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  • 2011年, 32卷, 第12期
    刊出日期:2011-12-20
      

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    雷霖,熊伟,吴烨,景宁
    2011, 32(12): 2337-2344.
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    事务的语义信息可以从更高层次上刻划数据库的状态及其变化,提高数据库处理能力.这方面的研究已经产生了大量的研究成果,其核心是要解决语义信息层次性、灵活性、难以表达等难点问题.在回顾基于语义的数据库并发控制的研究背景和现状基础上,提出将数据库并发控制抽象为计算模型以便于数据库语义信息的表达;阐述了解决该问题的两类主要模型:一维计算模型和多维计算模型,介绍了两种模型的基本概念以及主要事务模型,总结了数据库并发控制的形式化方法,分析了基于高维计算模型研究并发控制模型的部分理论依据;最后展望了基于语义的数据库并发控制发展趋势.
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    万海1,2, 陈寅3,郑云翔4,李磊2
    2011, 32(12): 2345-2352.
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    高品质的复杂信息系统软件设计与开发源自合理的、完整的和准确的软件需求.为了描述需求领域的非确定问题,并在需求获取不完全的情况下对需求规约进行非单调推理,本文将回答集逻辑程序和基于因果关系的动作理论应用于需求描述与验证.针对复杂信息系统需求问题空间规模较大的特点,将动作描述语言C 与动作查询语言Q 结合形成动作语言Lo,作为需求描述的基础;通过分析需求领域各个元素及其相互关系,以表单驱动引导需求,并作为需求描述依据与核心,提出了描述需求问题空间静态关系和动态行为关系的"主谓宾状"需求模型MRspoa.利用回答集逻辑程序求解器SMODELS,可以对需求规约进行多层次规划与检测.本文的研究来自工程项目实践的总结与提高,研究成果得到具体应用.
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    刘国奇,朱志良,刘莹,李丹程
    2011, 32(12): 2353-2358.
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    已有服务选取都是把问题规划为针对某个模型寻求最优解或者次优解的过程,不考虑用户约束对Web服务选取的影响,而在SLA模型中,用户对服务的选取是有约束的,如果约束不满足,选取算法直接结束,要求用户重新给出约束定义,增加了用户与选取过程的交互.为了减少用户的操作次数,本文为用户的约束定义了约束放松模型,对于约束不能满足的情况下,自动地对已有模型进行条件放松,定义了基于分布式约束满足问题求解的服务选取过程,将约束放松模型应用于选取过程,进行自适应的选取.通过与已有的选取算法进行实验比较,本文提出的自适应组合服务选取算法,考虑了用户的约束条件,在选取失败时,基于放松模型进行自动约束条件的更新,进行服务的重新选取,减少了与用户交互次数,有效提高了有约束的组合服务选取的执行效率.
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    杨永志,邹鹏,王怀民,史殿习,丁博
    2011, 32(12): 2359-2366.
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    普适计算环境的多样性、动态性和自主性对服务发现协议的适应性提出更高要求.传统服务发现协议中1)角色系统施加于设备的固定的功能集合和封闭的交互规则,以及2)对底层网络特性的两难假设阻碍了服务发现协议对环境中多样和动态的设备能力、连接方式和用户意图的适应;3)源自用户的自主性使得设备缺乏维护协议中交互规则的内在动机.提出基于能力(Ability)和策略(Policy)驱动的AP模型解决第一个问题;引入虚拟网络(Virtual Network)和组(Group)机制解决第二个问题,得到可适应的VGAP框架;基于市场机制建立Market模型解决VGAP中策略的自动选择这一分布式约束优化问题及第三个问题,得到自适应的服务发现模式VGMAP.原型系统和定量实验验证了VGMAP模式的自适应性.
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    郭娜,谷峪,于晓楠,于戈
    2011, 32(12): 2367-2378.
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    随着无线通信技术、移动定位技术和互联网的不断发展,在智能交通系统、自助旅游服务、数字化战场等应用中,时空数据管理,特别是对时空查询的处理受到了广泛关注.此领域中的已有研究工作涉及的范围很广,然而大部分技术都是针对欧式空间以及精确位置提出的.但在实际的情况下,对象的移动方向和轨迹通常是受(河流、公路等)限制的.本文定义了两种空间网络环境下的移动范围查询.针对这两种范围查询,提出基于"有效区间"概念的增量处理方法.并采用真实的路网数据集和模拟的对象集合分布,验证了算法的高效性.
