当期目录

    2014年 第34卷 第2期 刊出日期:2014-02-01
    网络与通信
    无线网络中基于网络编码的重传机制
    刘期烈 吴阳阳 曹傧
    2014, 34(2):  309-312. 
    摘要 ( )   PDF (705KB) ( )  
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    鉴于目前网络编码在单跳无线网络重传中的应用研究都是基于单发-多收场景的局限性,提出一种应用于多发-多收无线网络中的重传机制NCWRM。该重传机制中,网络节点既可以是发送方也可以是接收方,节点发送的数据包在直传和第一次重传中都失败后,第二次重传时广播发送由多个丢失数据包编码组合得到的编码包。多个接收方通过解码编码包得到丢失的数据包,从而实现一次重传获得多个丢失的数据包,可以有效提高重传效率。理论分析和仿真结果表明,NCWRM算法能够明显提高系统的饱和吞吐量,同时减小开销及丢包率。
    无线传感器网络不重复记录求和近似算法
    刘彩苹 蔡玉武 毛建旭 蔡玉文
    2014, 34(2):  313-317. 
    摘要 ( )   PDF (721KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对现有的求和算法基本上都是对副本敏感的算法,提出一种对副本不敏感的求和近似算法FM-S。网络中各节点由FM-S和服从二项分布的随机数样本对节点记录进行哈希转换以填充一个长度为L的二进制求和序列,并且每个节点会把生成的序列转发给路由树中的父亲节点,根节点将接收到全网的求和序列,最终根据此序列可计算出网络中不重复记录求和的近似值。实验结果显示该算法是一种分布式、低功耗、容错性高、扩展性和健壮性强的聚集查询算法。
    节点中心度感知的延迟容忍网络路由机制
    熊余 王金拓 张洪沛 张若英
    2014, 34(2):  318-321. 
    摘要 ( )   PDF (573KB) ( )  
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    为实现在具有社会特征的延迟容忍网络中消息的高效转发,提出了节点中心度感知方法,通过综合分析节点的活跃程度与消息处理能力来量化节点的中心性,进而提出了节点中心度感知的路由机制。与经典的Epidemic和同是基于节点中心度的CC路由机制的对比结果表明,所提出的路由机制能够较为显著地改善消息的投递率和负载率。
    高精度低复杂度的无线定位新方法
    杨小凤 陈铁军 刘峰
    2014, 34(2):  322-324. 
    摘要 ( )   PDF (539KB) ( )  
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    针对高精度的无线定位算法普遍存在运算量较大的问题,提出了一种二维波束空间矩阵束算法进行波达时间(TOA)和波达方向(DOA)联合估计,能够以较低的复杂度准确定位目标。该算法先通过离散傅里叶变换(DFT)波束形成矩阵将阵元空间的接收数据复数矩阵变换成波束空间的降维实数矩阵,使得运算量大幅度降低;再通过奇异值分解和求矩阵对的广义特征值估计视距信号TOA和DOA,从而确定目标位置。Matlab仿真实验结果证明,这种定位方法的均方根误差最好达到0.4m,运算量不到阵元空间对应算法的1/4,是一种高精度低复杂度的无线定位方法,尤其适用于资源有限的特殊环境(如战场、地震灾区、偏远山区等)中的无线网络定位。
    Virtex-5 GTP和Virtex-6 GTX间匹配通信研究及应用
    李凯 何松华 欧建平
    2014, 34(2):  325-328. 
    摘要 ( )   PDF (732KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对Virtex-5 RocketIOTM GTP和Virtex-6 RocketIOTM GTX之间的差异性,需对预/去加重和接收均衡值、接收终端电压以及发送差分电压值等参数作出灵活调整,才能适应二者间的数据通信。利用ChipsCope Pro_IBERT测得的实际通信参数来设置GTP/GTX的收发端,再通过自定义通信协议定义数据帧结构,设计出一种新的RocketIO数据收发接口控制器。分析了接收端高频时钟的不稳定以及漂移等不确定性因素引起的前后字节错位的现象,并在自定义协议中加入了数据错位校正模块,大大降低了数据传输误码率。通过实验表明:Virtex-5 RocketIOTM GTP和Virtex-6 RocketIOTM GTX间可实现数据的高速串行匹配通信,同时该数据收发接口控制器具有数据传输稳定、误码率低、通用性好等优点。
    认知无线电系统中调制滤波器组的设计
    邵凯 计翔 庄陵 王光宇
    2014, 34(2):  329-332. 
    摘要 ( )   PDF (599KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    作为一种新的智能频谱共享技术,认知无线电(CR)技术允许认知用户在不干扰授权用户的前提下使用其空闲的频谱而有效提高频谱利用率。为克服传统认知无线电系统物理层传输技术即正交频分复用(OFDM) 多载波调制技术因高的旁瓣衰减带来的相邻带间干扰和认知用户对授权用户的干扰,研究了一种可以替代的多载波调制技术,即滤波器组多载波调制技术。将滤波器组的设计归结为一个无约束的线性优化设计原型滤波器问题,并提出一种间接设计的方法。该方法首先采用Parks-McClellan算法设计两个低阶的线性低通滤波器,然后通过插值和级联操作优化设计需要的原型滤波器。仿真结果表明,相对传统的直接设计方法,所提方法能够明显降低滤波器系数长度和改善滤波器组的混叠误差。
    短波IP广域网建模与仿真
    景渊 黄国策 杨明 戚云军 陈尚华
    2014, 34(2):  333-337. 
    摘要 ( )   PDF (740KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    短波IP广域网在网络运行过程中不同的连接建立方式将使网络展现出不同的拓扑特性。结合修正的大统一混合网络模型对短波IP广域网进行建模研究和仿真分析。发现网络的增长过程中新建边上节点选择方式将会影响网络节点度分布、网络平均最短路径长度和聚集系数大小,同时边删除策略的不同同样会对网络的平均最短路径长度产生影响。而在多种节点选择方式情况下,不同方式所占比例将决定网络拓扑特性的发展方向。
    层次移动IPv6域内切换优化方案
    孙晓林 张建洋 贾晓
    2014, 34(2):  338-340. 
    摘要 ( )   PDF (450KB) ( )  
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    基于指针推进机制的层次移动IPv6方案未考虑接入路由器(AR)间的距离对切换性能产生的影响,针对该问题提出一种优化方案OPF-HMIPv6。OPF-HMIPv6首先比较AR间和AR与移动锚点(MAP)间的距离,优先向MAP进行注册,而不是直接向AR注册构建指针链。仿真结果表明AR与MAP间的距离大于AR间的距离时,OPF-HMIPv6比HMIPv6至少减少了39%的注册延迟,证实了该方案在减少绑定更新导致的开销上的有效性,提高了域内切换的效率。
    基于主机标识协议的增强型分布式移动管理
    贾磊 王灵矫 郭华 许亚伟 李娟
    2014, 34(2):  341-345. 
