小型微型计算机系统

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石磊,谢涛,曹仰杰,卫琳,陶永才

2015, 36(6): 1153-1157.

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Web服务标签是用户向Web服务添加的描述其功能或属性的关键词，用来提高服务相似度计算的准确率进而改善服务发现、服务组合和服务聚类等．目前不准确甚至错误的无效标签比例较高，影响了服务相似度计算的准确率．为此，提出一个Web服务标签优化模型WS-TOM，分析了Web上已有WSDL文档，给出一种考虑到编程风格和命名规范的特征提取方法，用于Web服务相似度计算；然后综合标签与WSDL的语义相似度和标签的信息量来对标签进行排名，降低不准确标签的影响．实验结果及分析验证了WS-TOM模型能够提高Web服务相似度计算的准确率．

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一种无锁并发跳表算法的可线性化证明

曹红星,冯新宇,

2015, 36(6): 1158-1164.

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为了证明无锁并发跳表算法的可线性化性质，采用最新提出的不固定线性化点算法可线性化性质的模块化验证方法，首先建立一个简单的抽象机和语言模型，在抽象机上实现无锁并发跳表算法并生成局部依赖与保证风格的推导规则，然后寻找算法的线性化点并通过模块化验证方法中的方案在算法实现中添加辅助语句以标识线性化点，接着构造基本断言如不变式I、算法执行所依赖的环境规范R和算法规范G，最后根据推导规则对算法进行严格的推导证明．由于不固定线性化点算法可线性化性质的模块化验证方法经过形式化的可靠性证明，因此本文通过可靠地形式化验证方法首次证明了无锁并发跳表算法的可线性化性质．

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社交网络中基于信任的推荐算法

刘英南,谢瑾奎,张家利,杨宗源

2015, 36(6): 1165-1170.

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推荐系统作为解决信息过载问题的关键技术，已经引起了国内外研究学者的广泛关注.迄今为止，业界最广受好评的是协同过滤推荐技术.但由于其本身存在着数据稀疏、冷启动等固有问题，而难以应对膨胀的社会网络这一应用场景.本文针对推荐系统所面临的挑战，构建合适的动态信任传递模型，所设计的基于信任的推荐算法是对稀疏性、冷启动等问题的有效解决方案，且对恶意攻击具备一定的抵抗能力.最后在真实社交网络数据中对所设计的算法进行实现，并与传统推荐算法做实验对比，实验结果表明算法相比协同过滤算法在准确性和覆盖率上表现更好，且算法具备的分布式特性在复杂社会网络与大数据环境下实现了推荐实时性的要求.

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融入节点重要性和标签影响力的标签传播社区发现算法

黄佳鑫,郭昆,郭红

2015, 36(6): 1171-1175.

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近年来，高质量社区的挖掘和发现已经成为社会网络研究一个热点．其中，基于标签传播的社区挖掘算法(Label Propagation Algorithm，简称LPA)由于具有近似线性时间复杂度且无须预先定义目标函数和社区数量等优点而得到广泛关注．但是，LPA算法的标签传播过程存在不确定性和随机性，影响了社区发现的准确性和稳定性．提出一种新的基于标签传播的社区发现算法LPA_SI(Label Propagation Algorithm based on Significance and Influence)．首先，采用新的节点重要性度量方法对节点进行排序；其次，提出一种新的标签影响力计算方法更新每个节点的标签；最后，在真实数据集和人工数据集上的实验表明，LPA_SI在复杂度相近的情况下能够显著提高社区发现的质量，并具有较好的稳定性．

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一种基于多叉树的并行Apriori算法

郭方方,梁晓,王慧强,钱真,陈江涛

2015, 36(6): 1176-1180.

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在云计算环境下，如何在大数据中进行关联规则挖掘是目前研究的重点和热点．目前已有的并行Apriori算法访问数据库频繁，时间复杂度高，且存储开销大．据此提出一种基于多叉树的并行Apriori算法．首先，依据垂直分割的思想，将原事务数据库转换为布尔型项目数据库并用二进制形式存储．其次，将记录集分割成n个子集，由多个节点并行计算，并使用多叉树结构存储频繁项．方法用于某网络安全态势感知系统后的结果表明，该算法与现有方法相比减小了对数据存储空间的要求，降低了数据库的访问次数，缩短了算法的运行时间．

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一种新的并行自动聚类算法：CGC-Cluster

杜欣,刘大刚,倪友聪,张开活,谢大同

2015, 36(6): 1181-1187.