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    陈炳超,洪佳明,印鉴
    2011, 32(12): 2379-2382.
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    数据挖掘是从大量数据中提取隐含知识的过程.随着数据挖掘的广泛应用,图作为一种一般数据结构在复杂结构和它们之间相互作用建模中变得越来越重要,这使得图挖掘成为数据挖掘的一个新的热点研究方向之一.由于图分类具有许多真实的应用背景,因而图分类已成为图挖掘中重要的研究领域.目前对图分类的研究都基于一个假设:训练集和测试集都是来源于同一个分布.然而,在很多真实的应用上,训练集和测试集不一定是来自同一个分布的.在本文中,我们将学习如何运用迁移学习的方法来对图数据进行分类,并提出一个基于集成学习的算法TrGBoost,该算法能在少量有标签的图数据和大量相关的图数据集里,有效地建立一个图分类器.真实数据上的实验验证了本文算法的有效性.
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    严丽1,张富2
    2011, 32(12): 2383-2387.
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    对象匹配的目标在于区分对象,用以识别多个对象是否代表相同的现实世界实体,其在数据集成和数据清洗等方面发挥着至关重要的作用.为了满足同时处理复杂对象、复杂对象关系以及不确定数据的需求,模糊面向对象数据库的研究近年来受到了研究者的关注.本文识别出模糊面向对象数据库中模糊对象的三种情况:两个模糊对象属于同一个类;两个模糊对象分属于具有子类/超类关系的两个类;两个模糊对象分属于两个完全不同的类.针对不同的模糊对象情况,基于可能性理论和模糊数据的语义测度,给出了计算两个模糊对象等价度和必要度的方法.
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    陈刚1, 顾进广2
    2011, 32(12): 2388-2391.
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    数据流的连接常作为数据流查询操作的支撑算法.以往算法多考虑的是周期性演化的数据流,对于非周期性数据流连接涉及较少.提出一种变换高斯分布下的数据流连接算法.通过采样统计确定当前高斯中心点,并以此为中心划分数据块.提出在变换高斯分布下的确定数据连接块的方法.实验表明本算法与同类算法相比可以在有限的内存下产生更高的连接率,更小的I/O代价.
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    裴颂文1,王文浩1,马超2,吴百锋2
    2011, 32(12): 2392-2395.
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    条件随机场(Conditional Random Fields, CRF)是一种用于结构化数据标注的机器学习方法,可以应用于序列标注任务.样本训练中随着样本标签数量的增加,训练过程的计算时间呈非线性增长.利用GPU流处理器的多核计算单元和多级存储结构,在OPECNCL编程模型下采用并行计算方法提高样本训练的计算效率.实验结果表明,采用并行计算的性能相对于面向单核CPU环境下的单线程计算能获得16倍的计算加速比.
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    黄发良1,2 ,肖南峰1
    2011, 32(12): 2396-2399.
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    指出基于全局优化的社区挖掘方法的不足,给出OSNs网络及其社区挖掘的形式定义,提出一个启发式社区挖掘框架, 在此框架下对包括LWP,Clauset,Schaeffer,Papadopoulos,Bagrow与Chen在内的6种启发式社区挖掘算法进行分析比较. 通过3个真实OSNs网络的实验比较,验证了启发式社区挖掘框架的可行性,在结果社区有效性与时间效率上对6种启发式算法进行比较,实验结论为网络社区挖掘的工程实践与理论研究提供了借鉴.
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    杜威1,邹先霞2
    2011, 32(12): 2400-2404.
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    为有效降低视图增量计算的代价,提出了净化操作和主外码约束的优化同步计算方法.数据源基表的更新操作可能对同一元组多次反复的修改,而在视图增量的维护中并不需要反映基表的整个更新过程,而只是维护某个时间的状态一致,因而利用净化操作减少了计算的数据量.数据源基表间的主外码约束使得部分增量子查询的结果为空,减少这样的增量子查询提高了计算的效率.实验分析表明优化后的同步计算方法有效地降低了计算和维护代价.