    摘要 ( )   PDF (724KB) ( )  
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    将宏观移动性管理的主机标识协议(HIP)应用于分布式移动性管理(DMM)构架,并将聚合服务器(RVS)与DMM中的移动性接入路由MAR功能集成于分布式接入网关(D-GW)。采用扩展HIP协议数据包头的参数,在注册D-GW的HIP BEX消息中携带切换前D-GW的主机标识符的二元组(HIT,IP地址),新D-GW根据此二元组信息向前一个D-GW注册并建立的隧道,将缓存在前D-GW中的数据转给新D-GW。这一切换机制可有效地保证数据完整性,仿真结果表明该方法能有效减少总的信令开销,同时基于HIP的移动性管理使节点的安全性得到了保证。
    天线振颤对GMR-1系统波束选择的影响分析及抑制
    林晓旭 刘乃金 钱晋希 赵旦峰
    2014, 34(2):  346-350. 
    摘要 ( )   PDF (758KB) ( )  
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    针对卫星天线振颤的现象,分析了天线振颤对地球同步轨道移动无线接口(GMR-1)系统波束选择性能的影响,并提出了一种抑制这种影响的改进型波束选择算法。改进算法根据移动地面站(MES)与其所在波束中的网关(GS)的距离动态设置滞后余量。利用OPNET软件搭建系统模型进行仿真验证,结果表明:天线振颤对不同地理位置的MES的波束选择过程有不同程度的影响;传统波束选择过程中,波束选择错误次数随滞后余量和天线最大振颤幅度的增加而增加;改进算法能够显著减少波束选择错误次数,有效抑制天线振颤对波束选择性能的影响。
    先进计算
    云平台下动态任务调度人工免疫算法
    杨镜 吴磊 武德安 王晓敏 刘念伯
    2014, 34(2):  351-356. 
    摘要 ( )   PDF (933KB) ( )  
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    针对云计算领域的任务调度问题,提出了一种基于人工免疫(AI)理论的云计算平台动态任务调度算法。该算法首先利用排队论迅速、粗略地确定云计算平台保持稳态的条件,并为后面的计算提供基础数据;然后利用人工免疫理论中的免疫克隆选择算法,搜索出为集群中各节点上的不同虚拟机分配计算资源的近似最优配置;算法中还加入了适当的负载平衡处理,它使抗体基因更加优良。模拟实验结果表明,该调度算法能有效提高收敛速度和精度,快速搜索到合理配置,提高了集群资源利用率。
    云环境下基于改进遗传算法的虚拟机调度策略
    袁爱平 万灿军
    2014, 34(2):  357-359. 
    摘要 ( )   PDF (604KB) ( )  
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    针对云环境下服务器内部多种资源间分配不均衡问题,提出了一种多维资源协同聚合的虚拟机调度算法MCCA。该算法在分组遗传算法的基础上,采用模糊逻辑及基于资源利用率多维方差的控制参量,设计适应度函数指导搜索解空间。算法使用基于轮盘赌法的选择方法,并对交叉和变异等进行了优化,以实现快速有效地获取近似最优解。在CloudSim环境下进行了仿真,实验结果表明该算法对均衡多维资源分配和提高资源综合利用率具有一定的优势。
    云计算环境中基于朴素贝叶斯算法的负载均衡技术
    蔡嵩 张建明 陈继明 潘金贵
    2014, 34(2):  360-364. 
    摘要 ( )   PDF (718KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对云计算环境中任务调度算法复杂度高、任务分配不够合理等问题,提出一种基于朴素贝叶斯分类的负载均衡技术。该技术利用云计算环境的心跳机制全面地收集各节点负载信息,并采用朴素贝叶斯算法对各节点负载状态进行分类;然后,根据节点状态分类结果,实现任务和资源分配的合理调度。实验结果表明,基于朴素贝叶斯算法的负载均衡技术能提高任务的分配效率,避免任务在各节点间频繁迁移,快速有效地实现云计算环境中各节点间的负载均衡。
    基于云计算的P2P流媒体服务器集群部署算法
    莫志超 张未展 王军 郑炎
    2014, 34(2):  365-368. 
    摘要 ( )   PDF (562KB) ( )  
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    针对云计算数据中心网络(DCN)环境下,P2P流媒体服务器集群部署引起的较高带宽占用问题,提出了一种基于云计算的P2P流媒体服务器集群部署方法。该方法将P2P流媒体服务器集群部署建模为一个二次分配问题,并基于蚁群算法,寻找每个虚拟流媒体服务器与每个部署点之间的映射关系,实现基于云计算的P2P流媒体服务器集群部署。通过仿真实验证明,基于云计算的P2P流媒体服务器集群部署算法可以有效地减少云计算平台DCN网络带宽占用。
    图像Laplace变换在异构多核工程科学计算加速协处理器上的实现
    贺章擎 黄威 戴葵 郑朝霞
    2014, 34(2):  369-372. 
    摘要 ( )   PDF (767KB) ( )  
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    基于自主研发的新颖异构多核工程科学计算加速协处理器(ESCA)体系结构,实现了图像Laplace变换算法。针对ESCA架构特点,采用子字并行计算和访存延迟隐藏等机制,进行了一系列并行算法优化,并在四核ESCA处理器原型上对图像Laplace变换算法的进行了性能评测。实验结果表明,对于计算密集型计算任务,ESCA处理器具有良好的计算加速效果。
    云存储访问控制方案的安全性分析与改进
    王冠 范红 杜大海
    2014, 34(2):  373-376. 
    摘要 ( )   PDF (594KB) ( )  
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    对Tang等(TANG Y,LEE P,LUI J,et al. Secure overlay cloud storage with access control and assured deletion. IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing,2012,9(6):903-916)提出的一种云存储的细粒度访问控制方案进行安全性分析,发现其存在不能抵抗合谋攻击的问题,并给出了具体的攻击方法。针对该方案安全性方面的不足,利用基于属性的加密算法抗合谋攻击的特性,对使用访问树结构的密文策略加密(CP-ABE)算法进行改进,使改进后的算法能够直接运用到云存储访问控制方案中而不需要对云存储服务器进行任何修改,同时可实现细粒度的访问控制和用户数据的彻底删除。最后基于判断双向性Deffie-Hellman(DBDH)假设,证明了该方案在选择明文攻击下的安全性,并通过将方案运用到实际的云环境中进行分析后证明改进后的方案能够抵抗合谋攻击。
    云采购平台虚拟供应商资源动态分配
    黄莉 丁一 姚锦元 林国龙
    2014, 34(2):  377-381. 
