当期目录

2010年 第30卷 第3期 刊出日期：2010-03-01

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虚拟现实

计算机群体动画中的真实感行为综述

饶云波 陈雷霆 周骏 李艳梅

2010, 30(3):  571-578. 

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近年来，计算机群体动画在虚拟现实、计算机游戏、在线教育、娱乐和模拟训练等多个领域得到广泛深入的应用。目前群体动画技术中两个关键的研究领域是：1)研究并建立大规模群体运动的仿真模型，即如何实现对群体运动的真实感行为模拟；2）研究群体动画中高质量的可视化效果，即如何将大规模群体运动以三维的方式逼真地展现到虚拟场景中。现在这两个领域的技术研究也得到了一些很好的研究成果。定义了群体运动的概念，并给出了群体动画的引擎框架；对群体运动的真实感行为从其发展历程、模型和关键算法等方面进行了归纳与分析；最后讨论了群体动画真实感行为的发展趋势。

三维立体显示综述

王琼华 王爱红

2010, 30(3):  579-581. 

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按基本工作原理是否为双目视差将三维立体显示分为两大类。基于双目视差原理的三维立体显示主要有眼镜/头盔式立体显示和光栅式自由立体显示，这类三维立体显示的技术相对成熟并有相应产品；非基于双目视差原理的三维立体显示主要有全息立体显示、集成成像立体显示和体显示等，这类三维立体显示的技术较不成熟，大多没有相应产品。对这些三维立体显示的器件结构、工作原理以及各自的特性进行了阐述。

医学TPS中放射线剂量分布的三维可视化方法

武君胜 杨红远 谌洪初

2010, 30(3):  582-584. 

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针对放射治疗计划系统GyroRTPS需要，给出了一个放射线剂量分布三维可视化的实现方法，以帮助医师多角度查看病灶组织任意剖面上的放射线剂量分布情况。首先论述系统中对体数据和剂量数据的坐标变换、插值计算等预处理；然后根据VTK工具包中可处理的数据类型对数据进行转换，给出了基于VTK实现剂量分布三维显示及其与体数据融合显示的方法。实例测试结果和临床使用表明，基于该方法开发的软件系统运行可靠，可更好地辅助医师进行放射治疗决策。

基于GPU的实时雾效模拟

胡贵菊 吴志红 王丹霞

2010, 30(3):  585-588. 

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在复杂的三维仿真系统中模拟雾效对系统的实时性和真实性都提出了较高的要求。在分析传统雾效模拟方法的基础上，提出了一种基于GPU的实时雾效模拟方法。基本思想是建立一个表示雾随高度渐变的指数函数，然后根据提出的算法公式在GPU上实时计算出雾浓度，最后将所计算出的雾效因子与片元颜色进行混合计算。实验证明，该方法能够实时生成真实感较强的雾效。

XNA中基于素材管道的粒子系统设计与实现

罗为君 林亚平

2010, 30(3):  589-592. 

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粒子系统是目前游戏引擎研究领域的热点之一。介绍了粒子系统的基本原理，利用面向对象技术与扩展XNA的素材管道，针对自定义素材文件进行处理，使粒子系统模块化，形成了一个简单易用、容易扩展的粒子系统模块，可方便地与游戏引擎特效模块整合。给出了粒子系统的管理接口定义及层次结构关系的建模实现，通过扩展素材管道处理自定义素材文件，对粒子系统进行集成与封装，最后，使用XNA Game Studio实现了一些具体应用。

软件过程技术

非实时服务的SOAP响应缓存策略及其应用

文俊浩 李笑一 向益其

2010, 30(3):  593-595. 

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针对企业面向服务体系架构(SOA)环境中非实时服务的重复请求问题，提出一种基于简单对象访问协议(SOAP)扩展的服务响应缓存策略，并在企业服务总线(ESB)上进行了实现，通过将服务响应缓存起来用于应答一定时间内的相同请求，以提高对于这些请求的响应速度。该策略能同时处理普通SOAP响应和带附件SOAP响应，并对SOAP附件设置了防重复缓存机制。在对两个实际服务的测试中，其服务响应时间与采用缓存策略前相比分别缩短了38%和22%，证明了该缓存策略的有效性。

针对共享内存SPMD程序的通信流依赖分析方法

王骞 刘晓洁 梁刚

2010, 30(3):  596-599. 

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传统数据流依赖分析方法在处理共享内存单指令多数据(SPMD)程序时，不能识别共享数据访问语句所属的处理节点，也不能消除执行顺序不定的控制流对共享数据流依赖造成的影响，从而在分析共享数据依赖时产生精度较低的结果。根据共享内存SPMD程序的共享数据别名特性，提出了一种可扩展的共享数据通信流依赖分析方法，并将其应用于一个编译后端分析器原型中。实验表明，该方法较传统分析方法可发现更多精确的共享数据通信流依赖。

软件失效时间数据相关性研究

楼俊钢 江建慧

2010, 30(3):  600-602. 

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通过考虑失效时间依赖于在它之前的m个失效时间数据，使用相关向量机(RVM)对软件失效时间数据进行学习从而捕捉失效时间内在的依赖关系。采用Mann-Kendall方法和Sen提出的非参数化方法，来检测m值不同时SVM软件可靠性模型预测值的变化趋势,在可靠性预测时，判断现时失效时间数据是否能比较久之前观测的失效时间数据更好地用以预测未来，最后运用实验方法得到了m的合理取值范围。

利用上下位关系的中文短文本分类

王盛 樊兴华 陈现麟

2010, 30(3):  603-606. 

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针对短文本长度短、描述信号弱的特点，提出了一种利用上下位关系的中文短文本分类框架。该框架首先利用“知网”确定训练文本中概念对的上下位关系，进而确定词语对的上下位关系，再将其用于扩展测试文本的特征向量，从而实现对测试文本的分类。实验表明：利用上下位关系能够改善短文本的分类性能。

基于模型的嵌入式开发环境——LambdaMDE

陆少鹏 桂盛霖 李允 罗蕾

2010, 30(3):  607-611. 

