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  • 2010年, 31卷, 第10期
    刊出日期:2010-10-20
      

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    陈洪龙, 李仁发
    2010, 31(10): 1921-1925.
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    在面临动态、复杂多变的运行环境以及用户灵活多变的需求时,软件要能及时调整其结构和行为,以适应环境以及需求的变更,达到延长软件系统生命周期的目标,即具有在线演化的特性.在线演化是当前软件体系结构中研究的热点,本文在研究自适应演化的过程中,基于面向对象程序模型,利用动态对象替换的机制,提出一种灵活的在线演化框架.通过具体的实例验证,该机制简单灵活,适合软件的在线调整,满足软件运行时变更的需求.
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    谢美意,朱虹,冯玉才,胡贯荣
    2010, 31(10): 1926-1930.
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    自修复技术对于提高被攻击数据库系统的可生存性具有重要意义.针对自修复数据库系统在设计实现中所面临的一系列关键问题,给出了一个完整的自修复数据库系统解决方案.实现的原型系统ITDM以数据库管理系统 DM 5.6为基础,采用内嵌式体系结构,支持入侵检测、入侵限制、受损评估及动态修复功能.性能实验结果显示了ITDM自修复机制的存储及时间开销.
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    王洪亚,覃志东,李柏岩,丛静,王志军,杜明
    2010, 31(10): 1931-1936.
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    在数据流管理系统中,流数据的高到达速率和迸发性等特点会引起系统过载,为此人们提出了各种卸载技术来缓解过载问题.目前几乎所有的卸载技术都使用随机丢弃数据的方法,由于随机丢弃数据策略对数据丢弃过程没有任何控制,这对某些考虑实时约束的数据流管理系统是不适合的.本文认为更为精确的卸载模型,比如文中使用的(m, k)截止期模型,更适合于一类重要的实时数据流事件检测应用.基于(m, k)截止期模型,提出一种新的策略SOSA,该策略一方面提供了可证明的卸载能力,同时也保证了系统的时间约束.为验证SOSA的有效性,设计了一种新的数据流调度算法SOSA-DBP.理论分析与模拟实验证明了SOSA-DBP比现有的算法有更好的性能.
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    周建芳1,徐海银2,卢正鼎2
    2010, 31(10): 1937-1941.
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    基于本体的语义信息集成能够解决分布数据源之间的模式级语义异构,而对于广泛存在的上下文语义异构却无法解决.为了解决上下文异构,提出一种将暗含的上下文语义进行形式化描述的方法,并对于上下文异构中的表示异构提出一种基于等价类的上下文转换方法,该方法避免了已有转换方法需要反复定义大量映射和进行复杂推导的缺点,具有灵活、简单、易于扩展的特点.
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    周相兵1,2, 佘堃1, 马洪江2, 谢成锦3
    2010, 31(10): 1942-1953.
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    根据基于云计算的SaaS(Software as a Service)软件的集成性、可配置性和定制性(简称IIC)所面临的问题.提出一种基于云计算的SaaS组装和质量方法:首先建立一种SaaS寻址方法和组装中断方法,以保证SaaS组装连续性和确定性;并根据寻址和中断情况建一种适合SaaS的相似度计算方法,以满足整个SaaS组装流程的精确性.其次根据SaaS的寻址组装和中断的情况,从Web服务质量、地址数量和分布、可用性、资源共享度、互操作性和ICC等角度建立SaaS组装质量模型,即QoSaaS(Quality of SaaS).第三,在寻址中断支持和QoSaaS驱动下,构建一种SaaS组装算法.最后在Amazon下以一个SaaS销售软件生成为例进行分析,并给出一组数据验证表明该方法的可行性和有效性.
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    刘其成1,2,郑纬民1,陈康1
    2010, 31(10): 1954-1958.
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    对容灾系统进行分级与评价,讨论虚拟化技术实现方式与体系结构,研究基于虚拟化技术的实时迁移在容灾系统中应用,并运用VMware实现石油勘探数据处理系统容灾的方法.
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    张付志, 赵伟伟, 周立娜
    2010, 31(10): 1959-1964.
