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程琛白光伟赵露沈航

2014, 34(4): 921-925. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.0921

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针对无线传感器网络(WSN)稠密部署的特点，首先提出一种不依赖位置信息的拓扑构建(LTC)算法用于构造连通支配树型结构的虚拟骨干网。在此基础上，深入分析骨干节点的能量消耗以及数据传输时延，引入密度控制与数据传输率控制因子以均衡虚拟骨干网能耗，提出了不依赖位置信息的能耗均衡拓扑控制(LETC)算法。LETC算法依据各个区域不同的数据传输量，调整该区域虚拟骨干节点的布置密度，同时增加低能耗节点的传输速率以减少网络时延。理论分析与仿真表明，经过优化的LETC算法相比LTC能够更有效地均衡能耗，延长网络寿命241%，减少时延28.1%。

无线多媒体传感网络中基于方向角度的路由空洞优化算法

孙毅黄可心武昕陆俊

2014, 34(4): 926-929. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.0926

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TPGF作为无线多媒体传感网络(WMSN)的一种纯地理位置路由贪婪算法，其核心是在邻居节点集中选择距离目的节点最近的节点作为下一跳节点(下一跳节点可以比本节点距离目的节点要远),同时进行编号进而精简优化来解决空洞问题并满足服务质量(QoS)的需求。针对选取下一跳时距离比自己距离目的节点更远这一策略，提出DATF算法，引入角度变量来进行优化处理，目的是在遇到路由空洞时，更加合理地选择回跳的节点，而不只是单纯地考虑距离因素。仿真结果表明，DATF算法在能量利用率和端到端时延上较TPGF均有改善，在解决空洞问题上也有显著效果。

基于混合群智能优化的虚拟网络映射算法

王文钊汪斌强王志明邢池强

2014, 34(4): 930-934. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.0930

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网络虚拟化是突破网络发展僵局的一项重要技术，而虚拟网络映射(VNE)是网络虚拟化的一个主要问题。提高底层网络资源的利用率和收益是虚拟网络映射的主要目标。针对底层网络支持路径分裂的情况，建立了整数线性规划(ILP)模型，并提出基于混合群智能优化的虚拟网络映射算法。该算法在兼顾映射开销和映射均衡性的基础上利用粒子群优化算法(PSO)和遗传算法(GA)迭代优化映射方案。仿真实验结果表明，与现有的主流研究成果相比，该算法显著地提高了底层网络长期平均运营收益与虚拟网络请求接受率。

蓄意攻击下一类多社团网络级联抗毁性研究

李浩敏杜军彭兴钊丁超

2014, 34(4): 935-938. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.0935

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为研究社团结构对网络级联抗毁性的影响,结合一类多社团复杂网络模型,采用节点介数定义负荷,故障节点负荷采用局部择优分配策略,研究了在蓄意攻击下多社团网络负荷分配指数、社团内部耦合强度、社团间耦合强度、社团模块度等参数与级联抗毁性的关系。仿真结果表明负荷分配指数与级联抗毁性负相关,社团内部耦合强度、社团间耦合强度、社团模块度与级联抗毁性正相关。对比了BA(Barabási-Albert)网络和WS(Watts-Strogatz)网络的抗毁性,结果表明社团结构的存在降低了网络的抗毁性,负荷分配越均匀网络抗毁性越强。

基于隐马尔可夫预测的非对称信息功率博弈机制

朱江张玉平彭祯珍

2014, 34(4): 939-944. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.0939

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为了解决无线资源竞争中功率博弈的博弈者获得的环境信息具有非对称性问题，提出了一种基于隐马尔可夫预测的功率博弈机制。该机制通过建立隐马尔可夫预测模型(HMPM)判断博弈的对手是否参与博弈，从而提高博弈的信息准确度；然后利用预测获得的信息通过代价函数计算最佳发射功率。仿真结果表明，与最大后验概率法(MAP)和不预测法(NP)相比，基于隐马尔可夫预测的功率博弈模型能够在满足目标容量的同时，较好地提高非授权用户的功率效率。

基于NCTUns的IEEE 802.11p MAC协议性能仿真

陈思洋朱西平文红

2014, 34(4): 945-949. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.0945

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IEEE 802.11p对于车载自组网(VANET)的应用与部署具有重要作用。针对以往研究仿真场景不全面，且极少采用完整的WAVE通信方式等不足，在深入阐述IEEE 802.11p协议层次和NCTUns架构及仿真流程的基础上，利用NCTUns平台在不同应用场景下构建出逼真道路环境，使用完整的WAVE模式分别研究了节点密度、传输功率、传输距离以及车速对于网络性能的影响。仿真结果表明：节点密度、传输功率与传输距离对于分组接收概率和吞吐量有显著影响，而车速对节点吞吐量没有影响。基于仿真结果最后提出了一种通过动态联动调整分组接收概率以及竞争窗口大小来提高车载自组网MAC层性能的方法。

基于改进反向探测的IPv6邻居缓存保护方法

孔亚洲王振兴王禹张连成

2014, 34(4): 950-954. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.0950

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针对IPv6邻居缓存(NC)易被攻击的问题,提出一种改进的反向探测方法(RD+)。该方法首先引入时间戳和报文序列两个选项,分别用于限制报文响应时长以及响应报文匹配;之后,定义RD+队列存储时间戳和报文序号等信息,并设计基于时间戳的随机早期检测(RED-T)算法对RD+队列实施管理以防范拒绝服务(DoS)攻击。实验结果表明,RD+能够有效抵抗邻居缓存欺骗和DoS攻击,与启发式和显式相结合的方法(HE)以及安全邻居发现协议(SEND)相比,其资源消耗较少。

基于云模型的被动队列管理算法

陈志军

2014, 34(4): 955-957. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.0955

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为了解决因拥塞而带来的网络性能问题，基于“弃头”方式提出了一种新的被动队列管理算法DFCM。该算法首先结合业务流队长和到达速率给出了丢包策略和丢包概率，同时利用云模型对实际队长进行求解；最后，通过利用NS2和Matlab进行仿真实验，深入分析了影响算法性能的关键因素。与“弃尾”(Drop Tail)和DFSQ算法相比，DFCM在瞬时队长方差、有效传输数据包等方面显示了较好的适应性。

