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  • 2011年, 32卷, 第3期
    刊出日期:2011-03-20
      

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    詹涛, 周兴社, 杨刚, 王凯博
    2011, 32(3): 385-389.
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    针对目前服务计算模型中对应用的可信性支持不足,提出并设计了一种基于虚拟服务的服务可信性保障机制.组合服务中的各个任务环节由虚拟原子服务完成,通过对应用的QoS规划、服务组合以及资源调度方法以满足虚拟原子服务可信需求,进而保障组合服务的可信特性.经过实验验证,该机制可有效保障组合服务的可信QoS要求.
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    唐富年, 姚莉, 李金洋
    2011, 32(3): 390-396.
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    基于本体的关系数据库访问在语义Web和数据库领域都引起了广泛关注, 其基本思想是将本体作为一个统一的概念视图, 使用户能够对已有的关系数据源进行透明访问. 从本体的选择、 本体和关系数据库之间语义映射的生成与维护、 查询的重写与应答等几个方面入手, 介绍了基于本体的关系数据库访问当前的研究进展,讨论了该技术当前面临的问题和今后的发展方向.
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    于一男1,关佶红1,周水庚2,朱付保2,3
    2011, 32(3): 397-401.
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    GML已成为地理数据存储和交换的标准.在实际应用中,GML数据通常以数据流的形式在网络上传输.由于GML文档含有大量重复标签和高精度浮点数,使得GML文档通常比较大.因此如何有效地压缩GML数据流来减少网络传输的代价就显得越来越重要.本文提出一种GML 数据流压缩算法,它只需扫描GML文档一次,将GML文档的结构和数据分离后分别进行压缩.对GML文档中的结构部分采用自适应方法进行压缩;对坐标数据则利用增量压缩的方法压缩.实验结果表明GSPress是一种高效的GML流压缩算法.
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    傅一峰,曹健,李明禄
    2011, 32(3): 402-406.
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    Agent联盟形成是多Agent系统的一个基本操作.多个Agent往往需要形成联盟来协作完成任务或者提高联盟体的能力.现有的Agent联盟算法并不考虑任务内部的结构.本文则考虑一类具有复杂内部结构的任务.任务由一组子任务构成,子任务之间存在着逻辑依赖关系,并且以BPMN的流程形式描述.本文还在此基础上加入了对相邻子任务之间的转移成本的考虑.并且本文提出了一种基于动态规划的多项式时间算法来解决此类加入了逻辑依赖关系和转移成本因素的Agent联盟问题.
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    陶永才1,吴松2,石磊1
    2011, 32(3): 407-411.
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    针对传统可分割作业多路调度算法不能适应动态网格环境的不足,基于统一多路(Uniform Multi-Round:UMR)算法,提出一种可靠的可分割作业调度机制.系统动态地监控网格资源的变化,当资源发生变化时,通过性能预测与评估,及时地对剩余作业进行再调度.实验表明,较之传统的多路调度算法,该机制在动态的网格环境下,降低了作业完成时间,有效地利用了网格资源,提高了作业调度的可靠性.
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    骆翔宇1,2,轩爱成3,沙宗鲁3
    2011, 32(3): 412-415.
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    传统的模型检测技术无法描述系统的认知逻辑特性,而在分布式系统领域,系统和协议的规范适合用多智能体时态认知逻辑来描述.组合Web服务是典型的分布式系统.为了保证组合Web服务运行的正确性,把组合Web服务看成多智能体系统,将其建模成一组相互通信的时间自动机.采用时态认知逻辑模型检测工具Verics对该组合Web服务的可用性、可靠性和时效性的时态认知逻辑特性进行检测.本文以旅游预订系统组合Web服务为例,阐述了上述过程.
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    马永刚,谭国真,杨际祥,潘东
    2011, 32(3): 416-420.
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    图划分成功地应用在许多领域,但应用于并行计算时,使用边割度量通信量,其主要缺点是不能准确代表通信量,而且图划分模型没有考虑通信延迟和通信额外开销的分布对并行性能的影响.提出了改进的图划分模型,该模型将影响并行性能的多个要素(通信延迟、最大的局部通信额外开销和整体通信额外开销)整合到一个统一的代价函数,不仅克服了图划分模型中边割度量的一些缺点,而且可以通过调整加权参数,处理不同的优化目标和强调不同因素对并行性能的影响.