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    N版本程序设计为提高Web服务组合的可靠性提供一条有效途径,但是当要组合的相同功能的Web服务数量较多时,该方法将会使服务组合的时间开销过大.针对这一问题提出一种基于分组的可靠Web服务组合方法,该方法通过对相同功能的待组合Web服务进行分组,找出每个分组中响应时间最短的Web服务,然后再利用N版本程序设计的思想进行Web服务组合.仿真实验表明,该方法既能保证服务组合的可靠性,又能使服务组合的时间开销明显降低.
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    郑飂默1,2,林浒2,卜霄菲1,2,刘明烈2
    2010, 31(10): 1965-1969.
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    在分析三种典型的五轴机床结构的基础上,运用机构学理论建立一种通用的五轴机床机构学模型,该模型拥有3个平移自由度和4个旋转自由度,同时在工件端和主轴端分别有两个旋转自由度.利用齐次变换矩阵和正向、逆向运动学相结合的方法对模型进行分析,得到五轴NC数据完整的表达式,实现了各种类型的五轴机床NC数据的通用表达,不仅可以将任意坐标系下的刀位数据转换为NC数据,同时实现了任意结构五轴机床之间NC数据的相互转换.该模型的建立不仅使数控系统具备了空间坐标变换的能力,还为开发具有五轴加工功能的高档数控系统打下了统一的空间运动学基础.
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    张中军,郭华平,范明
    2010, 31(10): 1970-1973.
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    讨论邮件社区的划分及邮件社区的性质;提出一种基于微-宏聚类的邮件社区划分算法,在宏聚类之后加入了调整划分策略,显著提高了划分质量.本算法根据邮箱通信行为特征定义邮箱间的联系紧密度,采用微聚类-宏聚类找到联系比较紧密的簇,然后通过对个别节点做合理的簇间调整来找到真正的结果簇.实验表明,这种社区划分算法能够发现高质量的社区.
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    张少中, 高飞
    2010, 31(10): 1974-1978.
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    小世界网络在聚类应用中具有良好的性质,贝叶斯网络在概率推理中也得到了广泛的研究.将小世界网络和贝叶斯网络结合起来,形成了一种混合推荐模型.该混合模型由两层组成,分别是用户层和商品层.其中小世界网络用于描述用户层内用户-用户结点间的关系,贝叶斯网络用于描述商品层内商品-商品结点,以及层间用户-商品结点间的偏好关系.对小世界网络的用户聚类方法、贝叶斯网络结构和参数学习方法、以及两层混合模型的推荐算法进行了描述,实验表明,该模型能够很好地表示用户-用户、商品-商品、以及用户-商品间的关系,推荐结果具有良好的准确度.
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    徐红波1,郝忠孝1,2
    2010, 31(10): 1979-1983.
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    Hilbert曲线能够线性填充数据空间,将数据空间分割成大小相等的网格,从而将位于网格中的点映射到线性空间中.本文利用Hilbert曲线的数据聚类性质,提出一种基于Hilbert曲线网格划分聚类算法,详细叙述算法的执行过程,并给出每一步的理论依据.算法首先以网格为单位合并出面积较小的聚集,然后将小聚集经过若干次合并形成较大聚集,最终使得聚集最优.实验结果表明该算法的执行时间少于经典聚类算法k-means和基于网格聚类算法CLIQUE.
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    林志庆1,吴英杰2,王晓东2,3
    2010, 31(10): 1984-1988.
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    讨论标号树的Neville编码的编解码算法.文献中常见的第2种Neville编解码算法需要O(n log n)时间.近期研究文献指出至今尚未找到第2种Neville编解码的线性时间算法.本文对第2种Neville编解码问题的本质特征进行较深入的分析,从简单算法出发,逐步简化,得到一个非常简单实用的O(n)时间Neville编解码算法.本文采用的解决问题的方法也具有一定的技巧,可供解决类似问题时借鉴.
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    陈昊1,2,杨俊安1,2,3,王岩1,2,庄镇泉3
    2010, 31(10): 1989-1992.
