小型微型计算机系统

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支持角色与目标模型的语义互操作性管理机制

李昭1，2，梁鹏1，2，何克清1，2，李宏涛1，2，张秀伟1，2

2013, 34(3): 433-437.

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当前业界存在多种需求模型，模型本身结构各异，其间的语义互操作也存在巨大的困难.由于缺乏支持需求模型互操作管理以及互操作能力评估的高效且通用的方法，导致了此类困难的延续.为了实现需求模型间高效地协作与交互，本文提出了一种机制，以支持需求模型间有效的互操作注册，合理的互操作管理以及量化的互操作评估.从现有的角色与目标模型中抽取出公共的模型元素；建立一种元模型方法以支持角色与目标模型的互操作管理；研究如何通过互操作管理机制对角色与目标模型进行注册与检索；最后阐述了一种度量方法以支持模型间的互操作能力评估，进而准确引导异构角色与目标模型间的协作.

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发布订阅模式中间件中高效事件过滤器的研究

董俊，曹健，李明禄

2013, 34(3): 438-442.

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大规模分布式计算环境具有动态多变，结构复杂等一系列特点，为了满足该环境下高效地分发大批量数据给感兴趣的信息消费者，因此需要设计一种基于发布/订阅模式的中间件，使得高带宽的数据流能够被快速地过滤和转发。中间件把复杂事件流解析后，输入到一系列的轻量级组件形成的流水线中过滤，大幅提高了系统的效率.对核心模块事件过滤器，设计了高效的匹配算法，采用多级索引来加速查询，位运算压缩空间，对订阅做聚类，减少了重复冗余的匹配，有效地提高了系统的吞吐量，并且使得整个系统具有异步、松散耦合、多对多通信等特点，以及良好的可扩展性，能够适用于大规模的分布式计算环境.

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一种动态调整串行化顺序的实时并发控制协议

刘波，范士明，刘华

2013, 34(3): 443-449.

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实时并发控制协议用来控制并发事务间的相互作用，已满足实时数据库的一致性.本文提出一种四阶段实时并发控制协议HTRCC-DASO，协议在读或等待阶段基于事务优先级动态调整串行化顺序，通过阻塞或及早重启低优先级事务，使高优先级事务率先提交并降低事务重启开销.在验证阶段检查事务读写集合的外部一致性和相互一致性并调整活动事务的时间戳间隔，确保满足事务时态一致性和调度冲突可串行化.通过引入相似性概念，提出了HTRCC-DASO的改进版本：SHTRCC-DASO,性能测试结果显示，SHTRCC-DASO协议能保证良好的实时性能.

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面向用户体验的云计算服务可信模型研究

赵晓永1，杨扬1，孙莉莉1，张静乐2

2013, 34(3): 450-452.

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随着云计算的快速发展，云中提供的服务日益丰富，越来越多的用户开始使用云计算提供的服务，如何为用户提供最有效、最可信的服务成为新的挑战.考虑到信任因素的复杂性与不确定性,本文主要研究如何面向用户体验对信任概念进行量化, 将用户体验作为服务可信模型的重要评估标准和参考因素，提出了一种基于云计算的全局信任量化计算模型,对其计算方法进行了重点讲述,并将信任量化计算模型作为一个构件挂接于北京科技大学云计算平台之上，在为用户提供可信服务的同时获得有效的验证数据，提供量化的趋近真实的服务可信度.通过在实际系统中的应用，验证了该模型的有效性.

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AO系统的侵入耦合测量框架

古思山1，蔡树彬2，李师贤1，黄昌勤3

2013, 34(3): 453-460.

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AOP具有模块化横切关注点的能力，能很好地解决面向对象编程中固有的代码散乱与代码纠缠问题.这种能力伴随着一种新的耦合，此耦合发生在方面与基础程序之间.与一般耦合不同的是，这种耦合对基础程序具有侵入影响，破坏了基础程序的信息隐藏，严重影响到整个软件系统的质量.现有的关于AO系统的耦合度的测量的研究极少关注这种耦合，现有的测量指标也甚少能用于测量这种耦合.提出一个AO系统的方面与基础程序的交互框架，并在此基础上，提出一个测量方面对基础程序的侵入耦合的框架.框架从单个或多个方面与基础程序的单个实体、单个或多个方面、整个基础程序等多个侧面反映出方面对基础程序的侵入影响.

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基于RGPS服务本体交互建模分析与验证

黄贻望1,2, 何克清1, 李征1, 黄颖1, 袁科3

2013, 34(3): 461-465.

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在动态、异构和自治的互联网服务环境中，对WEB服务组合的形式化分析与验证是保证按需服务应用的有效途径，寻找有效的形式化分析方法和工具是热点领域.针对现有研究主要是集中于服务组合流程和静态结构方面，而在动态反映用户需求的服务组合及支持服务的动态耦合存在不足.本文从服务本体的语义层面，通过对OWL-S进行RGPS属性扩充，研究SOA架构模型映射到Pi演算的进程模型，对动态耦合的按需服务组合进行形式化分析并用Pi演算验证工具MWB进行验证.实验结果表明方法的可行性，为按需动态服务组合的有效性分析提供了一种验证方法.

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带部分标记的软件行为踪迹研究

彭成1，杨路明1，满君丰2

2013, 34(3): 466-470.

