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  • 2011年, 32卷, 第2期
    刊出日期:2011-02-20
      

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    詹卫华1,关佶红1,章忠志2
    2011, 32(2): 193-202.
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    作为研究各种复杂系统的一种通用工具,复杂网络已经在许多学科中产生了深刻地影响,引起了各领域学者的广泛关注.本文全面地介绍复杂网络的各种主要统计特性和最具有代表性的网络模型,并且对计算机科学中关注的语言网络,Internet和P2P这些现实网络,从复杂网络的角度进行分析,展示了复杂网络理论和方法在这些领域中的应用和得到的重要结果.
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    沈时军,李三立
    2011, 32(2): 203-207.
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    近年来,基于对等网络的视频点播系统(VoD/P2P)备受人们关注.在这类系统中,存储的难点主要表现为VoD应用中庞大的视频数与P2P网络中有限的存储资源之间的矛盾.提出对等数据随机访问的存储策略(Equivalent Data Random Access, EDRA),并重点研究了如何采用EDRA对VoD/P2P系统的存储进行优化调度,以最小化系统的资源占用或最大化系统的容量.实验表明,EDRA可以达到很高的节点带宽利用率,在相同条件下支持的最大点播数可能比传统方案高出58 - 73%.
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    王海威1,2,倪宏2,朱明1,孙鹏2,朱小勇2
    2011, 32(2): 208-213.
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    随着嵌入式和多媒体压缩技术的发展,嵌入式终端在高清媒体领域扮演了愈来愈重要的角色.由于高清媒体的高带宽需求,多采用先下载后播放的方式,因此如何将大型多媒体文件通过网络快速传输到嵌入式终端上,成为一种迫切需求.在研究传统传输协议的基础上,立足于对嵌入式系统特点的分析,提出一种适用于嵌入式终端的大型多媒体文件传输协议EMFTP( Embedded Multimedia File Transfer Protocol,嵌入式媒体文件传输协议).该协议采用统一重传的差错恢复策略,并引入了基于带宽探测的改进的DAIMD速率控制算法.实验表明,与传统的UDT和FTP传输协议相比,EMFTP的数据传输速度更快,系统资源消耗更少.
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    邬春学,赵献静
    2011, 32(2): 214-217.
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    Ad hoc网络拓扑结构的动态变化使得实时业务的服务质量(QoS)在其中很难得到保障.针对此问题,在分析标准DSR协议的基础上,总结DSR在实时性方面的不足并加以改进,提出一种的具备良好实时性质的优化了的动态源路由协议.我们称之为RT-DSR(Real-Timed DSR).仿真结果表明,改进的协议和原协议相比,降低了端到端的时延和丢包率,提高了传输效率.
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    张少平1,2, 李国徽1
    2011, 32(2): 218-223.
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    针对无线传感器网络的节点定位问题,提出一种分布式节点定位算法.算法通过构造未知节点到它邻居信标节点的测距误差之和的函数,并用Nelder-Mead单纯形方法计算该函数的最小值,以计算未知节点的坐标;通过使用时间轮机制来降低在迭代定位产生的累积误差.实验结果表明,用最小测距误差估计方法定位比用极大似然估计定位的平均定位精度高,使用时间轮机制可以有效降低迭代定位时产生的累积误差.
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    张奇支,范冰冰,黄兴平
    2011, 32(2): 224-227.
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    在分析IMS(IP Multimedia Subsystem)的注册过程后,提出一种基于缓存的改进注册过程.在UE(User Equipment)向S-CSCF(Serving-Call Session Control Function)注册的第一次交互过程中,让P-CSCF(Proxy-CSCF)缓存通过DNS组合查询得到的I-CSCF(Interrogation-CSCF)的地址信息,再让I-CSCF缓存它为用户选择的S-CSCF的地址信息.在UE与S-CSCF的第二次交互过程中,相关实体直接从缓存中提取之前保存的地址信息,以此加快用户的注册过程.分析结果显示,改进的注册过程要优于标准的注册过程.同时,它对网络的改动较小,容易部署和实现.
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    方理才,许宗泽,雷磊
    2011, 32(2): 228-232.