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面向嵌入式软件的开发工具目前正在从基于代码的传统开发环境向基于模型的开发环境发展。为此，研究了一个基于模型的嵌入式开发环境LambdaMDE，在LambdaPro的基础上集成OSATE和Simulink模型开发工具以及其他相关工具，包含了建模、仿真验证、代码生成和测试等嵌入式软件开发的全过程。符合嵌入式软件开发工具发展趋势，具备了相应的理论、技术和产品基础。

球类比赛的脚本解释器的研究与实现

孙晶 谭效辉 赵会群 陈磊

2010, 30(3):  612-614. 

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现今每个球类技战术分析系统(TTAS)都单独设计脚本解释器，这就造成了程序设计人员的重复劳动。针对这个问题，通过分析球类比赛特点，设计了一类球类比赛脚本描述语言的语法结构，并通过对脚本描述语言进行词法分析、语法分析和语义分析等，最终实现了这类球类比赛技战术分析系统的脚本解释器。目前，该解释器成功地应用在乒乓球、篮球和排球技战术分析系统中，同时也有效地解决了程序设计人员重复劳动的问题。

新的基于图搜索的工作流图验证算法

党正军 杜中军

2010, 30(3):  615-616. 

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工作流程中的结构冲突会导致工作流管理系统无法正常运行，因此需要在工作流程付诸实施之前验证工作流的正确性，检测出其中的冲突。目前，尚无一个完美的算法既能检测出无环工作流图的冲突,也能检测出带环工作流图中的结构冲突,为此提出了一种新的基于图搜索的工作流图验证算法,利用巧妙方法将流程图中的环转化为无环流程子图,高效地检测出了有环工作流图和无环工作流图的结构冲突。

工作流元模型到SPEM的扩展与映射

赵宗敏 吴海涛 王洋

2010, 30(3):  617-619. 

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为了提高软件开发效率、实现软件过程管理规范化，将工作流技术应用于软件开发过程，实现软件过程自动化管理。软件过程工程元模型(SPEM)是软件过程建模的基础，是一种通用的框架，适合不同类型的生命周期模型。根据软件过程的特点，扩展了工作流元模型，制定了SPEM和工作流元模型之间的映射规则，实现了这两种元模型之间的映射，以瀑布模型为例验证了具有软件过程特点的工作流元模型的有效性。通过工作流引擎解析映射后的工作流元模型，实现软件过程的自动化管理。

图形图像处理

线框模型投影图的消隐

赵军 高满屯 王三民

2010, 30(3):  620-624. 

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不具有表面信息的三维线框模型投影到二维平面上，不能利用现有的立体投影消隐的方法来消除被遮挡线。提出利用包围盒与有向三角形相结合的方法，找出投影图中的相交边，通过投影模型计算距离并判断其相互的遮挡关系。引入遮挡矩阵存储遮挡信息弥补了投影降维后造成的深度信息损失。利用遮挡矩阵更新表示顶点间拓扑关系的连接矩阵，得到不含隐藏线的投影图。实验表明，算法稳定而高效。

复杂度可伸缩的帧间模式选择

夏定元 周艳芬

2010, 30(3):  625-627. 

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针对H.264/AVC中复杂度无法满足终端设备异构性的问题，提出一种新的帧间模式选择算法。利用相邻宏块的空间相关性和时间相关性，进行模式预测，并通过复杂度伸缩因子，控制参与预测的模式的数目，使复杂度在20%到100%之间灵活变化。实验结果表明，该算法能在视频质量和复杂度之间形成良好的折中，适应从高端设备到低端设备的计算能力差异。

基于支持向量机的图像亚像素配准及超分辨率重建

陈浩 胡暾

2010, 30(3):  628-631. 

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超分辨率重建是根据场景的一组低分辨率图像重建其高分辨率图像。重建算法中，低分辨图像之间的亚像素配准是很重要的一部分。提出了一种基于支持向量机的亚像素配准方法，将低分辨图像之间的相对旋转平移参数看成支持向量机的目标集，通过支持向量回归建立图像特征与目标集之间的映射关系，从而计算图像间的相对运动参数。实验表明，与现有算法相比，所提出的算法具有较高的精度。

用于医学影像配准的快速框架

杨安荣 林财兴 李红强

2010, 30(3):  632-634. 

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图像配准是医学影像处理中的一项常见技术，由于配准操作计算量大，非常耗时，因而设计了一种快速配准框架。输入框架的数据包括一幅固定图像和一幅待配准图像（移动图像），输出数据是包含两张图像差异结果的图像。除了输入和输出数据，整个框架包括四个组成部分：插值器、度量器、优化器和变换器。插值器用于测定移动图像映射后像素点的灰度值，度量器用于评价变换之后的移动图像和固定图像之间的匹配度，优化器用于优化度量规则，变换器对目标图像实施各种几何变换处理。这四个组成部分在图像配准操作中分别担任不同的角色，从而构建出一个简单、快速、稳定的医学影像配准框架。和其他图像配准框架相比，该框架在结构上更简单，在配准处理和程序开发方面更快捷，在实际应用中取得了良好的效果。

复杂背景下的多人脸检测方法

苑玮琦 韩春霞

2010, 30(3):  635-638. 

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复杂背景下采用肤色进行人脸检测具有较高的检测率，但同时也具有较高的误检率，而采用AdaBoost算法进行人脸检测从根本上解决了实时性问题，但是检测率不理想。基于上述原因，采用肤色分割与AdaBoost相结合的方法对人脸进行检测：首先采用肤色分割进行人脸粗定位，然后将粗定位后的人脸候选区域作为AdaBoost检测的输入子窗口进行人脸检测。在预处理过程中，采用可调节结构元素，解决了对于不同图像中大小不一的人脸采用固定的结构元素造成的人脸丢失问题。实验结果表明该方法在提高检测率的同时，也降低了误检率。

基于三维变换形状搜索的ASM人脸特征点定位

易法令 熊伟 黄展鹏 赵洁

2010, 30(3):  639-642. 

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通过三维变换的特征点搜索方法对二维人脸图像进行形状搜索，形状搜索以人脸的标准三维模型为基础，将二维坐标三维化；通过三维变换、投影等过程迭代搜索逼近目标形状，最后得到三维变换的10个姿态参数。测试结果表明：在对非活动形状模型(ASM)训练集中的多姿态人脸进行形状搜索时，三维变换方法具有更好的逼近效果。较好地模拟了人脸姿态的实际变化，有效地解决了ASM人脸偏转的非线性问题。

多特征融合的鲁棒粒子滤波跟踪算法

曾伟 朱桂斌 陈杰 唐丁丁

2010, 30(3):  643-645. 

