小型微型计算机系统

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基于空间镶嵌的三维无线传感器网络k覆盖机制

王兴伟1，蔡凌2，黄敏1，王军伟2，魏永涛2

2014, 35(3): 433-436.

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针对目前大多数覆盖机制主要面向二维无线传感器网络而不能直接应用到三维无线传感器网络的问题，本文提出了基于空间镶嵌的三维无线传感器网络k覆盖机制：选用截八面体进行三维空间填充，提出满足k覆盖的节点部署策略；提出填充单元内部空洞自修复算法，解决网络覆盖空洞问题；提出相邻填充单元协作修复算法，进一步延长网络生存时间.仿真结果表明，本文提出的机制能有效实现三维无线传感器网络k覆盖.

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基于地理极坐标网格的6LoWPAN网络寻址策略

徐向前，洪佩琳，薛开平

2014, 35(3): 437-442.

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在6LoWPAN（IPv6 over Low-power Wireless Personal Area Network）网络中，由于节点资源受限及网络呈多跳拓扑，使用传统的IPv6寻址方法会引起很大的网络开销.提出基于地理极坐标网格（GPCG）的6LoWPAN寻址策略，包括一种6LoWPAN网络节点IPv6地址自动配置方法及相应的路由算法.该寻址策略利用位置信息实现节点IPv6地址的无状态自动配置，并且可对数据包报头中的网络地址进行压缩.同时，节点利用所配置地址可实现无状态路由.仿真实验表明，本文提出的方案在地址配置方面具有较小的协议开销和延时，利用GPCG编址的路由算法也具有较优性能.

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基于地理极坐标网格的6LoWPAN网络寻址策略

徐向前，洪佩琳，薛开平

2014, 35(3): 437-442.

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在6LoWPAN（IPv6 over Low-power Wireless Personal Area Network）网络中，由于节点资源受限及网络呈多跳拓扑，使用传统的IPv6寻址方法会引起很大的网络开销.提出基于地理极坐标网格（GPCG）的6LoWPAN寻址策略，包括一种6LoWPAN网络节点IPv6地址自动配置方法及相应的路由算法.该寻址策略利用位置信息实现节点IPv6地址的无状态自动配置，并且可对数据包报头中的网络地址进行压缩.同时，节点利用所配置地址可实现无状态路由.仿真实验表明，本文提出的方案在地址配置方面具有较小的协议开销和延时，利用GPCG编址的路由算法也具有较优性能.

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一种能量均衡的最小连通支配集构造算法

鲁登月，樊建席，刘文军，张标

2014, 35(3): 443-447.

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针对无线传感器网络中没有固定的基础设施问题，提出一种能量均衡的最小连通支配集构造算法,该算法首先为网络构造一个极大独立集，然后选择最少的连接节点使极大独立集连通，并在使极大独立集连通时加入了修剪规则，使连通支配集规模更小，最后，针对网络拓扑变化导致连通支配集重构问题，提出了局部构造最小连通支配集算法.通过优先选择能量多、度数大的节点来构造连通支配集，并考虑了连通支配集重构问题，使网络中节点能量消耗更加均衡，从而有效地延长了网络寿命.理论分析和实验结果表明，与相关的分布式算法相比，本文算法产生的连通支配集在规模上更优，网络寿命更长.

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含权无标度网络中带自适应系数的混合路由算法

郭文忠1,2，刘漳辉1，王小溪1，陈国龙1

2014, 35(3): 448-452.

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在含权无标度网络中，路由策略对网络的整体性能有着重大的影响,为提高网络的吞吐量，兼顾较低的信息包平均传输时延，提出一种混合路由算法.为有效利用全局信息，以路径上的节点强度连乘积定义有效代价，通过信息包队列长度的动态信息来增强算法的适应性；为保证实时根据网络中节点的拥塞程度调整路由选择，利用信息包队列长度与发送能力之间的关系自适应调整邻居节点权值，以达到在网络中平均分布信息包.在不同节点发送能力环境下的仿真实验表明了所提混合路由算法的有效性.

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一种基于公平加权耦合的MPTCP拥塞控制算法

郭璟，薛开平，洪佩琳，杨荣海

2014, 35(3): 453-457.

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MPTCP是IETF MPTCP工作组新设计的一种传输协议，可在一个连接中同时使用多条路径.为实现大范围部署，MPTCP的设计需确保公平性，其中包含网络公平性和瓶颈公平性.MPTCP工作组为MPTCP协议设计了一种满足网络公平性并倾向于资源池的拥塞控制算法，但没有考虑瓶颈公平性问题.本文首先给出拥塞避免阶段拥塞窗口增大量和减小量满足网络公平性时的关系，然后结合瓶颈公平性，设计出一种基于公平加权耦合的多路径拥塞控制算法.仿真表明，此算法可在保证网络公平性的前提下，有效提升多路径连接子流在各条路径上，尤其是较差路径上的瓶颈公平性.

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面向非均匀单元格分簇的无线传感网路由协议

付晓阳，方钰，石辰杰，莫雪梅

2014, 35(3): 458-462.