    摘要 ( )   PDF (681KB) ( )  
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    重点探讨将云计算技术运用到采购环节中,构建云采购平台,探讨如何分配载有虚拟供应商资源的虚拟机,改善顾客满足情况。首先提出了云采购平台的概念,假设虚拟机载有供应商资源;其次提出了载有虚拟供应商资源的虚拟机分配流程,并且建立模型;然后分别采用最佳递减匹配(BFD)方法和仪跟踪多群粒子群优化(FTMPSO)算法对其求解;最后分析求解结果。采用最佳递减匹配算法时,优先满足的属性不同,得到的顾客满足情况不同;仪跟踪多群粒子群优化算法对虚拟供应商资源进行分配得到的顾客满足率高于用最佳递减匹配算法对虚拟供应商资源进行分配的顾客满足率。
    面向计算流体力学应用开发框架的容错周期优化方法
    张拥军 徐新海
    2014, 34(2):  382-386. 
    摘要 ( )   PDF (767KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对计算流体力学应用开发框架容错支持能力的不足,提出了一种新的容错周期优化方法。该方法基于系统故障的概率建模,计算得到理想最优容错周期;并结合计算流体力学应用场数据输出的特点,在线确定实际检查点备份时机。三个典型应用的实验结果表明,在不同平均无故障时间的系统上,与固定时间步进行容错的方法相比,该方法总能够得到最优的容错开销。用户可以基于该方法通过框架接口便捷地设置容错周期,并有效降低容错所引起的开销。
    可重构混合任务调度算法
    沈舒 朱志宇 吴将
    2014, 34(2):  387-390. 
    摘要 ( )   PDF (705KB) ( )  
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    隐藏和减少配置时间是可重构任务调度的关键问题。针对同时存在相关联的软、硬件任务的可重构混合任务,提出一种可重构混合任务调度算法。通过预配置策略和优先级算法确定需要预先配置的任务及其预配置顺序,将后继任务的配置过程隐藏在前驱任务的运行时间中,并采用配置重用策略,减少相同任务的配置次数。实验仿真结果表明,同已有的算法相比,该调度算法调度效果明显,减少了可重构任务调度的整体开销。
    5次幂圈嵌套网络图的边-平衡指数集(m模3余2)
    郑玉歌 刘金萌
    2014, 34(2):  391-395. 
    摘要 ( )   PDF (798KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对网络图边-平衡指数集标号问题,在等圈嵌套网络图的基础上,提出了幂圈嵌套网络图的概念,进而研究无限路5次幂圈嵌套网络图的边-平衡指数集。利用基础图、带齿套圈子图、五点扇形子图组设计新思路,大大降低了构造标号图的复杂程度,确定了当m模3余2时,无限路5次幂圈嵌套图的边-平衡指数集,并且给出了边-平衡指数集对应图形标号的设计方法。
    数据技术
    基于垂直频繁模式树带有负载均衡的分布关联规则挖掘算法
    冯勇 尹洁娜 徐红艳
    2014, 34(2):  396-400. 
    摘要 ( )   PDF (724KB) ( )  
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    大数据时代,开展面向海量、分布数据的知识发现研究成为学界和业界关注的热点,而负载均衡问题是开发分布式挖掘算法必须考虑的重要因素之一。为此,提出了一种基于垂直频繁模式树带有负载均衡的分布关联规则挖掘算法,算法采用垂直频繁模式树存储项及其关联而无需对局部挖掘结果进行合并,减少了通信量,简化了处理流程。同时所提出的算法采用混合体系结构即中心站点按照局部站点的处理能力分配任务,实现了负载均衡,提升了算法的性能。实验结果表明所提算法切实可行并具有较高效率。
    基于灰关联分析的连续值属性约减算法
    张健 王晋东 余定坤
    2014, 34(2):  401-405. 
    摘要 ( )   PDF (725KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对目前大多数属性约减算法只能用于离散值决策表的情况,将条件属性与决策属性的关联度作为属性约减的重要性测度,同时基于条件属性间的关联度和重要度定义了条件属性的重叠性测度,据此对条件属性进行去重叠化处理,提出了一种基于灰关联分析的连续值属性约减算法CARAG,实现了对连续值属性集的约减,并在仿真实验中对算法的可行性和有效性进行了对比验证。
    受限区域内的单纯型连续近邻链查询方法
    张丽平 李松 赵纪桥 郝晓红
    2014, 34(2):  406-410. 
    摘要 ( )   PDF (800KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    由于已有的最近邻查询方法无法直接处理受限区域内的单纯型连续近邻链查询问题,针对受限区域和障碍物的复杂性,详细研究了受限区域内无障碍物和有障碍物环境下的单纯型连续近邻链查询方法,分别提出了VOR_NB_CRSCNNC算法和VOR_CB_CRSCNNC算法。算法基于计算几何中的Voronoi图和判定圆域对空间数据对象进行预先筛选和计算,每次查询仅需考虑落在数量较少的Voronoi多边形和判定圆域内的数据点,预先过滤掉大量数据,减少每次计算涉及的数据量。理论研究和实验分析表明,所提出的算法在查询过程中减少了数据逐一判断的冗余计算,受受限区域形状的影响较小,较大程度提高了查询效率。
    在线社交网络下基于信任度的消息传播模型
    张晓伟
    2014, 34(2):  411-416. 
    摘要 ( )   PDF (908KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    社交网络作为一种新兴的媒体具有广泛的社会影响力,且基于社交网络的营销方式逐渐成为一种新的发展趋势,因此研究社交网络中消息的传播具有重大的现实和经济意义。通过借鉴日常生活中人与人之间的信任原理,提出了一种基于信任度的消息传播模型。该模型首先利用个体的公开信息,使用数据挖掘的算法对个体进行分类;然后,根据同类和不同类个体之间的关系计算个体之间的信任度;最后,使用消息与个体的属性相似性以及信任度来计算消息可能传播范围。给出了相应的计算方法,并与两种基准方法对比,结果表明,该模型在准确度上提升15%左右,而所用时间降低50%以上。与数据集统计结果对比,该实验的结果与统计结果相差5%左右,充分表明该模型在实际应用中有比较好的效果。
    基于NTFS大目录的文件创建方法
    吴伟民 林水宾 江达强 黎海明 苏庆
    2014, 34(2):  417-420. 