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    王孝满1,毛宇光2,王文胜3,周晓明1
    2011, 32(12): 2405-2410.
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    本体采用基于语法词汇的表述方式,使本体自身表示可能存在模糊性、错误理解等问题,部分本体的概念可以通过自身的上下文信息推测出其含义,但是有些本体根据已有信息不能清晰表达其概念的确切含义.针对这个问题,提出基于背景知识的本体注释方法,对本体本身进行注释和澄清.包括基于WordNet和Web搜索引擎的注释方法,利用WordNet查找本体概念的正确词义,利用Web搜索引擎搜索本体概念的snippets,分别将词义和snippets作为其属性注释到本体中.实验表明本体注释率达到99.12%,表明本文方法的是可行的,本体注释正确率达到80.76%,比同类方法更高.
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    柳伟1,2, 王怀民1,2, 唐扬斌3 , 卢刚1
    2011, 32(12): 2411-2418.
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    针对缺乏统一的、定量化的信誉模型分析评价方法的问题,提出一种基于序关系的信誉模型量化评价方法,该方法将信誉模型的分析评价问题转换为序关系的比较问题.在此基础上,从信誉模型对用户类型的识别能力以及抵制恶意反馈能力两方面,提出了准确性与鲁棒性两种信誉模型评价指标,并给出了两类序关系比较的测度:匹配度与命中率.通过将该方法对一些信誉模型的比较实验表明,基于序关系的评价方法能够从不同角度对信誉模型进行综合、定量的评价,为信誉模型比较与评价提供了一种更为全面、有效的手段.
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    郭振洲,李明楚,孙伟峰,崔永瑞,范鑫鑫,赵辉
    2011, 32(12): 2419-2423.
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    将有密文规则的基于属性子集的属性加密方案中的想法应用到有多个认证中心的境中,实现了既支持多认证中心,又支持以属性子集的方式定制密文规则的属性加密方案.在我们的属性加密系统中,每个认证中心管理用户不同类别的属性集并且可以定制相应的密文规则进行属性加密;解密时,在每个认证中心上用户的属性集合先要通过这个认证中心上的密文规则的验证,才能够解密得到该认证中心的局部主密钥,只有得到全部局部主密钥才能解密出由系统主密钥加密的密文.同时因为在每个认证中心上支持以属性子集的方式定制密文规则,这使我们的方案能够更好支持复杂的密文规则的定制,所以我们的方案更加适合应用在有多个认证中心并且用户属性和密文规则复杂的环境.另外我们还提出了相应的安全模型并且证明方案的安全性.
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    勒中坚1,2,杨波1
    2011, 32(12): 2424-2429.
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    自治系统间的IP前缀劫持是互联网安全的重大威胁.目前基于非对称密码学的前缀劫持防范机制都无可避免地面临复杂的公钥证书存储管理问题或者密钥托管问题,并且在前缀源自治系统在线验证时计算量太大,难以在实际中布署实施.本文提出的这种防范机制,采用公钥自证明签名方案进行前缀源自治系统的验证,无需公钥证书和密钥托管,可从多方面提高防范机制的性能,有望促进IP前缀劫持防范机制的实际布署实施.
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    郑业青,王慧强,冯光升,吕宏武,林俊宇
    2011, 32(12): 2430-2433.
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    悔改技术是解决系统失效问题的途径,是保证系统和数据安全的有效手段.针对操作失误在系统失效诱因中的比重日益增大的问题,提出并实现了一种基于操作增量的分层悔改方法.首先,采用形式化描述语言对基于操作增量的悔改相关概念进行定义与规约;在此基础上,建立了一种分布式系统分层悔改模型,给出了操作增量的构建方法以及对错误操作的修复方法,并利用分级补偿策略解决悔改恢复过程可能出现的不一致性问题.实验结果表明,基于操作增量的悔改恢复方法与传统的卷回恢复方法相比,减小了恢复粒度、降低了恢复所需系统开销、提高了恢复速度,体现了更高的恢复效率.
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    鲍蕾1 ,黄曙光2 ,李永亮3
    2011, 32(12): 2434-2438.