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非均匀分簇算法可以解决无线传感网络中热区问题，平衡网络能耗.中提出一种应用于目标追踪预测领域的基于非均匀单元格分簇的路由算法(Grid-Based Uneven Clustering，GBUC)，通过“同心圆&辐射线”的非均匀分簇方式划分单元格，并基于此单元格进行所追踪目标的宏观预测，在该预测的基础上进行节点能量分级管理，在保证追踪质量的前提下，使部分节点处于睡眠状态.仿真结果表明，与目前典型算法相比，GBUC算法可以有效延长网络寿命，与LEACH相比最高可降低63%的网络能耗.

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一种适用于2D Mesh NoC的低延迟路由算法

韩国栋，张士鉴，柯璘

2014, 35(3): 463-466.

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在2D mesh结构的片上网络(NoC)中，传统的“逻辑电路式”路由算法都是采用“一步一比较”的方式确定最优输出端口，这种方式不能有效的降低数据包的平均延迟.根据数据包在2D mesh NoC某些连续的跳数内最优端口固定的特点，提出了一种低延迟、无死锁的路由算法，该算法采用“跳步比较”的方式来降低数据包的路由时间.实验结果表明，和改进的DyAD算法相比，该算法使得平均延迟和网络总功耗分别平均改善3.4%和7.4%，算法在大尺寸NoC中低延迟的优势更为明显.

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XCON会议框架中举手功能的设计与实现

李满坡1，张伟2，向勇3，孟令愚1，杨宁1

2014, 35(3): 467-472.

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XCON在信令协议方面具有很好的独立性和可扩展性，是目前主流的紧耦合式会议框架，但是其中的会议Presence服务只能单向地发布通告给与会者，缺乏交互性不能满足用户需求.举手功能是远程会议中一种典型的交互式应用.提出一种基于标准协议的举手功能实现方法，首先设计了会议Presence状态文档，在此基础上扩展设计了支持举手功能的会议Presence状态文档；然后设计了基于会议Presence的举手功能的信令处理流程；最后给出了基于开放源代码的XCON会议框架中举手功能的原型实现.本文方法有助于促进多媒体数据会议中举手机制的标准化工作.

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社交网络信息传播的博弈模型

黄启发1，朱建明1，宋彪1,2，章宁1

2014, 35(3): 473-477.

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对社交网络信息传播规律和传播过程的研究，目前主要有实证分析、数理模型和传播动力学三种理论或方法.应用博弈论的思想，从微观个体的角度出发，将关系层次作为重要变量加入到模型中，分析社交网络用户传播信息时的成本、收益和策略选择.结论认为：只要传播信息的收益大于成本，用户都会选择传播信息；用户之间的关系越紧密，越容易相互传播信息和共谋；非共谋行为并不是一个纳什均衡策略.并分析了用户的混合策略纳什均衡，使研究更接近现实，对社交网络用户信息传播的决策具有一定指导意义.

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中断最优的机会中继性能比较

何绍华1，王泽贤2

2014, 35(3): 478-482.

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解码转发协议下的单中继选择策略通常包括：被动和主动两种机会中继策略.在存在直传路径的系统中，对于该两种中继选择策略性能比较研究较少.本文在选择性解码转发协议下，对该两种中继选择策略进行了进一步的研究，详细推导了该两种策略的中断概率的精确闭式结果，并给出了高信噪比范围时中断概率的近似表达式.通过理论分析和数值仿真得出，在低信噪比条件下或在高信噪比满足中继数目足够多的情况下，与主动机会中继策略相比较，被动机会中继的中断概率性能更优.

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一种新的Web应用防火墙的自学习模型

李雪1，唐文1,2，张华1

2014, 35(3): 483-487.

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针对Web应用攻击方式繁多、传统Web应用防火墙黑名单规则库过于复杂的问题，提出一种新的Web应用防火墙的自学习模型，采用先收集、整理和归纳网页参数特征，再与用户提交数据进行规则匹配的方法，实现对Web应用的安全防护.自学习模型将Web页面参数分为类型固定参数、枚举参数和用户输入参数三类，由初始学习模块和持续学习模块组成，前者由合理样本数据建立初始规则库，后者根据用户近一段时间的输入数据持续学习网页特点，扩充用户合法行为模式，以适应用户需求变化和Web应用更新.本模型采用异常流量统计和数据包相似性分析的综合方法应对针对学习过程的攻击，进行有选择性的学习.实验结果表明此自学习模型具有良好的安全防护能力和学习能力.

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无条件安全并可识别欺骗者多秘密共享方案

陈振华1,李顺东1,王文涛2,谭示崇3

2014, 35(3): 488-492.

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(k,n)门限的多秘密共享方案是秘密被分割成〖WTB1X〗n个份额, 任何≥k个份额都能重构出秘密, 但任何

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终端行为可信评估及其访问控制方法研究

常朝稳，徐江科

2014, 35(3): 493-499.

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针对开放网络环境下重要信息系统资源高安全等级的访问控制需求，提出一种基于环境度量和行为评估的访问控制模型，该模型基于环境信任度对终端计算环境进行安全分级，基于多实体贝叶斯网络综合用户行为的多种属性对用户行为实施动态评估，整合了环境可信度和行为模式、资源访问、系统运行状态等行为表现属性，能较全面地对用户行为进行评估；模型采用条件规则和授权规则相结合的安全规则，实现对资源访问行为动态的访问控制.与现有的模型相比，提出的访问控制模型能够更好地适应环境的多变性和用户行为的复杂性，信任评价方法更具有可计算性和合理性.