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为克服基于单一特征的跟踪方法在复杂环境和光照变化下易导致跟踪失败的缺点，提出了一种基于多特征融合的粒子滤波跟踪算法。通过基于HSV的多块颜色直方图来表征目标的总体分布，而方向梯度直方图又包含了一定的结构信息，两者互为补充，将两者融合于粒子滤波的框架中。同时，自适应更新融合权重、模板和噪声分布参数，动态调节粒子数目，在环境干扰较大(如遮挡)时，分配较多的粒子。实验结果表明，算法鲁棒性较高，同时提高了跟踪的精度。

基于2DFLD的手背静脉识别算法

苑玮琦 王爇 孙书会

2010, 30(3):  646-649. 

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手背静脉识别技术采用非接触式，为了避免在采集图片时由于手背的旋转和平移给识别带来干扰，提出一种手背静脉有效区域的定位方法,在手背截取出一个包含静脉信息最多的矩形。该算法主要利用基于不变特征点的图像定位方法来寻找手背外侧边缘的特征点,然后定位分割出手背静脉有效区域的图像。实验证明该算法具有自适应性，定位准确，速度快。由于经典的Fisher线性判别算法类内散度矩阵通常会是奇异的,提出一种基于二维Fisher线性判别(2DFLD)的手背静脉识别方法。该方法直接进行图像矩阵投影，避免高维运算。对于手背静脉图像库，用2DFLD方法提取静脉特征空间，再将测试图像投影到该特征子空间上，最后用最近邻欧氏距离方法进行匹配。实验结果表明，该方法识别率达98%。

联合多特征的自动CamShift跟踪算法

卢璇 雷航 郝宗波

2010, 30(3):  650-652. 

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针对CamShift跟踪算法仅采用颜色作特征，易发生跟踪错误等问题，提出了一种基于特征融合的算法。采用改进的背景差分法自动检测目标，目标模型联合了颜色和梯度方向特征，并对特征的可信度进行加权处理，有效解决了CamShift算法在有颜色相近的干扰目标存在情况下跟踪可能失效的问题。实验表明，该算法提高了跟踪的准确性和稳健性。

基于色调直方图和区域合并的彩色图像分割算法

冷美萍 鲍苏苏

2010, 30(3):  653-656. 

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近年来随着机器视觉、模式识别和基于内容的图像检索等技术的不断提高以及彩色图像的大量使用，图像分割特别是彩色图像的分割显示出越来越重要的地位。为此提出了一种快速有效的彩色图像分割方法，主要包括三个步骤：首先将RGB颜色空间转换成HSV空间，把图像中的像素点根据饱和度和亮度划分为奇异点和非奇异点；然后对非奇异点和奇异点分别采用基于色调和灰度直方图进行分割；最后综合这两种分割结果，采用区域合并技术进行合并。实验结果表明,该方法对彩色图像能够有效地提取目标物体，具有一定的鲁棒性。

信息安全

数字多媒体取证技术综述

胡永健 刘琲贝 贺前华

2010, 30(3):  657-662. 

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数字多媒体取证是信息安全一个刚刚兴起的研究领域，研究数字多媒体取证技术对确保多媒体数据的可靠性有着极其重要的意义。以数字图像取证为代表，从篡改检测、来源辨识、真实性鉴定、设备成分取证以及多媒体取证方法的可靠性等五个方面对现有数字多媒体取证技术进行综述，重点介绍了典型算法，并指出当前研究中存在的一些主要问题，给出本领域未来的研究方向。

基于时间顺序标码的可计算的信任评价模型

许光全 冯志勇 李晓红 陈锦言

2010, 30(3):  663-667. 

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信任本身是一个社会认知的概念，因此从认知的角度来研究信任是合适的。通过引入时间认知，建立一种基于时间顺序标码(TSM)的信任评价的概念模型。在分析了经验信息的三种遗忘效应（即距离效应、边界效应以及层级效应）后，将其应用到个体信任值的计算中。在概念模型的基础上，采用D-S信度理论来建立信任的可计算模型。对比了理论与实验结果，表明该模型是有效的。

Edwards曲线上的快速标量乘法算法

贺毅朝 曲文龙 孟永刚

2010, 30(3):  668-670. 

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在特征不等于2的域上，将椭圆曲线转换为与其双有理等价的Edwards曲线，可以有效提高ECC的软、硬件实现速度。首先简化了Edwards曲线上倍点的计算公式，然后根据连续倍点2mP(m=2,3,…)的坐标具有统一表示形式的特征，基于递归技术提出了一种计算2mP的连续倍点算法(CDA)。通过算法的复杂性分析与实例计算表明：CDA可使Edwards曲线上标量运算的速度提高10%以上。

运用典型群构造认证码

李殿龙

2010, 30(3):  671-673. 

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设计简单而实用的认证方案是认证码研究中的重要问题。利用正整数的无序分拆及典型群子群的计数定理得到了一类认证码，计算出了全部参数，并给出了密钥等概率选取时的安全性分析。该构造大幅增加了源状态数，这表明该认证码比以前采用矩阵法获得的一些认证码具有更好的特征。

适于硬件实现的S盒构造方法

杨宏志 韩文报 赵龙

2010, 30(3):  674-676. 

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有限域上的乘法求逆变换和仿射变换混合后良好的密码学性质是Rijndeal、Camellia、SMS4等分组密码算法S盒设计的基础，总结了三种分组密码算法的S盒密码学性质，在此基础上提炼出一类S盒的构造模型，并根据硬件实现的特点，利用循环矩阵给出了一大批S盒。与Rijndeal算法S盒相比，此类S盒的密码学性质更加优良，同时硬件实现的资源开销与Rijndeal算法S盒大体相当。

基于双线性映射的动态门限签名方案

罗黎霞 张峻

2010, 30(3):  677-679. 

