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张大陆曹孝晶胡治国

2012, 32(10): 2683-2688. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02683

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网络视音频业务的兴起使网络运营商和服务提供商更加关注视音频的用户体验（QoE）,而传统的路由算法只能保证所选路径的服务质量（QoS）参数,如延迟、抖动等满足QoS约束的需求,并不能直接反映QoE的信息,从而不能保证所选路径满足QoE需求。基于QoE评价模型,给出以QoE为目标的最优路由选择算法。通过分析QoE表征参数与传统QoS参数的关系,利用QoE表征参数可分解性和QoE表征值非递减性两个性质,给出多项式时间复杂度为O(V log V+E)的QoE_DSP算法。实验和分析表明,该算法能保证所得路径满足QoE需求,同时具有良好的计算扩展性。

基于Voronoi图的无线传感网休眠算法

邓亚平刘洒刘雅菲

2012, 32(10): 2689-2691. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02689

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针对无线传感网络的节点是高密度随机分布在部署区域可能产生重复覆盖而浪费节点和网络整体能量的问题,改进了一种基于Voronoi图的休眠算法。通过计算节点与其邻居节点和其产生的Voronoi图顶点的距离来判断该休眠节点,减少网络的整体能量消耗。仿真结果表明,所改进的休眠算法节约了网络的整体能量,延长了网络的生命周期。

基于无线传感网的海洋监测节点定位算法

任秀丽韩静晶

2012, 32(10): 2692-2695. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02692

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针对应用于海洋监测的无线传感器网络,提出了一种基于蒙特卡罗算法的节点定位算法。该算法根据海洋中洋流在某一时间段内线性运动的特性,通过引入符合海水运动规律的角度来提高节点在位置预测阶段的精度；并根据节点感知压力的大小来确定预测坐标的置信度,以对预测坐标进行修正,进而得到最终的预测结果。仿真结果表明,该算法比传统的定位方法在不同的锚节点密度、节点密度、节点运动速度和时间等条件下都表现出更好的性能。

基于信任机制的一种无线传感器网络簇头选举算法

王伟龙马满福

2012, 32(10): 2696-2699. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02696

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当前传感器网络（WSN）的感知簇头节点选举的主要依据是能量、位置等信息,没有考虑节点的可靠性。以信任评价值为可靠性依据,在簇头选举中在能量优先的条件下,考虑信任值的大小,来提高所选取簇头的可靠性。同时,一轮选举生成多个簇头候选节点,依次承担簇头,减少了选举频度,提高了簇头选举的效率。由此提出了能量和信任结合的簇头选举算法（CHTE）。实验表明,该方法在一定程度上选取了信任度高的节点作为簇头,与不考虑信任的选举算法比较,单位时间内在Sink节点上收到更多稳定的数据包,其平均无故障时间（MTBF）也得以提高,由此提高了网络的可靠性。

无线传感器网络低功耗自适应分簇协议

李玲王林张飞鸽王晓哲

2012, 32(10): 2700-2703. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02700

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低功耗自适应分簇(LEACH)协议随机循环地选择群首节点将网络能耗平均分配到每个传感器节点中,但并没有考虑每个节点的剩余能量。为了避免能量较少节点因为当选为群首较快消耗能量而过早死亡,提出了一种LEACH-New节能算法,根据能量概率选取剩余能量较多的节点作为群首并确定最佳群首个数,群首收集数据并融合后采用单跳和多跳相结合的方式将数据转发给基站。这样解决了LEACH协议能量较少节点当选为群首和群首负载过重的问题,从而延长网络生存时间。仿真结果表明,改进后算法有效地减少了网络能量消耗,保证了网络负载的平衡。

模糊控制在垂直切换判决算法中的应用

王佳

2012, 32(10): 2704-2706. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02704

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为了满足用户的各种通信需求,垂直切换判决算法中考虑的因素越来越多,判决因素的增加,使得切换判决所需的时间延长,不能够实现快而有效的切换判决,影响了移动终端的实用性。并行模糊控制系统使得各判决因素同时进行模糊推理且大大减少模糊规则的数量,降低了切换判决的时延。把网络可用带宽、用户移动速度及网络的服务费用作为判决因素进入并行模糊控制系统,通过用户服务类型的不同,对各判决因素动态地计算相应的权值,同时各判决因素通过模糊控制系统的输出值与权值对应相乘相加,从而得到最优的切换目标网络。仿真结果表明,该算法增强了切换的准确性,减少了不必要的切换,增强了系统性能。

基于盲信号分离的回波抵消技术

王竹毅杨建坡尹永超王振朝

2012, 32(10): 2707-2710. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02707

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针对数字直放站回波抵消技术中自适应滤波法在多径回波信道条件下不能完全消除次径回波的问题,提出了基于盲信号分离的直放站回波抵消方法。首先对施主天线接收的混合信号进行相空间重构,使观测信号的数目大于等于独立信源的数目；然后利用独立分量分析法（ICA）对重构的信号进行盲信号分离；最后根据各分离信号和发送信号的相关情况判断有用信号,实现回波消除。对复杂多径回波信道条件下的多载波全球移动通信系统（GSM）信源进行回波抵消测试,分离得到的有用信号的相关系数可以达到0.9593。表明盲信号分离的方法可以实现复杂多径信道下的直放站回波抵消,有效解决了传统的自适应滤波法存在的问题。

无线传感器网络选择性传递攻击的检测和防御机制

付翔燕李平吴佳英

2012, 32(10): 2711-2715. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02711

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针对无线传感器网络的选择性转发攻击,以提高恶意节点检测率和系统防御性为目标,提出了一种基于最优转发策略的随机路由算法和可信邻居节点监听的检测和防御方法。该方法通过引入距离、信任度等参数构建转发路径,同时,在路由发现和选择过程中,采用节点监听机制对恶意节点进行检测和防御处理。在Matlab环境下对该机制进行了仿真实验,并与其他方法进行了性能对比分析。实验结果表明：该方法能够在消耗相对较少能量情形下有效检测出选择性传递攻击,保持较高事件报文成功率,并且对恶意节点能做到有效的防御和处理。

基于S排队的被动队列管理算法

谢立春

2012, 32(10): 2716-2718. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02716

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为了解决网络拥塞问题,基于“弃头”方式建立了一种新的被动队列管理算法（DFSQ）。该算法首先利用S排队推导网络队长的数学表达式,并提出丢包概率和丢包策略。同时,通过仿真实验深入研究了影响网络队长的关键因素,并将DFSQ与随机早期检测算法(RED)、“弃尾”算法进行对比分析,结果表明DFSQ算法性能更优。