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在网络化软件交互过程中，事务产生的行为序列中某些行为的标记（Token）丢失或不可用，导致无法对这些事务进行进一步的分析和处理，比如事务追踪、行为描述、行为模板提取等都难以实现.为了解决这个问题，首先提出了事务处理过程满足马尔科夫性（Markov）的状态转移模型（STM）,再将该模型中的状态根据状态划分算法，分割成若干偶图子系统，并分别将这些偶图子系统转化为网络流图，最后采用网络流中最大流（MF）方法对状态转移模型中带部分标记的行为踪迹重新标识，将标识的结果整理成完整的踪迹序列，为后续的行为分析提供便利.实验结果表明，文章提出的方法是有效和可行的.

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网络舆情热点话题聚类方法研究

张寿华1，刘振鹏1,2

2013, 34(3): 471-474.

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主流的热点追踪算法都采用文本聚类技术来实现，在处理海量网页时，很难精准聚合中心结果，离需要的热点差距太远.现有的网络舆情系统监控的范围受限于使用者给出的关键词，使系统无法监测使用者未知的突发事件.针对网络舆情发生和传播特点，改善舆情信息采集策略；网络舆情的相关页面标题文字主题鲜明，据此提出自动挖掘热点关键词并根据关键词进行话题聚类的方法；根据新闻、论坛和博客的不同特点分别设计网络舆情热点分析模型.在此基础上，设计并实现了一个网络舆情监测系统.系统实际运行表明，该方案可以及时发掘热点话题并对突发事件实时追踪监测.

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面向Artifact的业务流程行为相似性度量方法

刘海滨1，刘国华1,2，王颖1，赵丹枫1

2013, 34(3): 475-479.

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面向Artifact的业务流程是以数据为中心的业务流程的代表.与传统以过程为中心的业务流程相似，为了更好的对流程模型进行流程检索、流程挖掘等操作，计算流程间的相似性或距离是一个关键的问题.给出一种面向Artifact的业务流程行为相似性度量方法.首先，通过测量流程模型之间关键Artifact的相似性来评估流程处理的核心业务数据的相似度.其次，根据关键Artifact生命周期特性，测量任务执行路径中任务依赖关系的相似性.最后，测量生命周期中关键Artifact属性赋值序列的相似性.理论和实例分析表明，该方法是一个有效的相似性度量方法.

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数控代码解释器模块化结构的研究与实现

洪海涛1，2 ，于东1，2 ，陈龙1，2 ，武南3

2013, 34(3): 480-485.

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为了提升数控系统的效率和功能，提出模块化的解释器结构模型.该模型将整个解释器分为词法分析模块，语法分析模块和解释执行模块3个模块.在词法分析模块中，提出利用EBNF(Extended Backus-Naur Form)对标准数控代码规则进行形式化描述的方法，并采用自顶向下的递归下降分析构建词法分析程序.通过将词法分析得到的数据存入设计好的加工信息存储结构，实现了数控指令的形式化表达.加工命令转化模块将加工数据转化成相应的数控指令送入系统底层模块.详细阐述了各模块的构建方法，并开发了一个简单的解释器原型系统，验证了所提方法的有效性，为高性能数控代码解释器的实现提供了技术支持.

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一种基于关系图的Web应用测试生成方法

钱忠胜

2013, 34(3): 486-491.

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Web应用的迅猛发展及其自身的复杂特性给其测试带来了一定的难度，使得传统的测试方法已不能满足需求，迫切需要新的Web测试方法和技术.定义了Web应用模式并构造其关系图以对Web应用进行建模.关系图用来建立产生路径表达式的路径生成图，继而提出一种测试路径生成方法.若提供输入值，则测试路径可以很容易地构造测试用例.为了说明问题，给出了一个简单Web登录系统作为案例.此外，根据"分而治之"的原理，当被测Web应用过于复杂时，给出了一种路径生成策略.该策略使得Web应用简单而易控制，在某种程度上限制了状态空间的爆炸.最后，从理论上阐明了本文给出方法和规则的通用性及正确性.

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有穷机和逻辑结合的电子商务协议分析方法

刘文远1, 马生1, 司亚利2, 侯贵宾1

2013, 34(3): 492-497.

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提出一种扩展的有穷自动机模型，并结合卿-周逻辑给出一种新的电子商务协议形式化分析方法，用于分析电子商务协议的可追究性、公平性和时限性.该方法结合了模型检测和逻辑分析两种形式化分析方法的优点，可以准确形象地描述协议的具体运行过程，并且在发生重放攻击时能够正确分析各方的责任.利用该方法对Kim等人提出的改进版ZG协议进行了实例分析，给出了描述该协议运行过程的状态转换图，结合状态转换图对该协议分析得出其满足可追究性、公平性、时限性，并且不存在被重放攻击的可能.最后用时间自动机UPPAAL验证了新方法中有穷自动机模型的准确性和时限性分析的有效性.

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一种垃圾邮件快速识别方法

李霞，蒋盛益

2013, 34(3): 498-502.

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k最近邻分类算法原理简单且分类性能好，但因其时间复杂度高，不适用于实际领域在线垃圾邮件过滤.本文在建模阶段首先对训练邮件进行初始聚类，将训练邮件划分为半径大小几乎相同的初始簇，然后使用共享最近邻图聚类算法对包含邮件的初始簇进行再聚类，最终聚类簇被看成是可以增量更新的分类模型，最后使用经典k最近邻分类算法在该分类模型上对未知邮件进行分类.在公开语料Ling-Spam上的实验结果表明，本文提出的垃圾邮件识别算法不仅具有较高的垃圾邮件识别精度，而且还具有较低的时间复杂度.