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针对基于基因表达式编程的自动聚类算法聚类速度较慢和聚簇质量较差的问题，提出一种新的并行自动聚类算法：基于统一计算设备架构和粗粒度并行模型的基因表达式编程自动聚类算法(CGC-Cluster)．采用GRCM方法对基于基因表达式编程的自动聚类算法(GEP-Cluster)中聚类中心的筛选与聚合步骤进行了改进，基于统一计算设备架构以达到提高并行处理能力，基于粗粒度并行演化模型以提高并行度．选择了较知名的数据集，从算法的聚类速度和聚类质量两方面与GEP-Cluster算法进行了统计实验对比分析，实验结果表明，CGC-Cluster算法不仅获得了3倍左右的加速比，而且从簇内方差、Ocq指标和Dunn指标三种评判质量的指标进行比较，CGC-Cluster显著地改进了聚簇的质量．最后还通过实验分析了算法参数对并行算法的影响．

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传感器语义处理中面向数据的工作流设计

王海渊,黄佳进,黄智生,钟宁,

2015, 36(6): 1188-1192.

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为了实现Web中不同传感器系统之间的数据共享和互操作，在结合语义传感器Web(Semantic Sensor Web)概念的基础上，以建筑结构安全监测的传感器及感测数据为例设计了语义模型.同时，为了使得Web中各系统可以自动进行传感器的语义处理，提出面向数据的工作流处理方法，分析了该技术的特点和与传统工作流技术的区别，在该方法中以数据驱动处理，通过传感器数据的自动识别调用相应的处理模块，可以实现感测数据的自动提取、自动标注等处理方法，从而形成Web中有特定含义的传感器语义数据.最后以建筑结构安全监测系统中工作流的设计为例说明了该技术的具体应用.

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基于Redis的SVG空间信息可视化数据库

焦健,李岩,

2015, 36(6): 1193-1198.

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SVG空间信息可视化数据库在将SVG文档发布到网络时，存在存储、处理海量矢量数据和地图修饰信息的瓶颈性问题.采用Redis内存数据库，利用其NoSQL型内存数据库具有很好的并发性和快速响应的特性，设计了基于Key-Value数据库的XML文档粒度定义规则，建立了基于SVG的空间信息可视化数据库.实验证明，本文提出的技术方案不仅可实现原系统在关系型数据库中的各种功能，如：网络矢量地图发布的按需传输、中粒度查询、交互性等优势，而且弥补了其在并发性和响应速度上的欠缺.基于Redis的SVG空间信息可视化数据库在并发8000客户端、完成10000次查询请求时，Redis内存数据库仅需8s，可满足网络矢量地图发布应用的实用性和可交互操作性等需求.

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基于模糊聚类分析的数据库模糊查询的研究

王青松,李爽,马瑞萍,齐东涛

2015, 36(6): 1199-1202.

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针对关系型数据库的SQL语言只能进行精确查询的缺陷，在模糊逻辑理论的基础上，提出关系数据库应用模糊聚类分析进行模糊查询的方法．将要查询的属性值直接应用模糊聚类分析进行计算，使用Kruskal算法形成的最大树进行动态分类，应用映射函数将其映射到相应的模糊集合，即根据被查询数据本身的特性进行聚类，从而得到查询结果，避免了使用人为定义隶属函数进行模糊查询带来的主观性，提高了模糊查询的可信度和通用性．实验结果表明，使用模糊聚类分析进行模糊查询在避免了主观性的同时得到了较为理想的结果．

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传播最大和最新接受前驱的On-the-Fly并行空性检测

赵璐,张健沛,杨静

2015, 36(6): 1203-1208.

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针对一种结合最大接受前驱的on-the-fly并行空性检测方法，在接受环最大接受前驱处于环外的情境，无法通过传播接受前驱以on-the-fly方式识别接受环的问题，提出一种传播最大和最新接受前驱的on-the-fly并行空性检测方法．在首次遍历积自动机时，它采用最大接受前驱和最新接受前驱的双值传播模式，最大接受前驱仍保留原方法的传播特征，引入的最新接受前驱追踪并行空性检测的局部遍历特征，使其在原方法传播接受前驱识别失效时仍能on-the-fly识别接受环．理论证明了该算法的正确性，对比实验验证了该算法提前终止率更高，时空成本更低，on-the-fly优势更强．在软件模型检测领域，该方法为并行空性检测进一步控制状态空间爆炸，提供了一种有效途径．

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面向高维微阵列数据的混合特征选择算法

孙刚,张靖

2015, 36(6): 1209-1213.