面向云计算的任务分类方法

陈廷伟周山杰秦明达

2012, 32(10): 2719-2723. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02719

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为提高云计算中心的资源利用率,可以通过分析任务的请求方式、度量任务中应用程序的性能、模拟运行任务等方法有效估测出任务对处理器、网络带宽、磁盘等各类资源的需求特性。然后根据资源的需求特性,将任务分为计算型、通信型、磁盘型、综合型等多种类型,进而再将分类后的任务与特定类型的虚拟机实例相结合,来实现对各类资源的有效利用。实验结果表明,任务分类方法可以有效地分出任务的类型,和未使用任务分类的方法相比,其执行过程中能有效减少虚拟机的迁移和整合次数。

粒距反馈的S函数粒子群权值调整策略

左旭坤苏守宝

2012, 32(10): 2724-2727. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02724

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针对标准粒子群优化（PSO）算法把惯性权值作为全局参数,很难适应复杂的非线性优化的问题,提出了一种基于粒距和S型函数的粒子群权值调整策略（SFIW）。利用S型函数能够在非线性和线性之间平滑过渡的特性,构造了基于Logistic方程的惯性权值函数。在优化过程中根据每个粒子的粒距大小,调整每个粒子的惯性权值函数的非线性系数,使得粒距较大的粒子获得较大的惯性权值、粒距较小的粒子获得较小的惯性权值,从而平衡算法的局部开发和全局探测能力。最后,通过对基准函数的仿真并与其他PSO算法比较,验证了算法的有效性和可行性。

基于最大熵原理的Web服务QoS概率分布获取

代志华付晓东黄袁贾楠

2012, 32(10): 2728-2731. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02728

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为了进行服务风险管理,需要了解服务质量（QoS）的随机特性,而描述QoS随机特性的一种有效手段是获得其准确的概率分布。为此,提出了一种基于最大熵原理在小样本情况下获取Web服务QoS概率分布的方法。方法采用最大熵原理将小样本情况下QoS概率分布获取的问题规约为一个由已知QoS数据确定约束条件的最优化问题进行求解,获得QoS概率密度函数的解析式,然后设计了对该概率密度函数解析式参数进行估计的算法。最后,以实际的Web服务QoS数据为基础,通过实验验证了该方法对不同QoS分布获取时的有效性和合理性,并验证了分布获取算法的效率和终止性。

引力搜索算法中粒子记忆性改进的研究

李春龙戴娟潘丰

2012, 32(10): 2732-2735. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02732

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针对引力搜索算法(GSA)对一些复杂问题的搜索精度不高的问题,特别是高维函数优化性能不佳、优化过程容易出现早熟的现象,因此考虑将粒子群优化(PSO)算法中关于局部最优解和全局最优解的概念引入引力搜索算法中,对引力搜索算法中粒子的记忆性进行改进,这样使得粒子的进化不仅受空间中其他粒子的影响,还受到自身记忆的约束,以此来提高算法的搜索能力。通过对选用的10个基准函数测试,证明了该方法的有效性。

无锁并发二叉搜索树的实现

刘少东邢永康刘恒

2012, 32(10): 2736-2741. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02736

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针对异步共享内存模型下的并发搜索二叉树（BST）数据结构,提出了一种新的无锁实现方法。通过一种有效的节点重用策略,使得删除操作是无等待的,插入操作是无锁的。实验数据表明,该数据结构是高度可扩展的而且在高负载下能提供很高的吞吐量。

求解三对角线性方程组的迭代对角占优算法

李太全肖柏勋

2012, 32(10): 2742-2744. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02742

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针对并行求解三对角线性方程组的对角占优(PDD)算法,在系数矩阵为弱对角占优时,近似处理引入误差较大的问题,提出了一种PDD算法的迭代方案。该方案在解的修正值计算中采用迭代方法,计算精度得到了提高；通过对算法的误差分析,导出了算法在给定误差下迭代次数的估算式；数值实验说明了算法的有效性。通过对迭代与非迭代的PDD算法的复杂性分析,迭代算法的计算复杂性增加很小,但通信复杂性随迭代次数成倍增加。

二维双曲守恒律标量方程的三阶CWENO-型熵相容算法

郑素佩封建湖刘彩侠

2012, 32(10): 2745-2747. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02745

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应用提出的中心加权基本无振荡(CWENO)-型熵相容格式求解了二维双曲守恒律方程初边值问题,对所得数值结果进行了分析与讨论,并通过与准确解的比较发现该数值求解格式稳定性条件可以取到0.6,而激波过渡带只有1~2个网格单元。实验结果表明该数值求解格式分辨率高且数值稳定性好。

可靠的分布式系统生存性保障模型

耿技陈非聂鹏陈伟秦志光

2012, 32(10): 2748-2751. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02748

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基于检查点的协同式回滚恢复机制是一种针对分布式系统生存性保障的有效机制,现有分布式系统中基于检查点的回滚恢复机制以分布式信道可靠作为假设前提,而实际应用场景中,该假设并不总是成立。针对分布式系统实际的应用环境,提出了适用于信道不可靠的分布式计算环境的协同式系统生存性保障模型。该模型在保留检查点回滚恢复机制优点的基础上,通过建立冗余通信链路和进程迁移来保障不可靠通信信道环境下分布式系统的生存性。

基于动态拓扑构造的信誉激励机制

李绍静

2012, 32(10): 2752-2756. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02752

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为了提高对等（P2P）文件共享系统的交易成功率,鼓励节点积极贡献自身资源,增加网络资源,促进网络良性持续发展,建立一种基于动态拓扑构造的激励机制。该激励机制可对网络节点行为进行有效激励,通过拓扑优化来促进网络公平和发展,保证了P2P共享文件系统的良性运行,提高了网络的性能。通过模拟仿真实验和分析表明,提出的基于节点可信度的信誉激励机制具有正确性、有效性等特点,与现有的信任模型相比,在安全性和简约性等也有较大改进,达到了预期的设计目标。

基于路由器接口的一致概率包标记算法

闫巧姚希彦

2012, 32(10): 2757-2760. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02757

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概率包标记（PPM）算法是防御分布式拒绝服务攻击(DDoS)的重要方法,针对PPM因为重复标记而存在最弱链和弱收敛性问题,以及因为分片问题而导致重构路径时计算量大等问题,提出一种基于路由器接口（ID number）的一致概率包标记算法——IDCPPM,该算法使每个路由器的标记信息都能以一致的概率到达受害者,且由于不用分片,因而有效地减少了重构路径时所需要接受包的数量,降低了算法的复杂度,并且新方案能扩展到IPv6中。理论分析和实验仿真证明了该方法的有效性。