    摘要 ( )   PDF (632KB) ( )  
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    在已有文献中,由于不依赖Windows应用程序编程接口(API)调用的在新技术文件系统(NTFS)下的文件创建都是在小目录下实现的,因此将对在大目录下创建文件的方法进行研究。运用B+树遍历,找到索引缓冲区,通过判断所找的索引缓冲区是否存在索引节点,分别将创建好的索引项插入到指定的索引缓冲区位置,将插入索引项的索引缓冲区写入磁盘,完成在大目录下对文件的创建。通过实验,实现了在大目录下的文件创建,证明了方法在不依赖于Windows API而实现文件创建的正确性。
    计算机安全
    分布式应用访问控制策略精化冲突分析
    吴迎红 黄皓 周靖康 曾庆凯
    2014, 34(2):  421-427. 
    摘要 ( )   PDF (1019KB) ( )  
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    随着云技术的发展,分布式应用平台朝着弹性资源和环境动态变迁的方向发展。分布式应用访问控制策略精化计算与资源和环境相关,也需要较强的性能与这种动态性相适应。现有的访问控制策略空间冲突分析方法虽然可以用于分布式访问控制策略精化中的策略冲突分析,但是该类算法以权限赋值单元为单位计算,计算粒度过细导致性能较低。提出了基于集合求交递推算法,以权限赋值单元集合为单位计算策略冲突来提高计算粒度。理论分析与实验结果表明该算法具有较高性能, 适用于云平台策略精化计算的高性能的需求。
    基于属性的用户-角色委派模型可达性分析
    任志宇 陈性元
    2014, 34(2):  428-432. 
    摘要 ( )   PDF (755KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对传统基于角色的访问控制(RBAC)管理模型难以表达多样化策略的问题,提出了基于属性的用户-角色委派(ABURA)模型,采用属性作为用户-角色委派的先决条件,丰富了RBAC管理策略的语义。用户-角色可达性分析是验证分布式系统中授权管理策略正确性的重要机制,定义了ABURA模型的用户-角色可达性分析问题,通过分析ABURA模型状态转换特点给出策略约减定理,设计了可达性分析算法,并通过实例对算法进行了验证。
    基于非平衡哈希树的平台完整性远程验证机制
    翁晓康 张平 王炜 朱毅
    2014, 34(2):  433-437. 
    摘要 ( )   PDF (716KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为提高计算平台完整性度量的远程验证效率,提出一种基于非平衡哈希树的平台远程验证机制。平台可信实体的散列值以非平衡哈希树叶子节点的结构存储,远程验证时,查找度量实体对应的叶子节点,记录该叶子节点到根节点的验证路径,然后传递根节点和验证路径给验证方,最后根据验证路径重新计算根节点来验证度量值的有效性。实验结果表明,该机制能够有效降低散列值存储的空间和时间开销,完整性度量验证的时间复杂度为O(lb N)。
    基于对称W态和身份认证的安全量子通信协议
    刘超 耿焕同 刘文杰
    2014, 34(2):  438-441. 
    摘要 ( )   PDF (600KB) ( )  
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    由于W态纠缠的强鲁棒性,它被认为是更适用于量子信息处理和量子安全通信的信息载体。针对4粒子W态或3粒子非对称W态量子直接通信效率低下或物理实现困难等缺陷,利用3粒子对称W态和量子身份认证机制,提出了一种新的确定型安全量子通信协议。该协议由认证码生成、量子态准备、量子态分发、安全检测与身份认证和消息通信五阶段组成,通信双方只需进行两粒子Bell基、单粒子Z基或X基测量,通信效率也有所提高,即1个3粒子W态传输1经典比特信息。安全分析证明该协议能有效抵抗各类窃听者Eve攻击和伪装攻击,具有较好的安全特性。
    对称布尔函数的算术相关函数
    赵庆兰 郑东 董晓丽
    2014, 34(2):  442-443. 
    摘要 ( )   PDF (423KB) ( )  
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    算术相关函数是最近提出的一种研究布尔函数密码学性质的方法,该方法通过定义多元2-adic数上的加法和乘法运算,构建一种新的环结构,实现对经典相关函数的带进位计算的模拟。首先介绍了算术相关函数的定义,并针对具有良好密码学性质的对称布尔函数讨论了其算术相关函数的性质和取值,最后利用对称布尔函数的实值对称性证明了对称布尔函数的算术自相关函数也是一个与向量的重量有关的实值对称函数,至多是n+1值的。
    代数免疫度最优的偶数元旋转对称布尔函数的构造
    陈银冬 向洪艳 张亚楠
    2014, 34(2):  444-447. 
    摘要 ( )   PDF (646KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对目前许多流密码算法无法抵抗代数攻击问题,提出了一种构造代数免疫度最优的偶数元旋转对称布尔函数的新方法。该方法在择多函数的基础上,通过巧妙选择汉明重量不一的若干轨道,并改变这些轨道上的函数值,从而构造出一类新的旋转对称布尔函数。给定布尔函数达到代数免疫度最优的一个充分条件,通过证明新构造的布尔函数满足该充分条件,从而表明该类函数代数免疫度最优,能够有效抵抗代数攻击。
    基于代数表达式功耗模型的差分功耗分析攻击
    蔡泽民 王奕 李仁发
    2014, 34(2):  448-451. 
    摘要 ( )   PDF (735KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    差分功耗分析(DPA)攻击被证明是一种非常有效的针对加密设备的攻击方法,但目前存在的几个版本的DPA攻击方法对差分信息的需求量过高,且抗干扰能力有限、稳定性不强。在研究DPA攻击的基础上对DPA攻击方法进行了重构,简化DPA攻击复杂度,并提出基于代数表达式功耗模型的DPA攻击方法,该方法能够提高攻击的准确性,降低DPA攻击对差分信息的需求量。在SASEBO-GII实验平台上的实验结果表明,在不增加时间复杂度的前提下,提出的方法能够将针对硬件执行高级加密标准算法(AES)的DPA攻击对差分信息的需求量从数千条降到数百条,甚至更低。
    基于改进Das协议的无线传感器网络用户认证协议UAPL
    万智萍
    2014, 34(2):  452-455. 
    摘要 ( )   PDF (721KB) ( )  
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    针对在无线传感器网络中采用用户认证的方式获取节点数据时,容易出现密码被破译,以及容易遭受多种网络攻击等安全性问题,在改进Das协议的双因素身份验证的基础上,引入了用户与网关、网关与传感器节点之间的互相验证机制以及用户密码变更机制,提出了UAPL协议。UAPL协议具有防止网关节点旁路攻击、伪装攻击等网络攻击的安全验证机制,提供的密码变更防护能防止由于密码泄露而引发的安全问题。实验结果表明,UAPL协议与其他改进Das协议相比具有较高的安全性。
    低成本有源RFID双向认证加密方案
    叶翔 徐展 胡翔 刘丹
    2014, 34(2):  456-460. 
