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2010年 第30卷 第8期 刊出日期：2010-08-01

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人工智能

变精度下近似算子与程度上近似算子的逻辑与运算模型

张贤勇 熊方 莫智文 程伟

2010, 30(8):  1991-1994. 

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基于精度与程度的逻辑与需求，提出了变精度下近似算子与程度上近似算子的逻辑与运算模型。在该模型中，得到了变精度下近似算子与程度上近似算子的逻辑与运算的精确描述与基本性质，提出了宏观算法与微观算法，进行了算法分析与比较，得到了微观算法更具空间优势的结论。最后用医疗实例对模型与算法进行了说明。变精度下近似算子与程度上近似算子的逻辑与运算模型，部分拓展了变精度粗糙集模型、程度粗糙集模型和经典粗糙集模型，并在这些模型中得到了近似算子的相应性质。

K-means算法最佳聚类数确定方法

周世兵 徐振源 唐旭清

2010, 30(8):  1995-1998. 

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K-means聚类算法是以确定的类数k为前提对数据集进行聚类的，通常聚类数事先无法确定。从样本几何结构的角度设计了一种新的聚类有效性指标，在此基础上提出了一种新的确定K-means算法最佳聚类数的方法。理论研究和实验结果验证了以上算法方案的有效性和良好性能。

基于区分矩阵的启发式属性约简算法

马翔 张继福 杨海峰

2010, 30(8):  1999-2002. 

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由于大量等价类元素的存在，同一等价类中的记录与其他非该等价类中的记录相比较将会产生大量空元素及重复元素，使得构造区分矩阵需要耗费大量的时间与空间。因此以信息向量为工具处理等价类，改进了区分矩阵的构造过程，有效地提高了构造区分矩阵的时空间效率；其次，利用属性频度为启发信息，给出了一种基于区分矩阵的启发式属性约简算法；最后，利用恒星天体光谱数据集，实验验证了算法的有效性。

基于k-prototypes的混合属性数据聚类算法

陈韡 王雷 蒋子云

2010, 30(8):  2003-2005. 

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通过对基于K-prototypes算法对混合属性数据处理的聚类问题进行研究，改进了K-prototypes算法中分类属性相异度计算公式，使之能更加精确反映样本间的差异；在此基础上提出了一种用于处理混合属性数据的聚类算法，并将改进后的算法应用于英语借词数据的聚类分析中。实验结果表明，与K-prototypes算法相比，改进后的算法具有更好的稳定性和更高的精度。

基于粗糙集的两阶段邮件过滤方法

邓维斌 洪智勇

2010, 30(8):  2006-2009. 

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如何将邮件的头信息和内容信息有效结合起来进行垃圾邮件过滤备受研究人员的关注。基于粗糙集具有很好地处理不确定信息的特点，提出了一种基于粗糙集的两阶段邮件过滤方法，首先根据邮件头信息将其分为正常邮件、垃圾邮件和可疑邮件，再根据邮件内容将可疑邮件分为正常和垃圾邮件。通过在中英文邮件集上的测试实验，证明了所提出的邮件过滤方法不仅能提高垃圾邮件过滤的准确率，而且能大幅降低误杀率。

基于结构化属性集的规则学习

时百胜

2010, 30(8):  2010-2012. 

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提出了从结构化属性的背景中学习关联规则的通用算法，该算法使用过滤函数检查频繁概念，只需修改该函数，就可得到各种基于概念的规则。该算法的优点是在计算过程中利用属性结构化消除频繁概念中的冗余内涵，使得到的规则更精炼、更实用。

基于Bin位图索引的多维查询优化算法

王黎明 程晓 柴玉梅

2010, 30(8):  2013-2016. 

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在属性基数（该属性可能的取值数）很高的情况下，简单位图索引需要占用太大存储空间。Bin位图索引可以很好解决这个问题。这种索引不像简单位图索引那样建立在不同的属性值上，而是建立在属性范围上，但候选检查往往占用大部分的查询时间。为了提高查询性能，提出一种排序方法来对各属性进行排序，以减少候选检查数目，并在此基础上提出动态预扫描算法。实验结果表明，排序和动态预扫描算法都取得了良好的效果。

极坐标下基于迭代学习的移动机器人轨迹跟踪控制

阎世梁 张华 王银玲 肖晓萍

2010, 30(8):  2017-2020. 

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为提高自主移动机器人对一类特殊轨迹的重复跟踪能力，在极坐标下建立了3轮全向移动机器人的运动学模型，结合离散时域下对轨迹跟踪问题的描述方法，采用开闭环P型迭代学习控制算法，并在给定条件下证明了其收敛性，随着迭代次数的增加，该算法能够有效改善动态不确定环境中系统的稳定性与收敛的快速性。通过将仿真结果作用于实际动态系统的初始控制输入，从而在实际环境下能以较少的迭代过程来获取控制律。实验结果表明，在仿真环境下机器人可以较好地跟踪玫瑰曲线，在实际机器人测试中，机器人能够较好地跟踪期望轨迹，从而证实了该方法对提高自主移动机器人轨迹跟踪能力的可行性与有效性。

基于改进人工势场法的移动机器人路径规划

石为人 黄兴华 周伟

2010, 30(8):  2021-2023. 

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针对势场法的障碍物附近目标不可达的问题，改进了传统人工势场斥力函数，确保目标点是机器人的势场全局最小点，使得机器人顺利到达目标点。针对势场法的局部最小值问题，提出了一种连接局部最小值区域障碍物的方法，建立了机器人离散传感器模型，使机器人快速走出局部最小值区域。改进后的人工势场法适用于复杂室内环境下的机器人路径规划。仿真结果证明了该方法的有效性。

基于粗糙小波网络应用服务器老化预测模型

孟海宁 刘建军

2010, 30(8):  2024-2028. 

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针对应用服务器系统中存在的软件老化现象，监测系统资源消耗的性能参数，采用粗糙小波网络建立系统老化预测模型。该模型首先采用信息熵约简方法化简系统性能参数，从而确定粗糙小波网络的输入变量；然后采用自适应遗传算法对网络结构和参数进行优化。最后通过实验表明，该模型比传统的神经网络和小波网络模型具有更高的预测精度及更好的收敛性能。

基于间断区间的时间本体表示及应用

杨倩 冯志勇 胡静

2010, 30(8):  2029-2033. 