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    决策系统中连续属性的离散化,即实型属性空间向整型属性空间的映射,它是对决策表中属性约简的第一步.针对多值决策属性的决策信息系统,提出一种新的属性离散化算法.首先根据决策属性的不同,将条件属性集划分为不同的序列,对每两个序列求取候选断点,最后,综合所有的候选断点即为所求的候选断点集合;然后在基于条件属性重要度和贪心算法的基础上提出一种确定结果断点子集的新启发式算法.实例验证了本文所提出的算法能够取得较理想的连续属性离散化结果.
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    张洪礼, 张娜, 王常武, 王宝文, 刘文远
    2010, 31(10): 1993-1996.
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    RNA二级结构预测是生物信息学的一个研究重点和难点.伪结是RNA二级结构中最难预测的一种.本文利用多分类支持向量机对含平面伪结的RNA分子二级结构进行预测.第一步,利用多分类支持向量机进行预测,输出端得到相应碱基的E-NSSEL类别标识.第二步,利用第一步的预测结果,把所有可能配对的标识是否配对通过支持向量机进行判断,并根据判断结果恢复RNA分子二级结构.实验证明,该方法能有效地提高含平面伪结的RNA分子二级结构的预测精度.
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    郭红,蔡莉
    2010, 31(10): 1997-2001.
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    生物基因表达数据的双向聚类已成为近年来生物信息学的研究热点.生物基因表达数据双聚类问题通常需要同时最优化双聚类中基因表达行为的波动一致性以及双聚类的容量.基于单目标优化的双聚类算法难以很好地同时优化这两个目标.针对这个问题,本文采用了多目标微分进化算法来求解基因表达数据的双向聚类问题.算法在真实的基因表达数据集上测试,实验结果表明,本文所提算法具有更优的聚类效果.
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    尹安, 汪秉文, 戴志诚, 胡晓娅
    2010, 31(10): 2002-2006.
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    在分析了HEED分簇协议的基础上提出HEED-CHEE分簇算法,对"孤儿节点"和"孤立簇头节点"引入"最优邻居中继入簇"策略,减少分簇产生的簇头数目和簇间节点通信开销;簇间通过多跳方式将融合数据传送回汇聚节点,在构建簇间多跳路由中,选择在簇间通信范围内下一层次中剩余能量最高的簇头作为中继簇头,避免了能量较低的簇头过多的参与数据转发.通过实验仿真表明,HEED-CHEE分簇算法节省了簇头能耗,有效地延长了网络的生存时间.
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    刘宇雷,秦小麟,张冰
    2010, 31(10): 2007-2010.
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    集成了计算、通信和传感器这三项技术的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术.在简单介绍传感器网络和R树相关知识的基础上,针对传感器网络的特点提出一种基于R树的传感器节点管理方法.该方法可以把传感器网络中节点的空间信息有效地管理起来,进而扩充传感器网络的功能.最后,基于这种管理方法分别给出空间区域查询和空间权限管理的解决方法.
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    徐广华1,王良民1,2,詹永照1
    2010, 31(10): 2011-2016.
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    MAC协议是无线传感器网络领域中的一个广泛研究的问题,然而,现有的MAC协议较少是针对具体的应用而设计.针对基于无线传感器网络的坡道转弯交通控制系统,设计并实现了一个事件驱动、应用感知的MAC协议EDA-MAC(Event Driven Application MAC).此协议使用竞争时隙分配算法选择优先级最高的汇报事件,根据此优先级作为可以汇报事件的基准,限制低优先级事件的汇报,有效降低数据包的碰撞,保证了数据传输的完整性和实时性.同时,提出一个时隙动态调整算法,根据已有汇报事件的信息,动态调整非竞争周期和非活动周期的时隙数目,减少节点的空闲监听时间,最大程度地使节点处于睡眠状态,有效降低了节点能耗.试验结果表明,该MAC协议支持优先事件传输,具有较好的实时性和能量高效性,适用于基于无线传感器网络的坡道转弯交通控制系统.