检测迷惑恶意代码的层次化特征选择方法

张健飞陈黎飞郭躬德

2012, 32(10): 2761-2767. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02761

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各种迷惑恶意代码能够轻易躲避传统静态检测,而动态检测方式虽有较好的检测率,却消耗大量系统资源。为提高低系统开销下迷惑恶意代码的检测率,提出一种层次化特征选择方法,依次在引导层、个体层、家族层和全局层上生成并选择特征。层次方法以逐层精化特征的方式寻求特征冗余和信息漏选之间的平衡。实际数据集上的实验结果表明所提方法的迷惑恶意代码检测率较高,与传统特征选择方法相比,具有所需训练样本集小、泛化能力强的优点。

基于双混沌系统互反馈的加密算法

毛永毅王瑶

2012, 32(10): 2768-2770. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02768

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为使低维混沌加密系统具有较高的安全性和良好的运算效率,提出一种基于Logistic映射和Tent映射的复合混沌加密系统。通过两种映射互反馈产生密钥序列,再对读取的明文进行加密；同时利用密文反馈的方式来改变混沌映射的迭代次数,使迭代过程具有一定的随机性。结果表明,与单一的Logistic混沌加密相比,该算法具有很大的密钥空间、较高的加密强度和低维混沌加密系统的良好的运算效率,而且能有效地抵抗穷举攻击、统计学攻击和相图攻击。

基于使用控制的数字版权管理系统安全性分析

王昌达宫婷婷周从华

2012, 32(10): 2771-2775. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02771

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针对现有数字版权管理（DRM）系统屡遭破解的问题,通过调研分析其安全机制,提出一种内容与权限分离的细粒度使用控制方案。该方案首先根据秘密分割的思想将数字许可证一分为二,实现身份验证与授权管理的分离；然后通过细粒度授予临时权限文件,确保数字内容在使用中能够细致控制；最后采用多项完整性检查来提高防篡改攻击的能力。模型检测结果表明,该方案及策略能够实现设计要求并基本满足数字版权管理安全性需求。

基于PDF文档结构的数字水印算法

钟征燕郭燕慧徐国爱

2012, 32(10): 2776-2778. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02776

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在数字产品日益普及的今天,PDF文档的版权保护问题已成为信息安全领域研究的热点。通过分析PDF文档的结构及相关数字水印算法,针对当前一些大容量文本水印算法存在增加文档大小的缺陷,提出了一种基于PDF文档结构的数字水印算法。该算法利用行末标识符不会在文档中显示的特性,通过等量替换PDF文档中具有固定格式的交叉引用表的行末标识符,来实现水印信息的间接嵌入。实验结果表明,该算法水印容量能满足数字版权保护的要求,隐蔽性好,能抵抗统计等攻击。

自适应高容量医学图像可逆数据隐藏算法

黄斌史亮邓小鸿陈志刚

2012, 32(10): 2779-2782. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02779

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提出了一种新的医学图像无损数据隐藏算法,根据医学图像特点,将隐秘信息分别嵌入在感兴趣区域和非感兴趣区域中。在非感兴趣区域中,采用自适应整数变换方法增大嵌入容量并控制失真；在感兴趣区域,采用最低有效位替换方法控制水印图像质量。实验结果表明,算法的嵌入容量在1.2bpp到1.7bpp之间,而峰值信噪比保持在43dB左右。与现有相关算法相比,嵌入容量具有明显优势并保持较高的图像质量。另外,本方法计算复杂度低,能方便应用于实际的医学信息系统中。

2-adic有限状态自动机的新实现方法

林志强

2012, 32(10): 2783-2785. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02783

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对2-adic有限状态自动机（2-adic FSM）的构造进行了研究,利用多输入的Galois 进位反馈移位寄存器(FCSR)模块代替以往方法中单输入的Galois进位反馈移位寄存器模块,给出一种实现2-adic有限状态自动机的新方法。该方法可将一般的2-adic有限状态自动机等价变换为整数矩阵的2-adic有限状态自动机,且当输入矩阵或状态转移矩阵某行中存在分母不互素的元素时,所得的整数矩阵2-aidc有限状态自动机长度更短,从而节省了寄存器的使用数量。

基于曲线波和稀疏表达的卡通—纹理模型

康晓东王昊郭宏郭军

2012, 32(10): 2786-2789. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02786

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CT图像去噪恢复是医学影像图像处理的基础环节。为解决卡通—纹理模型在医学图像去噪应用中计算困难和精度低的问题,对卡通—纹理模型分解方法进行了扩展。首先,以曲线波变换描述图像卡通—纹理模型中的结构部分；其次,以更稀疏的对偶树复小波变换描述图像卡通—纹理模型中的纹理部分；最后,建立了结合曲线波和稀疏表达的图像卡通—纹理分解模型,并讨论了模型的分解算法。仿真实验结果表明,新方法可有效地解决医学影像图像去噪算法中迭代计算量大的问题,并可提高处理后图像的质量。

基于方向中值的图像椒盐噪声检测算法

陈健郑绍华

2012, 32(10): 2790-2792. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02790

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为了在有效去除椒盐噪声的同时最大限度地保持图像的细节,针对现有应用于椒盐噪声检测算法的优缺点,提出一种基于方向中值的椒盐噪声两级检测算法。算法通过初级全局噪声检测将图像分为可疑噪声点与信号点,二级检测中算法以可疑噪声点为中心在5×5的检测窗口中设置9个方向检测区,通过可疑噪声点灰度值与检测区像素点灰度中值的比较最终确定噪声点的位置。算法中的可行性漏检在保证图像质量的同时减少了后续处理的像素数,同时,算法具有较低的噪声误检率,保持了图像的细节。仿真实验结果验证了算法的有效性。

基于拉普拉斯算子和图像修补的图像去噪算法

田素云王小明赵雪青

2012, 32(10): 2793-2797. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02793

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通过分析偏微分方程(PDE),设计了基于拉普拉斯算子和图像修补的图像去噪算法用于处理被噪声污染的图像：ROF调和拉普拉斯(RHL)算法和ROF调和修补(RHI)算法。通过分析图像的局部特征,结合ROF模型在处理图像时具有边缘保护能力,调和模型在处理图像平滑区域时能够避免产生“阶梯效应”和拉普拉斯算子具有增强细节信息的特点,设计了RHL算法；在RHL算法的基础上,结合基于PDE的图像修补模型设计了RHI算法。实验结果表明,设计的RHL算法和RHI算法既克服了ROF模型、调和模型在去除图像噪声时的缺点,又结合了两者的优点,与其他基于PDE的算法相比,在去除图像噪声、处理图像平滑区域、保持图像边缘细节信息方面都有较好的性能。