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    文本特征是文本的固有属性,进行合理使用,对后期文本处理有着非常大的影响.针对广泛使用的基于统计的表示方法无法表达文本的深层语义信息,文章引入商空间粒度合成理论,提出了一种新的文本表示方法.该方法将文本的不同特征作为不同的观察角度,构成各个粒度世界,将文本映射到各个粒度世界中,获得文本在各个观察角度的描述;然后使用商空间粒度合成理论将它们组织起来,以期获得对文本的更全面的表示.实验结果表明该模型能够更准确的表达文本信息.
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    龙敏, 谭丽
    2011, 32(12): 2439-2443.
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    提出一种采用混沌权值变异的Huffman树的图像加密算法.此算法在熵编码过程中,以基本的Huffman树为标准,利用双耦合混沌序列1对DC系数进行树的结构未变异、路径值变异的加密;再利用双耦合混沌序列2对AC系数进行码字序号的加密.论文对算法进行了仿真,并对安全性、计算复杂度、压缩比性能进行了分析.实验结果表明,该算法基本上不影响压缩效率,且计算复杂度低、安全性高和实时性好,可用于网络上的图像服务.
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    阎纲1,2,梁昔明1,龙祖强1,龙文1
    2011, 32(12): 2444-2448.
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    电解温度、氧化铝浓度和极距是铝电解槽中十分重要却又难以在线测量的3个参数.针对这个问题,提出一种基于最小二乘支持向量机和粒子群优化的新方法,建立这3个参数的软测量模型.该方法考虑最小二乘支持向量机的算法参数的选取问题,先定义预测误差的平方和的算术平均作为适应度函数,然后采用粒子群优化技术在可行域内不断迭代搜索,使适应值不断减小,最终得到最优的算法参数,以及对应的模型参数.仿真结果表明:本文方法具有比神经网络方法更小的绝对误差和相对误差,证明了本文方法的有效性和优越性.
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    陈昊1,李兵1,2
    2011, 32(12): 2449-2455.
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    云模型实现了定性概念与其定量表示之间的不确定转换,在云模型基础上构建的规则发生器能有效描述用自然语言表示的定性规则.在单条件单规则发生器基础上,进一步提出双条件单规则发生器的实现算法,给出了云推理系统的体系结构.将基于云模型的不确定性推理方法用于设计电机转速控制系统,并且与模糊推理方法进行了比较,验证了云推理方法的有效性和实用性.
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    蔡绍滨1, 方伟1, 赵靖1, 赵蕴龙1, 高振国2
    2011, 32(12): 2456-2460.
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    事物的不确定现象包括模糊性和随机性. 云模型通过对二者的结合, 建立起定性定量的互换模型. 相似云及其度量算法的提出使得云模型具有一定的理论价值和实际意义. 然而由于云本身的特性, 使得算法的计算精度不高、 计算消耗较大. 因此提出基于区间的云相似度比较算法, 对原云相似性算法进行改进. 实验证明, 该算法在计算精度以及计算消耗上都有较大的优化.
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    朱玉莲,彭星
    2011, 32(12): 2461-2465.
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    在2DPCA的基础上提出一种随机采样的2DPCA人脸识别方法--RRS-2DPCA.同传统通过对特征或投影向量进行采样的方法不同的是, RRS-2DPCA(Row Random Sampling 2DPCA)将随机采样建立于图像的行向量集中,然后在行向量子集中执行2DPCA.在ORL、Yale和AR人脸数据集上进行实验,结果表明RRS-2DPCA不仅具很好的识别性能和运算效率,而且对参数具有很大的稳定性.另外针对2DPCA和RRS-2DPCA对光线、遮挡等不鲁棒问题,进一步提出了局部区域随机采样的2DPCA方法LRRS-2DPCA (Local Row Random Sampling 2DPCA),将RRS-2DPCA执行在人脸图像的局部区域中.实验结果表明LRRS-2DPCA不仅具有较好的鲁棒性更大大的提高了RRS-2DPCA的识别性能.
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    郭丹,闫德勤,郑宏亮
    2011, 32(12): 2466-2470.
