优于MAX-SAT求解法。
    基于混沌和脆弱水印的图像篡改检测算法
    刘敏 陈志刚 邓小鸿
    2013, 33(05):  1371-1373.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01371
    摘要 ( )   PDF (577KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对现有基于脆弱水印方法的不足,提出了一种新的结合混沌系统和脆弱水印的图像篡改检测算法。算法首先利用Arnold cat映射对原始图像进行k次置乱,然后选取置乱图像的最低有效位(LSB)平面作为水印嵌入位置,实际嵌入的水印由Logistic混沌映射产生的随机二进制序列与原始水印异或得到,通过LSB替换算法嵌入。最后对LSB替换后图像进行T-k次的Arnold cat映射得到水印图像。实验结果表明,混沌系统的引入大大增强了脆弱水印的安全性;另外,针对不同种类的攻击,算法具有良好的篡改检测和定位精确性。
    四素数RSA数字签名算法的研究与实现
    肖振久 胡驰 陈虹
    2013, 33(05):  1374-1377.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01374
    摘要 ( )   PDF (629KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    RSA算法中模数和运算效率之间一直存在矛盾,目前一些认证机构已采用模数为2048bit的RSA签名方法,这必然会影响签名效率。针对这一问题,提出四素数CRT-RSA签名算法,并使用安全杂凑函数SHA512来生成消息摘要,采用中国剩余定理结合Montgomery模乘来优化大数的模幂运算。通过安全性分析和仿真实验表明,该签名算法能抵抗一些常见攻击,并且在签名效率方面具有一定优势。
    一个无证书签名方案的分析与改进
    何俊杰 王娟 祁传达
    2013, 33(05):  1378-1381.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01378
    摘要 ( )   PDF (643KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    对郭玲玲等(郭玲玲, 林昌露, 张胜元. 针对一类无证书签名方案的攻击及改进. 计算机工程, 2012, 38(16): 134-137,141)提出的无证书签名方案进行安全性分析,结果表明方案不能抵抗公钥替换攻击。为此,提出了一种改进方案。在随机预言机模型下证明了改进方案对自适应选择消息和身份攻击是存在性不可伪造的,其安全性可归约为计算Diffie-Hellman问题。与其他基于双线性对的无证书签名方案相比,改进方案具有较高的运算效率。
    高效安全的身份混合签密方案
    仝瑞阳 孟庆见 陈明
    2013, 33(05):  1382-1393.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01382
    摘要 ( )   PDF (815KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    现有的基于身份混合签密方案要么存在已知安全缺陷,要么计算开销较高。通过引入vBNN-IBS签名算法,提出一种新的基于身份的混合签密方案。新方案基于椭圆曲线上的离散对数问题和计算Diffie-Hellman问题,不使用双线性对操作,有效地降低了计算开销,总开销降低到只有7次椭圆曲线上的点乘运算,远低于同类型其他方案。在随机预言机模型下,新方案被证明是安全的,满足不可伪造性和机密性。此外,还指出孙银霞等(孙银霞,李晖.高效无证书混合签密.软件学报,2011,22(7): 1690-1698)的方案不满足不可伪造性。
    用基于身份的环签密构造的并发签名方案
    刘奎 梁向前 李晓琳
    2013, 33(05):  1386-1390.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01386
    摘要 ( )   PDF (812KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于身份的环签密算法兼具基于身份的密码体制与签密技术高效性的优点,同时具备环签名的模糊性。针对罗铭等提出的基于签密的公平交换协议(罗铭,邹春华,胡军,等. 基于签密的公平交易协议. 通信学报,2010,31(8A):146-150)中公平性水平与算法效率不高的问题,新方案引入了一个更加高效的基于身份的环签密算法,并将绑定签名身份与解密密文分开处理,构造了一种新的并发签名方案,并基于该方案构造了一个公平交换协议。分析表明,该方案克服了原方案公平性的不足,并在算法效率上有所提高,能很好地应用在电子支付、合同签署等电子商务活动中。
    基于线性单向函数的可验证的多秘密共享方案
    张晓敏
    2013, 33(05):  1391-1393.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01391
    摘要 ( )   PDF (481KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于Shamir的门限秘密共享方案和线性单向函数的安全性以及离散对数问题的困难性,提出了一个可验证的多秘密共享方案。该方案中每个参与者只需保护一个秘密份额,就可共享多个秘密。秘密恢复之前,参与者可验证其他参与者所提供的影子份额的正确性。秘密恢复后,参与者的秘密份额不会泄露,可重复使用,并且所需的公开参数较少,秘密分发过程不需要安全信道。
    多媒体处理技术
    改进的混合高斯模型及阴影消除方法
    陈雷 张荣国 胡静 刘焜
    2013, 33(05):  1394-1400.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01394