卫星终端突发性业务模型与排队性能分析

别玉霞占兆昕刘海燕

2014, 34(4): 958-962. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.0958

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随着卫星网络在应急通信中的应用,卫星终端业务的种类不断增加,业务流量可瞬间增大,具有明显的突发性,终端上的数据流量数据呈现出自相似性。利用时间间隔服从重尾分布的ON/OFF叠加模型产生卫星终端的自相似业务流量,并讨论了自相似业务流量输入对卫星终端的丢包率、时延和时延抖动的影响以及对有效带宽的需求。通过仿真,得出了网络终端业务丢包率、时延、时延抖动与系统缓存之间的关系,在此基础上,提出了减少时延、降低丢包率的思路,在带宽和缓存受限的情况下,为信息的高效传输提供了理论依据。

基于正交混沌多用户混沌通信及其误码率

李杜娟周子峰吴成茂

2014, 34(4): 963-968. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.0963

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为了解决多用户混沌通信系统中由于通信用户数目的增多以及混沌序列间的准正交性所引起的信道干扰问题，对不同混沌信号采用施密特(Schmidt)正交化方法产生其对应的正交混沌序列作为扩频码在加性高斯白噪声(AWGN)和瑞利(Rayleigh)衰落信道下研究多用户混沌通信系统中的误码率(BER)。首先将其统计自相关和互相关特性作为刻画正交混沌扩频码序列性能的重要指标，测试并分析各正交混沌序列的统计相关特性，同时也对其互相关特性曲线的均值和方差进行了测试与分析；然后通过两种信道仿真实验获取各正交混沌扩频码的BER，并将其与对应统计相关特性作对比揭示其内在关联性；最后比较分析两种不同信道下多用户混沌通信系统的BER,并揭示信道对其的影响。仿真实验表明，两种信道下相空间混沌信号中的空时正交混沌序列都能获得较低BER，尤其是在Rayleigh衰落信道下的空时正交混沌序列能够获得更低的BER，说明所提方法能更有效地降低多用户通信中信道间的干扰，更有利于多用户通信需要。

最大动态流关键弧的改进算法

刘杨杨谢政陈挚

2014, 34(4): 969-972. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.0969

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针对时间容量网络的最大动态流的关键弧问题，首先分析了经典的Ford-Fulkerson最大动态流算法，在此基础上简化了最大动态流算法，并由此提出一个基于最小费用增广路来寻找最大动态流关键弧的改进算法。算法将计算新网络最大动态流时共有的最小费用路保留，去掉了自然算法中重复的计算。的效率更高。

基于自校正分散控制的Web服务器比例延迟保证

郭光张严心

2014, 34(4): 973-976. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.0973

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Apache Web服务器一般采用单变量模型,处理多优先级延迟保证时需多次建模,可扩展性不佳。为此提出一种Web服务器多输入多输出(MIMO)模型,并结合分散控制理论和自校正控制(STC)理论设计分散自校正控制器。该控制器动态调节处理不同优先级请求的工作线程数目,能保证较高优先级请求更快得到处理且维持不同优先级请求的平均延迟比为设定值,模型和控制器参数根据在线辨识结果实时更新。仿真表明,过载情况下即使并发客户连接数目急剧变化,闭环系统中的服务器仍能维持较好的比例延迟保证。

基于高阶阈值函数与小波包的混沌信号降噪

杨杉王建

2014, 34(4): 977-979. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.0977

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针对混沌信号小波降噪法中，高频段频率分辨率较差,且对小波分解系数所广泛采用的硬、软阈值量化方法存在着局限等问题，给出一种基于新型高阶阈值函数的混沌信号小波包降噪法。该方法采用小波包方法能够对小波分析中没有细分的高频部分进一步分解，保留了有用的高频信息，从而具有更加精确的局部分析能力；且所采用的阈值函数连续光滑，在噪声小波系数和混沌信号小波系数之间存在一个平滑过渡区，更符合信号的连续特性。仿真对比实验表明：与软阈值降噪法以及半软阈值与小波包降噪法相比，该方法对混沌信号的降噪效果明显，信噪比(SNR)有3.7~7dB的显著提高。

社会网络中的影响力综述

夏涛陈云芳张伟陆有为

2014, 34(4): 980-985. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.0980

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在社会影响力传播领域，社会网络作为媒介在社会个体之间相互影响、传播信息与观点方面发挥着根本性的作用。首先讨论了社会影响力的定义，以及社会影响力作为一种社会相关性的本质属性；然后分析阐述了影响力最大化问题中的独立级联模型和线性阈值模型以及能够确定具有影响力个体的贪心算法和探索式算法；最后对影响力研究的新趋势，诸如基于社区结构的影响力最大化算法以及讨论多个主题、多种行为的影响力研究进行了分析。

云存储中基于喷泉码的数据恢复系统

彭真陈兰香郭躬德

2014, 34(4): 986-993. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.0986

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云存储服务作为一种新的数据存储和管理服务拥有便携易用的特点，但也伴随着一个重要问题：如何确保数据的完整性和可恢复性。为了解决此问题，设计并实现了一个基于喷泉码的数据恢复系统。该方案采用喷泉码对数据编码确保一定篡改比例下的数据可恢复，同时验证数据完整性时采用哈希函数的时间复杂度。当用户担心自己的数据被篡改时，只需向服务器发出挑战，根据服务器的应答便可知晓自己存储的数据是否完整；一旦发现数据被篡改，可以立即要求服务器定位篡改数据并监督服务器完成数据恢复。通过实验分析，该方案在数据篡改率为1%~5%时完整性检测率能够达到99%。

面向个性化云服务基于用户类型和隐私保护的信任模型

刘飞罗永龙郭良敏马苑

2014, 34(4): 994-998. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.0994

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针对云用户难以获得个性化、高质量服务的问题，提出一种面向个性化云服务基于用户类型和隐私保护的信任模型。该模型先根据节点间的历史交易，将用户节点分为亲情节点、陌生节点及普通节点三种类型；其次，为了保护节点反馈的隐私信息，引入信任评估代理作为信任评估的主体，并且设计了基于用户类型的信任值评估方法；最后，鉴于信任的动态性，结合交易时间和交易额度提出一种新的基于服务质量的信任更新机制。实验结果表明，与AARep模型及PeerTrust模型相比，该模型不仅在恶意节点比例较低的场景中具有优势，而且在恶意节点比例超过70%的恶劣场景中，其交互成功率也分别提高了10%和16%，克服了云环境下用户节点和服务节点交互成功率低的缺点，具有较强的抵抗恶意行为的能力。