拓扑最优的可展网格曲面放样建模

崔晓坤陈明

2012, 32(10): 2798-2801. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02798

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在服装、制鞋、钣金等行业的产品外形设计中,经常需要插值多条特征空间曲线,构建可展曲面 (可无伸缩地展开成平面)。针对这一问题,基于Dijkstra算法提出了一种新的放样建模算法：给定多条参数曲线,经过自适应离散后,寻找一个全局拓扑最优的可展网格放样曲面（针对不同的目标曲面能量,同样可以产生目标能量定义的拓扑最优的放样网格曲面）。该问题最终可转化为有向无环图(DAG)的单源最短路径的求解,算法的时间复杂度为O(N log N),其中N为搜寻空间。测试结果表明该算法在相关行业的放样外形设计方面具有实际工程应用价值。

基于未标定多幅图的三维重建算法

赵璐璐耿国华王小凤刘倩

2012, 32(10): 2802-2805. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02802

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为得到鲁棒的三维重建效果,提出了一种基于未标定多幅图像的三维重建算法。该算法首先采用Harris算法检测特征点,针对双向匹配算法匹配速度慢的缺点,使用改进的双向匹配算法进行特征点匹配,在已知摄像机参数的情况下进行两幅图的三维重建；接着采用四元数算法进行坐标转换,将由每两幅图得到的不同部分的重建结果转移到同一坐标系下,实现了多幅图像的三维重建；最后利用集束调整优化重建结果。实验结果证明,该算法能获得比较满意的重建效果。

基于质点约束算法的窗帘动态模拟

韩丽贾玥

2012, 32(10): 2806-2808. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02806

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针对传统质点位置修正方法在处理超弹性现象时的布料抖动问题,提出一种基于质点—弹簧模型的质点约束方法。在每次迭代中只对拉伸最长的弹簧进行位置修正,其余过度拉伸的弹簧只作质点速度调整。算法以窗帘动态模拟为例,快速逼真地模拟了窗帘在外力作用下的飘动效果。实验结果表明,该方法能够抑制超弹性现象的发生,并能有效地避免布料不切实际的抖动,具有较强的稳定性。

基于形态非抽样小波的实时图像融合方法

邓苗张基宏柳伟梁永生

2012, 32(10): 2809-2813. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02809

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提出一种适合实时图像融合的形态非抽样小波(MUDW)变换,该变换采用膨胀和腐蚀操作的平均值作为分解过程中的分析算子,以相邻尺度图像之间的差作为细节图像,使尺度刻画更精细,细节描述更准确；采用随尺度增加而大小递增的结构元素,使尺度间差异更大,应用于图像融合可得到更好的图像融合效果。相比现有的实时图像融合方法,因为膨胀和腐蚀操作的便捷性,所以具有更高的实时性。通过实验证明了该方法具有良好的多尺度分解特性,取得了更好的融合效果；进一步在重构时设立增强因子能显著增强融合图像的效果。因此,在实时图像融合上具有较强的应用价值。

多特征融合的Camshift算法及其进一步改进

林建华刘党辉邵显奎

2012, 32(10): 2814-2816. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02814

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基于颜色核的Camshift算法可以有效实现简单场景下的目标跟踪,但在光线变化明显或目标与背景颜色相近的场景下易受干扰。为此,采用颜色、边缘梯度、纹理等多个特征自适应融合的方式改进算法,提高算法应对光线变化的能力；并通过修正特征直方图、设置合理搜索范围对算法进行进一步改进,解决相似背景的干扰问题。实验结果显示,在光照变化明显或目标与背景特征相近的场景中,改进的算法与传统算法相比具有更高的跟踪精度。

基于改进的尺度不变特征变换特征点匹配的电子稳像算法

孟勃韩广良

2012, 32(10): 2817-2820. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02817

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针对传统尺度不变特征变换（SIFT）算法运算量大的问题,提出了一种改进的SIFT特征点匹配算法。首先介绍了SIFT特征向量的提取过程,并对算法进行了改进,在单尺度空间内提取目标的关键点,并形成34维特征向量,来代替传统SIFT算法生成的128维特征向量,使算法的实时性得到较大的提高,同时又保持了配准精度,最后将提出的改进SIFT特征应用于电子稳像中的全局运动估计中,并通过实验验证了算法的性能。

基于梯度的快速图像插值算法

杨鹤猛黄战华

2012, 32(10): 2821-2823. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02821

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为解决传统插值算法效果不佳而新发展的边缘方向插值算法计算量大的问题,提出了一种基于梯度检测边缘的快速图像插值算法。该算法通过在原图像每一个3×3邻域内计算二阶梯度,检测边缘是否存在:若存在边缘,则计算一阶梯度判断边缘强弱并自适应得到权值因子,然后进行带权的线性插值；若不存在边缘,则在此邻域内进行双线性插值。实验结果表明,此算法不仅使插值后图像具备整体清晰性和边缘平滑性,有效保持了图像的主观视觉质量,而且相比现有同等效果的插值算法,运算时间至少能降低20%,尤其适用于嵌入式设备图像放大的应用。

基于SIFT特征匹配与K-均值聚类的运动目标检测

李广冯燕

2012, 32(10): 2824-2826. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02824

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运动摄像机情况下的运动目标检测是视频监控中的难点和热点问题。为了能够有效地检测出运动目标,根据视频中背景与运动目标的速度不同这一特点,提出了一个基于尺寸不变特征变换(SIFT)和K-均值聚类的运动目标检测方法。首先提取视频中相邻两帧图像的SIFT特征点并进行匹配,并计算匹配特征点的运动速度,最后将运动目标和背景上的SIFT特征点K-均值聚类分析,在单运动目标、多运动目标和带有摄像头旋转情况下做了实验。实验结果表明,提出的目标检测算法能够在运动背景下较好地检测到目标并保留稳定的目标局部特征,对于摄像机运动、摄像机旋转、亮度变化等影响因素具有较强的适应能力。

小空间占用的快速彩色图像特征抽取方法

罗婵娟朱嘉钢陆晓

2012, 32(10): 2827-2831. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02827