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    李鸿彬1,3,雷为民2,杨雪华4
    2010, 31(10): 2017-2023.
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    VoIP安全测试工具已成为开发者或SIP服务的管理者开发或测试SIP程序和服务健壮性不可缺少的手段.本文详细分析SIP网络的安全威胁,讨论几款开源的VoIP安全测试工具的缺陷,提出一种简单的SIP攻击描述模型和全新的VoIP安全测试工具.用户通过制定简单的基于XML的SIP消息攻击流程发起各类攻击场景,测试SIP程序和服务的安全性和健壮性,并将测试结果呈现给用户.
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    陆余良, 杨国正, 夏阳
    2010, 31(10): 2024-2029.
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    介绍Internet的复杂网络特征,采用RouteViews项目公布的数据分析了近十年来Internet拓扑特征的演化情况,总结出Internet发展的三个阶段.针对网络拓扑演化过程中不同特征参数之间可能存在的关联性问题,采用相关性计算的方法对网络特征参数进行了聚类分析,并使用主分量分析法指出在Internet演化过程中起主要作用的参数集合.
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    武涛1,郑雪峰2,白丽珍1
    2010, 31(10): 2030-2033.
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    在一个大型动态多播群组中,提高组密钥更新效率是一个具有挑战性的难题.分析现存组密钥管理方案的基础上,提出了一种新的组密钥分发协议,该协议使用了异或运算和伪随机函数,使得逻辑密钥树上的密钥呈现出规律性,从而降低了存储量、通信量和计算代价,同时还引入了两个变量将密钥的更新过程分为必要更新与辅助更新两大部分.最后,对协议的安全性进行了分析,并从存储复杂度,通信复杂度和计算量三方面对协议的性能进行了评估.
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    曹晓磊, 程东年, 黄万伟
    2010, 31(10): 2034-2037.
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    任务调度是影响动态可重构系统性能的重要因素.针对现有预约算法中由于维护预约资源逻辑单元信息而带来系统额外开销大、任务调度自私性等问题,提出一种基于离散时间距的非预约调度算法.算法的特点在于通过任务紧迫度和时间距信息能够动态更新任务优先级和设置任务的启动时间,从而有效避免了复杂的系统开销和任务调度的自私性.实验表明,该算法能提高任务的调度成功率,而运行时间开销没有明显增加.
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    陈心瑜1 ,许力2
    2010, 31(10): 2038-2042.
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    无线多跳网络中的节点通常都具有自主性和资源受限的特点,因此开展效用研究具有重要意义.论文提出将声誉机制与价格机制相结合,并应用博弈理论促使发送端同时兼顾所预付的通信价格与转发节点的可信度.根据博弈理论对无线多跳网络中节点行为进行了建模分析.最后,本文给出纳什均衡的存在条件,并且通过仿真实验证实了以誉价比机制作为发送端决策因素的合理性.
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    伊善文,王华,于超英
    2010, 31(10): 2043-2048.
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    当大量组播组并存于网络中时,IP组播将遭遇严重的组播状态扩展性问题.聚合组播是针对该问题的一种新颖的解决方案,它的主要思想是使多个组共享同一棵聚合树,从而减少组播转发状态.树选择问题作为聚合组播的核心问题已经被证明是一个NP完全问题.本文提出一种改进的蚁群算法(ACAM算法)对聚合树进行选择.仿真结果表明该算法在聚合度、转发状态降低率等性能指标上都优于传统聚合组播算法.
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    王娟1,2,纪其进1,2,朱艳琴1,2
    2010, 31(10): 2049-2053.
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    随机搜索是用户在享受视频点播服务时常见的行为,它使得播放进度发生突然变化,同时要求系统做出及时的响应.为了缩短数据访问的响应时延,通常采用预取机制提前获取部分数据用以满足将来的需要,然而如何利用有限的存储空间预取尽可能多的有用数据是其中的关键问题.本文根据视频点播用户随机搜索操作的行为特征模型和媒体内容不同部分受欢迎程度的不同,提出一种范围受限、流行度感知的P2P视频点播系统数据预取机制RC-PAP.仿真实验结果表明,相比于现有的数据预取方法,RC-PAP可以显著提高用户随机搜索操作时的响应速度,并减轻内容源服务器的访问压力.