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随着基因芯片技术的发展，基因表达实验获得了大量的微阵列相关数据，为人类疾病研究提供了一种全新的手段．然而，由于微阵列数据存在维数高、噪声大及冗余度高等特点，给深入准确地挖掘微阵列数据中所蕴含的知识和信息基因选择带来了极大困难．本文提出一种面向高维微阵列数据的混合特征选择算法，该算法分为两层：第一层使用信噪比方法计算全部基因的信噪比值，根据信噪比值选择指定数目的信息基因，过滤无关基因；第二层使用改进的Lasso方法对第一层得到的信息基因候选子集进行特征选择，剔除冗余基因．实验结果表明本文提出的算法能够选择出数量较少且分类能力较强的信息基因，并且性能稳定、泛化能力强，是一种有效的基因特征选择算法．

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一种多网卡环境的Linux流量控制算法

王凌睿,顾乃杰,任开新,

2015, 36(6): 1214-1218.

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流量控制是网络管理中用于保证服务质量的常见手段，令牌桶算法是常用的的流量控制算法之一.使用令牌桶算法在多网卡环境下进行流量控制时存在业务分类的问题，目前，缺少在这种场景下根据业务优先级进行剩余带宽利用的流量控制算法.本文基于令牌桶算法提出了一种改进的共享令牌桶算法，并在实际应用场景中进行了实验对比.改进的共享令牌桶算法能够在多网卡环境下对不同的网卡设置服务优先等级，在多个网卡间按照优先级的高低实现空闲令牌的共享.实验结果表明，改进的共享令牌桶算法能够在多网卡环境中有效地达到流量控制目的，同时实现按网卡优先级分配空闲令牌，提高带宽利用率.

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一种改进的覆盖网延时测量方法

陈星宇,黎文伟

2015, 36(6): 1219-1224.

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针对当前基于全节点测量模式的覆盖网延时测量方法开销较大的问题，提出一种改进的覆盖网延时测量方法.该方法通过评价所有覆盖节点的性能权值，并考虑测量冲突因素，挑选出一部分节点作为测量节点执行延时探测任务；同时采用逐层层析的方法获取底层网络链路级的延时信息，并通过节点间的通信，推算出测量节点无法直接测量的路径的延时估算值，减少了完成测量所需的探测次数，从而降低了总体测量开销.仿真实验结果表明，改进的测量方法能够在避免测量冲突的前提下，获得较为准确的覆盖网路径延时信息，但相比于传统的测量方法，具有更小的测量开销.

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基于核心链路的重叠社区发现算法

贺成龙,马宏,董哲,张风雨

2015, 36(6): 1225-1229.

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针对当前的社区发现算法难以发现网络中重叠度较高的社区结构的问题，提出一种基于核心链路的重叠社区发现算法．相较于当前的基于节点的重叠社区发现算法，该算法从链路的角度出发，通过选取核心链路，并根据链路影响力的强弱不断吸引外层链路进而形成链路社区结构；再将链路社区转化为节点社区，经过节点社区调整后，得到全局最优的重叠社区结构．该算法是一种无监督算法，无需输入额外参数．将该算法分别应用于计算机生成网络和真实的社会网络，实验结果表明，相较于其它算法，本文所提算法能够更好地发现重叠度较高的社区结构．

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基于实时流媒体传输框架的用户接入算法研究

黄谊拉,柯余洋,熊焰

2015, 36(6): 1230-1234.

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为了消除由于互联网异构性而导致的性能瓶颈，解决当前互联网流媒体系统所面临的服务能力不足问题，本文设计了一个以应用层流媒体技术为基础的实时流媒体传输框架，构建了由网络视频服务器(NVSs，Network Video Servers)和代理服务器(Proxy Servers)组成的视频服务组，并为多用户提供服务．提出一个基于蚁群算法的有效用户接入算法，在满足用户视频请求的基础上，实现了用户接入数目的最大化，提升了系统容量．

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一种新的P2P流量识别模型

刘三民,孙知信,

2015, 36(6): 1235-1239.