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一种基于个人位置信息的重要地点识别方法

丰江帆，熊雨虹

2013, 34(3): 503-507.

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基于位置的服务(LBS)正在从被动服务向主动服务的方向发展.因此，地点识别已成为LBS领域一个重要的研究方向.为提高现有地点识别方法的效率和准确性，本文提出了一种新的地点识别方法.一方面算法在数据预处理阶段采用了速度剪枝、时间剪枝和空间剪枝相结合的VSTPruning算法，能够有效减少后续阶段的聚类处理时间，提高聚类精度.另一方面，在数据预处理的基础上，综合R*-树空间索引机制、密度相交以及DBSCAN聚类算法，提出了基于密度的RTcluster聚类算法，更为迅速挖掘出用户的重要地点.仿真结果显示，相比于已有方法，VSTPruning和RTcluster的相互配合可以在有效保证聚类结果的前提下，花费与DBSCAN算法相比更少的时间，得到更准确的结果.

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基于查询片段松弛的XML小枝近似查询方法

魏珂，任建华，孟祥福

2013, 34(3): 508-514.

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为了解决普通用户对XML文档的近似查询问题，提出一种基于查询片段松弛的XML小枝近似查询方法.该方法利用查询历史推测用户偏好，进而根据用户偏好为原始小枝查询中的每个查询片段分配重要程度，然后基于查询片段重要程度对原始小枝查询条件进行松弛处理，最不重要的查询片段最先松弛，从而确保获取最为相关的查询结果；最后，根据对原始查询和用户偏好的满足程度，将得到的满足松弛查询条件的结果进行排序.实验结果表明，本文提出的查询松弛和结果排序方法能够获得较高的查全率和准确率，并且能较好地满足用户需求和偏好.

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一种动态软件体系结构下的代码生成方法

范玥1,2，王淑玲1

2013, 34(3): 515-519.

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代码生成技术是一种根据用户的输入自动产生代码的一种开发方式，具有规范代码，提高效率，降低代码错误率等优点，但目前针对动态系统的代码生成方法探索较少.本文通过分析动态扩展系统和基于模板的代码生成形式，提出了一种将其二者进行整合的动态自适应开发框架下的代码生成方法，并给出了在实现过程中即插即用、即删即无和热部署等关键问题的解决办法.最后通过实验验证了本方法的正确性和可行性，具有适用于复杂功能的动态系统开发过程的特点.

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负载相关的虚拟机放置策略

潘飞，蒋从锋，徐向华，万健

2013, 34(3): 520-524.

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虚拟化技术抽象了物理计算资源层，将系统资源以资源池的方式进行集中管理，不仅提高了硬件资源利用率，而且可以提供按需服务，因此在企业服务器整合、数据中心、云计算平台中得到了广泛应用.为了满足峰值性能，传统多虚拟机系统常采用过量分配策略，因此造成系统资源的浪费.本文通过分析不同虚拟机的负载特征，提出并实现了一个基于负载特征的虚拟机放置策略.本文利用各种虚拟机负载的互补度，进行多次迭代配对，得到由多台虚拟机组成的配对组，对配对组进行统一分配资源.实验表明，本文提出的方法可将资源利用率较传统方法提高37.5%，较非迭代配对方法提高12.5%.在使用更少的物理机的同时，保持虚拟机性能基本不变.

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一种新的多级μTESLA广播认证协议

徐国愚1,陈性元1,杜学绘1,肖建鹏2

2013, 34(3): 525-529.

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广播认证是无线传感器网络中的一项重要安全服务，它能够使众多传感器节点对消息发送者的身份进行验证.本文针对多级μTESLA无线传感器广播认证协议易受拒绝服务(DOS)攻击及错误恢复时延长的缺点，提出一种新的多级μTESLA协议.协议通过使用底层密钥链认证参数包，减轻DOS攻击问题；通过使用高层密钥产生同一时间段的底层密钥链，缩短了错误恢复时延，并采用动态增加参数包缓存的方式，提高了错误恢复成功率.仿真结果表明在相同拒绝服务攻击条件下，本协议的参数包数据包认证成功率、通信开销及错误恢复时延性能优于多级μTESLA协议及Tree-based协议，且不易受信道丢包率的影响.

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一种RFID轻量认证协议GIMAP

郑嘉琦，陈兵，周勇

2013, 34(3): 530-534.

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RFID系统是物联网感知层的重要组成部分，系统中标签端和读写器端之间的无线通信以及标签端有限的加密处理能力使其存在安全和隐私问题，解决RFID系统中的安全和隐私问题已成为一个重要的课题.本文基于广义逆矩阵，以合理平衡安全、隐私和成本为原则，利用CRC校验、矩阵运算以及简单逻辑运算设计了一个RFID标签和后端服务器之间的双向安全认证协议GIMAP，解决了重放、窃听、拒绝服务和追踪等安全隐私问题，并基于模态逻辑中的GNY逻辑给出了形式化证明.GIMAP具有前向安全性，并且没有使用公钥加密、私钥加密或Hash函数，符合EPC Class1Gen2标准，因此具有广泛的应用前景.