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通过间断区间的时态理论扩展了OWL-Time，用在本体中表达单个事件带间断时区的情况。在本体中定义了间断区间概念以及间断区间的时态关系，并以物流领域运输事件的表示为例阐述了领域中基于间断区间的时间知识在本体中的表示方式。通过定义Jena中的原语、规则以及扩展对推理模型的操作构建了相应的推理机,对推理机进行实验检验,不仅验证了推理机运行的正确性,同时也保证了时间知识在本体和规则中表示的正确性，解决了带间断区间的时态知识在语义网中表示和推理的问题。

基于字词分类的层次分词方法研究

张聪品 赵理莉 吴长茂

2010, 30(8):  2034-2037. 

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中文分词是自然语言处理的基础性问题。条件随机场模型分词过程中出现的切分粒度过小和多字粘连造成的错分问题，是影响分词结果的两个主要原因。提出了一个基于字词分类的层次分词模型，该模型采用多部有效词典进行处理，在外层分词系统中解决切分粒度过小问题；在内层核心层，条件随机场分词后再处理多字粘连问题。实验结果表明，采用加入多词典的字词结合层次分类模型F-测度值有较大的提高，有助于得到好的分词结果。

基于条件随机场的蒙古语词性标注方法

应玉龙 李淼 乌达巴拉 朱海

2010, 30(8):  2038-2041. 

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为了保留蒙古语词缀中大量的语法、语义信息和缩小蒙古语词典的规模，蒙古语词性标注需要对词干和词缀都进行词性标注。针对这一问题提出了一种基于条件随机场（CRF）的蒙古语词性标注方法。该方法利用CRF模型能够添加任意特征的特点，充分使用蒙文上下文信息，针对词素之间的相互影响添加了新的统计特征，并在3.8万句的蒙古语词性标注语料上进行了封闭测试，该方法的标注准确率达到了96.65%,优于使用隐马尔可夫模型（HMM）的词性标注模型。

一类多项式光滑函数的逼近精度

陈勇 余小平 熊金志

2010, 30(8):  2041-2044. 

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针对一类支持向量机的多项式光滑函数，采用二分法求解它们尚未解决的逼近精度问题。为克服二分法可能会漏根的缺点，首先把多项式光滑函数的逼近精度问题表示为一个求逼近函数的最大值问题，把这个逼近函数分成4 段，分别求出每段的最大值，然后得到逼近函数在整个x轴上的最大值。并以1阶和2阶多项式光滑函数为例，用二分法解决了它们的逼近精度问题。研究表明，二分法是求解这类多项式光滑函数逼近精度的有效方法。

只含一个非线性项的超混沌系统及其控制比较

陈帝伊 陈海涛 马孝义 龙燕

2010, 30(8):  2045-2048. 

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为了更深刻揭示混沌现象发生的本质，构造出一个只含有一个非线性项的四维非线性动力学系统，研究了该系统的超混沌吸引子、Lyapunov指数、庞加莱映射图等复杂动力学特征，这些特征更加深刻地描述了该系统的混沌本质。为了更好控制此四维超混沌系统，分别用线性反馈控制法和自适应控制法对该超混沌系统进行了控制仿真，结果证实了两种控制方法控制只含一个非线性项超混沌系统的可行性和有效性，同时比较了两种控制方法控制混沌系统的优缺点。

基于CMAC网络的迭代学习初始控制策略

段晓燕

2010, 30(8):  2049-2051. 

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针对传统迭代学习控制在面临新的环境或控制任务时学习时间长、收敛速度慢的问题，首先引入迭代学习初始控制算法，并给出了算法收敛的充分必要条件；然后，利用小脑模型连接控制网络(CMAC)与反馈PID网络进行综合，在系统的历史控制经验基础上，估计系统的期望控制输入，作为迭代学习控制器的初始控制输入，再由开闭环P型迭代学习律逐步改善控制效果，从而避免了对初始控制输入量的盲目选择，使得系统的实际输出只需较少的迭代次数就能达到跟踪的精度要求。机器人系统的仿真结果表明了该算法的可行性与有效性。

先进计算

线程切换开销分析工具的设计与实现

阳国贵 姜波

2010, 30(8):  2052-2055. 

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在多片多核计算机系统中，线程切换的间接开销受到体系结构、负载模式和调度策略的影响，为了获得更为稳定的测试结果，在分析Lmbench测试程序框架和进程切换测试原理的基础上，针对多片多核处理机系统中的线程测试需求，通过集成多种负载模式和调度策略，设计和实现了新的线程切换延时测试程序LTC，为多核系统下的线程切换延时测试与分析提供了有效手段。

面向海量数据的并行天文交叉证认

赵青 孙济州 崔辰州 于策 肖健

2010, 30(8):  2056-2059. 

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交叉证认是实现多波段数据融合的关键技术，天文数据的海量性使这一问题必须要依靠计算机技术加以解决。按照PCAM并行设计模型设计了并行交叉证认算法。针对交叉证认在数据I/O访问方面存在的性能瓶颈，通过调整划分的粒度、过滤空白区域、优化数据加载、计算流程等方法，协调了数据读取量与计算量间的关系。实验表明该并行方法对交叉证认计算的效率提升明显。另一方面还考虑了对HTM、HEALPix两种最常用天文数据索引方式的支持，并通过实验对比了两者的性能，为我国天文数据主题库、虚拟天文台等项目提供了技术参考。

可靠的网格作业调度机制

陶永才 石磊

2010, 30(8):  2066-2069. 

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针对网格环境的动态性特征，提出了一种可靠的网格作业调度机制(DGJS)。按照作业完成时间期限，DGJS将作业分为：高QoS级、低QoS级和无QoS级，不同QoS级作业有不同的调度优先权；基于资源可用性预测，DGJS采用基于可靠性代价的作业调度策略，将作业尽可能调度到可靠性高的资源节点；另外，DGJS对不同QoS级作业采用不同的容错策略，在保证故障容错的同时，节省网格资源。实验表明：在动态的网格环境下，较之传统的网格作业调度算法，DGJS提高了作业成功率，减少了作业完成时间。

基于三维盒维数算法的城市分维计算

张乐珊 陈戈 韩勇 张涛

2010, 30(8):  2070-2072. 