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    王浩,俞能海,郝卓
    2010, 31(10): 2054-2058.
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    针对大规模移动Ad Hoc网络中存在的不诚信行为问题,基于组合公钥技术和门限密码体制的结合,并引入双线性映射算法设计秘密分片验证机制,提出一种新的支持不诚信行为发现的移动Ad Hoc网络密钥管理方案.通过与已有的密钥管理方案相比较,本方案在保证效率、安全和扩展性要求的前提下,具有较强的健壮性,能够适用于大规模移动Ad Hoc网络.
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    杨昊,努尔布力,徐欢,胡亮
    2010, 31(10): 2059-2064.
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    针对入侵检测系统警报日志传统的分析方法在处理海量信息时存在认知困难、实时交互性不强等问题,提出了基于入侵场景的可视化呈现系统,完成从警报日志到入侵场景的可视化过程,并利用3D游戏引擎将网络攻击过程在3D场景中展现出来.目标是使网络分析人员能够在更高层次对网络安全状况有深入的认识,以做出相应判断和应对.通过用户评价和性能测试实验证明其具备可用性并具有较强的可视化能力.
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    相有桓,苗付友,熊焰
    2010, 31(10): 2065-2067.
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    移动P2P网络节点具有的移动性,往往导致网络搜索性能变差,同时引起资源搜索成功率的降低以及系统的不稳定性.本文提出一种基于超级节点的资源发现算法(RDBS),它选择性能高且动态性弱的节点作为超级节点,并采用候补超级节点进行快速查询,有效改善了移动P2P网络中资源搜索性能和系统的稳定性.实验结果表明,该算法降低了索引信息的失效率、缩短了查询延迟并且提高了资源搜索的成功率.
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    覃振权,李凯斌,李明楚
    2010, 31(10): 2068-2072.
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    传统的基于病毒特征的网页检测方法已不能适应现在病毒产生快和变形多的特点,针对这个问题,本文提出基于PageRank和系统调用的网页安全检测模型.该模型首先使用PageRank对网页进行快速分类,然后通过自动分析安全网页的系统调用参数来建立系统调用的正常访问模式,以此来检测可疑网页中病毒入侵的异常访问行为.最后实现了系统原型并进行性能测试,实验结果表明:本模型对典型恶意网页的检测率达到79.5%,效果理想,尤其在对新出现的网页病毒进行检测时明显优于传统方法.
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    林镜华1,3,雷为民2,李淑萍4,刘麟1,3
    2010, 31(10): 2073-2078.
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    个性化内容推荐是提高IPTV QoE的重要手段.从理论上来讲,IP双向网络为个性化服务提供了网络基础,但在现有IPTV系统中难以实现.引入SIP会话管理机制的IMS-based IPTV为此提供了很好的基础架构,通过分析其中的BC、CoD等典型业务的信令流程以及服务发现与选择机制,以个性化服务推荐理论为指导,探究了基于UE特性和用户行为统计的个性化内容推荐机制.同时设计了基于好友协作的节目推荐方式.通过扩展各个IPTV功能实体,描述了个性化EPG、个性化广告和个性化节目预告等业务特性的实现方案,进而也证明了IMS-based IPTV体系架构的灵活性和可扩展性.
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    钱晶,汪增福,曹洋
    2010, 31(10): 2079-2087.
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    针对图像低层特征和高层语义之间存在的语义鸿沟问题,提出一种结合草图查询和相关反馈的语义对象图像检索系统.该系统首先根据用户输入的手绘草图,利用形状(轮廓、区域和骨架)特征从对象库中初步检索出语义对象并保存其区域组合;然后根据用户选择的反馈对象并结合查询草图提取用户检索对象的语义特征(形状、区域及拓扑特征),最后采用寻找最优区域配对的方法在系统特征库中进行检索.实验结果表明,本文方法不但对用户需求的语义对象有较好的检索效果,而且还能较准确地在结果图像中框选出用户感兴趣的语义对象.