    摘要 ( )   PDF (798KB) ( )  
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    针对射频识别(RFID)系统自身在认证和通信过程中存在的安全隐患问题,提出了一种低成本、高效、安全的RFID节点间身份认证与数据加密方案。该方案采用改进的椭圆曲线Diffie-Hellman(ECDH)算法与高级加密标准(AES)相结合的方式实现密钥分发、身份认证、通信加密功能,同时采用动态密钥算法增强了通信过程中的安全性。此外,该方案在不破坏安全强度的情况下缩减了运算规模,减少了系统资源开销。验证表明,该方案资源开销低,能够抵抗重放、假冒、中间人、拒绝服务等攻击,在对安全性能及低成本有一定要求的物联网领域具有一定的实用意义。
    面向隐私保护的无线传感器网络细粒度访问控制协议
    胡鹏 左开中 郭良敏 罗永龙
    2014, 34(2):  461-463. 
    摘要 ( )   PDF (462KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对无线传感器网络访问控制中的用户身份隐私保护和数据安全问题,提出了一种适用于多用户、隐私保护的访问控制协议。该协议采用属性基加密算法和分布式访问控制模式,使用属性证书、数字签名和门限机制,实现了用户的付费访问、细粒度访问控制和匿名访问,并保证了数据传输机密性和查询命令完整性。协议分析和协议比较表明,传感器节点的计算、存储和通信开销较小,方便实现用户和传感器节点动态加入,能更好地适应付费无线传感器网络的访问控制需求。
    标准模型下广义指定验证者签密
    明洋 张琳 韩娟 周俊
    2014, 34(2):  464-468. 
    摘要 ( )   PDF (702KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对现实中签名的安全问题,提出了基于Waters技术的标准模型下安全的广义指定验证者签密方案。签密能够在一个逻辑步骤内同时完成加密和签名的功能。在广义指定验证者签名中,签名持有者即其拥有签名者的签名,能够确认一个指定验证者使其拥有这个签名,而指定验证者不能转移这种认定给其他任何人,仅指定的验证者能够验证签名的存在性。该方案通过广义指定验证者和签密的结合,消除了签名者和签名持有者在签名传输时所需的安全通道。在计算性线性Diffie-Hellman问题假设下,该方案被证明是安全的。和现有的方案相比,所提方案具有较高的计算效率。
    基于马尔可夫链蒙特卡罗采样的双密钥盲水印算法
    萧嘉慰 张力 罗静云
    2014, 34(2):  469-472. 
    摘要 ( )   PDF (636KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了更好地提高水印算法的安全性,提出了一种基于两种形式密钥的强鲁棒盲水印算法。首先对水印加密,然后将每块载体的第一个奇异值组成矩阵Q再分块离散小波变换(DWT)获得四个子带,通过对四个子带进行马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)采样决定第k个水印位量化嵌入到矩阵Q的第k块低频、水平、垂直和高频子带中的一个并记录当前嵌入子带的密钥位,这样做不仅使水印位随机分配,而且提高了水印算法的安全性。实验结果表明,所提算法在满足不可见性的条件下,不仅对常规的图像攻击具备较强的鲁棒性,而且在水印嵌入过程中通过MCMC采样实现了用不同的密钥嵌入,提高了水印算法的安全性。
    基于污点标记的访问控制模型及其安卓实现
    吴泽智 陈性元 杨智 杜学绘
    2014, 34(2):  473-476. 
    摘要 ( )   PDF (568KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为保护移动操作系统平台中存储的用户隐私数据,提出一个基于污点标记的访问控制(TBAC)模型,并设计了一个基于污点跟踪的信息流控制框架(TIFC)。为数据添加污点标记,控制力度细化到数据;引入主体能力保证最小特权原则;主体能力独立于数据污染与可信去污防止污点积累。该模型与BLP模型相比更加可用、灵活与细粒度。该框架能细粒度地、灵活地、准确地实时跟踪并控制隐私信息的流向,并解决了程序执行中因控制流产生的隐蔽通道问题。
    基于QEMU的Xen文件系统加解密设计
    谌腾 何钦
    2014, 34(2):  477-480. 
    摘要 ( )   PDF (579KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对Xen虚拟机磁盘镜像文件以明文方式存储的问题,提出了一种Xen镜像文件实时加解密方案。采用了透明加解密方法,在Xen的模拟处理器QEMU(Quick EMUlator)中加入了加解密模块,对虚拟机磁盘镜像进行了实时加解密,解决了Xen虚拟机用户的磁盘数据安全威胁问题。通过对比测试未加密和加密的虚拟机,验证了该方法的有效性和性能可靠性。
    人工智能
    基于语义规则的Web金融文本情感分析
    吴江 唐常杰 李太勇 崔亮
    2014, 34(2):  481-485. 
    摘要 ( )   PDF (922KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为有效提高非结构化Web金融文本情感倾向和强度分析的精度,提出了基于语义规则的Web金融文本情感分析算法(SAFT-SR)。该算法基于Apriori算法对金融文本进行属性抽取,构建金融情感词典和语义规则识别情感单元及强度,进而得到文本的情感倾向和强度。实验结果表明,与Ku提出的算法相比,在情感倾向分类方面,算法SAFT-SR情感分类性能良好,提高了分类器的F值、查全率和查准率;在情感强度计算方面,算法SAFT-SR的误差更小,更接近真实评分,证明了SAFT-SR是一种有效的金融文本情感分析算法。
    基于突发词聚类的微博突发事件检测方法
    郭跇秀 吕学强 李卓
    2014, 34(2):  486-490. 
    摘要 ( )   PDF (951KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    微博突发事件检测是网络舆情分析的重要分支,近年来已受到国内外学者的广泛关注。分析用户行为特征,提出一种用户影响力计算方法,并将其与微博文本特征、传播特征相结合,提出词语突发度概念作为突发词的判定标准,进而抽取突发词集;引入凝聚式层次聚类算法,对突发词集进行聚类,并筛选出合适的突发词类簇用以描述突发事件,从而实现微博突发事件检测。通过实验检测,结果是正确率为63.64%,召回率为87.5%,F值为0.74,表明该方法可以在大量微博数据中有效检测到突发事件。
    基于改进证据理论的态势评估方法
    汪永伟 刘育楠 赵荣彩 司成 邱卫
    2014, 34(2):  491-495. 