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通过将传统的二维盒维数算法扩展到三维空间，提出了一个基于三维空间的盒维数计算方法。分别利用三维盒维数算法和二维盒维数算法计算城市的分维，通过对计算结果进行比较分析，观察到城市空间结构在第三维同样具有分形特征，证明传统城市分维计算中采用基于二维空间的分维算法或者简单地利用二维分维加1的方法表示三维分维都是不准确的，并进而给出正确的城市分维计算方法。

改进的最大和分散式协调算法

耿蕾蕾 蔚承建

2010, 30(8):  2073-2076. 

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大规模信息系统的协调问题正成为新兴的研究热点，最大和协调算法显示了在该领域的应用前景，然而其收敛速度和鲁棒性有待进一步提高。针对以上问题，提出一种可用于合作系统中的基于混沌的分散式信息传递算法，并通过图形着色问题验证了该算法的有效性。在该算法中，首先利用混沌序列丰富的时空动态性，产生最大和协调算法的节点信息;然后依据优化后的效用值表和更新规则对节点信息进行交互，完成算法的迭代。通过与传统最大和协调算法的对比实验结果分析，改进的算法不仅解决了传统最大和协调算法的计算瓶颈，而且在收敛速度及鲁棒性方面有着更好的表现。

图形图像处理

一种有效保留图像细节的自适应图像消噪方法

吕俊白 蔡灿辉

2010, 30(8):  2077-2079. 

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针对更多保留图像细节信息有效滤除噪声的问题，分析了双密度双树复小波的变换原理及特点，推导了双变量萎缩函数，提出一种基于双密度双树复小波变换的局域自适应图像消噪算法。首先对含噪图像进行双密度双树复小波分解；后根据小波系数的统计特性以及层内和层间系数的相关性，采用结合局域方差估计的双变量萎缩函数对小波系数进行处理，并用处理后的小波系数重构图像。实验结果表明：该算法在滤除噪声的同时可保留更多的图像细节，极大地改善了图像的视觉质量。

基于空间自适应Bayesian缩减的NSCT域图像去噪方法

孙强 高勇 焦李成

2010, 30(8):  2080-2084. 

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提出了一种基于空间自适应Bayesian缩减的NSCT域图像去噪方法。该方法运用了广义高斯分布对NSCT域图像的子带系数进行建模,并通过构造各向异性的椭圆窗口来描述各个子带内系数的局部背景特性,从而建立了NSCT域空间自适应Bayesian缩减机制的图像去噪方法。通过图像去噪实验验证了所提出方法的有效性。同时,与4种具有平移不变性的Contourlet去噪方法做了对比，进一步证实了所提出方法的优良去噪性能。

基于标准白色模板的扩展RGB颜色校正算法

刘天弼 宋春林 江兴歌 徐旭辉

2010, 30(8):  2085-2087. 

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如何通过颜色校正获得真实的颜色重现已成为图像处理中普遍存在的技术难点。针对此类问题，提出一种基于白色模板的颜色校正方法：首先将颜色空间的精度扩展到一定的程度，然后制作一个标准状态下的白色模板；接着根据条件选取适当的校正算子，根据校正算子得出的RGB值去校正在同样条件下得到的目标图像。工程实践和仿真结果表明，校正后的图像不但在视觉上与标准图像达到一致，并且在数值误差上也小于传统的校正方法。

基于双视线特征感知编组的影像匹配方法

郭海涛 徐青 丛凤波 张保明

2010, 30(8):  2088-2090. 

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与点特征相比，高级别的特征，特别是自由形状线特征包含了更加丰富的信息，这对于其后的影像解译和表面重建等处理是更为有利的。针对传统自由形状线特征匹配方法的弊端——匹配成功的线特征数量较少，引入了感知编组理论，提出了一种基于双视线特征感知编组的影像匹配方法。实验证明该方法不仅可以提高成功匹配的自由形状线特征数量，还可增加自由形状线特征的长度，方便后续人工地物（如建筑物）的提取。

改进的多尺度Retinex图像增强算法

王小明 黄昶 李全彬 刘锦高

2010, 30(8):  2091-2093. 

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针对多尺度Retinex算法在图像增强的过程中，存在着算法运算量大的问题，提出了一种基于快速二维卷积和多尺度连续估计的算法。该算法充分利用二维图像高斯卷积的可分离性和多尺度照射光连续估计的可行性，降低了Retinex算法的复杂度。同时对于增强后图像色彩容易失真的现象，提出了一种去极值的直方图裁剪法，用于保持图像色彩信息和提高对比度。实验结果表明，这些改进可以有效提高算法运行速度和改善图像增强效果。

傅里叶谱和矩不变法结合的图像阈值分割

张新明 李双 郑延斌 张慧云

2010, 30(8):  2094-2097. 

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针对矩不变法图像分割算法中存在的问题，提出了一种基于傅里叶谱和矩不变法相结合的图像分割方法。首先依据矩不变原理计算待分割图像的累计灰度分布函数值获取初始阈值，然后对图像直方图进行傅里叶变换，并得到傅里叶谱系数，最后利用该系数和累计灰度分布函数值对初始阈值进行调整，由于傅里叶谱能很好地“匹配”矩不变法获取的阈值，从而能自动调整初始阈值，使分割效果达到最佳。分割实验结果表明，该方法不仅运算速度快，而且有较好的分割效果和普适性。

基于Wang Tile的改进纹理合成算法

薛峰 成诚 江巨浪

2010, 30(8):  2098-2100. 

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Wang Tiles由4个纹理块构建而成，并为Tiles拼接做准备。因为Wang Tiles是事先制作的，所以它是一种实时纹理合成方法。然而，在Tiles内部和相邻Tiles拐角处存在着匹配问题,因此,提出了一种改进Wang Tile的新方法，该方法使用一个新的样图来替换边界匹配样图的中心，并采用Image Quilting算法查找替换路径，从而生成Tile集合，继而合成大块纹理。实验结果表明，所绘制的纹理不仅成功克服了匹配问题，而且在某种程度上增强了纹理多样性。

新型彩色图像形态学处理方法

汤红忠 黄辉先 郭雪峰 肖业伟

2010, 30(8):  2101-2104. 