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    线性判别分析是特征提取的重要方法之一,但是定义散布矩阵时,容易产生误差导致数据分类不明确.提出一种新的子空间学习方法,最大边际近邻元判别分析方法,依据近邻元准则将数据样本投影到该子空间内并重新定义散布矩阵,从而构造新的目标函数.克服了传统的定义形式对于两类或多类的类别均值之间距离值相近时难以区分导致数据样本之间重叠或部分交叉的缺点,并解决了其本身具有的小样本问题.在标准的人脸数据库上进行试验,证明了所提方法的有效性.
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    李仲生1,2,李仁发1,禹亮1
    2011, 32(12): 2471-2476.
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    高效的数据过滤是减少距离函数计算次数的捷径.提出了一种高效处理高维数据的索引算法-在空间映射的基础上,选取信息蕴含丰富的一组维为主维,结合三角不等式完成数据过滤,实现分层聚类、分级索引,构成一种基于主维过滤的索引结构:PD-Tree.用方差覆盖权对主维的信息保持量做了定量分析.不同数据规模下的实验均显示:PD-Tree进一步减少了距离函数的计算次数,降低了CPU开销,提高了检索速度.
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    薛建生,孙新,宋宝燕,任秀丽, 程子傲
    2011, 32(12): 2477-2480.
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    针对无线网络存在的自相似特性会影响视频流的播放质量问题,提出了基于滑动窗口的接收端播放缓存调整算法,根据网络流量的变化,动态地调整双门限,并利用播放缓存的占用率来控制视频流的播放速度,平滑时延抖动.仿真实验证明,无论网络流量处于平稳状态还是处于突发状态,本文设计的算法都能够较好地保证视频流的连续播放,提高视频流的播放质量,为用户提供良好的视觉效果.
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    陈士胃,黄元元,刘宁钟
    2011, 32(12): 2481-2486.
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    提出一种利用综合评分的相关反馈检索方法.该方法将用户对检索的满意度信息连同反馈记录一起存于反馈日志数据库中,在进行新的检索时,将当前反馈样本集合与通过分析历史反馈信息得到的扩充样本集合一起作为软标签SVM的输入,训练出分类器,并用三种评分的加权和作为图像库图像最终的评分值.对1000幅图像数据库的实验表明,与现有相关反馈方法相比,该文方法在提高反馈效率,充分利用历史反馈信息,克服反馈噪声方面都有明显改善.
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    唐勇,张志超,吕梦雅,孙佳
    2011, 32(12): 2487-2490.
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    针对地形可视化过程中时间和空间连续性问题,提出一种在大规模地形场景漫游过程中地形Geomorphing(几何过渡)改进算法.基于Geomorphing原理,通过划分地形块的区域,计算块内不同区域顶点的时间和空间权值,在GPU中同时完成LOD平滑过渡和裂缝处理.实验表明,在4096×4096的地形数据范围内,算法能够以平均每秒60帧的帧率完成地形的实时平滑漫游,并且在可视化过程中消除了突跳和裂缝现象.
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    李静1,2,李芳2,秦小麟1,朱伟2,张敏1,钱鲁泓2
    2011, 32(12): 2491-2494.
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    随着焊接自动化、智能化研究的深入,人们越来越注重焊接质量的自动控制.焊接过程中焊缝始终保持对中间隙中心是实现焊接过程自动化的前提条件.在管道打底MIG焊视觉跟踪系统中,首先基于光学成像的几何原理,通过CCD摄像机获取较清晰焊缝图像,使用Sobel变换获得Snake模型的初始轮廓点,然后使用贪婪Snake模型得到焊缝的准确边缘.实验结果表明,与原有Sobel变换算法相比,该方法显著提高焊缝提取的精度.
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    张文娟1,康家银2
    2011, 32(12): 2495-2498.
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    图像中噪声的消除是图像处理与识别的重要环节,噪声滤除效果的好坏直接影响着后续图像处理与识别的质量.为此,提出一种用于图像降噪的空间域滤波算法,自适应均值滤波算法(Adaptive Averaging Filtering Algorithm,AAFA).该算法中局部窗口的系数(掩模系数)是根据局部窗口内各像素与中心像素间的灰度和空间关系计算的,即局部窗口中心像素灰度均值的计算既考虑了窗口内各像素与中心像素间的灰度值差异,又顾及了窗口内各像素与中心像素间的距离.利用该算法进行图像降噪的实验结果表明,相对于经典的空间域均值滤波算法和其它的均值滤波算法,该算法的噪声滤除效果更好.