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    柴玉梅,周驰,王黎明
    2011, 32(3): 421-425.
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    挖掘带有概念漂移的数据流对于许多实时决策是十分重要的.本文使用统计学理论估计某一确定模型在最新概念上的真实错误率的置信区间,在一定概率保证下检测数据流中是否发生了概念漂移,并将此方法和KMM(核平均匹配)算法引入集成分类器框架中,提出一种数据流分类的新算法WSEC.在仿真和真实数据流上的试验结果表明该算法是有效的.
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    翟志刚1,王建东1,毛宇光1,2
    2011, 32(3): 426-429.
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    使用控制模型(UCON)是作为下一代访问控制模型被提出的,一经提出就得到了广泛研究,其应用范围也得到了极大扩展.数据仓库安全问题的核心之一是安全模型的建立,结合基于角色访问控制模型(RBAC)和使用控制模型(UCON)建立了一个新的数据仓库安全模型RUCON.模型结构分为两部分,RBAC组件和UCON组件,管理安全、角色授权由RBAC组件负责,解决用户授权问题;客体权力、决策处理由UCON组件负责,解决属性易变性和访问持续性的问题.
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    陈子军,任彩平,刘文远
    2011, 32(3): 430-434.
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    提出一种路网中查询点速度不确定的连续k近邻查询方法.查询点在起始位置向服务器提出查询请求,得到k近邻的候选集.随着查询点的移动,利用有效候选集计算当前的k近邻,而不必再向服务器请求,从而减少了服务器计算代价.当候选集部分失效时,由服务器返回候选集中失效的兴趣点的当前信息,使候选集有效.当候选集完全失效时,由查询点重新向服务器提出查询请求,得到新的候选集.并提出一种计算候选集的优化方法,降低了查询代价.最后,通过实验验证了所提算法的有效性.
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    丁万夫1,2, 郭锐锋2, 高甜容1,2,秦承刚1,2
    2011, 32(3): 439-443.
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    针对硬实时系统中多种类型任务并存的特点,提出一种三级实时调度模型--TLRtS(three-level real-time scheduling).该模型将整个系统空间划分为硬实时、软实时和非实时空间,分别用来处理硬实时、软实时和非实时任务.TLRtS模型不仅可以动态加载多种实时调度算法,还可以集成相应的资源访问控制协议,解决了任务之间存在资源竞争的问题.实验结果表明,此方法既保证了所有硬实时任务严格按照其时间约束在截止期前完成,又尽可能地提高了软实时和非实时任务的服务质量.
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    沈小建1,2,陈志刚1,郭迎1,夏卓群1
    2011, 32(3): 444-449.
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    网络编码是近年来通信领域的一种新的技术.网络编码允许中间节点将接收到的信息进行编码并发送出去,提高了网络吞吐量、健壮性等.无线Mesh网可以使用网络编码技术显著提高多跳链路的传输性能.文中简要介绍网络编码的基本原理和线性网络编码,总结了网络编码在无线Mesh网中的最新研究进展,评述了网络编码对无线Mesh网通信性能的影响,包括提高网络吞吐量、健壮性和安全性,最后对其发展趋势进行了展望.
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    刘燕君1,2,任开新1,2,梁娟娟1,2,裴晓航1,2
    2011, 32(3): 450-454.
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    波分复用光交换网络设计中的一个重要问题是如何在提供完全连接能力的同时保持最低的硬件代价.这里采用波长交换原理,提出一种能同时完成空间交换和波长转换的交叉开关,并将其作为基本模块构造出严格非阻塞Clos型波分复用光置换网络.与现有网络相比,该网络不需要额外的波长转换级,减小了信号衰减;降低了整体硬件代价,在空间交换代价和波长转换代价之间取得了很好的平衡,并具有较好的扩展性.
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    董元元1,2,倪宏2,邓浩江2,刘磊2
    2011, 32(3): 455-459.