    摘要 ( )   PDF (721KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    证据理论是实现基于规则的态势感知主要方法之一。然而,证据理论在多源多证据合成时存在悖论问题。针对此问题,通过相异度计算对证据重要性度量与修正,提出了一种基于改进证据理论的态势评估方法,该方法包括规则度量、证据修正、规则融合和态势决策等四个阶段。实验表明,该方法能够避免利用证据理论进行态势融合中的悖论问题,在态势评估效率和准确性等方面优于Dempster、Yager和Leung等典型方法。
    基于量子免疫克隆算法的神经网络优化方法
    祁浩 王福豹 邓宏 赵昆 王亮 马颖 段渭军
    2014, 34(2):  496-500. 
    摘要 ( )   PDF (719KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为降低神经网络的冗余连接及不必要的计算代价,将量子免疫克隆算法应用于神经网络的优化过程,通过产生具有稀疏度的权值来优化神经网络结构。算法能够有效删除神经网络中的冗余连接和隐层节点,并同时提高神经网络的学习效率、函数逼近精度和泛化能力。该算法已应用于秦始皇帝陵博物院野外文物安防系统。经实际检验,算法提高了目标分类概率,降低了误报率。
    基于权重的云推理算法
    杨超 燕雪峰 张洁 周勇
    2014, 34(2):  501-505. 
    摘要 ( )   PDF (732KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    虽然正态云模型具有普适性,但它在描述论域内单调上升或下降的概念时存在一些局限性,同时由于现有的云推理算法存在多条件下人为主观因素影响大、运算量大等问题,为此提出一种新的指数云模型来描述单调概念,并基于此提出一种基于权重的云推理算法。该算法将多条件发生器拆分为多个一维发生器,先通过层次分析法确定各个条件的属性权重,再采取加权平均法将单条件单规则发生器输出的结果精确化为一个具体的输出值。将基于权重的云推理算法用于鱼雷规避仿真系统中,并与模糊推理结果进行比较,验证了该算法的有效性和实用性。
    多样性反馈与控制的粒子群优化算法
    饶兴华 王文格 胡旭
    2014, 34(2):  506-509. 
    摘要 ( )   PDF (712KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对粒子群优化(PSO)算法的早熟收敛问题,提出了一种多样性反馈与控制的粒子群优化 (DFCPSO)算法。该算法在搜索过程中根据多样性反馈信息,动态调整算法参数,改善了搜索次数在多样性曲线上的分布情况。当多样性或群体适应度方差下降到给定的阈值时,通过基于最优点排斥的初始化操作,高效率发散,使粒子飞离聚集区域,重新开始搜索,从而使种群多样性保持在合理范围内,避免了早熟收敛现象。对多个标准测试函数的实验结果表明,与当前多样性控制的粒子群优化(DCPSO)算法相比,DFCPSO算法在复杂优化问题和多模态优化问题中具有更强的全局搜索能力。
    基于改进粒子群算法的智能机器人路径规划
    张万绪 张向兰 李莹
    2014, 34(2):  510-513. 
    摘要 ( )   PDF (593KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对粒子群算法局部寻优能力差的缺点,提出一种非线性动态调整惯性权重的改进粒子群路径规划算法。该算法将栅格法与粒子群算法进行有效结合,在路径长度的基础上引入安全度和平滑度概念,建立动态调整路径长度的适应度函数。与传统的粒子群算法相比,实验结果表明,改进算法具有较强的安全性、实时性及寻优能力。
    基于零力矩点预观控制的在线步态规划
    曾鹤 杨宜民
    2014, 34(2):  514-518. 
    摘要 ( )   PDF (643KB) ( )  
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    提出了一种基于零力矩点(ZMP)预观控制的仿人机器人在线步态规划方法。参照仿人机器人的ZMP表达式,将水平角动量引入机器人的桌子-小车模型表达式,对其进行了扩展;基于扩展桌子-小车模型并结合预观控制理论,在线完成机器人的步态规划。为了提高机器人步行的稳定性,将髋关节轨迹的优化问题转化为质心轨迹的调节问题,构造预观控制器对机器人的质心轨迹进行校正,实现机器人的步态优化。仿真结果表明了所用方法的有效性。
    基于集对分析与马尔可夫链的生态安全动态评估
    石欣 张涛 雷璐宁
    2014, 34(2):  519-522. 
    摘要 ( )   PDF (711KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对生态安全中诸多不确定性因素和动态变化的特点,将集对分析(SPA)理论和马尔可夫链(Markov Chain)相结合用于生态安全的动态评估中,提出一种集状态评价和趋势分析的生态安全动态评价预测方法。采用集对分析的联系度对不确定性知识进行表示,用联系数对生态安全的等级进行划分,构建系统综合评价模型,通过对生态安全发展趋势进行分析,运用Markov Chain的遍历性和蒙特卡洛(Monte Carlo)方法的统计特性,预测系统下一时刻的生态安全状态。该方法运用了有限的评估数据与历史数据,动态地评估了生态安全的发展变化,为安全管理提供了理论依据。
    求解约束化工优化问题的混合布谷鸟搜索算法
    龙文 陈乐
    2014, 34(2):  523-527. 
    摘要 ( )   PDF (677KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对布谷鸟搜索算法存在收敛速度慢和易陷入局部最优等缺陷,提出一种基于Rosenbrock搜索和柯西变异的混合布谷鸟搜索算法用于求解约束化工优化问题。该算法首先采用佳点集方法对鸟窝位置进行初始化,为全局搜索的多样性奠定基础;然后利用Rosenbrock搜索算法对当前最优位置进行局部搜索,以提高算法的收敛速度;最后对当前最优解进行柯西变异以避免算法陷入局部最优。两个约束化工优化问题的实验结果表明了该混合算法的有效性。
    离散和声求解带启动时间批量流水线调度问题
    潘玉霞 谢光 肖衡
    2014, 34(2):  528-532. 
    摘要 ( )   PDF (782KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    分别在有等待和无等待的情况下,深入分析了带有启动时间的批量调度问题,以最小化最大完成时间为目标,提出了两种离散和声搜索算法。针对算法本质连续而问题离散的矛盾,对和声搜索算法进行改进。首先提出了基于工序的编码方式,采用inver-over和重组两种离散算子产生候选解的进化机制;并利用改进的NEH(Nawaz-Enscore-Ham)方法进行初始化,产生的高质量和多样化的初始种群有效地指导了算法的进化方向,提高收敛速度;最后将一种简单而有效的局部邻域搜索方法嵌入到和声搜索算法中以增强其局部搜索能力。仿真实验和比较结果表明了所提算法的有效性。
    基于人计算的小鼠行为识别
    刘景 邓莎莎 童晶 陈正鸣
    2014, 34(2):  533-537. 