    摘要 ( )   PDF (768KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了有效减少运动目标检测中混合高斯模型的计算量和提高阴影消除的准确性,提出了一种选择性地更新混合高斯模型和基于亮度变化消除阴影的方法。首先,在各个高斯分布进行更新之前,先将其权值与不属于背景的高斯分布的比重进行比较,若前者较大,则此高斯分布不更新,反之则更新;然后,在阴影消除时,将亮度的变化程度作为阴影检测阈值的一个因子,以使其随亮度变化自适应地做出调整。最后,将该方法与传统方法在室内外视频条件下进行了实验对比,结果表明该方法的计算时间约为传统方法的1/3,阴影消除更加准确。
    基于给定精度的空间B样条曲线弧长分段点求取方法
    丁立军 戴曙光 穆平安 侯文玫
    2013, 33(05):  1398-1400.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01398
    摘要 ( )   PDF (423KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    对B样条等参数曲线按弧长精确分段,是沿曲线路径加工、检测中的一个重要问题。通过对B样条曲线弧长计算方法以及弧长计算误差与分段精度的关系进行分析,通过建立弧长分段点搜索区间及弧长二分法确定符合精度要求的弧长分段点。实验证明该方法是解决参数曲线弧长精确分段的有效方法。
    基于背景图像集与稀疏分析的运动目标检测
    包金宇 王慧斌 陈哲 沈洁
    2013, 33(05):  1401-1410.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01401
    摘要 ( )   PDF (989KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    组视频序列中得到系列背景图像,组合这些背景图像为背景集合。以图像块为基本单元,基于稀疏表示方法对图像块分析处理,提取运动目标。实验仿真表明该方法能够在环境光照突变时,有效消除噪声对目标检测的影响,降低目标检测的误检率,达到较为鲁棒的检测效果。
    基于加权距离的机械设计图像异步检索方法
    方乃伟 吕学强 张丹 王弘蔚
    2013, 33(05):  1406-1410.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01406
    摘要 ( )   PDF (807KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    根据机械设计图像的形状特征,提出一种利用加权距离实现的多特征异步检索方法。首先利用机械设计图像的外接圆距离特征进行初步检索,再结合初步检索结果集的位置计算输入图像和初步检索结果集的加权Hu不变矩特征距离,并据此获得最终的检索结果。实验表明,与单一特征的检索方法相比,该方法在机械设计图像检索中有更高的查准率和查全率。
    基于体密度变化率的点云多平面检测算法
    储珺 吴侗 王璐
    2013, 33(05):  1411-1419.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01411
    摘要 ( )   PDF (951KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对以往点云多平面检测算法运算时间长、检测结果的准确性易受噪声影响这一问题,提出了一种基于点云几何统计特征的多平面检测算法。该方法首先根据体密度变化率对点云进行粗分割,然后利用多元随机抽样一致性算法(Multi-RANSAC)进行多平面拟合,最后提出了一种新的合并约束条件对拟合的初始平面进行优化合并。实验结果证明,该算法易于实现,能有效减少累积噪声对检测结果的影响,提高平面检测的正确率,极大地减少了计算时间开销。
    特征保留的稀疏表示图像去噪
    马路 邓承志 汪胜前 刘娟娟
    2013, 33(05):  1416-1419.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01416
    摘要 ( )   PDF (650KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    稀疏表示理论认为在合适的冗余字典下,图像存在最为稀疏的表示,字典的过完备性,使得通过提取很少量的大系数便能捕获到图像中的重要信息,而且对噪声更加鲁棒。针对图像去噪,为了更好地保留图像特征信息,考虑人眼视觉特性,研究过完备字典对噪声图像特征和边缘信息的有效表示,提出以结构相似为信息保真度的特征保留的稀疏表示去噪算法。实验结果表明,该算法能更好地对图像去噪,对特征和边缘等信息的保留能力更强,得到的图像视觉效果更佳。
    基于字典学习的非局部均值去噪算法
    崔学英 张权 桂志国
    2013, 33(05):  1420-1422.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01420
    摘要 ( )   PDF (529KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对非局部均值中相似度的衡量问题,提出了一种基于字典学习的度量算法。首先利用局部像素群块匹配方法消除不相似的图像块带来的干扰,然后对含有噪声的相似块采用字典学习的方法降噪。与经典的字典学习不同的是,对相似块采用联合稀疏编码的思想,利用主成分分析法学习一个高效紧字典,保留相似块间的相关性信息。采用降噪后的图像块间的欧氏距离计算像素间的相似度,能更好地反映相似块的相似性。实验结果表明,所提出的方法在峰值信噪比和视觉效果方面都优于传统算法,尤其对含有较多细节且结构相似性强的图像,细节和纹理部分的保持效果更好,算法的鲁棒性也优于传统算法.