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基于能量效率的无线传感网络分簇算法

樊志平1,2, 金政哲2,谢冬青1

2013, 34(3): 535-539.

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由于无线传感网络中传感器节点能量受限，提出基于能量效率的无线传感网络快速分簇算法（EECA），在系统初始化阶段把部署区域快速分成多个簇，随后以权衡节点自身能量消耗比和度作为选择簇头节点的依据，这时候的重新选举簇头节点变成了一种局部触发的行为，由于重新选举簇头节点只在簇内进行，这大大减少了重新选举簇头节点的复杂性和计算负载.理论分析表明EECA簇形成算法的消息和时间复杂度均为O(1)，说明算法的开销较小，与网络的规模n无关.仿真实验结果表明EECA具有良好的负载平衡性能和较小的协议开销，与LEACH 协议相比，能够减少能量消耗，延长网络生存期.

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面向QoS 区分的自适应状态转移概率动态更新算法

王万良，陶砾，姚信威，岑跃峰

2013, 34(3): 540-544.

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为了提高在大规模、重负载环境下IEEE 802.11e EDCF(Enhanced Distributed Coordination Function)机制的网络性能.引入了在信道空闲时退避计数器状态转移概率的概念，提出一种新的提高网络QoS(Quality of Service)的方法—根据当前网络状态，动态地调节不同优先级在信道空闲时退避计数器的状态转移概率.通过马尔科夫链数学模型验证了在饱和情况下所提算法的优越性，并推导出了状态转移概率的最优值，给出了实现此算法的基本流程和步骤.实验结果表明，此算法不仅保证了各种优先级业务之间的公平性，而且显著提高了网络吞吐量，同时降低了MAC层延时和丢包率.结果验证了在负载动态变化时，算法的自适应性和优越性.

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支持VCR操作的P2P视频点播服务器容量配置方法

纪其进，张浩军,朱艳琴

2013, 34(3): 545-547.

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在P2P视频点播系统中，用户交互式操作（VCR操作）行为的异步特征使得用户间的数据共享更加困难，从而对视频源服务器的带宽和处理能力都提出了很高的要求.本文研究如何提高P2P视频点播系统的VCR操作用户体验，提出在P2P视频点播系统中增设一台服务器专用于支持用户的交互性操作，并研究了该服务器的容量配置问题.利用泊松过程描述点播请求到达交互支持服务器的行为，通过排队理论建立了用户点播请求最长允许等待时间与交互支持服务器服务带宽之间的定量关系.数据实验结果表明，只需相对较小的服务器容量，即可满足较大规模的用户点播数据请求.

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视频点播系统用户行为模型的构建与应用

凌强1，张逸成1，严金丰1，徐理想1，赵峰2，郝诗海2

2013, 34(3): 548-552.

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通过研究视频点播系统中用户的行为，构建出用户行为的数学模型，可以为视频媒体数据缓存算法改进提供依据.本文对常用的建立用户访问模型的数学模型进行了研究，对给出的一批媒体访问数据进行了建模分析，指出广延指数模型能够比Zipf模型更接近地描述实际影片点播的频率；并且用广延指数模型对影片播放长度进行了分析和拟合，验证了其有效性；进一步，基于所得的用户点播频率模型和点播长度模型，给出了一种缓存算法命中率上界的计算方法，从而为评价视频媒体数据缓存算法的性能提供了重要指导.

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攻击图在风险评估中的矩阵可视化

潘晓中1，2，何江湖1，申军伟1，王浩明1

2013, 34(3): 553-556.

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随着大规模网络的发展，网络攻击手段呈现出多样化与复杂化，网络安全分析的要求也是越来越高，而网络攻击图作为分析网络安全状况的一个重要方法，对防止网络攻击，实施网络安全防护有一定的现实指导意义.本文提出一种借助现有攻击图，利用矩阵对大规模网络进行安全分析的方法，并通过实验验证了所提方法的合理性与有效性.最后本文通过柱形图把网络风险表示出来，实现了大规模网络中的风险可视化，为网络安全管理员管理与维护大规模网络提供了一个直观的依据.

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基于轻量级CA无线传感器网络双向认证方案

郭萍1，2，张宏1，周未1,3，曹雪1

2013, 34(3): 557-562.

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无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN））认证协议，多是基于秘密密码算法或传统证书公钥密码算法，前者需要在传感器节点中预置大量信息，后者又过于复杂，很难在资源受限的WSN中取得理想效果，针对该问题结合轻量级CA（Lite Certificate Authority, LCA）公钥机制，设计WSN移动用户与LCA及与传感器节点的双向认证协议.分析表明，LCA简化了传统基于证书CA公钥机制的复杂性，产生公钥轻量化、公钥验证轻量化、无需证书管理.系统初始化完成后，用户与传感器节点及传感器节点间的双向认证无需LCA参与，简单高效，通信量少，可抵御无线环境下易于实施的多种攻击，适用于资源受限的WSN.

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Ad Hoc网络拓扑生存时间研究

朱浩，张玉，柏诗玉

2013, 34(3): 563-566.