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    陈雁,万寿红,岳丽华,龚育昌
    2010, 31(10): 2088-2091.
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    遥感图像自动分割通常为有监督分割或带初始化的无监督分割,算法的性能受先验统计知识和初始点选择的影响较大.本文提出一种既无需统计先验也无需初始化的全自动分割方法.该方法基于图割理论和遥感图像自身数据特点建立模型,在迭代应用快速能量最小化方法的过程中融入一种自动初始化方法,实现全自动的分割.实验结果表明了该分割方法的有效性,有利于遥感图像进一步的目标检测识别.
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    李冠章, 罗武胜, 李沛
    2010, 31(10): 2092-2095.
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    针对彩色图像提出一种基于小波变换的细节增强算法,在可分离亮度色度的彩色空间内,保持图像的色度分量不变,对其亮度分量进行小波变换,然后按照分解后的各级近似图像对比度采用插值处理调整小波细节系数,同时适当地增强近似系数以提高彩色图像的平均亮度,在处理过程中不需要设定额外的调整参数.实验证明,本算法不但保留了图像较亮的细节,而且增强了较暗的细节,同时达到了图像色彩不失真的目的.此外,本算法直接在RGB彩色空间内处理彩色图像也获得了较好的效果.
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    郭热思,彭飞
    2010, 31(10): 2096-2100.
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    基于改进的奇偶量化方法,提出一种二维工程图半脆弱水印算法.针对一般的奇偶量化方法存在误检率较高的不足,引入参考量进行了改进,有效的降低了误检率,使改进后的奇偶量化方法更适用于脆弱水印.算法首先获得二维工程图中的实体集,并对实体集进行分组,分别在每一个分组内采用改进的奇偶量化方法嵌入水印信息.实验结果与分析表明,算法对图形的平移、旋转以及均匀缩放具有鲁棒性,但对恶意攻击(如添加、删除、修改二维工程图内容等)极度敏感,且能有效检测并正确定位发生篡改的区域,该算法为二维工程图的内容认证提供了一种有效的方法.
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    杨会云1,张有会1,王志巍1,赵金1,霍利岭1,刘晨光2
    2010, 31(10): 2101-2104.
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    在H.264/AVC视频编码过程中,编码时间受诸多因素影响,如帧间/帧内模式选择、率失真优化(RDO)等.JVT(Joint Video Team)提供的参考软件采用全搜索算法进行帧内预测,其算法复杂度很高.为此,提出一种基于Radon变换的快速预测算法,通过对4×4块进行Radon变换求取其纹理方向,根据求取的纹理方向减少4×4块的预测模式,有效的降低了预测时间.实验结果表明本算法在信噪比和码率变化极小的情况下,编码速度有显著提高.
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    朱晓静1,褚越杰1, 2,胡明昌1 ,李正民1
    2010, 31(10): 2105-2107.
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    采用自主研发的龙芯2F处理器芯片,设计并实现了ETX计算机主板.该主板选用V2显示芯片,支持VGA与LVDS两个显示端口同时显示,分辨率达1600×1200./Linux显示驱动原始代码已经实现了V2显示芯片的VGA显示功能,但对LVDS显示功能的支持尚不完备.为支持V2显示芯片的LVDS端口输出,需要对Linux显示驱动程序作一系列改进,才能实现上述显示效果.这里介绍在Linux驱动源码中,针对V2显示芯片的LVDS端口输出所作的一系列改进优化工作.
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    高峰,袁巍,刘威,程文青,王殊
    2010, 31(10): 2108-2112.
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    在协作式认知无线电频谱感知中,恶意节点会通过向数据融合中心传送虚假的感知信息来降低整个网络的频谱感知性能.为了提高协作感知对虚假感知信息攻击的免疫力,提出一种基于加权序贯似然比检测技术的鲁棒协作式频谱感知方案.通过采用信誉记录,权值分配和多线程检测三种机制,能够做到有效判别和剔除恶意节点,提高了协作式频谱感知的鲁棒性.