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由于网络环境的动态性及网络应用分布变化等原因，导致在P2P流量识别过程中面临概念漂移问题．现有的静态流量识别模型无法处理此类问题，因此文中提出一种新的P2P流量识别模型，解决了P2P流量识别过程中存在噪声和概念漂移问题．借助聚类思想利用K近邻算法，实现噪声过滤．根据评估假设原理和中心极限定理实现了概念漂移检测，在此基础上利用基分类器的不确定性输出结果实现多分类器集成方案，同时基于时间策略淘汰概念过时的基分类器．理论分析和仿真实验结果证明了本文所提的算法模型是可行的．

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K-核分解的虚拟网络映射算法

王文钊,汪斌强,王志明,王博

2015, 36(6): 1240-1243.

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网络虚拟化是解决现有僵化网络结构的一项重要技术，如何有效地进行虚拟网络映射是其面临的关键问题.针对要求即时响应的虚拟网络请求，分析了基于网络位置属性的节点重要性排序，定义了底层网络节点中继能力，并提出了基于K-核分解的虚拟网络映射算法.该算法首先按照节点中继能力大小构建并周期性更新中继传输子网，然后在简化后的底层网络上进行虚拟网络映射，降低了资源映射的复杂度.仿真实验结果表明，与现有的主流研究成果相比，该算法显著地减少了虚拟网络请求响应时间.

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一种兼顾公平性的WSN拥塞控制算法

甘峰浩,牛玉刚,胡源

2015, 36(6): 1244-1248.

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无线传感器网络(Wireless Sensor Networks，WSN)中发生拥塞时，距离Sink节点不同传输距离的节点之间，会产生带宽分配的不公平．针对这种不公平性，本文从理论上进行了证明，并提出一种考虑公平性的量子粒子群拥塞控制算法(QPID-DF)：在PID队列管理算法中引入量子粒子群算法，以适应无线传感网络的复杂环境，从而缓解传感网络的节点级拥塞；根据网络拥塞状况和分组传输距离，对距离Sink不同传输距离的节点之间的进队列概率进行重新调整，以此来提高网络负载公平性．通过NS2仿真分析表明，该机制能较好的控制节点的队列长度，对网络的公平性与能耗性能有较好的改善．

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多接口多信道无线Mesh网络的逻辑拓扑设计

包学才,戴伏生,韩卫占,

2015, 36(6): 1249-1254.

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为提高拓扑可靠性要求下的多接口多信道无线Mesh网络传输容量，首先分析了逻辑拓扑结构与最大可分配信道数量之间的关系，然后定义了任意节点间的拓扑可靠性计算公式，并建立了逻辑拓扑设计优化模型，最后提出拓扑可靠性约束下的逻辑拓扑设计方法.该方法以拓扑可靠性及网络路径跳数为约束条件，以最大容量最小干扰为优化目标，把最短路径与最小生成树算法融入到不相交路径计算的过程中，进而得到优化的逻辑拓扑.通过网络仿真验证及与其它算法的对比分析，在两组可靠性要求下，网络吞吐量及平均端到端时延平均性能分别提升25.4%，25.8%及35.9%，26.1%，验证了该逻辑拓扑设计方法的合理性和有效性.

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多接口mesh网络下链路冗余模型的研究

钟辉,郎冰

2015, 36(6): 1255-1260.

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为了提高无线mesh网络吞吐量问题，提出一种在多接口mesh网络中的链路冗余抽象模型．该模型将多个射频接口抽象成一个逻辑接口，使用OLSR路由协议在网络层建立连接的同时，邻节点之间在链路层自动建立一条数据链路，将不同类型的数据报分配到不同的链路上传输，降低频繁广播控制包而引起的数据包传输延迟，提高网络吞吐量；实现静态信道分配策略，提高信道利用率．最后，将链路冗余抽象模型与OLSR路由协议相结合，在每个节点装有双802.11b无线网卡的多接口多信道无线mesh网络实验床上测试性能，实验结果表明其能够有效的提高mesh网络的整体吞吐量和降低端到端的延迟．

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模糊层次分析法优化SVM参数的网络流量预测

王启明,单冬红,赵伟艇

2015, 36(6): 1261-1264.