云计算环境下动态资源碎片管理机制

王笑宇程良伦

2014, 34(4): 999-1004. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.0999

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针对云计算环境下用户所需资源与服务资源规格不完全相符以及在资源预留过程中完整资源被切割而产生的资源碎片问题，提出一种云环境下考虑碎片资源重利用的动态资源管理策略。研究了云计算环境下资源碎片的形成原因，构建了碎片资源池，制定了任务对碎片资源接收的度量标准，在充分考虑当前任务对资源查找、调度、匹配的同时，进一步讨论了任务调度对资源的分割情况，进而指出资源碎片对后续任务接收能力的影响，搭建了云计算环境下动态资源碎片调度模型。理论分析和Cloudsim仿真实验证明，该资源管理策略能有效实现碎片资源的优化重组，提高了资源对后续任务的接收能力，与此同时保证了较高的资源利用率。

VLIW处理器循环指令缓冲器设计与实现

李勇胡慧俐杨焕荣

2014, 34(4): 1005-1009. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1005

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数字信号处理软件中循环程序在执行时间上占有很大比例，用指令缓冲器暂存循环代码可以减少程序存储器的访问次数，提高处理器性能。在VLIW处理器指令流水线中增加一个支持循环指令的缓冲器，该缓冲器能够缓存循环程序指令，并以软件流水的形式向功能部件派发循环程序指令。这样循环程序代码只需访存一次而执行多次，大大减少了访存次数。在循环指令运行期间，缓冲器发出信号使程序存储器进入睡眠状态可以降低处理器功耗。典型的应用程序测试表明，使用了循环缓冲后，取指流水线空闲率可达90%以上，处理器整体性能提高10%左右，而循环缓冲的硬件面积开销大约占取指流水线的9%。

基于匹配规则的MapReduce任务调度模型

金伟健王春枝

2014, 34(4): 1010-1013. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1010

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基于开源云计算平台Hadoop的MapReduce是当前流行的分布式计算框架之一，然而其先进先出(FIFO)调度算法存在资源利用效率低下的问题。提出了一种基于资源匹配规则的MapReduce任务调度模型并进行了算法实现。该调度模型通过获取任务的资源需求与计算节点的剩余资源，依据资源的匹配性进行任务分配，提高了系统的资源使用效率。首先对MapReduce的调度过程进行建模，提出了资源及匹配度的量化定义和相应的计算公式；然后给出了资源测量的具体方法及算法实现；最后利用TeraSort、GrepCount和WordCount任务与FIFO调度算法进行实验对比，实验结果显示,最好的情况下，提出的调度模型任务完成时间减少了22.19%，而最差情况下的吞吐量也提高了25.39%。

自动并行化中不规则循环的通信代码生成

傅立国姚远丁锐

2014, 34(4): 1014-1018. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1014

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不规则计算在大规模并行应用中广泛存在。在面向分布存储结构的自动并行化过程中，较难在编译时为不规则循环生成并行代码。并行代码中的通信代码对程序运行结果的正确性以及加速效果有着严重的影响。通过分析程序的数组重分布图，使用部分冗余的通信方式来维持不规则数组访问的生产者消费者关系，可以在编译时为一类常见的不规则循环自动生成有效的通信代码。该方法使用计算分解和数组引用的访问表达式求解不规则数组在各处理器的本地定义集作为通信的数据集，分析针对此类不规则循环划分的通信策略，继而生成相应的通信代码。实验测试的结果取得了预期的加速效果，验证了方法的有效性。

单断言的密文区间检索方案的安全分析

古春生景征骏李红卫于志敏

2014, 34(4): 1019-1024. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1019

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为保护用户数据隐私,用户通常将敏感数据加密后外包存储在半可信的服务器上。为防止泄露用户隐私信息,蔡克等(蔡克,张敏,冯登国.基于单断言的安全的密文区间检索［J］.计算机学报, 2011, 34(11):2093-2103)首次提出单断言密文区间检索方案,而之前在密文数据上的区间检索都通过多次断言实现。使用三角函数关系和矩阵理论,通过密文区间索引直接产生敏感数据的排列信息,证明该单断言密文检索方案不是唯密文安全的。为避免这种安全缺陷,通过引入随机元素构造了安全的单断言密文检索改进方案,并分析了改进方案的复杂性。

基于动态循环信息熵的密码函数筛选技术

李继中蒋烈辉舒辉常瑞

2014, 34(4): 1025-1028. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1025

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二进制代码中的密码算法识别与筛选对于恶意软件分析、密码算法应用安全性验证有着重要意义。分析了密码函数代码实现中内存数据操作特征和基本块循环结构特征，根据二进制数据的信息熵理论，实验验证了密码算法内存操作数据的高熵值特性，构建了基于动态循环信息熵的密码函数筛选模型，并采用动静结合的方法重构基本块循环中的动态读写内存数据。测试结果表明了筛选模型的可靠性和准确性。

基于小波变换的分布式隐私保护聚类算法

薛安荣刘彬闻丹丹

2014, 34(4): 1029-1033. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1029

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针对现有隐私保护聚类算法无法满足效率与隐私之间较好折中的问题,提出一种基于安全多方计算(SMC)与数据扰动相结合的分布式隐私保护聚类算法。各数据方用小波变换实现数据压缩和信息隐藏,并用属性列的随机重排来防止数据重构可能产生的信息泄露。该算法仅使用压缩重排后的数据参与分布聚类计算,因此计算量和通信量小,算法效率高,而多重保护措施有效保护了隐私数据。因小波变换具有高保真性,所以聚类精度受小波变换的影响较小。理论分析和实验结果表明,所提算法安全高效,在处理高维数据时全局F测量值和执行效率优于基于Haar小波的离散余弦变换(DCT-H)算法,解决了效率与隐私之间的折中问题。

基于OpenFlow的虚拟机流量检测系统的设计与实现

邵国林陈兴蜀尹学渊张峰伟

2014, 34(4): 1034-1037. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1034

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云平台下的虚拟机在物理机内部交互流量，而不通过防火墙等安全组件。针对这类流量无法在网络边界被获取并检测的问题，分析了OpenFlow技术的原理，提出了一种基于OpenFlow技术将虚拟机流量重定向到入侵检测系统进行检测的方案。方案使用OpenFlow虚拟交换机和控制器替代传统交换机，然后基于OpenFlow技术控制流量转发过程，将其导向外部的安全组件进行处理，并构建了由虚拟交换机、控制单元、入侵检测和系统配置管理4个模块组成的流量检测系统。实验结果表明，系统能够在满足虚拟机网络正常使用的前提下，将待监管流量导向入侵检测系统进行处理，而且能够同时提供交换机级及虚拟机级两种粒度的流量重定向控制。通过对虚拟机引流的方式实现在传统场景中解决云计算环境下流量检测问题，同时能够基于OpenFlow轻松实现流量处理的扩展操作。