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目前现有的大多数门限签名方案其门限值是固定的，在实际应用中，往往希望能根据被签名消息的重要性动态改变门限值。针对现有动态门限签名方案存在的不足，提出了一个基于双线性对的动态门限签名方案。同时，对方案的安全性进行了分析，结果表明本方案是一个安全、有效的动态门限签名方案。

TD-ERCS混沌系统的几个短周期轨道及其稳定性

贾伟尧 盛利元 陈亚丽

2010, 30(3):  680-684. 

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基于切延迟的椭圆反射腔系统(TD-ERCS)是一类为混沌加密而设计的混沌系统，虽然其具有全域混沌等优良的加密特性，但TD-ERCS包含大量的可能导致弱密钥的短周期轨道，对这些短周期轨道进行功率谱分析与Lyapunov计算，发现m=0时周期轨道是稳定的，m≥1时周期轨道是不稳定的，且这种不稳定性不依赖参数μ的选取，切延迟操作使得TD-ERCS系统从有序走向混沌，表明TD-ERCS在混沌加密中不会存在稳定的短周期轨道所导致的弱密钥。

高效无证书签名方案的安全性分析和改进

梁红梅 黄振杰

2010, 30(3):  685-687. 

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最近，张玉磊等人提出一个基于双线性对的高效无证书签名方案，通过对其提出的方案进行安全性分析，指出他们的方案对替换公钥攻击是不安全的。对张玉磊等人的方案进行了改进，在q-强Diffie-Hellman困难性假设和离散对数困难假设下，在随机预言机模型中证明改进后的方案，是存在性不可伪造的。

无线传感器网络基于分组协商的数字水印算法

蔡少杰 林亚平 易叶青 叶松涛

2010, 30(3):  688-691. 

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无线传感器网络通常具有分布式数据采集与网内数据处理的特点，因此基于传统数字水印的安全技术难以直接用于传感器网络；针对传感器网络聚类分层的体系结构，通过在簇内建立分组协商机制来生成待嵌入水印，在此基础上实现了一种新的分布式数字水印算法。传感器节点以分组的形式嵌入水印，计算复杂度低，水印具有良好的抗攻击性和对有损压缩的鲁棒性。实验结果表明用该算法嵌入的水印可检测性强，能够成功地鉴别数据是否被非法篡改，保护传感器网络数据安全。

动态僵尸网络模型研究

范轶彦 邬国锐

2010, 30(3):  692-694. 

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现有的僵尸网络技术和检测方法通常局限于某种特定的僵尸网络。为提高僵尸网络的隐秘性，提出了一种动态僵尸网络模型，利用有向图进行描述，可以表示不同类型的僵尸网络。对模型的暴露性、可恢复性和可持续性等动态属性进行量化分析，给出了一种僵尸主机主动丢弃原则。实验结果表明，提出的方法可以有效降低僵尸网络检测率，提高僵尸网络的可持续性和可恢复性。

基于集成学习的Self-training在入侵检测中的应用

程仲汉 臧洌

2010, 30(3):  695-698. 

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针对入侵检测的标记数据难以获得的问题，提出一种基于集成学习的Self-training方法——正则化Self-training。该方法结合主动学习和正则化理论，利用无标记数据对已有的分类器（该分类器对分类模式已学习得很好）作进一步的改进。对三种主要的集成学习方法在不同标记数据比例下进行对比实验，实验结果表明：借助大量无标记数据可以改善组合分类器的分类边界，算法能显著地降低结果分类器的错误率。

聚类和时间序列分析在入侵检测中的应用

王令剑 滕少华

2010, 30(3):  699-701. 

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入侵检测通过收集各种网络数据，从中分析和发现可能的入侵攻击行为。聚类算法是一种无监督分类方法，能够很好地用于入侵检测。提出一种基于聚类分析和时间序列模型的异常入侵检测方法，该方法不需要手动标示的训练数据集就可以探测到很多不同类型的入侵行为。实验结果表明，该方法用于入侵检测具有较高的检测率和较低的误报率。

基于图像特征点的数字水印算法

刘晶 王映辉 何文娟

2010, 30(3):  702-704. 

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几何攻击作用在加载有水印的图像上，水印同步信息被破坏，导致水印检测失败。为了恢复已失去的同步信息，提出一种基于筛选尺度不变特征估计几何攻击参数的数字水印算法。首先提取图像的尺度不变特征，利用像素差的平方和筛选尺度不变特征，去除易受几何攻击影响的尺度不变特征,保证最小二乘法迭代运算快速收敛，迭代一次就能得到基本准确的几何变换参量；水印信息进行游程编码，在其码值对应的载体图像的DCT块内嵌入。实验结果表明，该算法能获得很好的图像质量，且能十分有效地抵抗各种几何攻击。

基于LSB和量化思想的倒谱域音频水印算法

李文治 张晓明 殷雄

2010, 30(3):  705-707. 

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为了达到版权保护目的，采用基于最不重要位（LSB）和量化思想，提出了一种新颖的小波域内倒谱水印算法。首先将音频数据进行分段处理和小波变换，并计算每段音频小波系数的倒谱域均值，然后计算每段均值的LSB位，最后通过LSB位的奇偶量化来完成秘密水印的嵌入。提取时，只需要判断倒谱域均值的LSB奇偶来恢复秘密水印。算法完全属于盲提取。算法嵌入过程中不依赖于任何阈值，更有利于算法的实际应用。实验结果表明，算法对于重采样、重量化、低通滤波和幅度攻击等都有很好的鲁棒性。

网络与通信

基于不干扰理论的信道控制策略及其自动化验证方法

崔隽 黄皓

2010, 30(3):  708-714. 

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通过研究信道与那些向其输入信息或从其获得信息的信息域之间直接或间接的干扰关系，来定义信道的语义和作用。明确描述和严格控制系统模块和进程之间的信息通道，有利于最大限度地保障模块或进程的完整性和可控性。所提出的信道控制策略正是基于上述目的。而针对信道控制策略复杂而不便于手工验证的特点，提出了基于通信顺序进程(CSP)的系统和策略描述方法以及基于FDR2的系统信息流策略自动化验证方法。该方法能够在少量的人工参与的情况下有效地分析信道控制策略，发现大部分存储隐蔽通道。

一个P2P IPTV多协议爬行器——TVCrawler

姜志宏 王晖 樊鹏翼 袁雪美

2010, 30(3):  715-718. 