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允许免费接收者的完全子树广播加密方案

张亦辰，李继国，黄丕全

2014, 35(3): 500-503.

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随着数字化技术的发展的迅猛发展和Internet的普及，网上交易和传播的电子图书、音乐、视频和软件等数字内容越来越多.由于数字化信息极易被复制、修改和传播，盗版现象日益严重，给相关权利人造成巨大的经济损失.广播加密技术解决版权保护问题并能有效地管理密钥.但用户量巨大的时候，通信量和用户端密钥存储量都急剧增加，为了解决这一问题，本文利用子集覆盖的思想，提出一个允许免费接收者的完全子树广播加密方案，当撤销用户很多的时候，显著降低了系统的通信量.虽然一部分人可能免费接收内容，这些损失可以由减少的带宽费用得到补偿.

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基于二维RNN的CAPTCHA识别

陈睿，黄曙光，叶春明，张亮

2014, 35(3): 504-508.

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全自动开放式人机区分图灵测试（CAPTCHA）是基于人工智能领域开放性问题而设计的网络安全技术，CAPTCHA识别是该研究领域的重要分支.长短时记忆（Long Short Term Memory, LSTM）型递归神经网络(Recurrent Neural Network, RNN)已被成功应用于CAPTCHA识别，LSTM型RNN实质上是一维RNN，而文本型CAPTCHA为二维图像.提出使用二维RNN对CAPTCHA进行识别.二维RNN能够很好的将特征提取同识别相结合，同时具有较好的上下文保持特性，从而更适合文本型CAPTCHA识别.同时为了进一步提高识别的可靠性，提出一种基于支持向量机（Support vector machine, SVM）的拒识策略，实验结果表明二维RNN较一维RNN能够获得更好的识别率，并且新的拒识策略较其他拒识策略取得更好的拒识效果.

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抗RS统计分析的参数化LSB安全信息隐藏算法

廖琪男，赖振丹

2014, 35(3): 509-513.

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针对目前信息隐藏的嵌入和提取函数为固定表达式而容易被隐写分析和非法提取信息的安全隐患，提出信息隐藏参数化设计思想和参数化LSB (Least Significant Bit) 隐写算法.首先提出信息隐藏参数化设计定义和分析参数化信息隐藏算法的安全性；然后提出参数化LSB隐写算法，该算法随机选择参数值改变目标像素值的最低有效位后用秘密信息替代这些最低有效位，从而实现信息隐藏和改变传统LSB算法的最低有效位替换规律.理论分析和实验表明，信息隐藏参数化设计可以有效提高信息隐藏算法的抗隐写分析能力和抗信息提取能力；参数化LSB算法可以抵御RS隐写分析，具有比传统LSB算法更好的载密图像视觉质量和安全性.

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面向领域科学数据的虚拟数据空间共享模型

葛敬军1，2，胡长军1，刘歆1，李扬1，刘震宇1

2014, 35(3): 514-519.

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以实现领域科学数据共享为目的，提出一种基于虚拟数据空间的共享模型.通过探讨模型中的主体、数据、服务与空间四要素，研究基于逻辑实体和逻辑实体集的领域科学数据聚合.针对领域内的各类应用主题以及个体的需求,将分散的领域科学数据聚集成与服务相关的虚拟数据空间，利用主体对服务的共享来实现数据的共享.最后，以石油领域油气井科研数据管理平台为例,阐述油气井科研数据共享的实现过程.实际应用表明，虚拟数据空间共享模型对于领域科学数据共享是高效可行的，并为数据密集型应用、领域内的服务开发与部署提供了良好的支持.

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一种动态二进制翻译中间接分支目标地址查找算法

廖银1，姜海涛1，孙广中1 ，靳国杰2，陈国良1

2014, 35(3): 520-525.

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如何提高性能是动态二进制翻译中的核心研究问题.动态二进制翻译技术以分支指令结尾的基本块是翻译和执行的基本单元，基本块之间的跳转关系由分支指令确定.间接分支的目标地址在运行时才能确定，优化比较困难.已有工作表明间接分支目标地址的处理是影响动态二进制翻译系统性能的重要因素.经过我们的实验分析表明间接分支的目标地址分布具有较好的局部性，在此基础上提出一个带私有缓存的间接分支目标的查找算法，利用私有缓存对间接分支的目标地址进行预测，分支目标良好的局部性带来了高的预测成功率，从而减少了上下文切换的次数，并且使得X86体系结构下SPEC CPU2000 INT 测试集程序在龙芯平台上翻译执行时间平均减少了10%-20%.

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基于技术功效矩阵的专利聚类分析

陈旭，冯岭，刘斌，彭智勇

2014, 35(3): 526-531.

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专利文献蕴含着重要的技术、法律、经济信息，每年的出版量占世界各种图书和期刊的四分之一.随着专利数量的不断增多，对专利聚类分析显得尤为重要.我们主要研究专利聚类分析中的文本表示和结果可视化两个关键问题.首先将专利以技术功效对的方式表示，然后基于技术功效矩阵的进行专利聚类，最终形成一种多层次的专利地图.其实验结果表明这种方法比传统的向量空间模型的方法具有更高的效率和更好的聚类效果，并且其聚类结果的可视化更强的实用性和更好的扩展性.