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针对当前网络流量非线性时变、混沌等特点以及现有的基于支持向量机(support vector machine，SVM)网络流量预测模型存在预测稳定性不好、精度较低等问题，采用模糊层次分析法对SVM预测模型进行改进，首先使用模糊层次分析法对SVM的σ和C参数进行寻优，然后用寻找到的最优参数来训练SVM，最后建立预测模型，预测网络流量．实验结果表明，本文方法不但可以较好的跟踪网络流量变化趋势，从而可以使网络流量的预测值与实际非常接近，而且预测误差变化范围波动小，是一有效的并且预测精度高的网络流量预测方法.

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无线传感器网络中一种新的非均匀分簇路由协议

廖福保,张文梅,李向阳,李蓉

2015, 36(6): 1265-1270.

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针对无线传感器网络中传感器节点通信能力和能量有限的特点，提出一种新的无线传感器非均匀分簇的路由协议NUCRP(new unequal clustering routing protocol)．该协议的核心是：簇头采用竞选方式，首轮所有节点参与竞选，将节点的剩余能量、相邻节点的个数以及节点到基站的距离作为评价标准，以保证簇内最优的节点成为簇头．节点路径搜索运行蚁群算法，以寻找从簇头到基站最优的多跳路由．后续轮次不再每轮重新成簇，只有当簇头剩余能量小于预测能量时才重新成簇和路由更新，从而达到自适应、动态优化地建立和维护路由．仿真结果表明，该路由协议能有效节约能量和均衡节点能耗，从而延长网络的生命周期．

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一种利用数独和细胞自动机的秘密图像共享方案

胡伟通,李明楚,郭成,袁理峰

2015, 36(6): 1271-1275.

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传统的带隐写功能的秘密图像共享方案中常出现不能无损恢复秘密图像或宿主图像的情况，这是由秘密图像像素的截短、模余运算中的溢出等问题引起的．另外，这些方案中也可能存在着计算复杂度高的问题．为了解决这些问题，我们提出一种利用数独和细胞自动机的秘密图像共享方案．该方案通过一维细胞自动机将秘密图像数据和部分经由数独表转换的宿主图像像素信息分成多份秘密份额，再将这些份额通过数独表转换成取值范围在［0，255］的数字来组成隐写图像．实验结果表明该方案能够将秘密图像成功地隐写进宿主图像中，每个被修改的宿主图像像素的失真范围在［0，3］内，并且秘密图像和宿主图像可以被无损恢复；此外，和现有方案相比较，该方案整个运算过程的计算量比较低．

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RecEye：一种针对安卓窃听程序的检测方法

宋卫卫,杨哲慜,杨珉

2015, 36(6): 1276-1282.

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安卓平台中的应用程序可能通过录音的方式窃取用户的通话内容和环境声音，而当前基于权限管理的安卓系统安全机制并不能完全防止此类信息被恶意程序所窃取．在本文中，我们提出一种窃听程序检测工具RecEye，它采用上下文敏感和信息流敏感的静态分析方法，用于检测安卓程序是否存在窃听行为．为了评估该工具的性能，我们从国内多个主流应用商城中随机下载了4万多款应用程序作为检测样本，RecEye发现其中3款确实存在窃听行为，而通过目前主流的反病毒软件进行查杀，大部分反病毒软件都没能检测出它们具有窃听隐患．同时，我们也分析了近1万款恶意软件样本，实验结果表明RecEye假阳率仅为6.52％而假阴率也仅为2％，且大部分软件都能在1分钟内分析完成．

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基于蛋白质相互作用网络的DDoS攻击检测

康松林,詹煜,樊晓平,施荣华

2015, 36(6): 1283-1290.

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DDoS 攻击一直严重威胁着网络的安全，针对DDoS攻击的检测与防御是网络安全研究中的一个重要课题.利用蛋白质相互作用网络中的功能预测特点，设计了一个DDoS攻击检测及追踪方案.该方案在分时统计的基础上创建RTCT值，并在服务器端根据不同的RTCT值来生成不同的个体，利用特征熵值构建个体蛋白质相互作用网络，并通过与目标蛋白质相互作用网络对比来检测是否有攻击发生；当有攻击发生的时候，分解RTCT值并锁定攻击源.该方案对DDoS攻击的检测较为敏感，在复杂的网络拓扑结构中能够准确的检测出DDoS攻击并锁定攻击源，模拟实验研究结果表明了该机制是高效的.

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针对网络信息系统的个人隐私保护方案

卢成浪,刘明雍,吴宗大,郭均纺

2015, 36(6): 1291-1295.