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    提出一种基于节点物理地址为初始分配信道的动态多组异步多信道媒介访问控制协议(DMAM-MAC).在该协议中,各节点根据自己的物理地址确定初始主信道,并且与同处在一个主信道上的相邻节点构成一个信道组;随着网络运行,各节点根据自身的业务流,动态改变主信道,加入新的信道组,从而有效提高了频率空间复用度.仿真试验证明,与IEEE 802.11、AMCP相比,DMAM-MAC协议在显著提高Ad hoc网络平均吞吐量的同时,还能有效降低数据包平均延迟.
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    李海坡 , 杜庆伟
    2011, 32(2): 233-236.
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    覆盖问题是WSN(无线传感器网络)的基本问题,合理的覆盖控制可以有效地延长WSN的生存时间.提出一种能量有效的WSN覆盖控制算法(EECCA).算法中,节点采用布尔感知模型,节点根据自己的能量大小和连续未当选工作节点的轮数,来触发定时器进行工作节点选择,并根据邻居节点的能量信息进行了工作节点优化.仿真实验结果表明,算法不仅可以满足覆盖率要求,而且在减少总体能量消耗方面也有很好的改善.
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    杨明1,2,黄刘生1,2
    2011, 32(2): 237-241.
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    随着逆向工程的发展,传统的众多保护方法已经不再适合现代软件保护的要求.给出了一种新的基于虚拟机的保护方案,将本地机器码译成虚拟指令并由虚拟机解释和执行,抽象了软件语义,使得逆向工程师极难理解高层原程序逻辑.此外,方案中采用了嵌套多重虚拟机技术,逆向工程师不把前一重突破就无法展开对下一重的分析,从而使得该软件保护方案极大提高了安全性.
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    毛丽荣1,马兆丰1,2,黄建清3,杨义先1,钮心忻1
    2011, 32(2): 242-247.
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    网络通信是电子文档防泄密系统的重要组成部分,如何高效地处理大量并发客户请求且不丧失整体的性能是设计系统时需要考虑的问题.结合选择模型和完成端口模型,设计了支持细粒度授权的电子文档防泄密系统的网络通信,采用完成端口模型实现用户身份认证、用户离线申请等功能,采用选择模型实现用户上传密文文档至服务器备份功能.实验验证了选择模型在文件传输方面具有安全可靠和高速的特性,完成端口使用线程池机制解决了网络通信系统服务器端大量并发短连接的问题,提高了系统性能.
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    王平水1,2, 王建东1
    2011, 32(2): 248-252.
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    随着互联网技术的迅猛发展,隐私保护已成为个人或机构关心的基本问题,各种数据挖掘工具的出现使得隐私泄露问题日益突出.通常移除标识符的方式发布数据是无法阻止隐私泄露的,攻击者仍然可以通过链接操作以很高的概率来获取用户的隐私数据.匿名化是目前数据发布环境下实现隐私保护的主要技术之一.论文简要介绍了匿名化技术的相关概念和基本原理,主要从匿名化原则、匿名化方法和匿名化度量等方面对匿名化技术研究现状进行了深入分析和总结,最后指出匿名化技术的研究难点以及未来的研究方向.
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    孙宝寅1,马兆丰1,2,辛宇3,杨义先1,钮心忻1
    2011, 32(2): 253-257.
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    通过对当前IPTV现状的分析以及国内外相关工作的研究,提出一种IPTV数字版权管理安全认证协议.协议在基本IPTV点播流程上,加入了数字版权管理中用户匿名和双向认证、密钥管理体系、加密流式媒体、用户证书以及许可证等功能,为目前缺乏保护的IPTV技术提供了一个较为完整的认证架构.该协议设计流程简洁,安全性证明简明,应用场景灵活.实验结果表明协议认证的安全性,体系的完整性以及用户体验都较好.
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    黄康宇,郑成辉,吴海佳,吴礼发
    2011, 32(2): 258-261.
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    组合Web服务在给基于异构平台的应用集成带来极大便利的同时,其自身面临着各种恶意攻击的威胁.根据组合Web服务开放性、分布式的特点,提出了针对组合Web服务的服务劫持攻击方案,包括劫持洪泛攻击、服务假冒攻击和服务重放攻击.详细介绍了这些攻击方式的设计思想,模拟实验结果表明设计的攻击方案对组合Web服务产生了严重影响.论文的研究成果有助于设计针对组合Web服务的攻击检测方法.