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    张威1,田峰2
    2011, 32(12): 2499-2503.
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    在分析超光谱图像的位平面相关特性的基础上设计了一种分层无损压缩方案,对高位位平面采用DPCM去除谱间相关,并设计了静态编码方案以降低编码复杂度;低位以空间压缩为主,应用三角划分适应不同的目标边界.算法压缩压缩时间略低于谱间位平面变换算法,压缩比有12.7%的提高;和三维位平面算法相比,编解码时间分别降低了6.2%和4.3%,压缩比提高了6.3%.
  • 论文
    王桂彬
    2011, 32(12): 2504-2510.
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    针对由通用微处理器和专用加速部件构成的异构并行系统,提出结合通信感知的并行任务划分和动态电压频率调节技术的异构系统能耗优化方法,该方法旨在将并行任务图划分并映射在异构处理单元,在满足性能约束的条件下最小化系统能耗.在目前典型异构并行系统中,主处理器与加速部件大都通过系统总线连接,必然引入不可忽略的通信开销,因此通信感知的任务划分技术是该问题的关键.提出了基于整数线性规划的静态最优能耗优化方法和基于遗传算法的动态能耗优化方法.并通过一个典型科学计算应用验证了本文方法的有效性.
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    王志平1,杨国武2,李晓瑜2
    2011, 32(12): 2511-2514.
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    针对嵌入式开发平台上的SST39VF040 NorFlash芯片,根据其硬件结构定义了芯片的数据结构,通过其工作原理,分析了芯片读、写、擦除操作的工作过程,建立起对应的有限状态机(FSA)转化控制模型.利用此模型与定义的数据结构,设计与实现了该芯片功能的软件仿真.测试表明,仿真的NorFlash可以支持Bootloader的Flash操作,在降低开发成本和提高开发效率方面有显著成效.
  • 论文
    孙维堂1,2,刘伟军2,于东1,郑飂默1
    2011, 32(12): 2515-2518.
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    为了实现高效的五轴加工,本文对五轴RTCP技术进行深入研究,通过对旋转角度的细分及插补点处非线性误差补偿,减小了加工中的非线性误差并满足补偿算法的实时性,通过对各轴速度进行约束的前瞻算法、减小了加工过程中的机床振动,从而提高了工件表面的加工质量.本文提出采用基于参数配置的运动学模型,提高了工件程序的可移植性.最后将该算法添加到GJ-310数控系统中,并进行了试验验证,结果表明该算法可以满足加工要求.
  • 论文
    尚建嘎1,3,古富强1,余胜生3,李杏梅2
    2011, 32(12): 2519-2522.
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    无论是普适计算还是物联网,定位都是其关键技术之一.为了解决现有的定位技术多面向某一特定应用开发、缺乏通用性等问题,构建了一个通用的实时位置感知中间件UbiRTLM.将应用服务从位置感知技术中分离出来,可以不需要更改原有的应用及服务而动态扩展新的定位技术.通过实验验证了UbiRTLM的定位精度及相关功能.结果表明:UbiRTLM能够满足大多数应用的精度需求并能处理相应的服务请求.
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    王根生1,2,勒中坚2,3,4
    2011, 32(12): 2523-2528.
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    依据网民关系网络拓扑的小世界效应特性,提出网民观点的倾向度转换规则,在网络舆情网民关系小世界网络矩阵表示的基础上,构建基于小世界效应的网络舆情演化迁移元胞模型,运用该模型分析网络舆情演化,产生了倾向度转换图、粗细粒度倾向度曲线的仿真结果.通过对试验仿真结果的分析,揭示了网络舆情演化的观点极分化和观点漂移的现象,分析了“核心”区域漂移现象和倾向度曲线多波峰现象的成因,仿真结果表明该模型能较好拟合网络舆情演化的规律.本研究对网络监察部门和新闻管理部门的管理提供了一定的理论依据.