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Ad Hoc网络节点的移动导致网络拓扑结构的变化.为了评估网络拓扑结构的变化特性，需要引入合适的衡量指标.基于此，定义了网络拓扑生存时间，并提出一种计算网络拓扑生存时间的方法.介绍了Random Direction运动模型，并在NS2中对该模型进行仿真，通过多次实验得到其拓扑生存时间的数据.通过对仿真数据的拟合，发现网络拓扑生存时间服从对数正态分布，并分别分析了其分布与节点最大运动速度、最接近通信半径节点对之间的距离的关系.这些结论为实际的Ad Hoc网络性能的评价以及路由协议的改进提供了一定的参考.

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IP网络可生存性模型中故障模型的构建与仿真

伍文1，孟相如1，刘芸江1，陈晨2

2013, 34(3): 567-571.

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为优化IP网络可生存性评估方法，对可生存性模型中故障模型的构建问题进行了研究.介绍网络可生存性评估框架，对IP网络故障特性进行了分析，分别分析了故障的特征，故障对IP网络可生存性的影响以及故障的分类情况，在了解了IP网络故障特性的基础之上，给出单链路故障、路由器相关故障及光纤相关故障三种故障状态集的数学表示，并给出两种故障模型的构建方法，分别为已知每种故障占全部故障的百分比和已知每种故障发生时间间隔的统计分布情况下的故障模型构建方法，最后对两种故障模型构建方法分别进行了仿真验证，得出两种故障模型构建方法可对实际故障状态进行较精确模拟的结论.

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一种基于EKF的双节点协作目标跟踪协议

仝亮，陈兵，雷磊

2013, 34(3): 572-575.

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无线传感器网络的目标跟踪应用中，动态跟踪组是一种有效的跟踪方式，但该方式下簇头的能耗较大，而且簇头失效易导致目标丢失.针对以上问题，本文对动态簇结构进行了改进，提出一种双节点协作跟踪协议TNCT，该协议通过簇头与辅助节点的协作实现目标变速时采样周期的自适应，以及簇头失效时的快速移交.为提高跟踪精度，辅助节点采用扩展卡尔曼滤波算法对目标轨迹进行估计和预测.仿真结果表明，TNCT协议下跟踪系统的网络能耗更加均衡，目标丢失概率大大降低.

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相互依存网络边攻击下的相继故障研究

李稳国，邓曙光，崔治，李加升

2013, 34(3): 576-579.

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许多现实的网络彼此间相互作用与依存，一个或几个网络的故障将导致网络间的相继故障，最终导致相互依存的网络系统整体失效.为解决边攻击下的相互依存网络的相继故障及其渗流问题，提出一个理论框架，运用生成函数和渗流理论，分析边攻击下的相互依存网络的相继故障渗流及其结果.并以相互依存的随机网络和无标度网络作为实例，进行实例分析与仿真实验.仿真结果与理论分析相符并表明：相比于单独网络，随机边攻击下的相互依存网络因其广度度分布增加了其脆弱性，且故障渗流相变为一级相变；相互依存的无标度网络的鲁棒性比相互依存的随机网络的鲁棒性差，其原因是相互依存的无标度网络中存在一个网络中的小度节点连接另一网络的大度中心节点引起网络间故障级联面的增大.

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基于FPGA的粒子滤波跟踪系统的设计与实现

王爱侠，李晶皎，陆振林，王骄

2013, 34(3): 580-584.

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目标跟踪技术广泛应用于消费电子、工业检测、安防监控及智能交通等领域.由于PC体积大，功耗高，而嵌入式微处理器的资源和处理能力有限，所以本文基于FPGA技术，设计并实现了以粒子滤波算法为核心的目标跟踪系统，以硬件加速技术提升处理性能.通过对影响速度的复杂浮点数运算采用定制指令的硬件加速方式，对于重复性高、运算简单的RGB转HSV等运算，采用IP核硬件加速方式，实现了算法硬件并行化，系统处理速度得到提升.实验表明，通过FPGA技术和硬件加速技术实现的目标跟踪系统能够满足实时性要求，其单位频率的处理性能高于高性能PC机的处理性能的5倍左右.

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基于特征分组的多核融合在线自适应识别算法

王治锋，毛启容，詹永照

2013, 34(3): 585-589.

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为提高C-SVM的泛化性能，提出一种基于特征分组的多核融合在线自适应识别算法.此算法首先把特征按照待识别样本集的特性分为若干组，然后根据各组特征的特性采用不同的核函数训练C-SVM模型，并分别把各个模型支持向量间的相似度作为其权重系数，通过自适应样本不断调整权重系数和模型参数，使得C-SVM模型的参数能够随着待识别样本特性的变化而自适应地变化.将此算法应用于非特定人语音情感识别系统，与RBF核、多项式核和Sigmoid核的对比证明了多核融合在线自适应识别算法的优越性，通过与中性语句归一化方法相比证明了本文算法的有效性和稳定性.

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一种基于免疫遗传的多路搜索蚁群动态路径诱导算法

林娜，霍志胜

2013, 34(3): 590-594.