基于身份的条件型广播代理重加密方案

潘峰葛运龙张倩申军伟

2014, 34(4): 1038-1041. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1038

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在传统的代理重加密(PRE)体制中，代理者一旦获得重加密密钥就能将所有授权者能解密的密文转换成受理者能解密的密文，代理者的重加密权限过大；而且授权者需要对不同的受理者生成代理重加密密钥，计算过程中浪费了大量的资源。为了解决以上问题，构造了一种基于身份的条件型广播代理重加密方案。该方案中的授权者在生成重加密密钥过程中加入特殊条件，来限制代理者的重加密权限过大的问题；与此同时，使授权者的密文能够被再次广播以确保重要通信，这样的处理能节省更多的计算和通信开销。最后通过理论分析阐明了方案的安全性。

一类面向群组通信的通用门限签密方案的安全性研究分析

莫乐群郭庚麒李锋

2014, 34(4): 1042-1046. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1042

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为更有效地进行群组签密及消息共享验证，彭长根等(彭长根,李祥,罗文俊.一种面向群组通信的通用门限签密方案［J］.电子学报,2007,35(1):64-67)提出了一种面向群组通信的通用门限签密方案(Peng方案)，而后王勇兵(王勇兵.一种门限签密方案的分析与改进［J］.计算机工程与应用,2012,48(1):125-127)对Peng方案进行了安全性分析指出其在管理群组及成员的公私钥方面存在的安全漏洞，并提出一种改进方案(Wang方案)。由于上述两方案采用了类似的加密方法，通过给定具体的攻击方式：即部分签密组成员在生成加密密钥时合谋作弊，就能在群组签密中隐匿个人签名信息达到签名抵赖的目的；指出了Peng方案及Wang方案均存在安全漏洞，并针对该安全漏洞及Wang所述的攻击，提出一种新的改进方案，该方案不仅继承上述方案的优点，而且在签密参数交换过程中更具效率。

无线传感器网络中结合信任管理的基于属性基加密方案

黄丹

2014, 34(4): 1047-1050. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1047

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针对无线传感器网络(WSN)中基于属性基加密(ABE)的属性授权与撤销问题，提出了一种结合信任管理的密文策略ABE方案(TM-CP-ABE)。该方案基于密文策略ABE，融合了信任管理机制，将信任评估和信任更新与属性授权和属性撤销结合起来。对方案的安全性、复杂性和有效性进行了对比分析，并与目前WSN中比较流行的加密方案进行了仿真实验对比，结果表明TM-CP-ABE方案较好地解决了无线传感器网络CP-ABE的属性撤销问题，并通过属性撤销在一定程度上抑制了恶意节点的破坏行为。

云计算下基于用户行为信任的访问控制模型

张凯潘晓中

2014, 34(4): 1051-1054. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1051

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针对当前云计算访问控制中角色不能随着时间动态改变的问题，提出了一种基于用户行为信任的云计算访问控制模型。该模型根据综合用户的直接和间接信任值得到的信任值确定其信任等级，激活其所对应的角色以及赋予该角色一定的访问权限，提供请求的资源，从而达到访问控制的目的；并给出了基本组成元素和实现过程。实验结果表明，所提出的访问控制模型能够提高用户行为信任值评估的客观性，能够抵抗各类非法用户访问云计算，增强了云计算中资源的安全性和可靠性。

群蚊子追踪算法

刘晓婷冯翔虞慧群

2014, 34(4): 1055-1059. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1055

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为利用高性能计算平台解决大规模复杂性问题，提出群蚊子追踪算法(GMHSA)。GMHSA是受到蚊子吸血行为的启发，以信息动力学为基础而提出的智能优化算法，涉及最大最小公平性及群体交互行为。利用群体分类机制，引入决策权概念，在整个种群中选择领导群体。利用领导力函数进行博弈，保持自身优越性，同时摆脱局部最优解。通过旅行商问题(TSP)对该算法进行测试，与其他智能优化算法进行对比，16节点并行实验中其加速比最高能达到158，接近线性加速比；而且GMHSA模型可直接用于运输问题等实际优化问题。结果表明GMHSA具有高度并行性及扩展性，是一种解决涉及行为的复杂优化问题的有效方法。

局部深度搜索的混合果蝇优化算法

刘成忠黄高宝张仁陟柴强

2014, 34(4): 1060-1064. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1060

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针对基本果蝇优化算法(FOA)局部深度搜索能力较差且易陷入局部最优的缺点，提出了局部深度搜索的混合果蝇优化算法(SFOALDS)。通过借鉴混合蛙跳算法(SFLA)的更新策略，循环进行局部深度搜索操作，使得SFOALDS既保持了FOA较快的收敛速度，又增强了FOA局部深度搜索能力，有效避免了基本FOA易陷入局部最优的缺点，提高了进化后期算法的收敛速度和精度。仿真实验结果表明，SFOALDS比基本FOA和SFLA有较强的全局寻优性能，并且在高维函数上的优势更加明显。

基于改进人工蜂群算法的K均值聚类算法

喻金平郑杰梅宏标

2014, 34(4): 1065-1069. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1065

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针对K均值聚类(KMC)算法全局搜索能力差、初始聚类中心选择敏感,以及原始人工蜂群(ABC)算法的初始化随机性、易早熟、后期收敛速度慢等问题，提出了一种改进人工蜂群算法(IABC)。该算法利用最大最小距离积方法初始化蜂群,构造出适应KMC算法的适应度函数以及一种基于全局引导的位置更新公式以提高迭代寻优过程的效率。将改进的人工蜂群算法与KMC算法结合提出IABC-Kmeans算法以改善聚类性能。通过Sphere、Rastrigin、Rosenbrock和Griewank四个标准测试函数和UCI标准数据集上进行测试的仿真实验表明，IABC算法收敛速度快，克服了原始算法易陷入局部最优解的缺点；IABC-Kmeans算法则具有更好的聚类质量和综合性能。