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提出了一种基于参考色彩的加权距离序与改进词典序相结合的彩色形态学算子定义方法，该方法利用L*a*b* 色彩模型与其极坐标表示形式，采用权值影响因子，将矢量映射为标量函数进行初始比较；同时结合词典序来解决距离相等的不足，提出一种基于λ模数的一般词典序方法，能任意调整量化函数，降低排列在先的分量作用，将其应用到彩色图像处理中。与传统距离和词典序的彩色形态相比，该方法既能得到与视觉判断相一致的分析结果，更能保持图像色彩平衡的能力，特别是在纹理边界区域，图像边缘细节更为丰富，可以得到更平滑的处理效果。

基于阈值矩阵的快速特征引导点画法

王会芹

2010, 30(8):  2105-2107. 

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针对传统点画法中存在的诸如产生的点的分布不合理、图像的原有特征不突出、迭代过程非常耗时等问题，提出了快速特征引导点画法。首先对特征图像进行距离变换得到偏置线，然后在偏置线上采样来获取点的分布，点画的绘制过程则通过预先生成的阈值矩阵进行映射来完成。实验结果表明，该算法性能有明显改进，不仅点的分布合理，而且可以大幅提高了绘制速度。

基于广义回归神经网络的数码打样色彩空间转换方法的研究

曹从军 孙静

2010, 30(8):  2108-2110. 

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由设备无关的色彩空间CIE L*a*b*与设备相关色彩空间CMYK转换是图像输出设备特征化和色彩管理模块的关键技术。基于数码打样样张的测量数据采用广义回归网络分别建立了CMYK与CIE L*a*b*色彩空间转换的正反向模型，并分别应用色差公式进行精度检验，研究结果表明基于广义回归网络建立起来的CMYK与CIE L*a*b*色彩空间转换模型是实现色空间转换的有效方法，该模型无论从训练的简便性、训练速度、还是精度上都比BP神经网络模型有优势。

信息安全

异构无线网络中基于模糊集合的动态信任模型

黄开枝 贺晓珺 张鹏 罗兴国

2010, 30(8):  2111-2113. 

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针对异构无线网络融合带来的安全问题，提出了一个基于模糊集合的动态信任模型DTMBF。使用模糊隶属度标示了信任的主观不确定性，引入直接信任、推荐信任、推荐可信度和信任时间戳4个参量来计算网络的信任度，并通过信任反馈控制机制动态调节上述参量。直接信任和推荐信任反映了网络的历史服务情况，推荐可信度和信任时间戳则反映了信任反馈的可信性和时效性。仿真分析表明，该模型能准确有效地确定网络的信任度，有效地抑制了恶意用户的诋毁行为和合谋欺骗行为。

基于进化理论的层信任模型研究与实现

周毅 郑雪峰 于义科

2010, 30(8):  2114-2119. 

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通过对可信计算进行深入的分析，并进行严格的逻辑推理证明，提出了基于进化理论的层信任模型。该模型在逻辑结构上定义了可信计算环境基本的信任链和可信层，并通过3个主要属性来描述可信度，物理结构上通过广电网的基于法定权利义务关系的可信根广播和在可信终端建立基于可信存储的可信根，来实现可信计算环境。该模型使得现有通用计算平台也适用于可信计算环境，提出了解决可信计算环境的外部性和公正性问题的方法，减少了可信终端主动防御带来的验证开销，用较小的代价实现了可信计算环境下可信计算实体可信度收敛。

分布式网络环境下的跨域匿名认证机制

周彦伟

2010, 30(8):  2120-2124. 

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TPM计算和存储能力的制约以及直接匿名认证（DAA）的复杂性，导致现有的DAA方案只适用于单可信域，针对此局限，提出了一种适合分布式网络并行、高性能及计算机协同工作特点的跨域匿名认证机制。该机制引入可信第三方——证书仲裁中心（CAC）完成跨域示证者的平台真实性验证，为身份真实的示证者颁发跨域认证证书，该证书一次颁发，多次使用，提高跨域匿名认证效率，同时防止CAC成为系统瓶颈。该模型具有高效、安全、可信等特点，且达到可控的匿名性，并通过通用可组合安全模型分析表明该机制安全地实现了跨域匿名认证。

新的传感器网络假冒攻击源检测方案

王登第 柴乔林 孙翔飞 李涛

2010, 30(8):  2125-2129. 

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针对传感器网络假冒攻击，提出了一种新的假冒攻击源检测方案。新方案利用基于身份的签名技术，结合节点报警规则，构造了基于邻居节点相互认证的单个试图假冒攻击源测定算法，以此为基础，扩充为针对局部区域内的多个试图假冒攻击源测定算法。新方案也提出了成功假冒攻击源测定算法，其中采用了汇聚节点监控排查恶意区域、普通节点认证转发报警消息机制。新方案适用于假冒攻击状况复杂、网络安全性要求较高的环境。仿真实验证实了新方案在成功检测方面的有效性。

基于验证欺骗的AVM2虚拟机逃逸技术

刘小珍 李焕洲

2010, 30(8):  2130-2133. 

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介绍了AVM2虚拟机的应用背景、安全研究价值和逃逸技术现状。从AVM2安全模型中的ABC验证缺陷入手，结合宿主环境漏洞和字节码仿真引擎漏洞，研究了基于验证欺骗的逃逸技术细节。最后根据当前研究成果，提出相应的防范策略，以及下阶段的改进目标。

Web服务恶意内容攻击检测技术

黄康宇 吴礼发 吴海佳

2010, 30(8):  2134-2138. 

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基于SOAP消息的恶意内容攻击对Web服务的应用与推广具有很大的影响，但目前尚缺乏能有效检测SOAP消息中恶意内容的方法，为此提出了一种新的SOAP消息特征检测方法。通过定义SOAP项和SOAP规则来描述恶意内容的特征，提出了SOAP消息解析算法和SOAP规则匹配算法，用来实施恶意内容的特征检测。根据提出的方法，设计并实现了一个Web服务攻击检测的原型系统。攻击检测实验和性能分析实验的结果表明，该方法有较好的检测效果和性能。

基于属性综合评价系统的漏洞静态严重性评估

肖云 彭进业 王选宏

2010, 30(8):  2139-2142. 