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    为每个服务节点选择一个服务实例,形成在满足全局QoS限制的条件下,具有综合QoS最优的执行计划是服务选择的关键问题.本文分析了优化目标,提出了基于自适应变异遗传算法(self-Adaptive Mutation Genetic Algorithm,AMGA)求解服务选择的组合优化问题.在算法中,适应度函数设计采用对执行计划聚合QoS属性值与约束条件的偏差量作为惩罚约束,变异算子设计采用对服务实例的优良程度自适应的变异概率,提高了基因改良的效率,并引入指数衰减函数保证了算法的收敛性.实验结果表明,基于AMGA算法的服务选择策略比现有基于其它遗传算法的策略能够获得更优的解.
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    詹玲1,章丽玲1,万继光2
    2011, 32(3): 460-463.
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    通过对多媒体应用中多用户并发访问的特点和性能进行分析,提出一种高性能多媒体对象存储系统MOSS(Multimedia Object Storage System)的对象数据组织结构.MOSS结构采用两层结构,下层采用RAID5的方式组织数据,这样可以利用RAID5磁盘利用率高的优势.上层放常用的热点数据,通过将不同对象存放在不同磁盘,从而将不同用户的请求尽量分散到不同的磁盘上,可以提高多用户的并发访问性能.通过仿真测试,在4用户情况下,MOSS的性能平均比RAID高90%,随着用户数的增加,传统RAID方式的性能下降明显,而MOSS的性能下降很少,在16用户情况下,MOSS的性能平均比RAID高550%.
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    詹玲1,章丽玲1,万继光2
    2011, 32(3): 460-463.
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    通过对多媒体应用中多用户并发访问的特点和性能进行分析,提出一种高性能多媒体对象存储系统MOSS(Multimedia Object Storage System)的对象数据组织结构.MOSS结构采用两层结构,下层采用RAID5的方式组织数据,这样可以利用RAID5磁盘利用率高的优势.上层放常用的热点数据,通过将不同对象存放在不同磁盘,从而将不同用户的请求尽量分散到不同的磁盘上,可以提高多用户的并发访问性能.通过仿真测试,在4用户情况下,MOSS的性能平均比RAID高90%,随着用户数的增加,传统RAID方式的性能下降明显,而MOSS的性能下降很少,在16用户情况下,MOSS的性能平均比RAID高550%.
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    张清清,陈兵
    2011, 32(3): 464-468.
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    地铁无线通信系统中,安装在列车上的无线通信设备STA(站点)随着列车的快速移动而频繁地与轨旁的AP(访问点)进行切换,因此及时、准确地发现它们之间的拓扑结构成了网络管理的一个难点.针对这个难点,本文扩展STA中SNMP代理的trap发送机制,与不同的AP关联时,STA主动向管理站报告与AP的拓扑信息,同时管理站利用AdventNet SNMP提供的API接收该拓扑信息.实验测试结果表明,该机制能及时、准确地发现AP与STA之间的拓扑结构,对地铁无线通信系统的有效管理和维护提供了重要的保障.
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    邬春学 , 张凤娜, 王吉霞
    2011, 32(3): 469-471.
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    MANET网络具有高速移动以及频繁的链路失败等特点,这将导致吞吐率降低以及很高的端到端时延.为减少由于此类原因的路由发现次数以及开销,我们使用多径路由来提供备选路径.论文提出一种基于AOMDV的改进链路独立多径路由协议.通过仿真表明改进后的LD-AOMDV在节点移动速度较高时数据包投递率、端到端平均时延、归一化路由开销等方面都明显优于AOMDV.
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    徐战1,2,王劲林1,2,朱明1,刘磊2
    2011, 32(3): 472-476.
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    在基于IPQAM的交互式视频点播系统中,QAM资源的分配是一项关键技术,直接决定了系统的性能.首先描述QAM资源分配问题,并建立了算法的基本模型.同时,给出算法的影响因子和性能指标.在此基础上提出一种新的资源分配算法.该算法将所有频点按照频点剩余带宽的大小分配到频点组中,在为业务请求选择频点时按照先选择频点组再选择频点的顺序搜索频点.仿真结果表明,该算法具有比Least、Most、Non-mixing和HD-threshold等算法更低的服务拒绝率,并在此基础上保证了一定的负载均衡性.