柯西种群分布的自适应范围粒子群优化算法

逯少华张晓伟鲍承强李文宝

2014, 34(4): 1070-1073. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1070

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为了提高粒子群优化算法的求解性能，提出了一种具有柯西种群分布的自适应范围搜索的粒子群优化算法(ARPSO/C)。该算法在种群服从柯西分布的假设下，在每一次迭代中利用个体分布的中位数和尺度参数来自适应地调整种群的搜索范围，从而在局部搜索和全局搜索之间达到了一个很好的平衡。最后的数值实验结果表明：与ARPSO和PSO算法相比，该算法收敛速度得到了显著提高，并且能够有效地克服早熟现象。

基于全局最优位置自适应选取与局部搜索的多目标粒子群优化算法

黄敏江渝毛安姜琪

2014, 34(4): 1074-1079. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1074

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针对多目标粒子群优化算法全局最优位置〖BP(〗(gbest)〖BP)〗选取存在的缺陷和局部搜索能力弱的缺点，提出一种基于全局最优位置自适应选取与局部搜索的多目标粒子群优化算法MOPSO-GL。首先对Sigma法进行改进，引入拥挤距离机制，不再是粒子从档案中选择全局最优位置，而是档案成员从种群中选择合适的被引导粒子，引导种群均匀快速地向Pareto前沿飞行，提高了Pareto解的收敛性和多样性；其次当种群寻优能力减弱时，引入基于Skew Tent映射的变尺度全面搜索混沌优化策略对外部档案进行局部搜索，以提高算法的收敛性；最后通过与其他多目标优化算法的比较，结果表明MOPSO-GL具有更好的收敛性和分布性。

奇异摄动反应扩散方程数值模拟的粒子群优化算法

刘利斌欧阳艾嘉

2014, 34(4): 1080-1082. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1080

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针对Shishkin网格方法在数值求解奇异摄动反应扩散方程时，网格过度点参数的选取具有不确定性的缺陷，提出了一种用粒子群优化(PSO)算法估计Shishkin网格参数的方法。首先基于有限差分方法，构造了以误差范数最小为目标的无约束优化问题，并用PSO算法进行了求解。该方法克服了人为选择参数的缺陷。实验结果表明：与单纯形算法相比，PSO算法在优化Shishkin网格参数时能够收敛到全局最优解;而且在最优网格参数下，奇异摄动反应扩散方程的数值结果在边界层的精度也得到了明显提高，进一步说明了所提方法的有效性和可行性。

多维贝叶斯网络分类器结构学习算法

傅顺开 Sein Minn 李志强

2014, 34(4): 1083-1088. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1083

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传统多维贝叶斯网络分类器(MBNC)限制其模型结构必须是二分的,通过移除该限制可得到更准确的对关联分布建模的通用MBNC(GMBNC)。基于局部马尔可夫毯的迭代搜索，提出可准确学习GMBNC的算法IPC-GMBNC。该算法由于无需学习全局贝叶斯网络(BN),可扩展性强。基于已知贝叶斯网络模型而随机生成的数据上所执行的实验显示,IPC-GMBNC可有效推导出目标结构；而且与传统的全局结构学习算法PC相比,IPC-GMBNC可节省大量的计算量。

基于成员相似性的集成极端学习机

叶松林韩飞赵敏汝

2014, 34(4): 1089-1093. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1089

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为了增大各成员间的差异度以改善集成系统的性能，提出了一种基于成员间相似性选择的集成极端学习机(ELM)。首先，筛选出分类性能较高的备选极端学习机；其次，根据成员间的相似性运用微粒群算法(PSO)进一步选出最优的集成成员集合。通过选出相似度低的极端学习机来提高集成成员间差异度，从而有效提高集成系统的分类能力。选出的成员学习机在不同的集成规则下都具有良好性能。在四个UCI数据集上的实验结果表明，与经典的集成极端学习机相比，基于成员相似性选择的集成极端学习机具有更优的泛化性能和稳定性。

自适应学习的多特征元素协同表示分类算法

王建仁魏龙段刚龙黄梯云

2014, 34(4): 1094-1098. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1094

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针对基于传统的稀疏表示分类算法的单特征鉴别性较弱这一不足,提出一种基于自适应学习的多特征元素协同表示分类算法SLMCE_CRC。该算法结合多特征子字典的思想,对样本提出特征元素的双重分解,并分别从特征和元素角度分别进行相应的协同表示,自适应地学习出各个特征的稀疏权重和元素的残差权重,并进行线性加权,从而实现目标的分类。实验结果表明,使用该方法能显著提高识别率,尤其对含有较多特征细节的图像数据,具有一定的实用价值。

基于Tri-training的评价单元识别

蒋润顾春华阮彤

2014, 34(4): 1099-1104. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1099

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评价单元的识别是情感倾向性分析中重要的一步，但由于标注语料匮乏，大多数研究集中在用人工构建规则、模板来识别评价单元的方法上。为了减轻标注训练语料的工作，同时进一步挖掘未标记样本的信息，提出一种基于协同训练机制的评价单元识别算法，以利用少量的已标记样本和大量的未标记样本来提高识别性能。该算法利用Tri-training的思想，将支持向量机(SVM)、最大熵(MaxEnt)以及条件随机场(CRF)三个不同分类器组合成一个分类体系，对生成的评价单元候选集进行分类。将Tri-training的算法思想应用于实验来对比采用单一分类器的方法，结果表明，该算法能够有效地识别主观句中的评价单元。

海洋生态本体建模

云红艳徐建良郭振波魏晓艳

2014, 34(4): 1105-1108. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1105

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分析海洋生态领域知识体系特点，提出了海洋生态知识组织模型；借鉴工程领域文献中的“功能”概念描述海洋生态功能过程；参照〗已有研究提出的功能知识表示框架，确定“设备功能”视点，提出海洋生态领域上层本体，指导构建了海洋生态本体模型和海洋生态形式化本体。扩展基于描述逻辑的Web本体语言OWL-DL，提出了面向过程的OWL-Process模型，构建了海洋生态功能过程-光合作用过程本体的实例。基于海洋生态本体设计开发了海洋生态知识管理系统，实现了海洋生态领域知识的查询和生态危机预警功能，该本体应用系统也验证了海洋生态领域本体构建的有效性、合理性和正确性。

融合词义信息的中文短语句法分析

耿立飞李红莲吕学强吴云芳

2014, 34(4): 1109-1113. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1109

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针对目前融合词义信息的短语句法分析过程中，多义词词义消歧较差的问题，提出一种基于词性消歧的中文短语句法分析方法。首先构建具有词性信息的同义词字典；然后对训练集和测试集中的词语进行词义替换，利用多义词的词性区分其不同的词义。在宾州中文树库(CTB)的实验结果表明，正确率为80.30%，召回率为78.12%，F值为79.19%。相对于没有进行词性消歧的系统，该方法有效提高了短语句法分析的性能。