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针对计算机安全漏洞的静态严重性评估问题，提出了一种基于属性综合评价系统的漏洞静态严重性分析方法。该方法从漏洞的基本属性中提取漏洞的威胁性、影响度、流行性和修补难易4个指标，运用属性综合评价系统理论评价其静态严重性，获得二元组表示的漏洞静态严重性，其中的定性表示值表示漏洞的静态严重性等级，定量表示值表示漏洞静态严重性分值。应用实例表明该方法对于漏洞静态严重性的评估是准确有效的。相比于现有的漏洞严重性分析方法，该方法兼备了定性和定量表示的优点，体现了同一级别之下不同漏洞的静态严重性的细微差别

优化网络入侵特征库的量子进化算法

张宗飞

2010, 30(8):  2142-2145. 

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针对网络入侵检测系统中入侵特征库的性能普遍较差的缺点，提出了一种优化网络入侵特征库的改进量子进化算法（IQEA）。采用特征向量表示染色体结构，借鉴小生境协同进化思想初始化种群，以个体的匹配程度设计适应度函数，使用动态更新和“优体交叉”策略进化种群。仿真实验表明，IQEA的寻优能力和收敛速度均优于量子进化算法和进化算法，经IQEA优化后的入侵特征库，检测能力强，并具有较好的自适应性。

基于攻击图的渗透测试方案自动生成方法

崔颖 章丽娟 吴灏

2010, 30(8):  2146-2150. 

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为满足网络安全管理需要，提出一种新的渗透测试方案自动生成方法。该方法利用被测试目标网络脆弱点间的逻辑关系，结合原子攻击知识库，通过前向广度优先搜索策略产生渗透攻击图，然后深度优先遍历渗透攻击图生成渗透测试方案，并基于该方法设计实现渗透测试预案自动生成原型系统。实例表明该方法能够有效生成可行的渗透测试方案。

标准模型下的无证书签密方案

向新银

2010, 30(8):  2151-2153. 

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目前大多数基于身份的数字签名方案的安全性是基于随机预言模型进行证明的，但是许多方案都存在安全性问题。提出一种安全、高效的基于身份的无证书签密方案，并且在标准模型下证明该方案是安全的，方案的安全性可规约为q-ABDHE困难问题。与现有的标准模型下安全的基于身份的无证书签密方案相比，方案的通信代价更小，执行效率更高。

BLAKE-32的自由起始原象攻击

贺强 毛明 曾绍昆

2010, 30(8):  2154-2156. 

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相关文章 | 计量指标

SHA-3第二轮候选算法BLAKE采用局部宽管道技术和改进的MD迭代结构，其内核为Chacha密码算法的内核，该算法的安全性还未得到证明。通过分析BLAKE算法的结构及其消息置换特征，首次采用分段—连接技术对其进行了3轮的自由起始原象攻击。结果表明，消息置换的设计存在缺陷，而且这一设计缺陷影响了BLAKE算法的安全性。

基于稀疏矩阵存储的状态表压缩算法

姚远 刘鹏 王辉 笱程成

2010, 30(8):  2157-2160. 

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正则表达式匹配对于网络安全应用至关重要。将稀疏矩阵和索引表引入确定的有限自动机的状态转换表，提出了一种稀疏矩阵索引的状态压缩表算法，并给出了稀疏矩阵和索引表的构造方法。而后同字母压缩表算法结合，给出了该算法的优化策略。最后在实际规则集上进行评估，实验结果证明了算法的压缩效果，并进一步得出了算法的适用范围。

基于范重心抗局部非线性几何攻击水印算法

崔得龙 左敬龙 彭志平

2010, 30(8):  2161-2163. 

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为了实现数字图像的版权保护，设计了一种基于范重心和提升小波变换的抗局部非线性几何攻击数字水印算法。算法首先将水印图像进行置乱加密预处理，其次对原始图像进行三级小波提升，分别提取低频图像和高频图像范重心，并根据子图范重心坐标生成特征向量，最后将特征向量与水印运算得到代表原始图像的版权信息。实验结果表明，该算法对图像遭受的局部非线性几何攻击具有较强的鲁棒性，同时密钥的使用保证了算法的安全性。

基于SVD-Winograd快速变换的半盲水印算法

裴小根

2010, 30(8):  2164-2166. 

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目前多数基于傅里叶变换域的方法，其抗几何攻击性能虽很好，嵌入的信息量也很大，但存在抗剪切攻击能力较差的问题，针对这一问题提出了一种基于奇异值分解与Winograd快速傅里叶变换相结合的半盲水印算法。在奇异值分解过程中，先将奇异值分解的对角矩阵与Winograd快速傅里叶变换中分解的对角阵进行矩阵相与，产生一新对角矩阵。再将数字水印嵌入到新对角矩阵中，最后通过相关运算提取水印。实验结果表明，该方法可获得较好的图像视觉效果，对剪切、噪声、旋转等攻击皆具有较好的鲁棒性。

基于离散对数的代理盲签名方案

柳菊霞 苏靖枫

2010, 30(8):  2167-2169. 

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通过对Tan等人的基于离散对数的代理盲签名方案进行分析，指出该方案不满足不可伪造性，利用一般性的伪造攻击方法，原始签名人和签名接收者都可以伪造一个有效的签名，同时当签名被公开后，代理签名人可以将盲消息的签名和消息签名联系起来，即签名是可追踪的。在此基础上提出了一种新方案，新方案不仅克服了原方案存在的安全缺陷，还具备签名速度快的特性。

软件过程处理

基于本体的服务网络平台及其构建方法

王辉 冯志勇 陈炬 陈世展

2010, 30(8):  2170-2172. 

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在基于语义关系的大规模Web服务组织结构：服务网络模型的基础上，构建了服务网络系统平台。提供了对Web服务和服务关系的描述，使得Web服务的自动化处理成为可能。设计了可动态优化的服务网络系统内核，实现了服务网络的数据存储、网络优化和关系挖掘；设计和实现了系统创建维护工具、系统服务增长工具、可视化工具等一整套核心工具；给出了服务关系构成建的基本方法和流程，完善了网络结构。最后，一些基于服务网络的应用证明了该系统的有效性和广泛适用性。

基于CSP的OWL-S语义分析与建模

杨建书 吴尽昭 周瑾

2010, 30(8):  2173-2176. 