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一种面向划分的数组数据流分析方法

丁锐，赵荣彩，赵捷

2014, 35(3): 532-537.

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传统数组数据流分析方法主要针对精确依赖测试、数组私有化等研究，无法为划分提供数组在循环间详细的定义-引用信息.本文提出了一种面向划分的数组数据流分析方法，通过定义-引用图来表示数组的数据流信息.首先根据嵌套循环的并行性和结构特点，建立定义-引用图的结点集.然后基于活跃-引用和精确数据流分析，在循环内求出数组的定义、引用等数组区域.最后根据数据流方程和过程间分析添加定义-引用边.通过对矩阵求逆等七个实际用例的实验结果表明，定义-引用图的引用能够使划分算法对并行收益做出准确的评估，并减少了生成代码的通信冗余，提升了并行程序的加速比.

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Hadoop集群性能参数自动调优信息库系统构建

郑晓薇，项明，张大为，刘青昆

2014, 35(3): 538-542.

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为了使Hadoop集群系统能够应对多变的任务及系统本身节点差异对集群性能带来的影响，采用TaskConfigure服务器构建Hadoop集群参数信息库系统实现对集群参数的自动调优配置.通过对集群节点及任务的分类，提出集群按类分配配置参数及采用节点资源利用效率生成集群系统参数的优化配置值.实验结果表明，参数信息库系统的自动调优保证了集群工作性能的充分发挥，有效地缩短了集群执行任务的工作时间，使集群具有良好的稳定性和扩展性.

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一种源程序级软件验证方法研究

叶俊民，王珍，戴跃庭，金聪

2014, 35(3): 543-548.

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软件质量对使用软件的各行各业有很深的影响，因此验证软件是否满足某些关键性质成为一个重要的问题.提出一种基于C语言的源程序级验证方法，其主要思想是将C源程序转换为与控制流图等价的Kripke结构，将这一Kripke结构作为程序的抽象模型，用CTL描述期望程序具备的性质，然后利用NuSMV模型验证工具检验该模型是否满足所期望的性质公式，从而达到检验程序是否满足该性质的目的.基于这种思想，设计并实现了一个自动将C源程序和其待检验的性质转换为NuSMV的输入文件并对其进行验证的环境原型.

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组合盘GRACE散列连接算法

杨良怀1,2，刘明超1，潘一帆1，吕超帅1

2014, 35(3): 549-554.

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在传统数据库系统中，I/O开销一直是连接算法性能瓶颈.固态盘具有随机读写性能高和低延迟的特性，使得利用固态盘改善连接算法I/O性能成为可能.提出基于硬盘和固态盘混合存储系统下的组合盘GRACE散列连接算法(CGHJ).CGHJ对传统GRACE散列连接算法分区阶段作如下改进：将固态盘作为内存和硬盘之间的缓存，位于内存的各个散列桶先写到位于固态盘的临时文件缓存；临时文件缓存满后，利用迁移缓存将固态盘中的内容转移到位于硬盘的各个分区文件.新的分区方式增大了分区过程中随机写到每个分区文件的块，减少硬盘分区过程中产生的随机I/O.实验结果显示在缓存容量较小或表的数据规模较大情况下，CGHJ能取得很好消除硬盘随机I/O的效果.

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基于RTL的函数调用图生成工具CG-RTL

孙卫真1, 杜香燕1, 向勇2, 汤卫东2, 侯鸿儒3

2014, 35(3): 555-559.

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为了分析操作系统内核等大型软件的模块间函数调用关系，针对传统的函数调用关系生成工具不适用于模块间调用关系分析以及其依赖编译器具体特定版本等不足，提出一种基于寄存器传送语言（Register Transfer Language，RTL）的函数调用图生成方法，并根据该方法实现了一个生成模块间函数调用图的工具CG-RTL（call graph based on RTL，简称为CG-RTL）.CG-RTL首先从编译过程所生成的中间结果中提取出函数定义和调用关系信息，然后利用开源图形可视化工具Graphviz将其绘制出来，并最终将该功能集成到在线源代码浏览工具LXR中去．实验结果表明：通过该方法获得的函数调用关系与目标代码较为一致，而且可以分析用户指定模块间的函数调用关系，而且该方法同时可以生成相对应的函数调用关系列表，更加细致的描述函数调用关系.

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基于时间序列预测的自适应失效检测模型

石磊1，景京1，卫琳2，陶永才1，曹仰杰2

2014, 35(3): 560-565.

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失效检测是实现分布式系统高可用性的重要保障技术，其本质属于非线性时间序列预测问题.最小二乘支持向量回归算法是非线性时间序列预测领域的有效方法之一，在小样本空间和预测精度等方面有一定优势.传统失效检测算法基于概率统计模型计算下一心跳的到达时间，受限于某种概率分布且需要较大数据量，存在一定局限性.实际应用中常面临小样本空间，为此本文提出FD-LSSVR(Failure Detection- Least Squares Sport Vector Regression)模型并进行了讨论.针对现有自适应失效检测算法需考虑离群值这一问题，模型引入聚类分析法过滤对预测结果影响较大的离群值.实验结果表明，FD-LSSVR模型在检测时间和准确度方面均有较好表现，可用以缓解子网络延迟对失效检测的影响.