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提出一个针对网络信息系统中的个人隐私保护方案．隐私数据被提交给服务器端存储之前，方案将对其进行加密，使得密文即使泄露也难以破译，从而保证了数据的安全性．为了支持密文相关的各类查询，方案还设计了文本索引方法和查询转换方法，使得部分用户查询可以在服务器端执行，而无需解密数据，从而提高了数据查询效率．最后，理论分析和实验评估验证了方案的安全性和有效性．

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基于矩阵编码的同义词替换隐写算法

杨潇,李峰,向凌云

2015, 36(6): 1296-1300.

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采用一般同义词替换方法嵌入秘密信息时，需要对载体文本做较多修改，使得改写率较高，秘密信息的安全性降低.针对该缺点，设计了一种矩阵编码与同义词替换结合的信息隐藏方法，此方法首先按照一定规则编码将载体同义词数值化，然后利用矩阵编码可以降低载体改写率，根据待嵌入的秘密信息，对载体同义词分组进行矩阵编码来实现信息的嵌入.实验结果表明，采用基于矩阵编码的同义词替换隐写方法有利于提高嵌入效率，降低隐写文本被统计分析检测到的可能性，从而提高秘密信息的安全性.

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一种高效的具有无条件安全可验证性的秘密共享方案

陈振华,李顺东,杨晓元,刘新

2015, 36(6): 1301-1305.

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当欺骗者的个数t≤(k-1)／3.时，给出一种新的可识别t个欺骗者的门限秘密共享方案．该方案采用单一密钥的强泛Hash函数充当消息验证码MAC，取得了无条件安全的可验证性；利用中国剩余定理取代传统的多项式进行秘密的分配和重构，降低了计算成本．在该方案中，由于所有参与者分享同一个MAC的密钥，而不是每人分配一个密钥，因此方案简单有效，并且份额大小不会随着参与者和欺骗者的增加而线性增长，节省了通信开销．最后的分析和比较显示，我们的方案在计算成本，通信量方面取得了较好的效率．

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融合Gabor特征的基于随机点积图的人脸识别算法

张昀,顾乃杰,

2015, 36(6): 1306-1309.

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为了提高人脸识别的精度，将随机图理论应用到人脸识别中，提出一种融合Gabor特征的基于随机点积图的算法．首先用Gabor滤波算子提取训练集图像的特征数据并进行预处理，减少特征数据内的冗余性．随机图对人脸训练集图像进行重构，获得节点赋值．之后根据赋值向量夹角余弦值以及节点的类别信息，计算每个节点的惩罚权值．将待识别图像投影到训练集图像随机点积重构得到的子空间中，依据最近邻节点惩罚值进行识别，判断图像所属类别．在ORL人脸库上的实验结果表明，算法在对归一化人脸图像特征数据降维上要优于PCA方法．

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一种结合多特征的实时物体识别系统

林志强,陈小平

2015, 36(6): 1310-1315.

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物体识别是众多智能系统应用的一项基本功能．针对物体识别的实时性和准确性要求，提出结合多种特征的物体识别方法，在此基础上实现基于多特征融合并支持动态阈值调整的物体识别系统．该系统首先采用快速模板匹配的方法在RGB-D图像上检测目标物体，再利用颜色特征过滤误识别，最后采用局部特征匹配的方法在高分辨率图像上精确识别物体．通过动态地自适应调整这三步的阈值参数，能够在保证实时性的情况下显著提高识别率．实验结果表明，在复杂多变的应用环境下，该系统能以低于0.2秒的平均识别时间得到高识别率，满足服务机器人对物体检测与识别的实时性和准确性的要求，并多次在实际应用中展现出实用性和可靠性．

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改进的KNN抠图技术

聂栋栋,王丽

2015, 36(6): 1316-1320.

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抠图技术从背景复杂的彩色图像中根据已知像素进行未知像素的掩膜值估计以实现前景的准确提取，是图像处理和影视制作的关键技术之一．通过对KNN抠图的研究分析，针对其在三分图边缘附近颜色相差较小或是图像中前背景复杂交错时抠图质量下降的问题，提出一种增加了纹理特征的改进算法．首先，文中在计算像素的特征向量时，加入纹理特征来增强前景和背景约束，从而特征空间的维数从6维增加至7维；然后由新的归一化的特征向量给出内核函数；最后构造出拉普拉斯矩阵，并使用闭合形式解方法进行优化．实验结果表明，改进后的算法在上述问题上有较好表现，能够得到比原始KNN抠图更好的结果，并给出了几幅有代表性的图像的均方误差值比较进一步加以证实．

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交叉取样的结构化稀疏表达目标跟踪算法

王增宇,王琰,杨大为

2015, 36(6): 1321-1324.