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在交通路径诱导过程中，为了优化出行者的路径选择，提出一种用免疫遗传算法与蚁群系统算法相互融合的算法，主要利用了蚁群系统算法的动态性、正反馈性和分布式计算的优点;同时兼容了免疫遗传算法的全局搜索能力以及容易和其他算法相结合等特点.蚁群系统算法的动态性能够满足交通道路动态变化的各种因素，但是蚁群系统算法固有的缺点是容易陷入局部最优和进化速度缓慢，为了改善蚁群系统算法陷入局部最优的缺点，采用免疫遗传算法的全局搜索的思想来对蚁群系统算法进行改进，避免了蚁群系统算法陷入局部最优的缺点.为了提高算法的进化速度，本文提出了基于多路搜索的蚁群系统算法，能够更好地加快收敛速度，满足交通动态变化的需要，并且满足出行者的需要.在算法的研究过程中，进行了两部分实验对算法进行了论证，在eil51问题中，算法与其它算法相比证明可以得到更优的解；在MapX环境下模拟现实交通状况，运用算法寻找最佳路径，证明了本文提出的算法能够在实际的道路状况中找到满足出行者需求的道路.

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有车辆数限制的开放式车辆调度问题研究

陈忆群1，2,周如旗2，林淑金3，李志业4

2013, 34(3): 595-601.

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有车辆数限制的开放式车辆调度问题(m-OVRP)是车辆调度类问题(VRP)的一个新的分支.本文通过多初始解选优、平滑动态的禁忌长度等改进手段，基于遗传算法中变异的思想，设计了改进的禁忌搜索算法来解决m-OVRP问题.实验结果表明，本文提出的算法不仅能很好地解决m-OVRP问题，对OVRP问题也能得到稳定的结果.本算法核心包括：提出一种全新的构造初始解的贪心算法，在禁忌搜索初始解的选取中采用多初始解选优的策略；提出在禁忌搜索中采用平滑动态的禁忌长度.本算法可以很方便地应用到其他的一些启发式搜索问题的求解中.

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改进相似度的仿射传播聚类算法

于吉红1，白晓明2，吕俊伟3

2013, 34(3): 602-605.

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对舰船三维模型进行视点空间均匀投影，投影图像存在信息冗余，聚类技术是消除冗余投影的方法之一.由于缺少舰船投影的聚类知识，为了避免聚类结果受限于初始类代表点选择的缺点，研究了仿射传播聚类算法，首先提取所有投影图像特征，然后将所有特征进行归一化处理并作为初始聚类中心，提出了用空间向量模型计算特征相似度的方法，合并相似特征对应的投影图像，最后用聚类中心特征表示舰船目标.为了进一步验证改进相似度聚类算法的聚类质量，进行了聚类有效性分析，实验表明改进算法聚类质量好于原算法.

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一类基因表达式程序设计的若干收敛定理及其推广

陈明1，2，丁立新2 ，余建平1

2013, 34(3): 606-610.

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基因表达式编程算法（或称基因表达式程序设计）的基因型/表现型双实体为之带来许多不同于传统演化算法的优势，但建立其Markov模型时，我们须在两者之间作出权衡.为简化遗传算子概率结构的分析，本文以基因型空间为搜索空间，研究一类GEP在宽松条件下的收敛性.首先，针对由基因型-表现型映射所致的多峰适应值函数，重构带精英保留策略的GEP的Markov链模型转移矩阵.然后，通过建立依概率收敛速度的精确表达式、估计其上界，证明了算法依均值收敛、几乎必然收敛甚至完全收敛至全局最优值.与之前的严格假设下的若干结论相比，本文的模型更匹配算法的特性，收敛性结论更强且最优状态子集更小.另外，上述精确表达式也可以推广至自适应演化算法.

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一种求解多维函数优化问题的改进组搜索优化算法

王李进，钟一文，胡欣欣

2013, 34(3): 611-616.

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为提高组搜索优化算法求解多维函数优化问题的性能，提出一种结合逐维搜索、Metropolis准则、反方向视角和禁忌表策略的改进组搜索优化算法.逐维搜索策略逐维更新并评价成员位置，在每一维，更新的值与其他维组成候选位置，使用模拟退火的Metropolis准则来决定是否接受候选位置.反方向视角策略使成员按一定的概率做反方向搜索，禁忌表策略避免生产者始终保持不变.这些策略能更好地平衡算法的集中性和多样性.在典型测试函数上进行了仿真，结果表明改进策略是有效的，提高了组搜索算法求解多维函数优化问题的全局寻优能力和收敛速度.

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一种基于改进粒子群优化和模拟退火的Memetic算法

王智昊1,2,郑向伟1,2,马红伟1,2

2013, 34(3): 617-620.

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针对现有Memetic算法收敛速度慢、容易陷入局部极值等不足，提出一种基于改进粒子群优化和模拟退火算法的Memetic算法(简称为PMemetic算法).在PMemetic算法，基于人工萤火虫算法邻域结构思想改进粒子群优化算法，并将其作为全局搜索策略；同时，采用模拟退火算法作为局部搜索策略.将PMemetic算法应用到6个典型的函数优化问题中，并与粒子群算法进行比较分析，实验结果表明PMemetic算法提高了全局搜索能力、收敛速度和解的精度.

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具有局部定向繁殖策略的自学习进化算法

王芳芳1，缑锦2

2013, 34(3): 621-626.

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提出一种具有局部定向繁殖策略的自学习进化算法(Active Evolutionary Algorithm with Local-directional Reproduction Strategy，LRSEA)，它在每一代通过进化个体之间适应度差异找到最优进化方向，然后在此方向附近用局部定向繁殖策略进行局部搜索.针对目前进化算法研究中存在对个体主观能动性考虑不足，没有充分利用进化中“优秀信息”的问题，将主动进化机制引入到该算法中，提出反映个体学习能力的积极学习算子.实验结果表明：该算法收敛速度和局部搜索能力有明显改善.