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引入错误严重性分级的软件可靠性模型

李强1，王超2，余祥1，齐建业1

2014, 35(3): 566-570.

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在对G-O模型的基本假设进行改进的基础上，将软件错误严重性分级引入G-O模型，建立了引入错误严重性分级的软件可靠性模型G-NHPP.按严重程度将软件错误严重性分为致命错误、严重错误和一般错误三类，从基本假设、模型度量、参数估计、数据要求等四个方面对软件可靠性模型G-NHPP进行了分析，使用序列似然比PLR图、U-结构图、Y-结构图的图形法和误差平方和、均方误差值、Akaike信息准则、预测风险率4种参数的数值法对软件可靠性模型G-NHPP进行了分析验证.验证结果表明，所建立的G-NHPP模型比G-O模型和J-M模型更接近实际，该模型具有良好的拟合效果和评估能力.

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反向学习和声搜索算法优化高维函数问题

欧阳海滨1，高立群1，邹德旋2，孔祥勇1

2014, 35(3): 571-578.

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提出一种反向学习和声搜索(OLHS)算法，该算法设计了随机位置更新操作，进一步提高算法的全局搜索能力；融合了反向学习技术，拓宽解空间的开发，增加解的多样性；引进了小概率变异策略，平衡算法的聚集和发散过程，防止算法陷入局部最优；采用了模拟退火选择机制，推动和声记忆库的更新，增加新解的有效利用.对10个高维标准函数进行了测试，同基本和声搜索算法及最近文献中提出的7种优秀改进和声搜索算法相比较，结果表明本文算法具有更好的优化性能.最后，分析了关键参数F和Pm对算法优化性能的影响.

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适用于高维多类数据分类的并行非线性最小二乘法分类器

赵奕林，朱真峰，周清雷

2014, 35(3): 579-573.

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最小二乘法(LS)分类器是一种基础但有效的分类器，尤其适用于解决大规模数据分类问题.LS方法需要求逆矩阵，这使得LS方法在处理高维数据问题时效率低下.为此，提出基于LS的并行化非线性方法(PNLS).通过随机地划分数据维，PNLS能够并行地计算局部模型参数，经过迭代优化，形成最终的全局解.PNLS方法具有三个特点：1)局部线性但全局非线性；2)避免求解大矩阵的逆，适合处理高维数据；3)通过并行计算，能够提高学习效率.另外，理论分析证明了PNLS方法的收敛性.本文进一步提出一种随机版本的PNLS方法，它在每次迭代过程中随机分割数据维以优化PNLS的性能.实验结果表明，与最小二乘法相比，本文提出的方法可以获得更好的预测精度和运行效率.

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视觉选择性注意的认知神经机制与显著性计算模型

刘扬1,2,3，杨伟1,3，郑逢斌1,3

2014, 35(3): 584-589.

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针对目前显著图计算复杂度高、分辨率低、对比度差等问题，受Stevens视觉认知模型和注意的神经控制回路的信息处理结构启发，提出一种基于选择性注意认知神经机制的视觉显著性计算模型和相关算法.该模型兼容了自上而下和自下而上两种视觉注意机制，可很好地模拟了人类的视觉注意系统.在显著性对象图像数据库进行的实验中，本模型在选择性注意的显著区提取精度、运行时间、噪声干扰抑制等方面都取得了令人满意的结果.

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形式背景的属性拓扑表示

张涛，任宏雷

2014, 35(3): 590-593.

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形式背景的表示是形式概念分析研究的基础内容之一.针对目前形式背景表示方法单一且运算复杂度高的问题，提出形式背景的属性拓扑表示.与传统表示方法不同，属性拓扑表示以属性为顶点，属性对间的包含关系为权值，计算属性间的耦合程度，并以加权图的形式对形式背景进行刻画.对属性拓扑的分析表明，属性拓扑图不但简单直观的表现出各个属性之间的关联及其关联强度，而且与形式背景一一对应.且通过对属性拓扑图的直观分析，可以发现其与部分形式概念的关联关系.

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Perfect Code问题的加权分治算法

王英磊，宁爱兵，支志兵，杨晓芳

2014, 35(3): 594-598.

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加权分治技术是算法设计和分析中的一种新技术，该技术通过对处理对象设置不同的权值来更加精确的描述分支子问题规模的大小,其目的是得到最坏情况下时间复杂度更好的精确算法.Perfect Code问题是一典型的NP难题，基于分支降阶技术为其设计一个快速递归算法；同时使用加权分治技术对算法加以分析，得到一个时间复杂度为O(1.3248np(n))的精确算法，其中p(n)为问题中结点个数n的多项式函数，对比分析表明该时间复杂度低于采用传统方法得到的时间复杂度.

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面部认知行为特征提取探索

王先梅1，郑思仪1,2，李程1，王志良1

2014, 35(3): 597-601.