    红外摄像机组的一维标定物设计和标定
    李斌 谭光华 高春鸣
    2013, 33(05):  1423-1449.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01423
    摘要 ( )   PDF (952KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在标定过程中针对红外摄像机组缺乏颜色和纹理信息而无法完成标定点空间和图像坐标匹配,提出一维标定物设计准则。当一维标定物的标记点相互距离满足给定比例关系,通过标记点的像素距离作为判断条件,对标定的标记点空间和图像位置进行匹配。理论上证明了设计准则的可靠性。实验表明:满足设计准则的一维标定物操作简单、匹配方便,标定后红外摄像机组参数精度高。
    一种真实感雪场景模拟方法
    徐元金 曾亮 陈世龙
    2013, 33(05):  1428-1431.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01428
    摘要 ( )   PDF (614KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    探讨已有降雪和积雪模拟方法,针对粒子系统难以同时兼得真实性与实时性的问题,提出一种真实感较强的雪场景实时绘制算法。算法用矩形基本粒子进行纹理叠加映射来建模雪粒子,用温度调节控制雪粒子大小及雪密度大小,归一化生命周期并用于颜色混合。飘雪阶段,引入层次细节(LOD)技术,根据雪粒子真实受力特点模仿其运动过程,并将其受力全面综合考虑并简化,提高降雪模拟效果真实度,并降低计算复杂度。积雪阶段,获取场景模型暴露面及其高度场,以暴露面中点的高度及其点坐标为基础,得到雪粒子落地位置,进而模拟积雪高度变化效果;将整个地面作为地面雪粒子发射器,模拟积雪融化效果,提高真实性。
    一种基于图的人脸特征提取方法
    刘忠宝
    2013, 33(05):  1432-1455.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01432
    摘要 ( )   PDF (516KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    当前主流特征提取方法主要从全局特征或局部特征出发实现降维。为了能充分反映样本的全局特征和局部特征,提出基于图的人脸特征提取方法。该方法首先通过对训练样本进行学习得到最佳投影方向,该方向保证投影后的样本类内紧密而类间松散;然后将测试样本映射到最佳投影方向上并利用最近邻分类器进行样本类属判定。标准人脸库上的比较实验结果证明了所提方法的有效性。
    多阈值优化交互式分割算法及其在医学图像中的应用
    兰红 闵乐泉
    2013, 33(05):  1435-1475.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01435
    摘要 ( )   PDF (841KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对交互式图像分割方法对边界模糊的医学图像进行分割时通常需要用户标记较多的初始种子或进行二次交互的不足,提出了一种简化标记的多阈值优化交互式分割算法。该算法在GrowCut交互式算法基础上通过引入图像灰度直方图的多个阈值自动生成初始种子模板,并利用改进的细胞自动机迭代算法实现图像分割。算法简化了用户操作,提高了分割精度。应用该算法分别对临床100张肝脏图像和牙菌斑图像进行分割,结果显示了该算法的良好性能。
    脑部MRI图像头皮三维提取及重建
    马阿敏 杨荣骞 宁海 白红民 黎丽华 吴效明
    2013, 33(05):  1439-1442.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01439
    摘要 ( )   PDF (675KB) ( )  
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    开颅手术中,为了满足手术导航系统进行快速、准确定位的要求,提出一种脑部核磁共振成像(MRI)图像三维头皮轮廓提取方法。首先采用各向异性扩散滤波方法对图像滤波,借助BrainSuite3医学软件获取脑标记图像;然后将图像中脑实质部分剔除,根据非脑组织图像计算头皮组织的分割阈值;再利用数学形态学处理二值图像获取头皮轮廓;最后结合目标灰度信息,用移动立方体(MC)算法进行三维重建。实验结果表明,该方法结合阈值、数学形态学和MC算法,能连续、光滑地提取出头皮外轮廓,并使精度达到亚像素级别。
    局部Radon变换技术及在毛杆折痕识别中的应用
    岳洪伟 汪仁煌 张晶华
    2013, 33(05):  1443-1445.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01443
    摘要 ( )   PDF (431KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对羽毛杆折痕识别问题,提出一种新的特征提取方法。为了消除Radon变换对缩放平移敏感问题,采用改进的Radon变换提取目标区域的不变矩,并引入局部投影技术消除羽毛杆生理纹理干扰。通过改变尺度因子获得矩不变量矩阵,并采用奇异值分解(SVD)获得特征不变量用于分类识别。实验结果表明该方法具有较强的鲁棒性,具有较高的折痕识别率。
    计算机软件技术
    基于自然语言处理的通用信息模型自动调试
    项炜