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面向下一代测序技术的de novo序列拼接工具综述

林勇

2013, 34(3): 627-631.

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序列拼接是生物信息学的基础问题.全面总结了面向下一代测序技术的de novo DNA序列拼接工具,介绍下一代测序平台产生的数据特点以及de novo序列拼接算法所面临的挑战；给出序列拼接算法的形式化定义，总结目前最常用的拼接策略以及根据相应策略开发的拼接工具的特点和实现细节；对评估拼接性能的主要参数进行描述，并通过不同物种、不同规模的真实基因组序列数据对多个具有代表性的拼接工具进行测试，比较它们的拼接性能以验证相应的工具特点.为研究人员提供工具选择指导或改善拼接工具性能提供帮助；最后总结并阐述序列拼接工具存在的问题和发展趋势.

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一种提高口令识别率的二字口令字数确认方法

方昕，李辉，刘青松，司华健

2013, 34(3): 632-635.

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在传统的基于隐马尔科夫模型的语音口令识别系统的误识口令中，有很大一部分是将字数为两个字的语音口令误识为字数大于两个字的语音口令.针对此问题，本文提出了一种二字语音口令字数确认方法，分别以短时能量、Teager能量算子和信息熵作为确认二字语音口令的三种特征，运用滑动窗确认测试语音口令是否为二字语音口令，并根据确认结果对语音口令识别系统的识别结果进行再处理，减少了二字语音口令的误识率.在加入了字数判别功能的改进语音口令识别系统上的实验结果表明，本文提出的算法有效地提高了基于隐马尔科夫模型的语音口令识别系统的识别率.

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面向多核结构的自适应选择性指令主动推送技术

张骏，梅魁志，赵季中

2013, 34(3): 636-643.

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正确有效的指令预取策略是避免指令缺失的关键技术，程序流程改变时指令预取方向正确率不高、指令预取准确度和存储器带宽有效利用率较低是导致指令缺失的主要因素.本文提出基于置信度评估的自适应选择性指令主动推送技术ASIAP，一方面减少无效指令预取的数量，进行精确指令预取，在避免Cache污染的同时提升指令预取的有效性；另一方面采用指令主动推送部件自适应选择性地完成部分非顺序指令预取请求，减少了取入错误路径上无用指令的可能.通过与Next_Line、Target_Line、Wrong_Path、BTA、Markov和CFGP等策略的对比，在2-16内核配置下，ASIAP策略相对于其它策略准确性平均提升3.7%-28.71%；L1 I-cache缺失率平均下降3.3%-14.39%.

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Minix3的微重启自愈体系架构研究

曹辉，童超，牛建伟，高宇航

2013, 34(3): 644-647.

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传统的自愈系统能够自主发现、诊断及排除错误，但是对用户存在影响并丢失组件间的状态一致性，不能够满足高可靠性和高可用性的要求.微重启是面向恢复计算ROC的重要软件恢复机制，以递归方式重启故障组件子集，并结合适毁性组件维护状态一致.针对具有自愈功能的Minix3操作系统，本文提出了基于微重启的自愈体系架构，并以适毁性驱动组件的实验证明，组件重启后可以继续执行未完成的任务，并且重启时间略有增长.

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一种用于硬Java实时平台的非堆内存模型

胡光1,2，柴志雷3，涂时亮1，陈章龙1

2013, 34(3): 648-653.

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针对Java实时规范中的非堆内存抽象，讨论实现中的不确定因素以及运行时不可预测的时间特性，提出并实现了一种用于硬Java实时平台的非堆内存模型.模型基于硬Java实时平台预处理机制的支持，采用一种基于静态约束的安全访问检查算法，将运行时单亲规则及赋值规则检查等影响系统实时性的操作在运行前完成，保证了运行时的可预测.同时，针对当前关于静态分析方法研究中多不支持作用域多线程共享的现状，模型在不改变实时Java句法及编程模式的前提下，保留了对作用域多线程共享的支持.

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函数矩阵理论在HOL4中的形式化

刘振科1，施智平1,2,关永1，金声震1，张杰3，叶世伟4，李晓娟1

2013, 34(3): 654-658.

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定理证明是重要的形式化验证方法之一，其将系统建模为逻辑公式，依托定理证明器进行推理从而完成验证.定理证明器中包含的定理库越多，其建模和推理能力越强.控制理论中经常用函数向量描述状态空间，形式化函数矩阵理论对控制系统的形式化分析有重要意义.本文在高阶逻辑定理证明器 Higher-Order Logic 4 中形式化函数向量和函数矩阵，包括形式化定义数据类型、运算及形式化验证运算性.本文同时给出了函数矩阵求导的形式化定义，证明了矩阵微分法中函数矩阵（或函数向量）相对于数量变量的微分法的常用定理，并给出了对二次型函数求导的形式化证明.本文工作已整理成定理库.

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三维动态云模拟

唐勇，赵丽文，吕梦雅

2013, 34(3): 659-662.