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    钱萍1, 刘镇1, 陈丽亚2
    2011, 32(2): 262-264.
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    通过对图像小波域差分直方图的统计观察,提出一种针对小波域信息隐藏的隐写分析方法.该方法对图像进行小波分解,得到每个小波子图的水平方向系数差分直方图,通过对该差分直方图频谱的分析,发现小波域隐写图像的差分直方图频谱的分布规律与未隐写图像有明显差别,据此实现对小波域隐写图像的检测,并可估算隐写信息长度.实验结果表明该方法检测正确率高、检测速度快,实用性强.
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    寇月,申德荣,聂铁铮,赵宁,于戈
    2011, 32(2): 265-270.
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    数据空间技术是数据库管理技术的进一步发展,如何有效地搜索数据空间中的资源成为一个值得研究的问题.为此提出一种基于语义的数据空间资源搜索机制(S-RSM,Semantics-based Resource Search Mechanism for Dataspace).定义了资源描述模型,能够有效地将数据资源进行统一描述和包装;提出一种基于语义的资源搜索策略,利用Dbpedia语义知识库评估资源对象关联和语义项关联.同其它搜索策略相比,S-RSM在查全率和查准率等方面具有一定的优势.
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    邹阳1,2,吕建1,曾晓勤2
    2011, 32(2): 271-278.
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    并行性分析技术一般通过对程序的控制与数据流图或相关依赖图的分析来实现,因而需要从程序中抽取出相应依赖图的算法的支持.本文基于上下文相关图文法RGG形式框架,定义了一种任务级的并行编程图语言GPPL来直接描述顺序或并行程序的控制与数据流图,而且设计了相应的并行性分析算法以挖掘GPPL图程序的并行性特征.GPPL图语言可视为并行程序设计与程序代码生成之间的协同语言,从而使并行性挖掘避免了从程序中抽取出相应依赖图的过程.与已有的描述顺序或并行程序的图语言及其分析算法相比,GPPL图程序形式更为简洁和直观,易于设计,描述能力也更强;基于GPPL图的并行性分析算法的分析能力更强,而且具有可扩展性.
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    左亚尧1,2, 舒忠梅1, 汤庸1,3
    2011, 32(2): 279-285.
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    实化视图维护是指在数据源的原始数据发生改变时,有效地将这种变化反映到数据仓库中,使相应的实化视图得到及时更新.当前的视图维护方法主要以C/S结构为基础,当更新频繁时将会导致数据仓库超载而崩溃.针对这种现状,提出基于维护查询任务进行分解的实化视图并行增量维护P3Sweep算法,算法修正了Sweep算法只能顺序处理的限制,赋予其并行处理能力.对于单个更新,P3Sweep算法通过对维护查询任务进行分解,并行执行左右扫描过程来完成维护演算;对于并发更新,算法通过递归分解方式进行细粒度并行演算.性能计算和实验测试结果表明,该方法增加了系统对更新的吞吐能力,减少了维护的延迟,从维护查询任务本身实施对实化视图维护的优化.
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    霍林1,2,黄俊文2,卢正鼎1,黄保华2,潘英花2,王力2
    2011, 32(2): 286-290.
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    全文检索领域的关键问题是索引模型以及索引的创建与检索算法.基于二元互关联后继树模型,提出一个实用性能好的后继节点有序的后继树精简索引模型(SIRST),并给出此模型下索引的创建与检索算法.通过将该模型与使用广泛的倒排文件模型(IF)进行比较,表明SIRST的检索效率远远高于IF,同时,随着文本集规模越来越大,SIRST的创建效率优势愈发明显.
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    何振峰1,2, 余春艳1, 陆昌华2
    2011, 32(2): 291-294.
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    定义任务之间的偏序限制,基于偏序限制可以联系原先独立的任务.分析偏序限制的应用,给出一个协同演化的多任务学习框架,它反复地通过各个任务的独立演化以寻优,通过联合调整以结合偏序限制.给出本框架在构建猪肉预冷损耗曲线过程中的应用:考虑了低湿损耗曲线与中湿损耗曲线间的偏序关系,利用协同演化,在样本量很少时,也能获得合理的低湿和中湿损耗曲线.对于4个标准测试函数的测试显示了本策略对于一般问题的有效性.