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    王丽娜1,2,熊琦2,王德军2, 3,何征1,2,潘腾飞1,2
    2011, 32(3): 477-482.
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    根据数据容灾技术的发展趋势,结合连续数据保护的具体目标和现有数据捕获技术的优缺点,提出一种基于文件过滤驱动的连续数据捕获方法,描述了连续数据捕获的实现流程,并详细阐述了在连续数据捕获中所涉及的IRP截获技术、内核数据传输技术,最后使用该方法构建了一个面向业务连续性的安全容灾备份软件并给出了相关测试结果.与连续快照和API原语劫持相比,该方法具有数据捕获效率高、无数据遗漏、代价较低、对上层应用影响小的特点.
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    宋舜宏,陆余良,杨国正,袁桓
    2011, 32(3): 483-488.
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    针对基于攻击图的风险评估的可扩展性问题,从内部安全威胁的角度,提出一种基于主机访问图的漏洞评估的定量方法.首先引入网络访问关系与主机关键度的概念,并提出主机安全威胁模型,接着通过生成主机访问图得到所有主机之间的网络访问关系,在此基础上计算各个漏洞对整个网络安全威胁产生的影响,从而实现对漏洞的评估与排序.实验表明该方法能够有效地评估网络的安全状态和漏洞在网络中的严重程度,并为加强网络安全提供重要依据.
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    赵立芳,陈兵
    2011, 32(3): 489-492.
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    高速移动的无线节点在接入点间切换时,切换延迟较大、丢包率较高.在单网卡切换环境中,不可避免地存在网络中断的现象.该文结合地铁无线通信环境对切换延迟和丢包问题进行研究,为移动节点配备两块无线网卡,控制两块网卡协同工作,共同完成无线切换和数据传输.测试结果表明,双网卡软切换机制无需修改网络层及上层协议栈,在特定环境中可以实现低延迟和零丢包.该切换机制已经在地铁信号系统国产化预研项目中得到应用.
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    赵立永,赵冲冲,时鹏,胡长军
    2011, 32(3): 499-505.
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    在基于B/S结构的Web报表系统中,报表单元格之间往往存在着复杂的依赖关系,某一单元格的求值过程会进行大量的涉及到其它单元格的公式计算,而在多用户访问的情况下,这种计算开销更为可观,导致服务器负载过重,响应速度变慢.优化报表的计算任务,可以有效减少计算量和减轻服务器端负载.为此本文提出一种半监督二次划分聚类算法,在单元格聚类的基础上,以报表单元格为顶点,以单元格之间的引用关系为有向边建立有向最大无环子图,然后通过协同计算各有向最大无环子图的拓扑序列,从而获得较优的计算顺序,达到提高Web报表计算效率,减轻服务器负载的目的.通过该算法与常规算法的对比试验,验证了其能有效降低计算量,提高系统响应速度.该算法已经成功应用于实际的Web报表系统中,表现出良好的实用性.
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    陈昊1,2,杨会成2,3
    2011, 32(3): 506-510.
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    将信息熵理论与直觉模糊粗糙集结合起来,提出一种基于互信息的直觉模糊粗糙集属性约简新算法.给出了在直觉模糊环境下,基于互信息的属性重要度和属性依赖度的度量准则.本文所提出的算法以属性重要度和依赖度为双重度量标准,采取可增可删的双向回归算法,在保持分类精度不变的情况下,最后得到决策表的最小属性约简.实例表明在多属性的决策表约简中,在本文提出的算法得到的属性约简的基础上而得到的决策规则是较简捷、较完备的.
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    石轲,陈小平
    2011, 32(3): 511-515.
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    为了更好地解决一类特殊的Agent决策问题,提出行动驱动的马尔可夫决策过程的概念并分析了其理论模型.另外,提出行动驱动的马尔可夫决策过程相关问题的求解算法,并在RoboCup仿真2D比赛的不离身带球问题中对算法进行了实验.实验结果表明,新算法使Agent的带球性能有了较大的提高.新算法已经用于中国科大"蓝鹰"仿真2D机器人足球队,并在比赛中取得了较好的效果.