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为了较全面表征面部外显的语义信息，在当前研究成果的基础上，借鉴人类认知经验，提出面部认知行为特征这一概念，并对其计算模型与分析方法进行了初步的探索.在认知心理学与心理学研究的基础上，提出一种具有时空结合、多分辨率、动态等特点的面部认知行为特征识别模型，初步抽取了11种面部认知行为特征，并建立了它们与对应面部运动单元之间的对应关系；在面部认知行为模型的基础上，给出了一种融合阈值决策与隐马尔科夫模型进行面部认知行为特征识别的方法，主要包括FACS AUs特征的时空分析、基于AUs的面部认知行为特征检测两部分.实验表明：本文所提方案可以有效识别面部认知行为特征.

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未知环境下的智能体避障算法研究

刘荣，庄毅，薛羽

2014, 35(3): 602-605.

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针对智能体避障选取VFH及一系列改进方法时，原有直方图构造模型的复杂性问题以及大部分研究方法忽略了障碍物运动特性以及智能体自身大小对智能体避障的影响.提出一种新的直方图计算方法.该方法改进了原始的栅格计算模型，采用几何分析计算的方法，减少了智能体避障过程中的计算量；通过对动态物体进行研究，算法考虑了障碍物运动的特性以及智能体自身尺寸对避障所产生的影响.仿真实验表明，通过该算法构造的直方图能够作为智能体避障决策的基础，使得智能体能够顺利绕过动态障碍物，寻求优化的路径，快速追踪到静态目标和动态目标.

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基于三阶条件随机场的论文元数据提取方法

于洪涛，虞海明，张付志

2014, 35(3): 606-609.

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针对现有论文元数据提取方法精度不高和上下文信息利用较少的问题，通过对二阶条件随机场模型的状态转移特征进行扩展，提出了一种基于三阶条件随机场的论文元数据提取方法.首先，利用分隔符对论文头部文本进行分块预处理，选择局部、布局、词典特征作为特征集进行特征提取；然后，采用L-BFGS算法并引入平滑处理学习三阶条件随机场模型的参数；最后，以论文头部提取出的特征序列作为输入，利用改进的Viterbi算法，高效求解出该论文头部信息的标记序列.实验结果表明，基于三阶条件随机场模型的方法优于其他现有提取方法.

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自动确定单词-文档谱聚类最佳聚类数目的研究

刘娜,路莹，唐晓君，王海文，李明霞

2014, 35(3): 610-614.

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针对大多数的谱聚类算法缺少聚类数目的问题，提出一种自动确定最佳聚类数目的单词-文档谱聚类方法.该方法从多文档集合对应的单词-文档矩阵出发，利用形态学对矩阵进行转换、过滤，通过特征间隙确定最佳聚类数目.主要过程包括三个阶段：第一阶段将单词-文档矩阵转换成聚类数目趋势图像，第二阶段采用图像处理技术对灰度图进行过滤.第三阶段通过计算过滤后的灰度矩阵的第一个极大特征间隙所在位置得到最终的最佳聚类数目.实验证明，该方法不仅能评估最佳聚类数目，而且能在一定程度上提高单词-文档谱取类方法的准确性.

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基于内容的相似视频片段检索技术

吴玲达1,2，邓莉琼3，邓维1

2014, 35(3): 615-619.

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为了实现相似视频片段的快速检索，提出一种建立在视频单元层上的视频片段探测方法.在视频片段的特征描述阶段，利用视频距离轨迹(VDT)来表现视频片段随时间变化的趋势，同时定义线性拟合特征(LFF)的描述方法来描述VDT的特征.在特征匹配阶段，利用图论中的最优匹配方法寻找视频单元序列之间的最佳匹配方式，同时定义视觉相似度和时序相似度的计算方法，在保证匹配准确度的同时大幅度减少了匹配的数据量.实验结果表明，该方法极大地改善了相似视频片段的检索效果，与传统的视频检索方法相比，该方法具有更好的鲁棒性以及更加快速的效率.

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基于内容理解的单幅户外图像影子检测

张世辉1,2，罗艳青1，靳连超1，孔令富1,2

2014, 35(3): 620-625.

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为了准确检测户外图像中的影子，提出一种基于图像内容理解的影子检测方法.首先，分割原始图像得到强边界，在此基础上，利用支持向量机对强边界进行分类以便检测出所有的候选影子边界.基于图像内容理解方法将图像中目标物体按照几何类别进行分类，根据分类结果确定属于地面和直立面中的候选影子边界，并将地面中候选影子作为地面中最终检测到的影子.最后，分析直立面中影子的位置关系，建立直立面中影子的检测模型，并通过求解该模型最终确定出直立面中的影子.实验结果表明，所提方法解决了已有影子检测方法对直立面中影子检测效果差的问题，不但能够较为准确地检测出地面和直立面中的影子边界，而且检测到的影子边界更加连续.

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多维数字战场态势可视分析研究

聂俊岚，陈欢欢，郭栋梁，张继凯

2014, 35(3): 626-629.

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针对现有多维数字战场态势表现方式较为单一、可视化维度不够全面等问题，提出采用平行坐标曲线散点图技术对多维数字战场态势进行可视分析的方法.通过对典型战术应用的分析，提炼态势分析的多维战场元素，设计态势分析的平行坐标曲线散点图以及人机交互技术，使作战指挥人员能够有效的观察和分析多维战场态势信息之间的关系.实验表明，该可视分析方法展示多维数字战场态势可视化效果良好，可快速直观的提取有用信息，展现多维信息及其各属性之间的关系，达到交互级战场态势可视分析.