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相关文章 | 计量指标

为了实现OWL-S过程模型正确性的自动化验证，提出了基于进程代数CSP的OWL-S过程模型的语义建模方法，建立了CSP的形式化语义模型，并利用该模型为OWL-S过程定义了形式化语义。最后以机票预订为例说明了采用CSP模型为OWL-S过程添加形式化语义的完整流程。由于该方法具备良好的数学基础，所以可以基于该方法开发出自动化验证OWL-S过程模型的工具，提高系统的安全性。

领域需求差异分析方法与应用研究

王筠 郭莹 杨萍 杨美红

2010, 30(8):  2177-2180. 

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相关文章 | 计量指标

领域信息源的发展变化是推动领域需求不断演进的源泉，已有的领域分析方法中却鲜有对领域需求演变过程和如何演变进行分析的说明。因此，提出了一种领域需求差异分析方法，主要用于对特定领域的需求演变进行分析。该方法借助领域原型系统获取并分析领域需求现状与目标之间的差异问题，从而得到领域需求演进过程需要关注的问题域，并以此为依据建立领域需求演进模型。该方法在银行核心业务领域的需求分析过程中进行了实际应用，充分验证了该方法的有效性。

面向安全评估的高速铁路CTCS-2列控系统安全性测试环境

熊静 喻钢 徐中伟 郦萌

2010, 30(8):  2181-2184. 

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相关文章 | 计量指标

高速铁路CTCS-2列控系统是典型的安全苛求系统。根据安全苛求系统的特点，针对高速铁路CTCS-2列控系统的安全性测试和评估需求，设计了场景—事件驱动的测试脚本语言SED_TSL，提出了高速铁路CTCS-2列控系统测试环境的功能、系统框架、测试策略，实现了基于SED_TSL的CTCS-2列控系统自动化测试环境，并投入到铁道部的CTCS-2列控系统产品制式检测中，有效地实现了列控系统产品的功能与安全性测试。

基于TTCN-3的Web应用功能测试方法

施寅生 王峰 齐璇 宗建建

2010, 30(8):  2185-2188. 

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相关文章 | 计量指标

针对日益增长的Web应用功能测试需求与测试重用需求，提出了一种基于TTCN-3的Web应用功能测试方法。该方法结合分层测试的思想以及TTCN-3的特点，提出将Web应用功能测试划分为页面内容测试、会话管理测试、使用场景测试等3个层次，并分别从这3个层次给出了采用TTCN-3进行测试的过程。该方法应用TTCN-3参数化设计测试用例的思想，有效分离了测试设计与测试实现，使测试用例具有高可重用性。结合实例，表明了该方法的有效性。

基于三层体系结构的单元测试框架研究与实现

周端阳 王猛

2010, 30(8):  2189-2192. 

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相关文章 | 计量指标

单元测试是整个测试流程中的基础也是最重要的环节，通过深入研究三层体系结构特点，提出了一种基于该体系结构下的单元测试框架，该框架采用流行的面向接口编程技术，同时将设计模式灵活应用其中，有效指导了整个测试过程。目前整套框架已投入实际项目的运行,并且经过实践证明是切实可行的，不仅能及时发现软件开发过程中潜藏的问题，更有效保证Web应用程序的质量, 节省了后期维护费用的开销。

基于Trie树的哈希表

史长琼 唐铭 张大方 周恺卿

2010, 30(8):  2193-2196. 

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受到AC算法与链式哈希的启发，提出了一种基于Trie树的哈希表。该算法通过增加一个后继状态计数器，能够为后续的查找等运算提供更加简单和快速的信息。分析与实验表明该算法具有较高的效率、较强的稳定性，且降低了能耗。

网络与通信

支持混合负载的网格资源管理框架

刘扬 韩恺 樊建平

2010, 30(8):  2197-2201. 

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多年来，网格资源管理技术的研究只是关注单一应用负载的性能提高，忽略了资源的可扩展服务能力，制约了网格系统从科学计算领域向更广应用领域的推广。针对以上问题提出了一种支持混合负载的网格资源管理框架，所提的策略约束资源分配方法通过将多种“负载—资源”的共享关系抽象成消费者共享策略树，使资源的获取能够同时满足批处理、SOA服务等多种类型混合负载的性能要求，从而大大提高了系统整体的用户效益。

TA-ONS——新型的物联网查询机制

周彦伟 吴振强

2010, 30(8):  2202-2206. 

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相关文章 | 计量指标

针对传统物联网在隐私保护方面存在的缺陷，综合可信计算技术提出改进的物联网查询体系——可信匿名的物联网查询机制(TA-ONS)，在传统物联网ONS查询中加入匿名认证过程，对本地ONS服务器(L-ONS)的身份合法性及平台可信性进行验证，为通过验证的L-ONS签发临时证书，在证书的有效期内L-ONS可持临时证书多次向TA-ONS申请查询服务，TA-ONS仅对授权且可信的L-ONS提供查询服务，防止非法的L-ONS查询物品信息，使用通用可组合安全模型对TA-ONS进行安全性证明。分析表明该模型具有安全性、匿名性、可信性和高效性等特点。

IEEE 802.11e动态队列分派算法

万征

2010, 30(8):  2207-2209. 

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相关文章 | 计量指标

基于跨层优化和不平等保护的思想，提出一种新的IEEE 802.11e动态队列分派算法。利用AC［1］和AC［0］队列优化视频传输；根据队列状态动态计算队列优先级，并将它与视频帧优先级相匹配；综合考虑视频帧的优先级、不同队列的拥塞状况为视频帧动态分派队列。仿真实验表明，该算法能有效降低视频的传输失真。

复杂网络环境下的路由方法研究

臧海娟 任彦 薛小平 谭韵天

2010, 30(8):  2210-2213. 

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相关文章 | 计量指标

与规则网和随机网相比，复杂网络能更好地刻画和描述网络的特征，而路由策略是信息网络信息分发和交换最重要的手段之一。近年来，复杂网络中的路由受到研究人员的高度关注。通过深入研究和讨论现有复杂网络中的路由策略，包括基于传统路由方法的复杂网络路由、基于生物学行为的复杂网络路由以及基于社会学行为的复杂网络路由，提出了进一步研究的方向。

高动态环境下结合频谱校正的长周期伪码捕获

庞统 张天骐 刘燕丽 杜晓华

2010, 30(8):  2214-2217. 