融合时间综合影响的轮盘赌游走个性化推荐算法

赵婷肖如良孙聪陈洪涛李源鑫李洪恩

2014, 34(4): 1114-1117. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1114

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传统的基于图的推荐算法忽略了时间综合信息影响从而导致推荐质量不高。针对这一问题,提出一种融合时间综合影响的轮盘赌游走个性化推荐算法。该算法以用户项目二分图为基础,引入衰减函数,将时间综合信息对推荐的影响量化成图节点的关联概率;然后采用轮盘赌模型根据关联概率选择游走目标;最终对每个用户做出top-N推荐。实验结果表明:该算法比传统基于图的随机游走PersonalRank算法在推荐的准确度、召回率以及覆盖率指标上都有明显提高。

多Agent协同的电子商务推荐系统模型

危世民戴牡红

2014, 34(4): 1118-1121. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1118

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为了进一步提高电子商务推荐系统中商品推荐的准确性和高效性，通过分析传统推荐系统存在的问题和已有的优化方案，提出了多Agent的电子商务推荐系统模型。推荐系统通过人工智能领域中的多Agent技术，并应用终端自适应特性，改善了传统推荐系统在多终端情况下的电子商务系统的推荐效率，并根据用户使用的不同终端动态返回推荐结果。实验结果表明，多Agent协同的电子商务推荐系统在一定程度上提高了推荐效率和准确性。

深度置信网络在垃圾邮件过滤中的应用

孙劲光蒋金叶孟祥福李秀娟

2014, 34(4): 1122-1125. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1122

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针对深层神经网络初始化方法不明确、泛化能力差而导致解决垃圾邮件过滤时效果较差的问题，提出了基于深度置信网络的分类方法。深度置信网络通过逐层无监督的方法来预训练网络，实现了网络的初始化。在LingSpam，SpamAssassin和Enron1三个广泛使用的数据集上，通过与目前最好的垃圾邮件过滤方法支持向量机(SVM)在分类性能上进行比较，实验结果表明深度置信网络的垃圾邮件过滤方法是有效的，获得了较高的准确率和召回率。

基于两阶段投票的小样本目标检测方法

徐培赵雪专唐红强占伟鹏

2014, 34(4): 1126-1129. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1126

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为了在只有几个样本的情况下在待检测图像中采用模板匹配的方式定位目标，提出了一种两阶段投票的目标检测方法。首先采用概率模型通过几个样本离线构造投票空间，然后采用两阶段投票的方式在待测图像中检测目标：第一阶段在待测图像中通过投票检测目标的图像块，并记录下这些部件块在样本中所处的位置信息；第二阶段基于第一阶段所得到的图像块来投票计算样本整体的相似度，从而定位目标。理论推导和实验结果验证了所提出方法比前人的工作具有更低的时间复杂度和更高的目标检测准确率。

光照鲁棒性较强的肤色检测算法

黄廷辉杨飞崔更申

2014, 34(4): 1130-1133. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1133

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针对人脸肤色检测效果受光照影响较大的不足，提出了一种稳定性好的肤色检测算法。首先根据人脸左右对称的特性，采用像素修正算法将人脸区域上的过亮或过暗像素点替换为正常亮度下的像素点；然后采用一种根据像素点亮度的不同动态地确定色度阈值的自适应方法进行肤色检测。实验结果表明，相比YCbCr单高斯模型肤色检测等算法，所提算法在强弱不同的光照情况下提高的正检率超过了10%，误检率降低了5%，而且稳定性明显增强。

基于Gabor参数矩阵与改进Adaboost的人脸表情识别

杨凡张磊

2014, 34(4): 1134-1138. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1134

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针对目前人脸表情识别(FER)中Gabor特征维数高、计算量大并且存在特征冗余的问题,提出一种基于Gabor参数矩阵与改进Adaboost的人脸表情识别算法。首先,结合图像像素信息与Gabor小波核的参数定义Gabor参数矩阵;其次,在Adaboost中引入遗传算法(GA)的思想改进其搜索性能,并利用改进的Adaboost选择与Gabor参数矩阵元素对应的最优特征来构建强分类器,从而通过特征选择的方法降低Gabor特征的维数和冗余，减少计算量;最后,在构建多个强分类器的基础上,提出多表情分类算法实现面部表情的分类识别。基于Matlab的实验结果表明,该算法的平均表情识别率为89.67%,且最优特征的选取效率得到明显提高。

面向矛盾问题的描述逻辑SHOQ扩展

王静王红李剪樊红杰

2014, 34(4): 1139-1143. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1139

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为了利用描述逻辑的推理规则分析并解决简单矛盾问题，引入了可拓集合作为描述逻辑SHOQ的集合论基础，提出了一种新的描述逻辑D-SHOQES，定义了可拓概念和可拓关系的截集形式作为原子概念和原子关系，引入了动作理论以获取概念和关系的质变域和量变域，并给出了D-SHOQES中概念、关系、动作等的语义解释以及Tableau-算法推理规则，研究了矛盾问题的一般求解方法，从而为矛盾问题的求解提供了策略。

基于代数理论的三维主方向关系的反关系推理

王淼黄治国李松

2014, 34(4): 1144-1148. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1144

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为了进一步完善和提高现有三维主方向关系模型对三维空间方向关系的智能推理和预测能力，增强模型的可用性，更好地满足复杂三维空间数据应用需求，着重对三维主方向关系的反关系推理进行研究，在深入研究n-维代数理论的基础上，提出基于三维代数理论的三维基本主方向关系的反关系推理算法。理论分析和实例验证的结果表明该算法是正确性、完备的。该结论能增强空间数据库对复杂三维空间方向关系的智能分析和处理能力。

支持上下文感知应用程序的动态自适应中间件框架

许楠张维石

2014, 34(4): 1149-1154. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1149

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上下文感知计算是当前开发和部署智能应用不可或缺的关键技术之一。上下文能否在计算中真正发挥其作用，主要取决于两方面：一是如何连续稳定地从动态交互环境中获取高质量上下文，二是如何推理上下文并制定适应决策。为了实现上述目标，设计了一个分层的中间件框架，该中间件能够根据上下文质量参数，动态地选择能提供高质量上下文的信息源，并对这些原始上下文进行预处理和推理，进而自动地制定适应决策为用户提供合适的服务。实验测试了平台的性能，并与同类系统进行了比较，结果表明该中间件能够快速有效地支持上下文感知应用的开发部署，并且在计算性能方面有显著提高。