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反馈移位寄存器和三角混沌相结合的加密算法

方鹏飞1，吴成茂1，王保平2

2014, 35(3): 630-635.

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为了提高信息加密算法的安全性等要求，提出一种反馈移位寄存器和三角混沌系统相结合的循环迭代加密算法.利用三角混沌映射产生混沌序列并将其离散为二进制序列，并将离散二进制序列与进位反馈移位寄存器的反馈值相结合形成复杂的二进制伪随机序列发生器，最后将随机序列发生器的输出结果与三角混沌符号序列进行逻辑异或获取具有较长周期的伪随机码并作为密钥用于改进的Feistel结构加密算法并获得一种新的具有较高安全性加密方法.通过对加密后图像相邻像素所对应的共生矩阵特性分析表明：加密图像具有良好的空间随机均匀分布特性.

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多特征融合的步态识别算法

柴艳妹1, 夏天2, 韩文英1, 李洋1

2014, 35(3): 636-641.

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近年来，基于特征融合的方法已成为步态识别领域最为活跃的研究方向之一.现有的算法中多采用整体特征和模型特征进行融合.整体特征反映的是目标的轮廓特点，粒度较粗；而模型特征则反映了目标的局部动态特征，粒度又过细.它们的融合虽然可以提高识别性能，但提高程度有限.针对上述问题，引入了区域方差特征，将人体按部位划分成区域，分别提取反映身体不同部位运动特性的动态方差特征，粒度适中.然后，将三类不同粒度的步态特征进行融合，以增强信息互补性.本文算法分别采用特征级和决策级融合策略在UCSD和CMU数据库上进行了实验，结果表明所提算法确实提高了识别性能.

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一种持续光流跟踪的运动目标检测方法

石祥滨，王萌，张德园，黄小水

2014, 35(3): 642-647.

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针对摄像机与被检测目标同时运动情况下的目标检测问题，提出一种适合于序列图像的持续光流跟踪的运动目标检测方法.首先，在起始两帧间使用金字塔稀疏光流法跟踪特征点，将跟踪到的特征点根据其运动进行分组，然后在后续帧图像上持续跟踪已分组的特征点，对于每组中的特征点，只保留持续跟踪到的特征点最大集合，去除过小分组，直至筛选出只属于背景的特征点分组用于背景运动补偿，最后使用帧间差分法检测运动目标.对于后续帧，仅在已筛选出的背景特征点分组上持续光流跟踪.实验证明，本文提出的方法能够提高检测运动目标的精度和速度.

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自适应形状先验的图割分割方法

辛月兰1,2，张晓华3,汪西莉1

2014, 35(3): 648-643.

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传统图割在交互式图像分割方面是比较成功的，但当图像含有噪声、部分被遮挡及背景较复杂的情况下，传统的图割方法并不能得到正确的分割结果.针对此问题，提出了一种将自适应形状先验合并到图割的方法，其思想是在图割框架中，除了通常的边界项和区域项外，将水平集距离函数的一个模板作为形状先验包含在图的边权重中，用图的边权重来传递关于图像和先验形状的信息；通过自适应调整参数来调整形状先验在图像中所起的作用；用加速稳健特征和随机抽样一致算法实现形状模板和目标的配准，使形状的变换具有仿射不变性.将此方法用于含有阴影、噪声污染和遮挡情况的自然图像进行处理，相比于不含形状先验的情况，该方法通过自适应形状先验信息约束分割目标的边缘，可以有效地应对阴影、遮挡和噪声问题，取得了较好的分割结果.

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基于前景分割的行人检测方法

刘剑1,2，刘亚楠1，高恩阳1,3，龚志恒1

2014, 35(3): 654-658.

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针对背景复杂情况下行人检测误检率较大的问题，提出一种新的基于前景分割的行人检测方法.本方法在样本训练过程中，通过对图像的初始轮廓线进行有向分水岭转换，然后由超度量轮廓图算法得到图像内一个个封闭的区域，把得到的封闭区域与设定框进行比较，区分封闭区域属于前景还是背景，进而把前景目标分割出来并进行训练；测试时，把待检测图像中的检测区域进行前景分割，求出前景的HOG特征并用SVM分类，确定检测区域内是否有行人.这样保证了在训练阶段和检测阶段都去除了背景噪声的影响，实验结果表明，提出的方法能有效的提高检测精度.

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一种彩色图像的同步去噪增强算法

贾迪1，孟琭2，张一飞2，贺学平1，方金凤1

2014, 35(3): 659-662.

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在彩色图像获取过程中，由于受到环境、设备等客观因素的制约，常得到含有噪声、对比度差的图像，这些对于后续图像分割与配准的准确性方面都产生较大影响，为此提出一种彩色图像的同步去噪增强模型.首先引入RGB与Ycbcr的变换及逆变换，构造了适用于彩色图像的自适应直方图均衡化偏微分方程.其次，通过计算本征矢与x轴的夹角统一梯度变化率、消除法相扩散，给出了彩色图像的PM模型.最后将上述两种模型通过增加系数调节项的方式进行融合，达到同步去噪增强的目的，实验结果验证了本文算法的有效性与实用性.