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云在户外场景的模拟中起着重要的作用.基于云的物理特性，在云建模方面，在三维网格单元上赋予云的速度、密度、湿度等物理属性值，利用Navier-Stokes方程描述云的聚散和运动，丰富了云模型的物理特性；为了表现云的扩散作用，加入黏性项和漩涡性，更真实地表现了云的湍流效果；同时在模拟域中加入一个随机函数，实现了云在运动过程中外形的随机性和不确定性；在云渲染方面，考虑太阳光照方向和视点方向的光照强度，使用单向散射光照模型，提高了云的渲染速度.采用迭代更新纹理数据值的同时改变模拟域的世界坐标值的方法实现云的动态飘动效果.实验证明该方法生成的云真实感强，实现了三维动态云的模拟.

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高分辨率SAR图像RCS模型的Gamma分布参数估计

孙增国

2013, 34(3): 663-667.

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使用Gamma分布来描述高分辨率合成孔径雷达(SAR)图像的雷达横截面积(RCS)，并研究Gamma分布的参数估计问题.基于第二类统计量，并利用斑点的乘性模型，对于三种图像类型(强度图像、幅值图像和多视处理幅值图像)，提出了RCS的Gamma分布参数估计的有效方法，参数估计过程只需要斑点和RCS的前两阶对数累积量.RCS的Gamma分布参数估计的Monte Carlo仿真验证了这种方法的有效性，而高分辨率SAR图像RCS的参数估计结果则表明Gamma分布的参数可以用于不同地物的分析与分类.

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一种结合光流法与三帧差分法的运动目标检测算法

袁国武, 陈志强,龚健，徐丹,廖仁健,何俊远

2013, 34(3): 668-671.

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运动目标的检测是计算机视觉研究的重要内容之一，光流法是其中的一种重要方法.由于计算光流的算法复杂，限制了它的使用.本文提出一种结合光流法与三帧差分法的运动目标检测算法，该算法简化了光流的计算，选择图像中具有代表性的Harris角点，只对这些像素点计算光流信息，有效地减少了复杂度，由于检测得到的运动目标区域不够完整，引入了三帧差分法作为简化光流法的补充.经过实验，该方法使光流法达到了实时性要求，取得了好的效果，优于单独运用两种方法中的任何一种取得的效果.

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一种新的规则纹理基本图元提取方法

李敏1，张绪冰2，尹业安1

2013, 34(3): 672-676.

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通过分析面饰的十七种对称群的特点，提出一种新的提取规则纹理中的基本图元的方法.该方法首先计算图像的灰度共生矩和惯性矩，通过阈值法选择合适的惯性矩以获取格点的位置及晶格的基本向量，然后通过分析面饰的十七种对称群的特点，得到晶格形状与对称群之间的关系，并基于这种关系来判断图像所属的对称群类别，最后从多个晶格中选择与图像的对称群一致的晶格作为图像的基本图元.试验结果表明，跟其它基于灰度共生矩的方法相比，本文提出的方法提取出来的基本图元更准确，更符合人眼的生理视觉特性.

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一种Young-Helmholtz三色代数的RGB图像压缩方法

丁立军1，2，冯浩1，华亮1

2013, 34(3): 677-679.

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在Yong等人提出的人类感光机制理论的基础上，提出一种基于Young-Helmholtz三色代数模型的RGB图像压缩方法.首先构建Young-Helmholtz三色代数框架下的GHA网络，抽取RGB图像的各主元分量，并按抽取的主元分量进行图像压缩.实验结果表明：该方法在保证较高压缩比的前提下，具有很好的峰值信噪比值与视觉效果；另外当取的较少图像主元分量压缩后，其重构图像仍能保持较好的清晰度，与基于四元数奇异分解的压缩方法相比较，克服了重构图像出现的纵横纹理性模糊；实验还表明该代数框架下的网络具有很好的泛化能力，其权值矩阵可直接应用于其他RGB图像的压缩，无需再次训练，具有压缩普适性.

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拟三次三角样条插值曲线与曲面

李军成1,2, 赵东标3，杨炼2

2013, 34(3): 680-684.

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在构造插值曲线与曲面时，传统的方法多基于多项式函数空间，而基于三角函数空间也能构造插值曲线与曲面.首先基于函数空间Ω=span{1,sint,cost,sin2t,cos2t}构造了一种样条插值曲线与曲面，称之为拟三次三角样条插值曲线与曲面.该曲线与曲面不仅满足C2连续，而且直接插值于给定的控制顶点，避免了通过方程组反求控制顶点.进一步地，为了使所构造的拟三角样条插值曲线与曲面具有局部可调性，利用奇异混合技术在拟三次三角样条插值曲线与曲面中引入了局部形状参数，修改某些形状参数的取值可实现对插值曲线与曲面的局部调整，为样条插值曲线与曲面的构造提供了两种新方法.

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论文

混合高斯模型和差分法相融合的运动目标检测

王小峰1，2，王吉华1，2，王远鹏1，张晓伟1，2

2013, 34(3): 685-688.

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提出运动目标检测中背景动态建模和OTSU局部递归分割的一种方法，该方法在自适应混合高斯背景模型基础上，为每个像素构建混合高斯背景模型，通过帧间差分把每帧中的图像区分为背景区域和运动区域，背景区域中像素点将以特定的更新率更新背景模型，物体运动区不再构建新的高斯分布加入到混合高斯分布模型中.实验结果表明，在有诸多不确定性因素的序列视频中构建的背景有较好的自适应性，能迅速响应实际场景的变化.

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