    2013, 33(05):  1446-1449.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01446
    摘要 ( )   PDF (656KB) ( )  
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    通用信息模型(CIM) 是工业界的一种公开标准,并已实现于很多产品中,大量的bug被发现和修复。为了减少了人工查找错误根源所需的时间和精力,提出一种基于自然语言处理的方法对CIM 的bug进行自动调试。首先使用最大熵模型对已解决bug的文档描述进行分词,然后基于构建的词典使用simHash找出那些重复性很大的已修复的bug,最后使用文档处理的方法分析客户提供的trace找出问题所在和解决方法。实验结果取得了87.5%准确率, 表明了该方法的有效性。
    面向产业链协同SaaS平台的业务流程定制技术
    曹帅 王淑营 刘述雅
    2013, 33(05):  1450-1455.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01450
    摘要 ( )   PDF (863KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对产业链协同软件即服务(SaaS)平台各企业群对业务流程个性化定制的需求,建立了业务流程与业务功能之间的映射关系和企业群与业务流程之间的定制关系,在此基础上构建了SaaS平台面向多企业群的业务流程定制模型,并提出了业务流程驱动规则和加载控制方法,以实现平台在应用过程中基于用户身份的业务流程动态加载支持。构建的业务流程定制模型和流程驱动规则以及相应的加载方法在汽车零部件产业链售后服务的外出申请审批流程的定制方面进行了应用验证,能实现SaaS平台运行过程中企业群对业务流程的个性化定制需求。
    嵌入式浏览器软硬件混合渲染层的研究与设计
    唐成戬 雷航 郭文生
    2013, 33(05):  1456-1458.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01456
    摘要 ( )   PDF (520KB) ( )  
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    广泛使用的WebKit内核嵌入式浏览器因具有良好的设计架构和优良的跨平台特性已被移植到许多嵌入式平台上。由于嵌入式平台的硬件多样性,WebKit开源版本并没有充分利用嵌入式平台的特点。通过研究WebKit显示系统,实现了充分利用嵌入式硬件加速渲染与软件渲染特点的软硬件混合渲染层。该混合渲染层解决了嵌入式平台上全功能浏览器运行缓慢造成用户体验较差的问题。经对比测试验证了该混合渲染层的可行性,与原始版本相比网站打开时间减少48%以上,网页动画渲染速度提高130%以上。
    典型应用
    基于FPGA实时错误检测技术
    琚小明 张皆浩 张逸中
    2013, 33(05):  1459-1462.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01459
    摘要 ( )   PDF (584KB) ( )  
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    高可靠性的系统都要求具备实时错误检测。针对内建错误检测,提出了三种在线模型的自我实时检测方法。错误检测模型利用了现场可编程门阵列(FPGA)中的两个管道,通过比较当前配置信息与FPGA外配置内存中的原始信息是否一致,可以实时地检测错误,而且可以通过比较它们的配置数据来定位那些具有单粒子翻转(SEU)错误的逻辑块。仿真测试结果表明所提出的方法比在线BIST有着更好的性能。
    基于Gabor特征与BP神经网络的屏幕显示自动校验系统
    向荣 周慧娟
    2013, 33(05):  1463-1466.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01463
    摘要 ( )   PDF (638KB) ( )  
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    针对人工校验视频监控设备屏幕显示(OSD)效率低下、人力物力资源耗费大的问题,提出一种OSD自动校验系统,取代传统的人工校验方式。系统首先综合多种数理统计特征进行OSD定位,然后利用改进的Otsu算法进行精确字符分割并二值化,最后通过基于Gabor特征离线训练的改进型BP神经网络进行字符识别。实验结果表明,在确保92.7%识别率的前提下,该系统识别一帧OSD平均耗时53ms。
    基于C4.5决策树算法的天气预警系统的手机终端设计
    唐慧强 杭丽娜 范海娟
    2013, 33(05):  1467-1481.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01467
    摘要 ( )   PDF (639KB) ( )  
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    为满足现代社会对气象预警预报服务的需求,研发了Android系统平台下实时天气预测和异常天气预警系统。根据决策树算法中的C4.5算法,解决天气预警分类问题。该方法通过提取训练样本中最大增益率属性作为属性特征建立决策树,经剪枝后得到天气预警评估的决策树模型,并对此模型进行分析和应用。实验结果表明这种方法在分类评估准确率上具有优势,分类正确率达到85.8%.