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为了有效降低已有彩色图像特征抽取算法的空间占用,使得这类算法可以适用于仅有有限计算能力和计算空间的计算环境,提出了一种小空间占用的快速彩色图像特征抽取方法。此方法首先用无迭代双边二维主成分分析方法NIB2DPCA对彩色图像的R、G、B三个通道分别做特征抽取；然后把抽取到的三个特征矩阵重构为一个二维矩阵；接着用NIB2DPCA对此二维矩阵抽取特征得到最终的分类特征矩阵。最后用最近邻分类器验证提出方法的有效性。在CVL和FEI人脸库上的大量实验表明,提出的方法采用两次特征抽取方法对彩色图像的信息进行了有效的压缩从而使计算过程中占用的内存空间减小了两个数量级以上,由此导致了计算时间的缩短,计算速度的提高；而且识别率还有所提高。

基于K型支持向量机的遥感图像分类新算法

王静何建农

2012, 32(10): 2832-2835. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02832

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为了提高遥感图像的分类精度和识别速度,提出了一种基于K型支持向量机（SVM）的遥感图像分类新算法,该算法将灰度共生矩阵提取的纹理特征与光谱特征相结合进行分类。对两组Landsat ETM+数据进行分类仿真实验,结果表明,在多光谱遥感图像的分类中,新算法提高了分类效率、分类精度和泛化能力,K型SVM是一种优于径向基函数SVM的分类器。

基于水下图像光学成像模型的清晰化算法

郭相凤贾建芳杨瑞峰葛中峰

2012, 32(10): 2836-2839. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02836

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针对水下图像的纹理细节模糊、对比度低以及图像光照不均问题,通过分析水下图像的成像过程,提出一种水下图像清晰化算法。在小波域的低频子带上结合水下图像光学成像模型,先利用高斯模糊对介质散射光进行估计与去除,再采用基于局部复杂度的方法调整衰减因子,对衰减低频子图进行自适应增强；在高频子带上采用非线性变换的增强方法,进一步增强了高频信息并有效地抑制了噪声的放大。实验结果表明该算法对解决水下图像模糊和光照不均问题具有较好的效果,与基于小波变换的水下降质图像复原算法相比,具有较高的实时性。

基于兴趣点综合特征的图像检索

宋真颜永丰

2012, 32(10): 2840-2842. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02840

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针对环形区域能更好地表达像素空间分布的特点,将其引入到Gabor小波纹理特征中,提出了一种基于兴趣点环形区域颜色和纹理特征的图像检索算法。首先采用自适应平滑滤波器对图像进行滤波处理,消除噪声的影响并利用快速鲁棒特征(SURF)算子检测兴趣点；然后计算兴趣点周围局部区域内环形颜色直方图及纹理特征,将其作为图像的综合特征；最后根据图像综合特征相似度,输出相似图像。实验结果表明,该算法使平均检索准确率提高至少7％。

融合Fisher准则和势函数的多阈值图像分割

张新明李振云郑颖

2012, 32(10): 2843-2847. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02843

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针对传统多阈值图像分割算法复杂度高、分割效果欠佳等问题,提出了一种基于Fisher准则和势函数相结合的多阈值图像分割方法。首先对Fisher准则函数进行简化,再对简化后的Fisher准则采用递推算法降低计算复杂度,然后由直方图势函数方法确定图像的分割类数,最后将改进的Fisher准则用于多阈值图像分割,并对最终分割结果进行后续处理。实验结果表明,融合Fisher准则和势函数的多阈值分割方法不仅分割效果好,而且分割时间短,能够运用到实时应用的场合。

基于分数阶偏微分的图像边缘检测新模型

蒋伟丁志全刘亚威

2012, 32(10): 2848-2850. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02848

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现有的图像边缘检测方法效果不太理想,得到的图像边缘可能模糊。针对此问题,将分数阶微分理论和现有的Laplacian算子方法相结合应用于图像边缘检测,提出了一种基于分数阶偏微分的图像边缘检测新模型。实验结果表明,相比现有的整数阶微分边缘检测方法,该模型不仅能较好地检测出图像的边缘特征,而且对噪声具有一定的抑制作用,尤其对于纹理细节丰富的图像而言,能够检测出更多的纹理细节信息,是一种比较有效的边缘检测方法。

具有层次素描纹理的素描画绘制方法

李智慧范铁生唐春鸽刘磊

2012, 32(10): 2851-2854. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02851

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针对现有的计算机非真实感绘制(NPR)技术关于素描画的绘制方法的实现效果与手绘风格存在一定差异的问题,设计了一种能够产生层次素描纹理的方法,并将其与多像素宽边缘线条融合,生成具有层次感素描纹理的素描画。首先对原始图像做去噪、增强等预处理,用微分算子提取多像素宽的轮廓线条；再通过膨胀和腐蚀处理并将结果相减生成多层双边轮廓线条,用运动模糊处理多层双边线条得到素描纹理；最后融合边缘和素描纹理,得到素描效果图像。通过对不同特点的图像进行实验,证明该方法得到的素描画的效果比较接近手绘风格。

结构相似指数噪声整形算法及其在图像编码中的应用

冯涛吕俊白

2012, 32(10): 2855-2858. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02855

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提出一种基于双树小波变换的结构相似指数噪声整形算法（SSIM-NS）算法并将其应用于图像编码传输中。算法是在双树小波变换后的噪声整形过程中引入结构相似指数度量（SSIM）,自适应地调整增益因子以达到最大限度聚集图像能量减少小波系数的目的,运用SPIHT编码算法对噪声整形后的小波系数进行编码并传输。实验结果表明,该算法不仅能够有效地削减小波系数个数聚集图像能量,而且在低比特率条件下重构图像具有更高的峰值信噪比（PSNR）,能够显著提高解码图像的质量。

基于模糊逻辑的无损视频压缩的算法

邢龙平李东晖胡川川

2012, 32(10): 2859-2862. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02859

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数字视频领域对高质量视频的需求使得无损压缩的应用范围越来越广,为此设计了基于模糊逻辑的无损视频压缩算法。该算法采用基于模糊逻辑的方法计算相邻帧的分块间的相似性以及分块的块内相似性,来确定时间预测与空间预测的选择,时间预测中定义了一种新的运动估计的匹配准则,最后通过相似度估计Golomb编码的最优参数,在无须复杂统计模型的情况下实现低复杂度、快速高效的Golomb编码。实验结果表明,与无损压缩算法JPEG-LS相比,在压缩率上有很大提高。

程序算法识别研究综述

鲁强李效恋王智广

2012, 32(10): 2863-2868. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02863