    摘要 ( )   PDF (828KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    已有的计算机自动分析系统很难准确识别小鼠行为,且普遍采用专家对大量视频图像进行行为标注的方法获得真实值,但专家标注存在一定的主观误判。针对上述问题,提出将人计算思想应用于小鼠行为识别中,让人辅助计算机识别小鼠行为。首先利用人在视觉感知等方面的优势,以及网络的分众、协同性,把人作为分布式个体处理单元,将小鼠行为视频按帧分配给网络上的人,同一帧图像由若干人进行行为分类,然后计算机系统对所有有效的分类结果进行统计、分析和处理,实现对视频图像序列的行为分类。实验表明,该方法在有限代价下,能够有效地提高小鼠行为的正确识别率。
    基于行列式比的阶次和参数同步递推辨识算法
    赵永历 仲恒 李定远 胡涛
    2014, 34(2):  538-541. 
    摘要 ( )   PDF (501KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对输出误差模型,结合辅助模型的思想对原有阶次辨识和参数估计的方法进行融合和扩展,推导出基于辅助模型的行列式比定阶法,同时得出模型的阶次和参数,不仅减少了辨识过程的计算量,也节约了辨识时间。考虑到原有行列式比定阶法可能存在的不准确性,提出了一种系统模型的确认方法,增强了阶次辨识能力。仿真实验也充分表明,对行列式比定阶法的扩展不仅可以准确地辨识出系统的阶次,得出的参数估计值也有较高的精度。
    基于交叠数据窗距离测度概念漂移检测新方法
    刘茂 张东波 赵圆圆
    2014, 34(2):  542-545. 
    摘要 ( )   PDF (721KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对数据流中的概念漂移检测存在错误检测、延迟检测等问题,提出了一种基于交叠数据窗距离测度的在线概念漂移检测方法。通过将数据流划分成大小相等且交叠的数据窗并计算相邻交叠数据窗异构欧氏距离,同时利用近邻原则判别数据窗中样本不一致程度,从而实现分布差异性评价和漂移的检测。为评价该方法的有效性,在具有不同漂移严重程度和漂移速度的公开数据集上进行了实验,实验结果表明:该方法能够准确快速地检测到不同类型的概念漂移且能够找出概念漂移发生的具体位置。
    基于正交梯度二值模式的单样本人脸识别
    杨恢先 蔡勇勇 翟云龙 李球球 奉俊鹏
    2014, 34(2):  546-549. 
    摘要 ( )   PDF (590KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对传统人脸识别方法在单样本条件下识别效果不佳的问题,提出一种改进的对光照和表情姿态等变化具有较强鲁棒性的梯度脸算法——正交梯度二值模式(OGBP)。首先采用正交梯度二值模式对样本图像进行特征提取,然后将每个方向特征向量串接起来作为用于人脸识别的总体特征向量,最后通过主成分分析(PCA)方法降维并利用最近邻分类器分类识别。在YALE和AR人脸库上进行测试,实验结果表明所提方法简单有效,性能优于原始的梯度脸算法,且对单样本人脸描述具有更好的效果。
    基于对称Gabor特征和稀疏表示的人脸识别
    何玲丽 李文波
    2014, 34(2):  550-552. 
    摘要 ( )   PDF (442KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    受启发于人脸近似对称的先验知识,提出一种基于对称Gabor特征的稀疏表示算法并成功运用于人脸识别。首先把人脸图像进行镜像变换得到其镜像图像,进而将人脸分解为奇偶对称脸。在奇偶对称脸上分别提取Gabor特征,得到Gabor奇偶对称特征。通过一个加权因子,将奇偶特征融合生成新的特征。最后用这种新的特征构成超完备字典进行稀疏表示人脸分类。在人脸数据库AR和FERET上的实验结果表明所提算法在人脸有表情、姿势和光照变化情况下仍能获得较高的识别率。
    虚拟现实与数字媒体
    定步长压缩感知锥束CT重建算法
    张晓梦 杨宏成 张涛
    2014, 34(2):  553-557. 
    摘要 ( )   PDF (680KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对锥束CT成像系统中投影数据不完全的图像重建问题,提出了一种定步长压缩感知锥束CT重建算法。首先将锥束CT重建问题归结为投影数据均方误差作为数据保真项、全变分作为正则项的无约束优化问题,分析目标函数的Lipschitz连续性;然后近似计算Lipschitz常数,求出梯度下降步长,利用梯度下降法进行重建;最后对CT投影数据采用联合代数重建算法更新重建图像。在每次迭代过程中调整梯度下降步长,提高重建算法的收敛速度。Shepp-Logan模型的无噪声实验结果表明,该算法的重建图像信噪比分别比联合代数重建算法、自适应最速下降-凸集投影算法、BB梯度投影算法的重建图像信噪比高出13.7728dB、12.8205dB、7.3580dB。仿真试验表明该重建算法提高了收敛速度,同时减少了重建图像的相对误差,极大提高了用少量投影数据重建的图像质量。
    基于Fisher比的梅尔倒谱系数混合特征提取方法
    鲜晓东 樊宇星
    2014, 34(2):  558-561. 
    摘要 ( )   PDF (734KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对语音识别中梅尔倒谱系数(MFCC)对中高频信号的识别精度不高,并且没有考虑各维特征参数对识别结果影响的问题,提出基于MFCC、逆梅尔倒谱系数(IMFCC)和中频梅尔倒谱系数(MidMFCC),并结合Fisher准则的特征提取方法。首先对语音信号提取MFCC、IMFCC和MidMFCC三种特征参数,分别计算三种特征参数中各维分量的Fisher比,通过Fisher比对三种特征参数进行选择,组成一种混合特征参数,提高语音中高频信息的识别精度。实验结果表明,在相同环境下,新的特征与MFCC参数相比,识别率有一定程度的提高。
    基于改进稀疏编码的图像超分辨率算法
    盛帅 曹丽萍 黄增喜 吴鹏飞
    2014, 34(2):  562-566. 
    摘要 ( )   PDF (904KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对传统基于稀疏字典对的超分辨率(SR)算法训练速度慢、字典质量差、特征匹配准确性低的缺点,提出一种基于改进稀疏编码的图像超分辨率算法。该算法使用自适应阈值的形态组成分析(MCA)方法提取图像特征,并采用主成分分析算法对训练集进行降维,提高特征提取的有效性,缩短字典训练时间,减少过拟合现象。在字典训练阶段,使用改进的稀疏K-奇异值分解(K-SVD)算法训练低分辨率字典,结合图像块的重叠关系求解高分辨率字典,增强字典的有效性和自适应能力,同时极大地提高了字典的训练速度。在Lab颜色空间对彩色图像进行重建,避免由于颜色通道相关性造成的重建图像质量下降。与传统方法相比,该算法重建图像质量和计算效率更优。
    采用子带谱减法的语音增强
    蔡宇 郝程鹏 侯朝焕
    2014, 34(2):  567-571. 