面向软件模糊自适应的UML用例扩展

韩德帅邢建春杨启亮

2014, 34(4): 1155-1160. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1155

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现有统一建模语言(UML)设施及一般软件自适应工具难以直接支持软件模糊自适应(SFSA)需求分析与设计阶段的建模，为此，提出一种基于UML用例扩展的SFSA需求分析与设计方法——Fuzzy Case。该方法结合SFSA的概念模型，应用UML扩展机制引入新的构造型和标记值，建立了Fuzzy Case的一般模型；同时定义了Fuzzy Case的语法结构，并用对象约束语言(OCL)定义了其语义描述，形成了完整的SFSA建模设施。实例验证表明，与传统方法相比，Fuzzy Case能更清晰地表达SFSA的结构，准确定义软件的内部语义，建模过程更加简单方便，能有效提高SFSA的开发效率。

UML模型到N层Web模型的模型驱动转换

苏红军闫云山尤振华

2014, 34(4): 1161-1164. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1161

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模型驱动架构(MDA)是由对象管理组织(OMG)提出的应用模型技术进行软件开发的方法和标准体系，其核心理念是平台无关模型建模和平台特定模型转换。通过编程实现基于元对象机制2.0(MOF2.0)查询/视图/转换(QVT)标准定义开发的框架，该框架可以将元模型转换为特定N层应用程序类，实现主要程序功能，从而大大提高开发效率。验证了通过编程实现模型驱动转换的灵活性和功能实现的多样性，包括XML文件对模型规范的描述以及生成代码的完整性。

基于剖分理论的遥感影像模板数据模型

杜根远熊德兰张火林

2014, 34(4): 1165-1168. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1165

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随着数据量的增加和应用需求的扩大，遥感数据的高效组织管理和快捷处理速度已经成为制约遥感技术应用的瓶颈，地球剖分理论和高性能计算为上述问题解决提供了一种可能途径。针对上述问题，结合地球剖分模型，在遥感影像剖分面片的研究基础上，提出了剖分面片模板的概念模型及数据模型，设计了基于剖分面片模板的计算模式，构建了一个小型化剖分遥感影像模板数据库，并通过一个模板化应用的具体实例对上述模型进行了部分验证。实验结果验证了模型的可行性，提高了目标检索的效率。

基于跨领域主动学习的图像分类方法

邵忻

2014, 34(4): 1169-1171. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1169

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针对基于单一领域主动学习的图像分类方法不能利用不同领域图像共同特征导致标记效率低下的问题，提出一种基于跨领域主动学习的图像分类方法。由不同领域图像学习出含共同隐特征的子空间，综合考虑共同特征和领域相关特征，将数据实例引起的模型损失减少量分解到一个共同部分和领域相关部分，从而领域间的共同信息可以编码到模型损失减少的共同部分并用来进行查询。实验结果显示该方法相对于单一模型学习和混合模型学习方法可以减少将近30%的标记工作，并且可以获得更高的精度，表明该方法可以更高效地运用于各种图像分类任务。

基于加权特征空间信息视觉词典的图像检索模型

董健

2014, 34(4): 1172-1176. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1172

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针对传统的视觉词袋模型中视觉词典对底层特征量化时容易引入量化误差，以及视觉单词的适用性不足等问题，提出了基于加权特征空间信息视觉词典的图像检索模型。从产生视觉词典的常用聚类算法入手，分析和探讨了聚类算法的特点，考虑聚类过程中特征空间的特征分布统计信息，通过实验对不同的加权方式进行对比，得出效果较好的均值加权方案，据此对视觉单词的重要程度加权，提高视觉词典的描述能力。对比实验表明，在ImageNet图像数据集上，相对于同源视觉词典，非同源视觉词典对视觉空间的划分影响较小，且基于加权特征空间信息视觉词典在大数据集上更加有效。

基于边缘模糊频谱特征的散焦参数估计方法

梁敏朱虹

2014, 34(4): 1177-1181. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1177

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退化图像复原的关键在于点扩散函数(PSF)的准确估计，针对散焦模糊图像点扩散函数参数未知的情况，提出一种基于图像边缘模糊频谱特征的参数估计方法。首先分析基本边缘经模糊退化后的频谱特征，进而构建了自然图像的边缘模型作为参考图像，通过在连续的散焦值范围内计算与待测模糊图像频谱的最大相似性，以获取散焦参数估计值。实验结果表明，所提方法能够适用于大尺度模糊图像的参数估计问题，且具有较强的抗噪性能。

基于小波变换和非局部平均的超分辨率图像重建

叶双清杨晓梅

2014, 34(4): 1182-1186. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1182

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针对小波域超分辨率方法中重建图像存在的模糊效应，提出一种结合离散小波变换(DWT)、平稳小波变换(SWT)和非局部平均(NLM)的单帧图像重建方法DSNLM。算法首先对低分辨率图像同时进行DWT和SWT，得到四个子带图像;然后结合对应高频子带图像，直接将原始低频图像作为低频子带，各子带利用NLM滤波处理，得到待重建高分辨率图像的各子带图像;最后，通过离散小波逆变换(IDWT)得到最终的重建高分辨率图像。实验结果和重建视觉效果表明，所提方法与已有的超分辨率方法相比更优，在峰值信噪比(PSNR)、均方差(MSE)和结构相似性度量(SSIM)的评价指标上有显著的提高，对图像去噪、去模糊有效。

基于细节再现的高动态范围图像分层映射算法

位春傲谢德红王琪李蕊

2014, 34(4): 1187-1191. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1187

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针对当前映射算法中亮度的映射函数非适性而引起对比度过度压缩的问题，以及映射时亮度变化改变图像细节可见性的问题，提出了一种基于细节再现的高动态范围(HDR)图像分层映射算法。该算法采用视觉响应曲线作为基础层的映射函数，根据图像局部适应性亮度动态地映射亮度；同时，在Stevens效应的思想基础上依据映射前后亮度变化获得补偿系数，拉伸或压缩细节层。测试结果表明：该映射算法所得图像能正确再现更多的可见细节。