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相关文章 | 计量指标

针对基于快速傅里叶变换（FFT）的伪码捕获过程中出现的能量泄漏和扇贝损失，通过对一种基于分段匹配滤波—快速傅里叶变换（PMF-FFT）的伪码捕获方法的分析，提出了使用频谱校正的方法来解决这些问题。对FFT后的功率谱最大值进行频谱校正后，提高了最大幅值，同时抑制了旁瓣的干扰，得到了更为精确的多普勒频偏，这样就能获得更高的检测概率。同时给出了基于该算法的信号模型和理论分析的表达式，在理论分析的基础上，使用计算机进行仿真，证明该方法有良好的捕获效果。

抑制Winger-Ville分布交叉项的新方法

赵培洪 平殿发 邓兵

2010, 30(8):  2218-2220. 

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相关文章 | 计量指标

提出了一种可行的检测Wigner-Ville分布交叉项并将其抑制掉的新方法。Cohen类时频分布之一的Margenau-Hill分布同Wigner-Ville分布一样，拥有众多的优良特性，但它和后者交叉项在时频面上的分布却有天壤之别。于是，根据两种分布交叉项在时频面的特点将交叉项检测出来，进而设计二维遮蔽滤波器将交叉项移除。最后的仿真表明了该方法的可行性。

突发信号存在性自适应盲检测算法

吴迪 葛临东 王彬

2010, 30(8):  2221-2223. 

摘要 ( )   PDF (496KB) ( )  

相关文章 | 计量指标

提出了一种突发信号存在性自适应盲检测算法，采用谱方差作为检测函数，通过设置噪声函数集来跟踪背景噪声的变化，实时自适应调整门限值，然后采用长度控制与状态转换的判决机制改善检测函数的抖动对判决结果的影响，提高了突发信号的正确检测概率。仿真结果表明，所提算法与短时能量法和谱熵法相比，具有较好的稳健性，尤其在低信噪比条件下具有更好的检测性能。

传输合同约束下编码分组网络的效用最大化研究

王俊义 吴伟陵

2010, 30(8):  2224-2227. 

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相关文章 | 计量指标

研究在传输合同约束条件下当编码子图给定时编码分组网络的效用最大化问题。基于提出的网络效用最大化模型，通过对偶分解理论，提出了分布式的次梯度投影算法，证明了算法收敛的充分条件，最后通过仿真验证了算法的正确性。

典型应用

高可靠性的嵌入式软件现场更新方法

李权 鄢萍 贺晓辉

2010, 30(8):  2228-2231. 

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针对传统嵌入式软件更新方法的不足，提出了一种高可靠性的嵌入式软件现场更新方法，通过读取SD卡上的更新文件来更新嵌入式设备的Flash分区，从而实现设备软件的更新。该方法在保证快速更新功能的前提下，采用更新文件兼容性避错检测、双Bootloader设计、更新文件验证及软件异常处理机制，有效提高了软件的避错、容错性能。通过Nelson模型可靠性评估及其在产品中的应用，证明该更新方法具有高可靠性。

基于搜索引擎优化的网络宣传机模型

谭龙江

2010, 30(8):  2232-2234. 

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相关文章 | 计量指标

针对搜索引擎优化过程中的人工控制方式处理效率低下，可靠性差等问题，提出了自动实现网站信息优化的网络宣传机模型，给出了该模型的主要思想、关键算法以及运行流程。该模型采用反向爬虫技术收集收录排名等信息，并通过主题词叠加空间中的匹配操作，选择优化主题词；同时，网络宣传机采用蒙特卡罗算法实现匹配特征测度，提高了匹配效率与精度。仿真实验对比证明，该模型具有较好的搜索引擎排名提升能力和客户满意度。

基于图像特征的籽棉品级分级模型的研究

马东昱 孙龙清

2010, 30(8):  2235-2238. 

摘要 ( )   PDF (617KB) ( )  

相关文章 | 计量指标

为了提高在籽棉收购环节中品级分级的客观性和准确性，籽棉品级分级模型以籽棉图像的特征参数为依据，以BP神经网络为分类算法。依据GB1103-2007中籽棉品级分级标准，提取籽棉图像的白度、黄度、杂质作为特征参数，使用部分样本对BP神经网络进行训练，训练后的BP神经网络对未参加训练的样本进行分级，精度达到81%。实验证明，该模型能够提高籽棉分级的客观性和准确性。

基于时空Markov随机场的人体异常行为识别算法

蒲静 胡栋

2010, 30(8):  2238-2240. 

摘要 ( )   PDF (422KB) ( )  

相关文章 | 计量指标

针对多人之间的突发暴力异常行为进行研究，提出一种能较准确地辨识该异常行为与其他多人间正常行为的算法。该算法在传统的图像分割技术基础上，根据马尔可夫随机场仅邻域相关的特性，加入了连续帧的动态特征，并重新构造Gibbs能量函数。这种方法不仅考虑到了每个像素点和邻域点的空间信息，而且加入了连续帧的时间信息，对整幅图像中所有像素点的能量值进行累加并用能量曲线进行数据分析。最后与传统光流方法的比较表明了该算法的优越性。

基于颜色相似性度量的弹孔识别方法

葛启东 余仲秋

2010, 30(8):  2241-2243. 

摘要 ( )   PDF (650KB) ( )  

相关文章 | 计量指标

针对现有自动报靶系统对弱小弹孔目标识别能力差的缺点提出了一种新的弹孔识别方法。该方法以彩色图像为数据源，在分析弹孔成像的基础上采用颜色相似性概念对弹孔的特征进行描述。然后，以3×3的方形区域为基本的比较单元对射击前后两帧靶面图像的变化情况进行量化表示，并提取出满足人眼识别阈值的区域。最后，依据对弹孔特点的分析结果从这些区域中提取出满足弹孔特征的区域。实验结果表明：和现有方法相比，该方法充分利用了彩色图像包含的丰富信息，对与背景颜色相似程度低于98%的弹孔实现了有效识别，且符合人眼视觉生理特性。

基于图像质量和PCA子空间的车标识别方法

磨少清 刘正光 张军

2010, 30(8):  2244-2246. 