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    钟珞,梅磊,郭翠翠,胡磊,苏永昌
    2011, 32(3): 516-520.
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    属性约简是粗糙集理论一个重要的研究问题.在粗糙集理论上,利用粒计算的思想构建了粒矩阵,提出并定义了粒矩阵相与运算,建立了基于粒矩阵的知识粒化方法,并且给出了粒矩阵属性约简的启发式算法.采用粒矩阵进行属性约简选择最小属性集,跳出了传统属性约简的先求解属性核,再求解最优属性集的方法.理论分析表明了新的算法是可靠有效的,给粒计算属性约简提供一个新的思路,为进一步研究粒计算提供可行的方法.
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    王奇安, 陈兵,冯爱民
    2011, 32(3): 521-525.
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    核向量机可以高效学习大样本数据集,却有泛化能力低的缺陷.针对已有参数C选择算法缺乏启发性以及选取困难的不足,本文在分析了核聚类算法和距离比较算法的基础之上,提出基于核聚类的相对距离比较方法,该算法利用核聚类算法在特征空间对样本点进行聚类分簇,然后根据样本点到簇心相对距离的比值,得到参数C.本文在理论和实验两个方面,证明该算法有效地选择参数C,从而提高核支持向量机算法的泛化能力.
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    叶新栋1,柴志雷2,涂时亮1
    2011, 32(3): 526-530.
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    Java语言由于其拥有面向对象性、高安全性以及与平台无关性,目前被广泛应用于各个领域.然而在嵌入式实时应用领域,Java由于其固有的执行速度缺陷往往达不到应用的标准.为了解决这一问题,设计一种支持Java的处理器成为提高Java实时性的一种可靠途径.本文论述一种实时Java处理器--JPOR的最新设计结构.JPOR是一款五级流水线的RISC的处理器.与其他Java处理器相比,JPOR拥有指令预取和缓存等一系列不同的机制,很好的适应了嵌入式实时领域的应用.
  • 论文
    姚爱红,张智钧,刘铭
    2011, 32(3): 531-535.
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    随着单芯片集成度的迅速提高,硬件验证在系统设计中占有越来越重要的地位.仅由设计者完成的模块级验证已经不能够保障流片成功率,需要在验证方法学指导下采用多种先进有效的验证技术和工具,帮助设计者尽可能早地发现和修改设计缺陷.本文详细介绍了在验证方法学VMM指导下,基于IEC61375-1标准的规定,设计分层次的验证环境,对绞线式列车总线控制器进行RTL和参考模型联合仿真的功能验证技术.通过可重用VMM库和随机化函数及基于断言的验证方法,编写高效、可重用的验证平台,以提高验证效率和覆盖率.实验表明,采用覆盖率导向的验证方法可有效地减少验证工作量和验证时间,提高验证质量.
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    诸国磊1,王英民1,孟荻2
    2011, 32(3): 536-539.
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    随着硬件系统和软件技术的发展,对片上网络多处理系统的研究进入了交叉研究状态,但是关于实际软件应用与硬件平台结合的研究尚有些不足.本文讲述了基于实际硬件平台的片上网络系统实现.通过FPGA平台实现了一个通用片上网络系统,并通过多任务映射方法将两个多媒体应用程序映射在片上网络系统中,实现了软件多任务与硬件片上网络多处理系统的合理结合.
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    刘凯,左珍勇
    2011, 32(3): 540-542.
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    提出一种多径平坦衰落信道下的盲信噪比估计方法.该算法首先利用数字通信信号的循环平稳统计特性构造接收信号的循环自相关矩阵,然后对该矩阵进行奇异值分解,由分解出的特征值信号子空间和噪声子空间,最后通过利用AIC信息准则分别估计信号子空间和噪声子空间的维数并最终估计出信道的平均信噪比.以MPSK信号为例进行了计算机仿真,结果表明了算法的有效性.
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    刘红1,李艳2
    2011, 32(3): 543-546.