国际航线网络中K条最短路径算法改进与仿真

胡欣徐涛丁晓璐李建伏

2014, 34(4): 1192-1195. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1192

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K条最短路径(KSP)问题是国际航线网络实际路径优化问题。通过对航线网络特征与K条最短路径算法的分析，研究了解决KSP问题的典型Yen算法。针对Yen算法求解候选路径占用大量运算时间的问题，提出一种改进Yen算法。改进Yen算法通过借助A*算法的启发式策略，减少了产生候选航线路径的时间，从而提高了算法的搜索效率并减小了算法搜索的规模。通过对国际航线网络实例的仿真，实验结果表明改进Yen算法能够快速求解国际航线网络中的KSP问题;同时，与Yen算法相比，运算效率提升了75.19%以上，能够为航线路径优化提供决策支持。

面向地震灾害的社会帐篷募集点预选址问题

周静娴胡志华张梦君

2014, 34(4): 1196-1200. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1196

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预先优化社会帐篷募集点选址，有助于地震等灾难期间有效征集社会帐篷开展救援工作。研究不同地震场景下社会帐篷募集点预选址问题，以最小化经济成本和时间成本为目标，建立双层随机规划模型，确定社会帐篷募集点选址方案。考虑模型中权重等参数的影响，设计五种实验，并对实验结果进行讨论。通过实际算例，以上海浦东新区为背景，以23个省份作为不同地震场景，验证模型的实用性。最后考虑雅安地震，分析确定场景下参数对结果的影响。

基于串件拼修的装备系统可用度分析及方案优化

包记凯罗长远周道水李江

2014, 34(4): 1201-1204. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1201

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首先研究了串件拼修下两级保障体制的备件维修供应流程，分析了非串件拼修、串件拼修以及不完全串件拼修三种策略下的系统可用度;在此基础上，建立以系统可用度为约束条件，以保障费用最小化为目标函数的库存优化模型，并用边际效应分析法对模型求解。通过对比不同策略方案下的结果表明，在满足最低可用度下，采取串件拼修策略，可以降低库存量，减少总费用；在库存量一定下，采取串件拼修策略可以有效提高装备可用度。

局域精确定位的工业移动机器人惯性导航方案

管林波董利达尹俊

2014, 34(4): 1205-1208. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1205

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为解决工业移动机器人投入使用前需沿路密集布设地面磁条或激光反射点等外部装置的复杂性，以及因工作路线固定而缺少灵活性的问题，提出了基于惯性器件和超声波传感器的局域导航方案。操作人员事先通过遥控器训练机器人从一目标位置沿特定路线运动到另一目标位置，从而生成训练路线。机器人工作在非目标区域，即定位精度要求不高的区域时，按训练路线进行惯性导航；进入到目标区域，即包含目标位置、需精准定位的区域时，利用超声波进行导航。所提方案缩短了使用前的准备周期，同时方便更改工作路线。通过仿真实验，验证了局域范围使用惯性导航和超声波定位相结合的方案是合理可行的。

基于接触时间的移动机器人安全导航

郝大鹏傅卫平王雯

2014, 34(4): 1209-1212. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1209

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自主移动机器人在动态未知环境中导航存在安全隐患。为了提高导航安全性,提出一种基于接触时间的导航环境表示方法,即接触时间空间。将接触时间作为导航环境中危险评价指标,利用线速度和角速度计算机器人与障碍物之间任意两点接触时间,通过算法将导航过程中的构型空间映射为接触时间空间。将接触时间空间应用于经典行为动力学导航方法,与经典行为动力学导航方法和结合速度障碍物的行为动力学的导航方法仿真对比,结果表明接触时间空间可以提高自主移动机器人的导航安全性。

感应电机全阶观测器低速稳定运行的仿真

李洪波蒋林王海唐

2014, 34(4): 1213-1216. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1213

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针对基于全阶磁链观测器的感应电机无速度传感器矢量控制系统低速不稳定问题，采用波波夫(Popov)超稳定性理论分析了观测器在低速发电区域不稳定原因，提出了一种保证观测器低速稳定运行的反馈增益设计准则。为了简化该系统稳定性分析过程，基于转子磁通定向，利用劳斯赫尔维茨(Routh-Hurwitz)判据将一个关于系统极点稳定的多维问题转化为系统零点稳定的一维问题进行处理，推导了转速估算系统稳定性条件，并给出了反馈增益设计方法。仿真结果表明，该系统在低速50r/min和极低速10r/min时均能稳定运行，相对于传统的基于极点配置方法，在低速发电区域的收敛性和稳定性更优，改善了无速度传感器矢量控制系统低速区域的动、静态性能。

基于最小二乘支持向量机和遗传算法的氧化铝悬浮焙烧能耗估计建模

刘代飞尹吉丁凤其

2014, 34(4): 1217-1221. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1217

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针对氧化铝悬浮焙烧能耗信息表征和模型应用的实际需求，建立一种最小二乘支持向量机(LS-SVM)能耗估计模型。基于该类模型结合遗传算法(GA)提出一种模型参数优化和工业应用策略。采用灰关联分析确定模型的主输入为主炉温度、烟气含氧量、原料含水量；采用K折交叉验证优化样本数据；采用比较模型预测误差确定核函数为径向基函数(RBF)核。建立输入为能耗参数，输出为模型标志的支持向量机工况模型选择器。能耗估计模型的自学习与动态优化通过样本的更新和聚类实现，模型的选择和投运通过模型选择器依据工况状态实施切换。实验结果表明，建立的焙烧能耗估计模型和模型应用策略，能提高模型的泛化能力、增强模型的工况适应性，是一种有效的焙烧能耗参数估计和分析方法。

通用嵌入式串行时间码采集系统设计

段小虎崔爽

2014, 34(4): 1222-1226. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.04.1226

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时间信息的采集和处理在现代的各种电子计算系统中都有着关键的作用。针对美国靶场仪器组(IRIG)串行时间码规范较多，格式多变的特性造成的其他时码采集系统硬件兼容性较差的问题，设计了一种兼容各种格式IRIG串行时间码的通用型采集和解析系统。该采集系统使用硬件和软件分层解析的方法实现了对各种IRIG码的通用化处理，并采用内部计数器、定时器等手段提高了系统的硬件计时精度、实时性和容错特性。应用结果表明，相对其他IRIG码采集电路，该系统在通用性和可扩展性上都有了很大提升，并且将计时时间精度从秒级和毫秒级提高到了纳秒级。该系统适用于各种有时间信息采集和实时处理需求的嵌入式应用场合。

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