    基于TDOA残差分析的MLAT抗干扰方法
    卢宇 吴宏刚 徐自励
    2013, 33(05):  1470-1488.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01470
    摘要 ( )   PDF (608KB) ( )  
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    针对多点定位(MLAT)技术对信号从目标到接收站点时间差(TDOA)的依赖性及其TDOA精度对定位精度的影响,提出了一种基于TDOA残差分析的定位抗干扰方法。该方法通过TDOA在定位前后的残差来评判接收站点的时钟精度,从而实现站点优化选择和抗干扰,达到提高定位精度的目的。仿真实验和机场真实数据实验表明该方法可以显著提升MLAT的定位精度,不仅可行,而且有效。
    基于LabVIEW的光纤光栅传感的动态解调
    胡辽林 张卫超 华灯鑫 汪丽 狄慧鸽
    2013, 33(05):  1473-1475.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01473
    摘要 ( )   PDF (488KB) ( )  
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    设计了一种基于LabVIEW和可调谐光滤波器的光纤光栅传感动态解调系统。用LabVIEW编写虚拟仪器(VI)程序,通过硬件接口由计算机控制可调谐光滤波器,使其在固定波长范围内扫描;采集电路对光电转换后的信号进行采集并送到计算机中分析处理,得到传感信号的反射波长以获得应变量。最后把传感解调系统的测试结果和光谱仪的测试结果进行比较,两者基本一致,说明了解调系统的设计是正确的。
    改进的Kohonen神经网络航迹关联算法
    方浩 王艳红
    2013, 33(05):  1476-1480.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01476
    摘要 ( )   PDF (706KB) ( )  
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    针对传统的航迹关联算法在运动目标交叉、分岔时,常出现错漏相关航迹且计算量随着传感器和目标数量增加而飞速增长的缺陷,提出一种改进的Kohonen神经网络航迹关联算法。该算法由聚类关联、目标状态估计、神经元优化和状态融合估计等模块组成。通过给每个竞争层神经元加上一个合适的阈值,有效避免了常规的Kohonen神经网络因初始权值选择不合适而容易造成坏死神经元的问题。进一步设计了自组织竞争神经网络学习规则,将多传感器在同一时刻的测量数据进行自组织聚类,从而实现测量数据的有效关联。最后,利用连续时间下的关联数据,实现运动目标航迹关联。仿真研究验证了该算法的可行性和有效性。
    太阳电池I-V曲线拟合的优化算法
    胡克满 胡海燕 柳桂国
    2013, 33(05):  1481-1484.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01481
    摘要 ( )   PDF (679KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    通过对遗传算法(GA)和人工鱼群算法(AFSA)的研究,结合太阳电池I-V曲线的数学模型,提出了一种遗传算法与人工鱼群算法相互融合的优化算法(GA-AFSA)。GA-AFSA保持了遗传算法的全局寻优的优点,克服了人工鱼群漫无目的随机游动和遗传算法收敛慢的缺点,并且通过人工鱼群算法的计算提高了收敛速度。利用了太阳电池实测数据进行I-V曲线拟合及太阳电池的光生电流、二极管品质因数、串联电阻、反向饱和电流、并联电阻等5个重要参数的最优求解。将GA-AFSA与已有的算法进行了比较,仿真实验表明GA-AFSA精度高,收敛速度快。
    基于设备树的MPC8247嵌入式Linux系统开发
    张茂天 张磊 郭晓 孙钧
    2013, 33(05):  1485-1488.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.01485
    摘要 ( )   PDF (583KB) ( )  
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    针对基于PowerPC架构处理器的MPC8247目标系统,在分析PowerPC架构设备树原理的基础上,进行了嵌入式Linux的系统开发, 包括U-Boot、Linux内核、设备树对象和Ramdisk根文件系统的移植和部署等。系统的实际运行情况表明,设备树文件编写正确,系统设计合理高效。
2022年 42卷 3期
刊出日期: 2022-03-10
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