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P2P IPTV网络测量是研究P2P IPTV行为和特征的重要手段，不仅有利于设计出更符合真实网络环境的系统或协议，也是实现P2P IPTV监测、引导和控制等方面的重要依据和基础。爬行器是P2P IPTV网络的一种主动测量技术，也是目前P2P IPTV测量的主要方式之一。提出了一个P2P IPTV多协议爬行器——TVCrawler，能够对PPLive、PPStream和UUSee三个系统的直播频道进行测量。TVCrawler主要具有三个特点：1）采用基于反馈的引导节点集构造机制；2）采用主从结构，并行爬行获取拓扑数据；3）采用基于拓扑增长系数的自适应爬行时长控制。实验表明，TVCrawler的爬行测量速度达到20~100节点/秒和130~500边/秒。

匿名通信综述

刘鑫 王能

2010, 30(3):  719-722. 

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匿名通信是网络与通信领域的热门课题。首先描述了匿名通信的起源，并从匿名属性、对手能力和网络类型三个方面对匿名通信的基本框架进行了阐述。然后阐述了匿名通信的研究现状，并对若干具有代表性的匿名通信系统进行了简要描述，匿名通信系统包括Anonymizer、Tor、Mixminion、Crowds和Tarzan。最后提出了匿名通信发展面临的挑战，包括匿名通信系统的用户体验、中继节点的信誉评价体系和匿名通信系统的滥用行为。

机会网络路由协议

任智 黄勇 陈前斌

2010, 30(3):  723-728. 

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在机会网络中由于网络稀疏、节点移动和通信范围等因素的影响，有可能出现网络分裂或节点脱网，源节点和目的节点之间不一定存在完整的端到端路径，这为路由协议的设计带来巨大挑战，此问题近年来引起了研究人员越来越多的关注。首先介绍了机会网络的基本概念、体系结构和特点等；然后阐述了机会网络路由协议研究的进展,概括了机会网络路由协议中的新机制，对现有路由协议进行分类并详述它们的基本原理；通过比较对各种协议的特点进行分析阐述，最后给出未来研究的方向。

无线传感器网络中基于区域相关性的自组织成簇算法

李玮 胡玉鹏

2010, 30(3):  729-732. 

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无线传感器网络资源有限，信息量大，通常采用分簇压缩减少传输量。针对传感器网络中的小波压缩，提出了一种基于相关区域自组织的成簇算法。该算法利用实际区域数据的相关性进行分簇，在簇头进行小波数据压缩的同时进行相关性检测，动态调整簇结构，保证簇内节点的相关性较好；同时在Sink分析簇间节点数据相关性，形成相关性好的大规模簇，进一步提高较长时间内的压缩效率。理论分析和实验仿真表明，该算法能尽可能地利用节点数据的时间和空间相关性去除冗余数据，提高小波数据压缩效率，降低了网络的能耗。

无线传感器网络拓扑识别算法

张志勇 胡光岷

2010, 30(3):  733-735. 

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获取无线传感器网络(WSN)的拓扑信息对于网络规划和管理具有重要意义。针对采用数据融合机制的无线传感器网络(WSN)，证明了以某一节点的父节点的数据成功传输为条件时，该节点丢包的条件概率最小；以上述结论为基础，提出了一种新的WSN拓扑识别算法，仅以端到端的测量信息作为依据，可以在不增加网络负载、无需中间节点协作的情况下，获得准确的拓扑结构。NS-2仿真结果表明了该算法的有效性。

改进型AR(1)模型在域名系统中的应用

郑伟 谷大武 陆海宁

2010, 30(3):  736-739. 

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服务器选择算法是域名系统(DNS)服务器处理迭代查询时的核心算法。在DNS中的所有查询请求中，迭代查询所占的比例大于30%，因此服务器选择算法的性能对整个DNS服务器的整体性能有着非常大的影响。简要分析了现有的服务器选择算法，指出其优点和缺点。同时，基于已有的AR(1)模型，提出了一种改进型AR(1)自回归模型，该模型利用历次服务器响应时间构成的时间序列，采用动态预测的方法来预测服务器响应时间。该模型能够有效避免由于网络拥塞状况造成的性能波动和服务器短时故障造成的性能损失，大幅提高了服务器选择算法的性能。同时，经过改进的AR(1)模型的适用范围得到扩大，可以适用于所有DNS。

AODV和AOMDV路由协议性能分析与比较

王鲁光 贾智平 李新

2010, 30(3):  740-744. 

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移动无线自组网(MANET)作为一种典型的自组织网络，其路由协议一直是研究的重点。介绍了无线自组网按需平面距离矢量路由(AODV)协议和无线自组网按需多路径距离矢量路由(AOMDV)协议的特点，在NS2模拟软件中使用多种测试场景和不同的介质访问控制(MAC)层协议对这两种路由协议的性能进行了测试和分析。实验结果表明，AOMDV协议在平均延时和路由发现频率上优于AODV协议，在分组投递率和归一化路由开销方面的性能低于AODV协议。

基于博弈论的无线宽带网络协作资源管理

卫萌菡 方旭明

2010, 30(3):  745-750. 

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未来无线网络将提供高速率多媒体宽带数据业务，为保证传输的可靠性和有效性，协作通信技术被引入到无线网络中。提出一种基于博弈论的无线宽带网络协作资源管理策略。该策略通过确定转发价格和协作资源量求解Nash均衡点，利用Pareto最优理论验证结果的有效性，并运用理论分析方法论证博弈论用于协作资源分配的可行性和合理性。仿真结果表明，与按照确定价格分配协作资源的策略相比，该策略可支持更好的网络性能。

采用元胞自动机的网络舆情传播模型研究

方薇 何留进 孙凯 赵鹏

2010, 30(3):  751-755. 