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程序算法识别是程序理解研究中的子问题,主要目的是针对程序源代码识别出其所蕴含的程序算法。针对程序算法识别问题,首先说明其定义及实现过程；对可应用于程序算法识别领域的程序理解技术进行分类介绍,说明每种方法的实现技术路线；最后对每种方法进行了比较、分析,并提出未来程序算法识别研究的重点问题。

基于自适应粒子群算法的制造云服务组合研究

刘卫宁李一鸣刘波

2012, 32(10): 2869-2874. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02869

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针对云制造系统中制造云服务组合的多目标规划问题,研究建立了问题模型并提出了求解方法。首先引入了网格制造模式的制造资源服务组合技术,探讨并描述了云制造模式中基于服务质量（QoS）的制造云服务组合过程；接着通过分析云制造模式下制造云服务的特征并基于制造领域知识,研究定义了制造云服务的八维QoS评估标准及计算表达式,推导出制造组合云服务的QoS表达,进而建立了制造云服务组合的多目标规划问题模型。最终设计了自适应粒子群算法来解决该多目标规划问题。仿真实验表明,该算法能有效并高效地解决该问题,且求解效率优于传统粒子群算法。

多智能体系统分散式通信决策研究

郑延斌郭凌云刘晶晶

2012, 32(10): 2875-2878. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02875

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通信是多智能体系统(MAS)之间协调与协作的最有效和最直接的方法,然而通信的代价却限制了该方法的使用。为了减少MAS协调过程中的通信量,提出一种启发式算法,使Agent仅选择能够改善团队期望回报的观察信息进行通信。实验结果证明,对通信信息的选择能够高效的利用通信带宽,有助于提高系统的性能。

基于认知模式的企业集群知识传播演化仿真

牛家洋王洪国邵增珍宋超超

2012, 32(10): 2879-2883. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02879

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针对现有研究无法很好描述企业知识结构的情况,构建了基于认知模式的集群企业知识传播模型(CEKTM)。该模型通过对集群知识传播机制的分析,提出了企业染色体的定义；并借鉴蚁群路径选择策略,给出了学习策略及知识互动机制。仿真结果表明,集群内部的知识传播具有认知邻近的原则,知识结构相似的企业间知识传播的概率更高；过高或过低的企业染色体规模都不利于企业集群平均知识水平的提高；在集群发展初期,小规模的市场环境更有利于企业间的合作和知识传播。

引入共享近邻加权图的Chameleon算法

薛文娟刘培玉刘栋

2012, 32(10): 2884-2887. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02884

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针对Chameleon算法中采用距离函数度量数据点间的相似度,导致距离相近的两个点可能仅拥有很少的共同特征,最小二分实际操作困难,合并时需要人工指定阈值以及一旦合并完成后不能撤销的问题,对Chameleon算法进行改进,提出一种引入共享近邻加权图（WSnnG）的Chameleon算法。该算法以数据对象间的共享近邻数来衡量相似度,进一步构造WSnnG,再利用网络模块性评价函数指导最小二分,然后以结构等价相似度作为合并的依据,最后通过引入内聚度度量函数解决合并后不能撤销的问题。在UCI数据集及4个二维人造数据集上的实验结果表明,该算法在聚类精度和运行时间方面具有更好的效果。

基于多标签ReliefF的特征选择算法

黄莉莉汤进孙登第罗斌

2012, 32(10): 2888-2890. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02888

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针对传统特征选择算法局限于单标签数据问题,提出一种多标签数据特征选择算法——多标签ReliefF算法。该算法依据多标签数据类别的共现性,假设样本各类标签的贡献值是相等的,结合三种贡献值计算方法,改进特征权值更新公式,最终获得有效的分类特征。分类实验结果表明,在特征维数相同的情况下,多标签ReliefF算法的分类正确率明显高于传统特征选择算法。

基于用户行为的启发式本体搜索机制

李江华郑剑

2012, 32(10): 2891-2894. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02891

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为了能够以较高的准确率搜索到用户所需要的领域本体,在分析本体搜索需求和研究用户搜索行为的基础上,提出了一种基于用户行为的启发式本体搜索机制,利用不同用户由于领域认知不同,输入的具有领域共性的搜索关键词不同,实现用户搜索关键词的启发式扩展和搜索匹配度的提高。实验表明,使用该方法执行本体搜索具有较高的准确率和召回率。

基于张量神经网络的音频多语义分类方法

邢玲贺梅马强朱敏

2012, 32(10): 2895-2898. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02895

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音频特征向量已广泛应用于音频分类的研究,该表示形式虽能有效体现音频的固有特性,但无法表示音频信息多语义特性及各语义间的相关性。提出了基于张量统一内容定位（TUCL）的音频语义表征方式,将音频语义描述表示为三阶张量,并构建多语义张量空间。在此空间中,张量语义离散度（TSD）能有效聚集具有相同语义的音频资源,通过计算各音频资源的TSD来完成对音频资源的分类,并构建了RBF张量神经网络（RBFTNN）来自适应学习分类模型。实验结果表明,在多语义分类的情况下,TSD算法的分类性能明显优于当前典型的高斯混合模型（GMM）算法；通过与支持向量机（SVM）学习模型相比可知,基于TSD的RBFTNN模型分类学习的准确率明显优于基于TSD的SVM模型。

图像检索中结合文本信息的多示例原型选择及主动学习策略

李净郭洪禹

2012, 32(10): 2899-2903. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02899

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针对基于区域的图像检索系统检索精度不高的问题,提出结合文本信息的多示例原型选择算法和反馈标注机制。在示例原型选择时,首先使用文本信息进行正例拓展,然后通过估计负示例分布进行最初示例选择,最后通过示例更新和分类器学习的交替优化获得真的示例原型。相关反馈采用了多策略相结合的主动学习机制,通过信息值控制主动学习策略的自动切换,使系统能够自动选择当前最适合的主动学习策略。实验结果表明,该方法有效且性能优于其他方法。

多峰函数优化的改进人工鱼群混合算法

邓涛姚宏杜军

2012, 32(10): 2904-2906. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02904

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针对人工鱼群算法(AFSA)应用于多峰优化问题时搜索能力不足、优化精度不高的缺点,提出了一种改进的人工鱼群混合算法。该算法中,采用优胜劣汰抑制策略,筛选出精英人工鱼群；对聚群行为和追尾行为进行寻优,有利于人工鱼在新的寻优轨迹上进行仔细搜索；对觅食行为进行了改进,避免人工鱼陷入平坦位置；结合模式搜索法,增强其局部精细搜索能力。仿真结果表明,所提出的算法具有较强全局优化能力和局部优化能力,搜索到每个最优解精度都达到了理想值,且能够用于复杂多峰函数优化。