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    唐和平,宋舜宏,黄曙光, 田杰
    2011, 32(2): 295-298.
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    为满足大规模软件开发的需要,自动化成为软件工程迫切的要求,并贯彻到软件设计、开发和维护的各个阶段.提出一种以可计算函数为基础的程序理解方法,最大程度地识别函数功能、验证组件安全属性,实现对二进制代码的理解,以精简的函数表达式和并发赋值形式展示函数理解结果,提高人工阅读程序的效率.实验表明生成并发赋值语句的数量、时间与软件代码大小成线性关系,并得出了经验公式.
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    韩智东1,王志良1,高静2
    2011, 32(2): 299-304.
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    近来一些学者用差别矩阵或差别矩阵的思想设计了基于正区域的属性约简算法.由于计算差别矩阵是一个既消耗时间又消耗空间的过程,故这些算法的效率并不好.为了降低这类属性约简算法的复杂度,文中利用基于区分对象对的属性约简的思想,在简化决策表的基础上,定义了一个函数,该函数能度量简化决策表中条件属性集产生的区分对象对的个数,并用该函数设计了一个启发函数,同时给出了计算该启发函数的快速算法,经分析其时间和空间复杂度均为O(|U/C|).最后用该启发函数设计了一个有效的基于正区域的属性约简算法,该算法的时间复杂度降为O(|C||U|),空间复杂度降为O(|U|).文中还用一个具体实例说明了新算法的有效性.经实验证明,新算法具有较高的效率.
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    覃朝勇1,黄景文2,郑建国3,莫国莉1
    2011, 32(2): 305-309.
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    针对量子进化计算中反馈信息利用不充分并容易早熟的不足,将量子进化计算与及蚂蚁寻优策略融合,提出了一种新的优化方法—混合量子进化算法(HQEA).以量子染色体表示智能蚂蚁所有可能的搜索路径,初始阶段采用量子进化学习,设计了智能蚂蚁网络及衔接算子,进化学习所得结果表示智能蚂蚁路径选择的概率,并利用蚁群寻优策略继续搜索求精确解.理论证明该算法具有全局收敛性.最后以背包问题对算法进行了测试.
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    戴志波,王靖
    2011, 32(2): 310-316.
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    主要研究半监督局部线性嵌入算法(Semi-Supervised Locally Linear Embedding,简称SSLLE)对于噪声的敏感性,提出一种具有鲁棒性的半监督局部线性嵌入算法(Robust Semi-Supervised Locally Linear Embedding,简称RSSLLE).RSSLLE在对数据进行离群点检测的基础上,从两方面增加算法对离群点的鲁棒性.对于光滑点集,直接对其采用SSLLE算法进行降维,以避免离群点对光滑点的影响;对于离群点集,利用其局部投影坐标计算局部重构权,从而真正反映离群点的局部线性关系.再将光滑点集作为训练点集,结合SSLLE方法计算离群点集的低维坐标.模拟实验和实际例子表明RSSLLE对噪声有很好的鲁棒性.
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    焦国辉,崔志华,谭瑛,樊卫兵
    2011, 32(2): 317-322.
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    微粒群算法是一种模拟动物行为的群智能优化算法.由于微粒(个体)在不同环境中生存与觅食,积累了不同的经验,因此不同个体在觅食或者其他行为中会做出不同的决策,但是这种决策机制在标准微粒群算法中并没有体现出来.微粒在决策时会考虑周围其它粒子的信息,因此本文通过引入个体决策机制与小世界模型的邻域结构来改进微粒群算法,同时利用李雅普诺夫稳定性理论对改进的算法进行稳定性分析,并给出相应的参数选择方式.在改进的微粒群算法中,微粒被周围理想微粒的位置和群体最优位置所吸引,改变了传统微粒群算法只被群体最优位置吸引的弊端.对常用的几个测试函数进行仿真,与其它两种改进的微粒群算法相比,结果表明该算法有更好的性能.
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    周艳聪1,3,刘艳柳2,顾军华3
    2011, 32(2): 323-327.