    摘要 ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了抑制语音信号中的环境噪声,提出了一种基于子带谱减法进行噪声抑制的语音增强方法。首先通过滤波器组将时域信号分成若干个频(子)带,然后在每个子带中,独立使用改进的谱减法技术进行语音增强。由于实际环境中的背景噪声绝大多数都不是随频率均匀分布的,因此这种在不同频带内进行噪声估计和频谱相减的方法更具有针对性,且更加准确。在实际语音处理实验中证明,所提方法在达到噪声抑制效果的同时较好地保留了语音的结构,使增强后的语音具有更高的听觉舒适度和可理解度。
    基于云计算环境的校园网网络视频直播设计
    刘景
    2014, 34(2):  572-575. 
    摘要 ( )   PDF (793KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    对传统的校园网视频直播技术架构进行了分析,针对存在的传输路径长、网络抖动影响大等不足,提出了一种基于云计算环境的视频直播设计方法。首先对基于云计算环境的视频直播整体架构进行了描述,然后对涉及的关键问题进行了深入的分析,最后在真实的校园网环境中进行了测试。该方法采用分层的建设思路,具有可弹性扩展的特点,有效地节约了校园网主干线路的大量带宽和物理计算资源,降低了视频直播平台的运行维护难度。
    基于视觉同时定位与地图构建数据关联优化算法
    赵亮 陈敏 李洪臣
    2014, 34(2):  576-579. 
    摘要 ( )   PDF (612KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    数据关联的复杂程度随着地图规模的不断扩大而增加是导致机器人同时定位与地图创建(SLAM)实时性差的一个主要原因。在SLAM系统中,主要应用尺度不变特征变换(SIFT)算法提取自然路标。提出两种方法来改进数据关联的实时性:1)提取感兴趣区域;2)引入当前路标的物理位置信息作预判断。实验结果表明,所提的改进方法是可靠的,改善算法复杂度的效果是显而易见的。
    改进混合高斯模型的运动目标检测算法
    华媛蕾 刘万军
    2014, 34(2):  580-584. 
    摘要 ( )   PDF (773KB) ( )  
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    针对传统的混合高斯模型存在无法完整检测运动目标、易将背景显露区检测为前景等问题,提出了一种基于混合高斯模型的运动目标检测的改进算法。通过将混合高斯模型与改进帧差法进行融合,快速区分出背景显露区和运动目标区,从而提取出完整的运动目标。在运动目标由静止缓慢转为运动的情况下,为背景显露区给予较大背景更新速率,消除了背景显露区对运动目标检测的影响。在兼顾混合高斯模型在复杂场景中对噪声处理效果差的基础上,利用背景模型替换的方法来提高算法的稳定性。经过反复实验,结果表明改进后的算法在自适应性、正确率、实时性、实用性等方面有了很大的改进,能够在各种复杂因素存在的情况下正确有效地对运动目标进行检测。
    基于骨架特征的人数统计
    夏菁菁 高琳 范勇 段晶晶 任新宇 刘旭 高攀
    2014, 34(2):  585-588. 
    摘要 ( )   PDF (589KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对视频监控中行人在运动中将出现部分或严重遮挡的问题,提出了一种基于人体骨架特征的人数统计算法。首先,利用形态学骨架提取算法提取初始人体骨架图;然后,剔除骨架孤立点和骨架伪分支,得到最优人体骨架特征;最后,通过分析骨架的人头区域特征,建立人头检测响应规则,检测行人人头个数实现人数统计。实验结果表明,该算法能够解决视频监控人物相互之间部分遮挡和严重遮挡问题,针对相对稀疏的场景该算法人数统计准确率为95%左右。
    基于Flex、Red5和MongoDB的视频直播、录制及存储系统设计
    郑静静 叶焱 刘太君 代成 王鸿来
    2014, 34(2):  589-592. 
    摘要 ( )   PDF (632KB) ( )  
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    为改善以往网络视频直播或点播过程中播放不流畅的情况和寻找大量视频数据的存储策略,提出了一种实时的视频直播、录制及存储系统的整体设计方案。利用开源的流媒体服务器Red5结合富互联网技术Flex实现直播和录制;通过开源NoSQL数据库MongoDB将录制的视频数据进行存储。实际测试结果表明,该平台能满足系统在多用户访问和数据存储方面的要求。
    基于形态学多尺度修正的脑肿瘤分割
    万生阳 王小鹏 何士和 王称意
    2014, 34(2):  593-596. 
    摘要 ( )   PDF (626KB) ( )  
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    针对脑部核磁共振成像(MRI)图像中因噪声、肿瘤内部灰度不均匀、模糊及边界不连续等造成肿瘤难以准确分割的问题,提出了一种基于形态学多尺度修正的控制标记符分水岭分割方法。该方法在形态学梯度图像基础上,根据不同像素点所在特定邻域内的梯度值自适应确定结构元素的大小;然后,对图像进行形态学多尺度修正,保证修正过程中目标轮廓不发生较大偏移;最后,采用控制标记符的分水岭变换对图像进行分割。实验结果表明,该方法可对脑肿瘤进行较精确的分割。
    行业与领域应用
    环状交通流Washout控制及其稳定性分析
    薛鹏 任鹏飞 王划
    2014, 34(2):  597-600. 
    摘要 ( )   PDF (525KB) ( )  
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    针对环状交通流中因车辆加减速度控制不当引起的交通不畅问题,提出基于Washout控制的拥堵抑制方案。利用最优速度函数,建立了环状车流非线性动态数学模型,为降低将驾驶员操作灵敏程度作为依赖变量的不合理因素,采用Washout控制实现系统在其速度平衡点的稳定运行,并通过小增益方法分析了实现系统稳定的控制参数范围。以20辆车组成的环状车流为对象进行了仿真分析,实验结果表明:所提方案能在100s内完全抑制环状交通流的拥堵现象。
    基于博弈学习的多Agent城市交通协调控制
    郑延斌 王宁 段领玉
    2014, 34(2):  601-604. 
    摘要 ( )   PDF (626KB) ( )  
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    摘要 ( )   PDF (714KB) ( )  
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2022年 42卷 8期
刊出日期: 2022-08-10
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