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采用元胞自动机(CA)理论研究因特网舆情传播，设计了一个舆情传播元胞自动机模型结构，包括元胞状态取值、元胞空间和邻域。针对互联网元胞状态转换提出了考虑元胞坚定性的多数规则计算公式和元胞移动遍历算法。在讨论仿真结果时定义了倾向强度、倾向聚集度、元胞峰值和元胞倾向众值等四个参数，分别对不同坚定性和固定/移动元胞状态计算的迭代结果讨论其不同的演变过程、形态和意义，提出特别需要关注具有坚定性特点的元胞移动遍历的舆情传播过程，它们更加接近因特网网络舆情的真实传播过程。仿真结果说明了该方法和模型的有效性和合理性。

基于Asterisk与OpenVPN的企业集团IP分布式呼叫中心

潘云良 杨观赐 周应权

2010, 30(3):  756-760. 

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构建一个企业集团的IP分布式呼叫中心，其成本、安全性、稳定性和高效性是必须考虑的重要因素。在给出企业集团IP分布式呼叫中心架构的同时，以一个具体的实例阐述了呼叫中心实现的技术方案与实现过程。系统采用OpenVPN保证语音传输安全,运用智能路由的规则来处理各种话务，提出了以Asterisk系统内部交换协议(IAX2)为中继的通信模式。测试结果表明，在CPU使用率、负载、带宽占用、延时和语音质量方面，基于Asterisk与OpenVPN的IAX2中继通信模式都优于代表性的SIP中继模式，所提出的方案可以解决抖动带来的声音延时，避免声音传输时的断续现象，弥补由于包的顺序错乱而导致的语音出错，改善了VoIP通信的语音质量。

基于语音质量预测的Speex自适应码率控制算法

蔡铁 龙志军 伍星

2010, 30(3):  761-764. 

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为实现IP语音(VoIP)质量的动态管理与控制，提出了一种基于语音质量预测的自适应码率控制算法。通过实时预测VoIP通话的瞬时语音质量和总体语音质量，自适应地调整Speex编码参数，从而根据需要选择最佳编码速率。实验仿真结果表明，提出的算法能够有效减少网络拥塞，提高VoIP系统的语音质量。

基于统计学模型的VOD负载均衡设计

白雪 彭德巍

2010, 30(3):  765-767. 

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现有的负载均衡算法大都基于Web服务，并不适用于视频点播(VOD)。而基于VOD的负载均衡算法没有考虑用户操作以及一个节目不同片段的访问概率差异等因素对系统负载的影响。因此，设计一种基于统计学模型的负载均衡设计方法，从用户的随机性操作出发，统计分析其规律，根据不同节目不同片段的不同点播率对片源进行分块备份存储。通过仿真实验证实了算法较其他算法的优越性，提高了各节点服务器资源利用率，达到了负载均衡的目的。

人工智能

基于特征反馈的手写体汉字识别系统研究

王建平 王二帅

2010, 30(3):  768-771. 

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针对传统基于开环的汉字识别系统不完全符合人类识字过程的问题，构建了一种具有反馈结构的仿人智能识别系统。该系统根据待识别汉字的多模态定性识别结果来选择最佳的首轮识别方案，在完成识别之后，提取广义识字误差对候选字进行可信度判断和反馈校正。设计了3种广义识字误差，通过对这3种广义识字误差的类型和数值进行定性与定量相结合的分析，建立了识别结果的可信度评价指标体系和反馈校正决策机制。仿真实验结果验证了方法的可行性。

基于B细胞算法的克隆选择算法的收敛性分析

方贤进 慕学海 刘凌冰 王兴旺

2010, 30(3):  772-775. 

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克隆选择算法(CSA)已经广泛应用于计算智能领域，而针对其理论方面的分析和研究工作相对较少。为了丰富克隆选择算法的理论基础，将含有多个体种群的克隆选择算法抽象为含单个体的B细胞算法（BCA），简化了克隆选择算法的数学模型。给出了在BCA中使用的一种变异算子——连续区域超体变异算子（CRHO）和BCA的Markov链模型，提出了一个新的构造算法的状态跃迁矩阵的方法，证明了BCA的绝对收敛性。由于BCA是一般克隆选择算法的一种抽象，因此可以推断克隆选择算法的收敛性。

基于AdaBoost算法的加权二乘向量回归机

彭代强 林幼权

2010, 30(3):  776-778. 

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针对二乘向量机(LS-SVM)对所有样本误差惩罚相同、预测精度不高的问题，提出了一种基于AdaBoost模型的二乘向量回归机。该算法使用多个二乘向量机按照某种学习规则协调各二乘向量机的输出，同时根据回归精度，建立各二乘向量机中每一个样本的误差惩罚权重，以突出样本的惩罚差异性，提高算法的泛化性能。实验结果表明，提出的算法提高了二乘向量回归机的预测精度，优化了学习机的性能。

支持向量回归机在逆向选择合约模型量化分析中的应用

张振锋 朱嘉钢

2010, 30(3):  779-782. 

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为解决激励合约理论的量化分析和实际应用问题，提出了基于支持向量回归机(SVR)的逆向选择合约模型的数值分析方法。利用SVR对效用函数建模，解决了效用函数无法用解析函数表达的问题。在此基础上，分别推导出了自然条件好与差两种情形下逆向选择模型的梯度表达式、代理人高效率类型和低效率类型的逆向选择模型的梯度表达式，并给出了相应的梯度法迭代算法。利用这一算法进行数值计算和量化分析，观察上述两种逆向选择模型中参数变化对合约均衡点变化趋势的影响。计算结果表明用基于SVR的数值分析方法定量分析激励合约模型是可行的。

改进PSO-BP神经网络在变压器故障检测中的应用

熊忠阳 杨青波 张玉芳

2010, 30(3):  783-785. 

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粒子群优化（PSO）算法中的粒子根据全局最优粒子来移动自身位置进行搜索，但当某一粒子连续多次被选为全局最优粒子的时候，整个群体的粒子就会快速收敛于该最优粒子，陷入局部最优。为此，提出了变异动态粒子群优化（MDPSO）算法。采用惯性权重变异的思想，当某粒子连续被选为全局最优粒子时，就使一部分粒子的惯性权重以指数速度增长，使粒子跳出局部最小，继续全局寻优。并把改进的粒子群优化算法和BP神经网络相结合，应用于变压器故障检测中。实验表明，与常用的粒子群优化算法相比，用改进的粒子群优化算法优化BP神经网络具有更好的性能，在变压器故障检测中能够获得更高的检测精度。

带飞行因子的粒子群算法的铝蜂窝夹层板模型修正

孔宪仁 秦玉灵 罗文波

2010, 30(3):  786-788. 