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融合模糊全局和双核局部信息的活动轮廓模型

赵杰,祁永梅,潘正勇

2014, 35(3): 663-666.

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尺度可控的局部区域（RSF）活动轮廓模型可用于灰度不均匀图像的分割，但存在初始化敏感和易陷入局部极小值的缺点，从而限制了其实际应用，因此提出了一种结合模糊聚类区域信息的变分水平集活动轮廓模型.该模型采用了模糊均值聚类（FCM）算法对图像进行预处理，将预处理结果二值化后作为下一步水平集演化的初始轮廓，解决了初始化敏感问题；设计了一个灰度域上的核函数，将其与RSF模型的空域核的一个线性组合作为局部能量项，弥补了采样权值仅与空间距离有关的缺陷，提高了分割精度；将聚类分析得到的模糊隶属度作为图像的全局信息，结合改进的CV模型，作为全局拟合力，增加了模型的自适应性，并加快了模型的收敛速度.实验结果表明，该模型能够自动初始化，抗噪性能强，对灰度不均匀图像有很好的分割效果.

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离散频率周期任务的节能调度算法

郭锐锋1，张忆文1,2 ，李杰1,2，刘娴1,2

2014, 35(3): 667-670.

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DRA算法通过建立α 队列，动态回收系统空闲时间，利用DVS技术降低系统能耗，但其通常假设处理器提供连续的频率或者电压.为了保证任务的实时性，DRA算法选择的实际运行速度比连续频率情况下计算出的理想速度Sx大，这样会造成系统资源的浪费.本文以DRA算法为基础，针对处理器提供离散频率或电压，提出了DRA-PARTION算法.该算法把任务的执行时间划分为两部分，通过Sx确定第一部分的速度SL和第二部分的速度SH，并且利用理想速度下的执行时间ex.I计算出第一部分的执行时间ex.L.待第一部分执行完成，根据剩余执行时间完成第二部分.仿真实验表明DRA-PARTION算法比DRA算法节约大约19.04%的能耗.

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利用访存负载平衡提高多核处理器系统吞吐量

刘玉，安虹，孙荪，陈俊仕

2014, 35(3): 671-675.

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多任务并行执行是发挥多核处理器效能的常用手段，对多任务进行有效调度从而避免资源使用瓶颈是多核处理器任务调度的一个重要课题.本文针对多核处理器片上存储资源的使用提出一个访存负载平衡调度机制，通过刻画任务访存负载、操作系统内核层性能检测，实现了集成的计算和访存负载协同平衡系统.该调度系统在区分任务访存特征的基础上，可以在操作系统内核层组织任务执行.通过对测试程序集合的实验验证，并与其它两种调度算法进行比较，相对于操作系统缺省的计算负载平衡机制，访存负载平衡调度系统可以提高多核处理器任务吞吐量达8.2%，并且具有较低的系统实现开销.

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基于断言的Compact PCI总线IP核功能验证

姚爱红1，孙盟哲1，张智钧2，袁莉娜3

2014, 35(3): 676-680.

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近年来，SoC设计规模和复杂度的不断提升使得基于IP核的设计和验证技术成为研究的热点.基于断言的功能验证具有代码简洁、可以快速定位设计缺陷以及易于与设计绑定等优点，在IP核功能验证中受到了广泛的关注.本文研究基于断言的Compact PCI总线控制器核的功能验证问题，提出一种基于断言的监视器组件设计方法,将Compact PCI核接口信号时序的断言、覆盖率统计的断言封装为监视器组件,以提高验证环境的开发效率和可复用性.实际应用表明，本方法在加快验证过程收敛速度的同时，随IP核一起发布的验证组件提高了验证环境的可复用性.

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基于图形处理器的并行小波突变协同差分进化算法

刘剑英

2014, 35(3): 681-684.

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随着工程应用越来越复杂，待优化参数指数增长，原有的参数优化算法丧失了有效性，基于此提出一种基于图形处理器的并行小波突变协同差分进化算法.该方法首先依据协同进化策略构造协同差分进化框架，将高维问题分解为一些子种群，并同时将总问题分配到每个图形处理单元中，进而在子种群内利用小波突变差分进化算法进行同步并行计算，提高全局持续搜索能力.通过高维标准函数对比测试分析，所提算法相对其他方法具有较好的参数优化能力和计算效率.

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利用i-vectors构建区分性话者模型的话者确认

方昕，李辉，刘青松

2014, 35(3): 685-688.

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对于电话手机语音的文本无关话者确认,运用联合因子分析构建话者信息子空间与信道信息子空间来进行失配信道补偿取得了较好的效果.然而研究表明,信道信息子空间仍然包含了可以用来区分话者的信息.因此,本文运用一种既包含话者信息又包含信道信息的全变量信息子空间来提取i-vectors低维特征矢量,再运用类内协方差规整进行失配信道补偿,最后用补偿后的i-vectors特征矢量构建支持向量机话者模型.在NIST08数据库上实验表明,本文所构建系统的性能在等误识率和最小检测代价函数上有相对近70%的提高.

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