九宫数独的方程求解算法研究

肖华勇程海礁王月兴

2012, 32(10): 2907-2910. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02907

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首先从数独的要求出发建立方程组,该方程组的解与原数独的解完全等价。然后由该方程组推导出一系列数学性质,包括删除候选数性质、唯一确定法性质、矛盾性质和不变性性质。并说明数独的人工推理规则包含在这些性质之中。最后由这些性质提出求解该方程组的算法,算法中用一个三维矩阵来表示待求解九宫数独的候选数矩阵,根据上述性质对候选数矩阵进行删减,直到能够解出此九宫数独。此算法能够求解出许多数独软件无法进行推理计算的数独难题,并用两个数独难题进行验证,说明了该算法的有效性。

具有自加速与变邻域搜索的差分演化算法

赵洋贺毅朝李晰

2012, 32(10): 2911-2915. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02911

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在分析差分演化（DE）进化方式基础上,首先利用自加速性改进差异算子与选择算子,然后结合变邻域搜索改善算法的局部搜索能力,提出了一种具有自加速特性与变邻域搜索能力的差分演化算法(SAVNDE)；基于DE的三种进化模式,利用5个Benchmark测试函数进行对比计算,实验结果表明：SAVNDE在保持了DE原有特性基础上,以较快的速度获得更好的结果。

基于损失函数的AdaBoost改进算法

雷蕾王晓丹

2012, 32(10): 2916-2919. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02916

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针对AdaBoost集成时难分样本权重扩张导致训练样本在更新时分布失衡的问题,提出一种基于正负类样本损失函数(LF)的权重更新策略。权重的调整不仅与训练误差有关,还考虑到基分类器对不同类别样本的正确分类能力,从而避免训练样本过度集中于某一类的异常现象。实验结果表明,基于LF的AdaBoost能在提高收敛性能的情况下,提高算法精度,克服样本分布失衡问题。偏差方差分析的结果显示,该算法在改善偏差的情况下,能有效地减小错误率中的方差成分,提高集成的泛化能力。

基于频繁模式挖掘的维吾尔文智能组词方法

吐尔地·托合提维尼拉·木沙江艾斯卡尔?艾木都拉

2012, 32(10): 2920-2922. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02920

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以词间空格作为自然分隔符,非常容易获取维吾尔文中的词,但又很难获取结构完整的语义词,因此多种文本处理效果总是很不理想。提出维吾尔文组词的新概念,将数据挖掘中的频繁模式挖掘方法引入到维吾尔文组词中,再结合维吾尔文的语言文字特点,将无先验知识的模式挖掘问题转化为特定模式的匹配问题,提出了一种快速高效的频繁模式挖掘算法,来获取语义完整的维吾尔文词。实验结果表明,通过该算法获取的维吾尔文词,在结构上是稳定的,语义上是完整而独立的。

基于短语的维吾尔文文本分类

阿力木江·艾沙吐尔根·依布拉音库尔班·吾布力李哲

2012, 32(10): 2923-2926. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02923

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文本特征表示是在文本自动分类中最重要的一个环节。在基于向量空间模型（VSM）的文本表示中特征单元粒度的选择直接影响到文本分类的效果。对于基于词袋模型（BOW）的维吾尔文文本分类效果不理想的问题,提出了一种基于统计方法的维吾尔语短语抽取算法并将抽取到的短语作为文本特征项,采用支持向量机（SVM）算法对维吾尔文文本进行了分类实验。实验结果表明,与以词为特征的文本分类相比,短语作为文本特征能够提高维吾尔文文本分类的准确率和召回率。

电子系统健康状态监测数据优化算法

杨森孟晨王成

2012, 32(10): 2927-2930. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02927

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为解决电子系统健康状态监测数据的冗余性和高维性问题,提出了一种将样本优化和特征优化相结合的监测数据优化算法。首先,采用特征空间样本选择算法对监测数据进行样本优化,找出最具代表性的样本；然后,采用核主成分分析—分布估计算法（KPCA-EDA）对样本优化后的监测数据进行特征优化,在保证特征信息充足的情况下,保留更多的识别信息；最后,以某滤波电路为例进行了验证,仿真结果表明,该算法同KPCA等优化算法相比,在训练时间和识别率上能达到更好的平衡。

基于云重心Shapley值法的电子商务声誉联盟利益分配策略

卢志刚张晓旭

2012, 32(10): 2931-2934. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02931

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由于电子商务声誉联盟的声誉能力、声誉风险和声誉成本三个主要分配因素存在模糊性和随机性的缺点,难以得到量化,以及Shapley值法本身存在的局限性,因此利用云重心评判法对Shapley值法进行修正。云理论主要体现定性与定量之间的不确定性转换,有效地解决概念的模糊性和随机性。修正后的Shapley分配法有效地提高了联盟分配的准确性,并通过算例证实了此方法的合理性和适用性,为电子商务声誉联盟的收益分配问题提供依据。

基于工厂信息的实时数据流分析与全过程质量监控

边小勇张晓龙余海

2012, 32(10): 2935-2939. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02935

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针对某钢铁企业生产过程中的生产信息不畅通、产品质量无法追踪问题,开展了基于工厂信息（PI）的实时数据流分析与全过程质量监控方法的研究。着重研究了实时数据流分割和过程监控,提出基于统计质量控制（SQC）图和工序性能指标的统计监控方法,并开发了一个产品技术质量监控系统,应用结果表明基于PI的实时数据流分析与产品质量监控实现了企业对生产工序质量的监控,以及关键生产工艺的识别与改进。

基于Simulink仿真的质量控制图不确定异常模式识别

侯世旺朱慧明李荣

2012, 32(10): 2940-2943. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02940

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当控制图上出现点子临界、点子数接近判异规则规定的数目或多种异常模式并发时,控制图呈现不确定异常状态,常规的方法无法正确完成异常识别。针对趋势模式与周期模式并发的情况,提出了应用小波分解原始信号,选用相应系数重构不同频率的异常信号,并对重构信号进行拟合,以拟合度作为异常模式的特征数,作为模式发生度隶属函数的输入,获取控制图不确定异常模式的发生度,最后在Matlab/Simulink环境下,建立了上述方案的仿真模型,并以具体的应用实例验证了方案的可行性。

伺服电机的预测控制与比例-积分-微分控制

黄玉钏曲道奎徐方任晓磊

2012, 32(10): 2944-2947. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02944