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蜂窝板结构具有较高的比强度、比刚度和良好的隔热隔振、耐冲击等优点，在航空航天领域得到了广泛应用。根据等效板理论将蜂窝夹层板等效为壳单元，以试验测得的前五阶模态频率为基础，用带飞行因子的粒子群算法对其材料等效密度和刚度参数进行模型修正，修正后模型计算频率与试验值误差较原误差有了明显减小，与标准粒子群算法相比，带飞行因子粒子群算法修正后的模型能更好地逼近原结构，模型质量有了改善。证实了带飞行因子粒子群算法在模型修正过程中的可行性和有效性。

改进粒子群在水下机器人路径规划中的应用

毛宇峰 庞永杰

2010, 30(3):  789-792. 

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在海洋环境中水下机器人路径规划具有规划范围广阔、障碍物相对稀疏、海流的影响不可避免的特点。应用粒子群优化(PSO)算法实现水下机器人在复杂海洋环境中的路径规划，并从参数控制策略及拓扑模型方面进行改进，得到收敛精度更好的改进粒子群优化算法。设计了综合路径长度、海流和转向费用的适应度函数，使算法很好地适应海流的变化，很大程度减小了海流对水下机器人能量消耗和控制的不利影响。经仿真实验验证了算法的有效性，并能够很好地满足在复杂海况环境水下机器人路径规划的要求。

基于相空间重构和主分量分析的遥测信号噪声消除

徐洪涛 王跃钢

2010, 30(3):  793-795. 

摘要 ( )   PDF (422KB) ( )  

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信号消噪的目的在于有效地滤除噪声干扰以达到对原始信号的真实复现。提出了一种基于主分量分析的遥测信号噪声消除方法。首先利用相空间重构(RPS)将一维时间序列信号嵌入为等效的多维时间序列信号，然后利用主分量分析(PCA)实现信号的提取，其实质是利用了真实信号在混合信号中占主导地位的特性。实验结果表明，该方法去噪效果明显，且与小波去噪效果比较接近。与一般滤波方法相比，具有效果好，自适应较强等特点。

基于MFCC和短时能量混合的异常声音识别算法

吕霄云 王宏霞

2010, 30(3):  796-798. 

摘要 ( )   PDF (459KB) ( )  

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针对现行异常声音识别算法复杂度高和特征识别率低的问题，将梅尔频率倒谱系数（MFCC）与短时能量混合特征应用到异常声音识别系统中。该混合特征使得高斯混合模型（GMM）分类器可获得比使用MFCC特征及其差分MFCC更好的分类性能。给出了系统实现的具体步骤，并通过仿真实验证明了该算法的有效性,分类器的平均识别率可达到90%以上，并且计算复杂度小。

数据库与数据挖掘

基于密度的kNN分类器训练样本裁剪方法的改进

熊忠阳 杨营辉 张玉芳

2010, 30(3):  799-801. 

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在文本分类中，训练集的分布状态会直接影响k-近邻(kNN)分类器的效率和准确率。通过分析基于密度的kNN文本分类器训练样本的裁剪方法，发现它存在两大不足：一是裁剪之后的均匀状态只是以ε为半径的球形区域意义上的均匀状态，而非最理想的均匀状态即两两样本之间的距离相等；二是未对低密度区域的样本做任何处理，裁剪之后仍存在大量不均匀的区域。针对这两处不足，提出了以下两点改进：一是优化了裁剪策略，使裁剪之后的训练集更趋于理想的均匀状态；二是实现了对低密度区域样本的补充。通过实验对比，改进后的方法在稳定性和准确率方面都有明显提高。

基于密度的离群噪声点检测

张毅 刘旭敏 关永

2010, 30(3):  802-805. 

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针对三维扫描仪获取的带噪声和离群点的点云数据，提出了基于局部离群点概念的去噪算法。通过k-近邻(KNN)搜索建立散乱点之间的拓扑关系，进而计算当前测点的局部离群因子以衡量该点的离群程度，从而限制噪声并剔除离群点。重点解决了高密度扫描点云周围分布的低密度离群噪声点的识别问题。实验结果证明，该算法能有效检测出紧挨模型边界的噪声点，并最大限度地保持模型边界。

一种挖掘频繁闭项集的深度优先算法

张炘 廖频 郭波

2010, 30(3):  806-809. 

摘要 ( )   PDF (619KB) ( )  

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频繁闭项集挖掘是许多数据挖掘应用中的重要问题。为减少候选项集数量和降低支持度计算的开销，提出一种新的深度优先搜索频繁闭项集(DFFCI)的算法。将改进的压缩频繁模式树(CFP-Tree)表示的数据集信息投影到划分矩阵，使用二进制向量逻辑运算计算支持度，简化了计算过程，减少了时间开销；采用基于支持度预计算技术的全局2-项剪枝和局部扩展剪枝，有效削减了搜索空间。实验结果表明该算法的性能优于其他主流深度优先算法。

全最小一乘准则下的LGA新算法

曹慧荣 方杰

2010, 30(3):  810-812. 

摘要 ( )   PDF (467KB) ( )  

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为克服传统提取数据集中线性结构的LGA对噪声数据比较敏感的缺陷，提出了两种基于稳健的全最小一乘准则下的LGA新算法。首先证明了全最小一乘准则下数据集最优划分的存在性，并据此给出一种有限步终止算法。其次为提高计算速度，根据k-means算法、全最小一乘准则和重抽样方法给出另一种快速收敛算法。通过与传统的LGA和基于Trimmed k-means思想的稳健LGA的比较，仿真结果表明提出的算法具有较好的稳健性，可以在离群数据较多的情形下，同时找出数据集合中的所有强线性结构。

P级文件系统搜索概述

张妤芝 刘海涛

2010, 30(3):  813-817. 

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当文件系统规模达到P级时，管理和查找这数以百万甚至千万计的文件将会变得越来越困难，高效的文件系统搜索成为必不可少的工具。综述了P级文件系统搜索的总体研究情况,包括面临的挑战，P级文件系统搜索中的关键问题，介绍了一些P级文件系统搜索研究项目及其所用到的索引技术,特别指出了它们的局限性。最后，结合当前搜索技术的发展,指出了P级文件系统搜索面临的一些新的发展方向。

基于局部标签树匹配的改进网页聚类算法

李睿 曾俊瑀 周四望

2010, 30(3):  818-820. 