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    由散焦图像恢复三维景物的深度信息是一个不适定问题.提出一种新的基于整体变分的散焦图像深度恢复算法:首先将散焦图像深度恢复转化为带有整体变分正则化项的能量泛函极值问题,然后采用变分原理将其中的最小化问题转为偏微分方程的求解,最后通过方程迭代获得深度的最优解.该算法避免了解不适定问题的逆,恢复聚焦图像等问题.模拟图像和真实图像的实验结果表明该算法是有效的,与最小二乘法相比具有较小的均方根误差.
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    李国波1,陈钢1,裴颂文2,曹文君1,吴百锋1
    2011, 32(3): 547-554.
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    提出一种新的基于图像特征聚类的自嵌入水印算法(CCSW),用于图像内容的认证和恢复.通过将表征图像特征的DCT变换的直流系数和低频系数按块聚类,把块聚类号引入块索引后的码字作为水印信息分别嵌入到本块及其后继块的中频系数中,用于图像内容的篡改检测和恢复.实验结果证明了该算法不但能容忍图像的常规处理操作,而且对包括拼接、替换等在内的蓄意伪造、篡改能进行有效定位和恢复.
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    郑运平
    2011, 32(3): 555-558.
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    非对称逆布局模型(NAM)适用于图像模式、语音模式、文本模式、视频模式的表示,是一个通用型的模式表示模型.借助于格雷码表示图像像素的思想,提出了一种新的三角形和矩形NAM彩色图像表示算法(简称NTRNAM算法).给出了算法的原理及形式化描述,并对其存储结构、总数据量和时空复杂性进行了分析.理论分析和实验结果表明:NTRNAM算法能够显著降低子模式数和存储空间,是一种有效的彩色图像表示算法.
  • 论文
    吴佳妮,陈春晓,刘雯卿
    2011, 32(3): 559-562.
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    为提高医学体绘制的精度和实时性,研究了多维传递函数的设计问题,基于体直方图产生多维传递函数.利用GPU的纹理特性,实现了基于GPU的多维传递函数,大大提高了绘制速度.采用划线的交互方式,使最终交互界面直观友好.研究结果表明,基于GPU的体绘制多维传递函数的实现能够更灵活地挖掘数据的内部信息,更好地区分医学影像中的各种组织结构,并能实时提供反馈结果,为临床医生提供更准确的诊断信息.
  • 论文
    刘群,向明辉,刘磊
    2011, 32(3): 563-566.
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    针对火焰的计算机模拟难以实现真实感和实时性的问题,提出一种基于物理模型与图形处理器(GPU)通用计算相结合的火焰模拟方法.该方法首先采用半拉格朗日法求解流体方程,运用基于3D纹理的体绘制对火焰进行三维渲染.然后,根据光照和密度场将光谱转换成颜色分布来模拟火焰颜色,并在GPU上加速实现,使得真实感和实时性之间达到了平衡.
  • 论文
    王兵1,张欣2,王苗1,陈向阳1,芮柏松1
    2011, 32(3): 567-571.
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    图像主题区域是表达图像主要语义内容的部分.根据图像不同区域的视觉显著性差异特点,利用改进的视觉注意模型,提取图像的主题区域,并划分为不同语义类别.提出基于主题区域的图像检索方法,该方法能按照图像主题区域所属的语义类别,在图像之间有针对性地选择同类别主题区域进行区域相似性比较.实验结果表明,此方法可以更有效地表达图像的主要语义内容,提高图像检索的效率和准确性.
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    周燕 ,周灵
    2011, 32(3): 572-576.
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    现有的数字水印算法在鲁棒性和篡改检测方面存在不足,提出一种新的水印算法.该算法通过对原始图像进行线性随机投影,得到的压缩测量值经过LDPC(Low Density Parity Check,低密度奇偶校验码)编码,以水印方式嵌入到原始图像中;篡改检测时,同样对篡改图像进行线性随机投影,得到的测量值作为边信息,对提取的水印进行LDPC译码.通过估计原始图像和篡改图像的压缩测量值,并求解一个l1范数问题,实现图像的篡改检测.仿真实验证明,该算法不仅具有较强的抗攻击能力,还具有较好的篡改检测能力.