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为完成伺服电机平稳而快速的控制,根据预测控制方法中动态矩阵控制原理,提出了基于动态矩阵的预测控制和比例-积分-微分(PID)控制的伺服电机的控制方案。分析了交/直流伺服电机三环控制的统一模型,用预测控制器设计了伺服电机的电流环,提出了利用上升时间和稳态值确定电流环等效惯性环节的方法,最后用PID控制器设计了速度环和位置环。计算和仿真结果表明,电流环的等效惯性环节时间常数与-ln(0.368)成反比,该预测控制和PID混合控制可以很好地实现伺服电机平稳快速的运行。

基于改进粒子群优化算法的灰色神经网络的铁路货运量预测

雷斌陶海龙徐晓光

2012, 32(10): 2948-2951. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02948

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针对现有铁路货运量预测方法的不足,提出基于改进粒子群优化算法的灰色神经网络（IPSO-GNN）的铁路货运量预测方法,通过IPSO对常规灰色神经网络（GNN）的白化参数进行优化,改善了GNN的不足,保证了预测精度；同时利用灰色关联分析法,计算了铁路货运量和影响因素间的关联度,以最主要的6个关联因素,建立了基于IPSO-GNN的铁路货运量预测模型。仿真实验结果表明,在铁路货运量预测中此模型预测精度优于常规GNN及其他预测方法,说明此预测方法有效可行。

蚁群算法在需水预测模型参数优化中的应用

侯景伟孔云峰孙九林

2012, 32(10): 2952-2955. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02952

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为了解决投影寻踪（PP）需水预测模型的高维、非正态、非线性参数优化问题,提高需水预测的精度,尝试用基于网格划分的自适应连续域蚁群算法(ACA)在不同拟合和预测时长内对模型参数进行优化组合,并运用该模型进行年需水量预测。基于改进蚁群算法的投影寻踪需水预测模型参数优化进行了实例仿真。对基于改进蚁群算法的预测精度与基于人工免疫算法（AIA）和BP神经网络的模型(BPANN)参数优化结果分别进行了比较,实验结果表明：1）这三种算法的拟合精度相对误差绝对值分别小于2%、10%和10%；2）预测精度相对误差绝对值分别小于6%、11%和12%；3）改进蚁群算法能收敛到全局最优解,收敛速度较快。因此,改进蚁群算法的投影寻踪需水预测结果明显优于人工免疫算法和BP神经网络。该方法可推广到其他类似的高维非线性问题上。

钢铁炉温不确定时滞系统Smith免疫预测控制

徐雪松欧阳峣

2012, 32(10): 2956-2959. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02956

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针对钢铁炉温不确定时滞系统,将免疫反馈控制与Smith预估控制结合而提出了一种Smith免疫预测控制方法。利用克隆选择实现滚动优化避免了求Diophantine方程及逆矩阵,不需要复杂的推导,可以在线调整Smith 预估器的时滞时间常数和对扰动进行补偿,消除传统Smith预估对模型的依赖。通过实验仿真表明了该方法的有效性,并对外部干扰及系统建模误差具有很好的适应性,将该方法应用于钢铁高炉炉温控制过程,取得较好的控制效果。

水下机器人圆概率偏差的有效预报

冀大雄刘健

2012, 32(10): 2960-2962. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02960

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在水下机器人设计过程中,对于导航精度设计指标无法用物理实验进行验证。如何有效预报圆概率偏差(CEP)成为了亟待解决的问题。采用直线航路模型,对误差源在直线航路上引起的导航误差进行定量分析,推求各误差合成后的纵向误差和横向误差表达式,建立水下机器人圆概率偏差迭代方程,求得圆概率偏差预报结果。推导结果表明横、纵误差之比小于0.7时可保证圆概率偏差不大于前两者之中的大者。该方法与实际实验结果吻合,表明提出的导航误差分析和圆概率估算方法是有效的,可准确预报水下机器人导航精度。

两类情感状态下心电与心率变异性信号的非线性分析

杨敏刘光远温万惠

2012, 32(10): 2963-2965. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02963

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针对平静（无情感激发状态）和恐惧（有情感激发状态）这两类情感状态,采集了其心电信号数据样本,研究了有情感和没情感状态下心电信号中的情感信息。通过分析这两类情感状态下的心电信号的QT间期对RR间期的散点图、功率谱图的1/f分布以及心率变异性（HRV）信号的Poincare截面图,计算得到了这些非线性特征的关于两类情感状态的分类识别率,同时与心电信号统计特征的识别率做了对比。发现此种提取心电信号非线性特征的方法较于之前的统计特征方法,在识别有情感和没情感这两类情感状态时具有较好的识别效果。

基于有限长脉冲响应滤波器和aTrous算法的小波心电信号去噪

钟丽辉魏贯军师黎

2012, 32(10): 2966-2968. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02966

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微弱低频的心电信号采集中容易受到外界环境的干扰,必须先对其进行预处理才能用于心脏疾病的诊断。Mallat算法的小波分解重构法不能有效滤除心电信号中的工频和肌电干扰；小波阈值法不能有效滤除心电信号中的工频和基线漂移,重构的心电信号会产生伪吉布斯现象。针对以上情况,提出了一种基于有限长脉冲响应滤波器(FIR)和aTrous算法的小波去噪方法。该方法综合运用了50Hz陷波器、aTrous算法小波分解重构法和小波阈值法。仿真郑州大学第二附属医院和MIT-BIH心率失常数据库的心电信号表明,该方法能够有效去除心电信号中的工频和基线漂移,大幅度衰减肌电干扰,同时有效消除伪吉布斯现象。

基于窗口斜率表示法的心电波形相似性分析

刘彤彤戴敏李忠义

2012, 32(10): 2969-2972. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02969

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针对心电波形形态相似度高和分类困难的问题,提出一种新的心电波形特征表示方法——窗口斜率法。该方法对心电波形在平面内进行窗口划分,以每个窗口内最大最小幅值差与窗口宽度的比值作为心电波形的特征信息,进行相似性分析。实验结果表明,在基于距离的分类方法中,这种特征表示方法在降低维度同时,能够减小同类波形之间的差距,扩大不同类波形之间的差距。将此方法用于心电波形的分类,可以提高分类的准确性和效率,以及分类灵敏度和特异度的稳定性。

Web应用系统负载测试加压策略研究

翁雷雷蔡皖东姚烨

2012, 32(10): 2973-2976. DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02973

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针对现有Web应用系统负载测试加压策略的不足,提出了指数与线性结合式加压和记值探测法加压两种加压策略,并通过实验对各种加压策略的效果进行分析和比较。实验结果表明,所提的加压策略能够有效地提高Web应用系统负载测试效率。

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