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    为了提高智能组卷质量,提出一种基于小生境自适应遗传模拟退火算法的智能组卷策略.该算法动态调整交叉和变异概率进行遗传操作,对中间种群进行小生境选择和模拟退火操作,从而增强了种群多样性,有效克服了遗传算法局部收敛和“早熟”的缺点.文章针对各约束条件建立了组卷数学模型,给出了基于期望平均分的难度分布函数和小生境自适应遗传模拟退火组卷模型.大量测试数据表明,该方法是一种有效可行且实用的组卷方法.
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    陈乃金1,2,江建慧1,陈昕1,周洲1,徐莹1, 潘诚1
    2011, 32(2): 328-332.
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    对近20年来可重构系统的时域划分算法进行了分析,把它们分为网表级和行为级算法两大类.网表级时域划分算法主要采用网络流方法,使电路的面积、割网的个数等最小化,并使电路获得较小的时延和通信代价.我们对层划分、簇划分、增强静态列表调度、多目标时域划分等四种行为级时域划分算法进行了定量分析和比较,评价指标体系包括划分后的模块数、跨模块的输入/输出边数、划分后所有模块的执行总延迟.实验结果表明,层划分是四个算法划分后所有模块执行总延迟最小的;簇划分算法获得较少的跨模块的输入/输出边数;增强的静态列表调度和多目标时域划分两个算法在三个指标之间获得了一个好的折中.然而,这四个算法均没有考虑划分后的模块形状及模块的跨层映射成本.
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    杨庆庆,周晓方,杨鸿
    2011, 32(2): 333-338.
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    针对一种可重构通信基带处理平台提出自定义的处理器指令集,对该指令集进行了编译器的移植和汇编器、连接器的设计,为该平台中的处理器建立了一套开发工具链,并进行了一系列测试.测试结果表明,本文提出的处理器指令集完全能够满足系统要求,建立的工具链能够生成高效的可执行代码.
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    黄柳文1,2,刘伟2,刘占清2
    2011, 32(2): 339-341.
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    通过分析IEC 61131-3标准规定的PLC梯形图语言及结构文本语言,提出对梯形图不同图元分类处理实现梯形图向结构文本转换的算法.该算法引入了虚节点,通过对虚节点的合并建立AOV图,按AOV图拓扑排序的顺序对不同类型节点分类处理,实现梯形图向结构文本的转换,并给出转换实例.该算法具有通用性,能转换任何复杂逻辑梯形图,已成功应用到高档数控国家工程研究中心的蓝天系列数控系统.
  • 论文
    李波1,王俊宇1 ,魏鹏1,奚经天2
    2011, 32(2): 342-346.
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    针对超高频无源射频识别(RFID)系统中Capture效应的分析问题,提出一种新颖的Capture模型-RFIDCap,并通过Monte-Carlo仿真分析了各系统参数对Capture效应的影响,同时比较了RFIDCap及其他传统模型与测试结果的符合程度.RFIDCap综合考虑了读写器抗干扰能力、无线信道损耗及衰落、标签反向散射等因素.仿真结果表明,读写器capture阈值、碰撞标签数量及标签位置是影响capture概率的主要因素.测试结果表明,实测数据与RFIDCap仿真值的均方误差小于3%,相对传统模型(均方误差大于12%)有较大幅度的改善.
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    兰诚栋1,2,胡瑞敏1,3,韩镇3,卢涛1
    2011, 32(2): 347-350.
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    主成分分析(PCA)是人脸超分辨率中常用的人脸图像表达方法,但是PCA方法的特征是整体的且难以语义解释.为了使表达的结果更好地用于合成超分辨率人脸图像,提出一种非负特征基约束的人脸超分辨率算法.该算法利用非负矩阵分解(NMF)获取样本人脸图像的非负特征基,结合最大后验概率的方法,对目标图像进行马尔可夫随机场正则约束,最速下降法优化得到高分辨率人脸图像的非负特征基系数.实验结果表明,在主客观质量上,非负特征基约束的人脸超分辨率算法的性能胜过基于PCA的算法.
  • 论文
    张军,朱为, 黄伟强
    2011, 32(2): 351-355.
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    纹理合成是图像修补采用的主流方法,提出一种新的结构自适应纹理合成算法以提高纹理合成质量.首先通过分析图像灰度共生矩阵和灰度行程矩阵的特征参数确定纹理类型,然后对于显著结构纹理图像采用基于结构相似度的匹配准则以提高合成质量.实验结果表明本文提出的自适应算法可以有效提高显著结构纹理图像的合成质量.