摘要 ( )   PDF (638KB) ( )  

相关文章 | 计量指标

针对室外动态获取的车标图像质量差异大而导致的识别率不高的情况，提出了一种结合图像质量的主成分分析子空间的车标识别方法。该方法首先基于模糊理论计算车标图像的模糊度，进而根据模糊度将训练样本分成不同的子集并生成相应的PCA子空间族，最后根据待识别车标图像的模糊度选择相应的子空间族进行识别。实验数据表明基于模糊度PCA子空间进行的重构误差比基于传统PCA子空间进行的重构误差小，因此其模式描述能力强，从而获得较高的识别率。与其他算法的对比实验进一步表明该算法的有效性。

基于人工免疫系统的带钢表面缺陷检测技术

许小润 吴贵芳

2010, 30(8):  2247-2249. 

摘要 ( )   PDF (619KB) ( )  

相关文章 | 计量指标

针对传统的图像检测算法对具有噪声以及光照不足或不均匀的带钢表面图像检测时效果不理想的问题，提出了基于人工免疫系统的带钢表面缺陷检测技术。根据检测器和抗原之间的论域空间包含关系，以及自体在论域空间中的位置信息，引进了分块空间的方式，提出了检测器分块的生成算法，对缺陷图像表面灰度信息进行三维恢复，获得带钢表面缺陷的高度信息，实现其三维质量检测。实验表明，该方法无论是在对比度低、光照不均还是有噪声干扰的情况下相对于传统的图像检测算法具有较好的处理效果。

复合板灰色自适应瑕疵检测

杜志顺 吴国平 裘咏霄 黄文丽 陈茂源

2010, 30(8):  2250-2253. 

摘要 ( )   PDF (615KB) ( )  

相关文章 | 计量指标

目标检测是图像处理领域非常关键的一个环节，对实际拍摄的复合板图像进行处理，以灰色系统理论为基础，构建零模灰色关联模型，采用灰度直方图差分自适应法进行动态阈值分割，实现了复合板瑕疵（小目标）的检测。实验表明该方法具有误检率低、稳定性高、自适应能力强、算法简单等特点。

基于ARM7与CPLD的专用磨线机系统设计与实现

高富强 陈聃青 陆勇 安康 谭辉

2010, 30(8):  2254-2256. 

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相关文章 | 计量指标

为满足航天、航空等领域对导线线芯的特殊需求，开发研制了一种专用磨线机。该设备以基于ARM7核的LPC2214为核心控制器、CPLD器件 EMP570为反馈电路，实现对伺服电机的高精度闭环控制。磨线时,电机带动砂纸在垂直于线芯的方向做往复运动，研磨精确长度的线芯后获得光滑平整的端面。该设备已运用于实际生产中，取得良好的磨线效果。

无线嵌入式医疗系统与数据库交互中间件研究

宋余庆 严振 梁成全 张勇

2010, 30(8):  2257-2260. 

摘要 ( )   PDF (628KB) ( )  

相关文章 | 计量指标

针对目前无线嵌入式医疗设备与网络数据库交互存在系统要求较高、速度较慢等问题，基于Socket及XML技术，提出了一种无线嵌入式设备与数据库交互的中间件系统。在Wi-Fi网络环境下，该系统采用Socket技术，接收嵌入式设备访问数据库的请求并对数据库进行操作，按指定的格式将获得的数据结果集转换为相应的XML文档并回送于嵌入式设备。实验结果表明，该中间件系统能有效解决多种操作系统平台下的无线嵌入式设备与网络数据库的交互问题，整体实现效率较高。

先进计算

HDFS下载效率的优化

曹宁 吴中海 刘宏志 张齐勋

2010, 30(8):  2260-2065. 

摘要 ( )   PDF (997KB) ( )  

相关文章 | 计量指标

针对HDFS的内部数据下载效率较低和可能出现的负载不均衡的问题进行了研究，从分布式文件整体下载效率和数据块的下载效率两方面提出了优化方法。实验结果表明：两个方法都能提高效率，但在集群有大量DataNode的前提下，两者结合起来的方法能更好地提高下载效率和均衡DataNode的负载

典型应用

神经模糊控制在船舶自动舵中的应用

汪明慧 余永权 曾碧

2010, 30(8):  2260-2264. 

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相关文章 | 计量指标

针对常规模糊自动舵由于受船舶控制过程的非线性、时变性以及风浪干扰等因素影响,模糊控制规则和隶属函数需要校正，利用神经网络的自学习能力，用神经网络去实现模糊控制，设计自动舵神经模糊控制器，采用BP算法和最小二乘算法的混合学习算法实现对模糊规则和隶属函数的参数训练，提高控制器的自适应能力。仿真实验表明所设计的控制器有效可行，适应船舶在风浪干扰环境下的控制性能要求。

改进证据推理的联合防空作战效能评估模型

彭方明 邢清华 刘睿渊

2010, 30(8):  2265-2268. 

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相关文章 | 计量指标

根据证据理论在处理不确定性推理问题时的优势，运用证据理论对联合防空作战效能进行评估。首先建立基于证据推理的基本模型，然后引入模糊数学方法来处理具有模糊概念或推理关系的复杂问题，并且还考虑了实际问题中可能出现的加权证据或者相关证据的情况，提出了利用改进的证据模型进行联合防空作战效能评估的方法。通过实例分析，证明了改进证据推理模型在联合防空作战效能评估中的实用性与有效性。

用于版权和内容认证的音频水印

林晓丹

2010, 30(8):  2269-2271. 

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提出了一种多功能水印算法，能同时对数字音频版权和内容完整性进行认证。首先将代表版权信息的二值图像以零水印方式嵌入音频美尔倒谱系数（MFCC），再将该系数转换成二进制串，作为最终的水印信息以量化方式嵌入音频离散余弦变换（DCT）域。检测时可实现两种水印信息的盲提取。实验结果表明，该方法不但对音频内容的恶意篡改非常敏感，而且能够定位出被篡改音频的位置；此外，还能有效抵抗诸如滤波、MP3压缩等常规信号处理操作，正确恢复版权信息。

基于扩频的音频信息隐藏算法的性能分析

马文君 陈砚圃 高悦 闵刚

2010, 30(8):  2272-2274. 

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基于扩频的音频隐藏算法一般都采用阈值相关法进行检测，但感知整形过程往往会破坏伪随机序列的正交性。为削弱盲提取时原始载体信号所导致相关噪声的影响，通过分析音频信号、伪随机序列和信道的统计特性，推导出接收信号的数学期望和方差，并给出了正确检测时各参数间的约束关系。最后，通过仿真实验验证了以上结论的正确性。