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Web信息抽取中需要对目标网站的网页进行聚类分析，以检测并生成信息抽取所需的模板。传统的基于DOM树编辑距离的网页聚类算法不适合文档对象模型(DOM)树结构复杂的动态模板网页，提出了一种基于局部标签树匹配的改进网页聚类算法，利用标签树中模板节点和非模板节点的层次差异性，根据节点对布局影响的大小赋予节点不同的匹配权值，使用局部树匹配完成对网页结构相似性的有效计算。实验结果表明，改进的算法较传统的基于DOM树编辑距离的网页聚类算法，在对采用模板生成的动态网页进行聚类分析时具有更高的准确率，且时间复杂度低。

原生XML存储方案的数据更新机制

王鑫 袁晓洁 冯志勇 张坤龙 王树义

2010, 30(3):  821-824. 

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原生XML存储方案直接关系到查询处理和数据更新。目前的原生XML存储方案大多关注于查询处理而很少涉及对数据更新的支持。与关系表的更新不同，XML更新要考虑到节点的文档顺序。提出了一种新的原生XML存储更新机制，它既保持了节点的文档顺序，又使更新操作局限于一个页面之内，保证了更新的效率。通过引入前向链接记录和重定位记录，该更新机制使页面分裂时记录存储地址保持不变，避免了索引更新的I/O开销。通过实例说明该原生XML存储方案的数据更新机制是有效的。

基于有效最低公共祖先的XML关键字查询算法

郑弘晖 郭 红

2010, 30(3):  825-830. 

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针对XML文档关键字搜索问题，从元素标签内容等价和元素结构相似性等价两个方面考虑无效的查询结果。介绍了有效最低公共祖先(FLCA)的概念，在此基础上提出紧致的有效最低公共祖先(CFLCA)的概念。根据定义的查询结果集，提出基于等价模式值索引的查询算法(BEPVA)。最后与CVLCA和SLCA进行了比较，结果表明提出的方法在查询质量和查询效率上有较大的提高。

高效查询的XML编码方案

文华南 刘先锋 李文锋 李玲勇

2010, 30(3):  831-834. 

摘要 ( )   PDF (579KB) ( )  

相关文章 | 计量指标

在XML数据查询中，结构连接操作占用了大量时间。针对这个问题，提出一种高效查询的编码方案—LSEQ编码。它将节点路径信息进行分解，避免记录路径的重复信息，减小了编码长度；同时支持节点祖先后代关系，父子关系和兄弟关系的表示。LSEQ编码通过记录非叶节点的路径，在节点查询中避免了结构连接操作，提高了查询效率。实验表明LSEQ编码提高了空间利用率，在查询速度上具有出良好的性能。

典型应用

基于本体的视频语义检索系统研究

徐峰 郑烇

2010, 30(3):  835-837. 

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在语义层次上检索视频内容，可以突破“语义鸿沟”，提高视频内容的利用效率。利用本体的标注和推理能力，研究视频语义检索，充分挖掘视频内容的结构和语义信息，构建层次化的语义索引，能极大提高系统的语义检索能力。该视频语义检索系统(OVSR)的本体架构集成了领域本体、视频本体和核心本体，具有很强的扩展和交互能力。主要论述OVSR的本体架构，视频语义模型和索引模型，研究OVSR的查询重写算法以及本体推理算法。

图的最大公共连通子图问题研究

左黎明 汤鹏志 徐保根

2010, 30(3):  838-841. 

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图像识别、恶意代码族群特征提取、人工智能中许多应用问题都可以规约为一类图的最大公共连通子图问题。提出了求解简单最大连通子图问题的矩阵方法，定义了图特征相关度和图度序列相关系数的概念，最后结合算例给出了一种求解一般最大公共连通子图问题的贪婪算法，能够快速有效地找到一个尽可能大的公共连通子图。

敏捷供应链静态调度模型及其贪婪算法

王建华 李南 郭慧

2010, 30(3):  846-849. 

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针对确定性市场需求下的敏捷供应链(ASC)调度具有批量和时间双重约束的问题，根据供应层级关系建立多级供应链结构模型(SCSM)，在此基础上设计调度问题的线性规划(LP)模型及其两阶段求解算法：第一阶段的最短响应时间调度贪婪算法判定供应链系统对需求批量和时间约束满足与否；第二阶段的精益调度贪婪算法求解以最小化供应链库存成本为目标的最优调度方案。最后通过算例验证了模型和算法的实用性和有效性。

Linux2.6内核下同步串行通信驱动的开发与应用

仇洁婷 陈儒军 何展翔 邱开林

2010, 30(3):  850-853. 

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随着ARM/DSP双核处理器在地球物理勘探仪器中的推广应用，双核间的通信成为实现这种双核处理器系统的关键技术。针对Linux2.6版本内核，详细介绍了基于AT91TM9200的SSC同步串行通信设备驱动的模块化、分层次的设计架构，并在驱动中使用DMA传输模式、分段缓存技术和修改PDA控制器优先级。在此基础上给出了AT91RM9200/DSP56309双核的接口电路设计。试验表明，在AT91RM9200 /DSP56309双核中利用同步串行同步通信的设计，能够使系统高效、稳定、快速地进行数据传输，从而使双核处理器能够很好地协同工作。

基于DSP的人脸识别算法实现与优化

邹垚 张超

2010, 30(3):  854-856. 

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为了在嵌入式系统中实现实时视频图像人脸识别，提出了基于TI系列TMS320DM642的快速人脸检测系统设计方案，包括系统软件和硬件优化方案。首先选择实用有效特征，简要介绍人脸检测和人脸识别算法的基本原理，针对该算法实现原理详细阐述硬件系统设计方案，介绍各单元结构和原理。最后，在设计的硬件系统上进行算法移植，详细介绍了系统的优化方案，实现了嵌入式快速人脸识别系统的研制。通过分析测试结果，系统可靠运行，优化后系统运行速度提高，能够实现实时视频图片人脸识别。