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    夏嵬1,鲁宏伟1,赵小厦2
    2011, 32(2): 356-360.
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    数字水印技术作为版权保护的重要手段已经成为了研究的热点,但是实用的鲁棒性数字水印技术不多,特别是抗几何攻击的水印算法不多.文中利用Krawtchouk不变矩对平移、旋转和缩放的不变性以及Krawtchouk矩良好的局部特性和重构性能,根据水印的容量自适应地改变某些相对稳定的低阶矩来嵌入水印,并用Rijndael加密和Arnold置乱等技术以及构造的图像特征不变矩阵生成相关的二值逻辑表来进行版权认证.实验证明,该算法不仅对JPEG压缩、裁剪、噪声等常见攻击有较强的免疫力,而且对平移、旋转、缩放等几何攻击也具有较强的免疫力.
  • 论文
    李广伦,殳伟群
    2011, 32(2): 361-364.
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    运动目标的实时检测与跟踪是智能监控和视频活动识别应用的基本步骤.运动目标检测把场景分割为前景目标和背景区域,但是在这个过程中运动目标投射的阴影很容易被误分类为前景目标,这种误分类会造成多个目标的合并或目标形状的改变.为了改善运动目标分割的效果,提出一个基于光强、色度和反射率的实时阴影检测和消除的算法,该算法不需要目标的特征、场景的照明条件等先验知识.仿真结果表明该算法比其它方法有更好的表现.
  • 论文
    汪彦龙1,2,刘金华1,张挺3
    2011, 32(2): 365-369.
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    协同克里格是一种具有无偏性和最小预测方差的插值方法.它的主要优点在于充分考虑了空间信息点的相关性和不同变量间的交叉相关性,从而可以将不同信息进行融合.最初的协同克里格方法不能解决不同变量间交叉矩阵不稳定的问题.然而,根据Markov模型的屏蔽效应假设,可对协同克里格方法进行逼近.Markov模型的屏蔽效应假设:硬数据可以屏蔽在其位置以外的其他硬数据对其所在位置软数据的影响.因此在同位置协同克里格中引入Markov模型实现上述逼近.实验说明了该方法的有效性:(1)对该方法模拟结果与真实参考数据的方差和均值进行计算,误差分别为3.8%和2.9%;(2)插值结果具有与真实参考数据相似的直方图分布;(3)在模拟效果上要优于全局协同克里格和简单克里格方法.
  • 论文
    陈柏生,李剑平,杜吉祥
    2011, 32(2): 370-373.
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    覆盖网络与物理拓扑不匹配是影响结构化P2P网络查询效率的重要因素.在构造chord环时结合节点间延时考量,使得在逻辑上相邻的节点在物理网络中也临近;并提出一种区分域内、域间的查找策略,实现了由全局搜索到区域的查询.本方法不需构造辅助网络,可实现与基础覆盖网络的有机结合.仿真结果表明,改进模型相比基本chord的平均路径长度减少约20%,查询延时减少约45%.
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    陈学工1,马金金1 ,黄伟1 ,李楠2
    2011, 32(2): 374-378.
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    给出一种新的基于边优先的二维多边形域任意散乱数据的约束Delaunay三角剖分算法.算法结合网格分块技术,提出基于最小搜索圆的点搜索思想,并证明了该思想的正确性,有效地提高了搜索"第三点"的速度.算法中散乱数据可以是任意复杂的折线、封闭多边形环及离散点.另外,在三角剖分过程中,实时地去掉封闭点和封闭边,极大地加快了构网速度,实现了平面多边形域散乱数据的快速约束Delaunay三角化.
  • 论文
    邱涤珊,王慧林,祝江汉,马满好
    2011, 32(2): 379-384.
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    针对电子侦察卫星区域普查问题(ERSACP)的特点,建立了区域网格空间,提出基于时间、空间、侦察模式匹配的候选侦察活动构造方法;给出了期望侦察效用的概念,建立了问题的多目标规划模型;提出一种嵌入对位学习机制的多目标进化算法(OLMOEA)对其进行求解,同时设计了基于时间可行性判定的初始可行解对位构造算法.仿真实例表明本文模型及算法能够有效解决电子侦察卫星区域普查问题并且性能良好.