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为了解决目标跟踪过程中光照变化、姿态变化等问题，实现快速的鲁棒跟踪，提出一种结构化局部稀疏表达的跟踪方法.对跟踪区域内像素采用交叉像素取样方式进行降维，并且将取样后的跟踪区域均匀分成四份，再加上正中间一份同样大小的图像碎片，共同实现结构化局部稀疏字典的构造.在粒子滤波框架下，当前帧的跟踪粒子由前一帧的跟踪结果按高斯分布来生成.根据已构造的稀疏字典对跟踪粒子所对应的候选目标区域进行稀疏表达，通过求解L1正则化最小二乘法问题得到跟踪结果.实验结果表明，本文算法在保证跟踪鲁棒性的同时，大大提升跟踪实时性.

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改进CamShift的运动目标跟踪算法

芦书娟,吕学强,李卓,张凯

2015, 36(6): 1325-1330.

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针对在目标与背景颜色相近的场景中，CamShift算法不能实现目标准确跟踪的问题，提出改进CamShift的目标跟踪算法．通过将背景颜色设置为初始搜索窗口颜色直方图模型中最小分量值对应的色彩值，增大目标与背景区域之间的颜色差值，解决相似背景的干扰问题．利用曲线拟合方法判断预测窗口的有效性，实现对预测窗口的及时校正．实验表明，在目标与背景颜色相近的场景中，改进算法与传统算法相比具有更高的跟踪精度，并能纠正由跟踪目标逐渐变小、目标遮挡等情况引起的跟踪失效．

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拟三次三角B样条曲线曲面构造及其应用

陈素根,赵正俊

2015, 36(6): 1331-1335.

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在函数空间{1,t,sint,cost,sin2t,cos2t }中构造了带有形状参数的拟三次三角B样条基函数，并定义了相应的拟三次三角B样条曲线和曲面，该样条曲线和曲面具有类似于三次均匀B样条曲线和曲面的性质.分析了形状参数对曲线曲面的调节作用，并利用奇异混合技术引入局部形状参数，构造了拟三次三角B样条插值曲线和曲面，该曲线和曲面不仅满足C2连续，而且无需求解方程组反求控制顶点就可以实现插值给定型值点.实例说明，拟三次三角B样条曲线曲面可作为自由曲线曲面造型方法的有效补充.

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一种多低层特征结合的CBIR检索方法

刘瑞军,顾嘉伟,陈谊

2015, 36(6): 1336-1340.

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基于内容的图像检索技术(CBIR)的低层视觉特征：颜色、形状、纹理．单一的特征不能满足所有的图像检索需求．多特征结合的图像检索可以使在不同特征上相似的图像同时被检索出来．为了研究图像检索优化方法，本文分析比较了6种低层特征提取算法的优缺点和特性；将各个特征的相似度度量以线性加权的方式予以统一；通过比较使用颜色单特征、形状单特征、纹理单特征的图像检索结果和多特征结合的图像检索结果，得出如下结论：低层特征的图像检索在检索效果上优于使用单特征的图像检索，低层特征的特性之间存在互补和抑制．

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元胞分布估计算法求解高维0/1背包问题

王勇臻,陈燕,李桃迎,张金松

2015, 36(6): 1341-1346.

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基于元胞自动机的原理和分布估计算法，提出一种求解高维0/1背包问题的元胞分布估计算法.该算法将元胞及其邻居引入到框架中来增强其局部搜索能力，提高算法的收敛精度；同时，设计了一种采样机制，结合概率模型和当代最优个体来产生新个体以提高算法的收敛速度；另外，根据背包问题的特点设计了一种贪心修复机制，有效改善了种群中解的质量.在实验阶段，选取三种已有的智能算法，通过对不同约束条件下的高维0/1背包问题进行仿真比较，实验结果表明该算法能够避免早熟收敛，较其他算法具有更快的收敛速度和更高的稳定性.

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家庭服务机器人语音指令深层信息识别

高胜男,孔令富

2015, 36(6): 1347-1352.

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针对机器人缺乏对语音指令的深层识别能力，提出一种基于DNN／GMM的深层信息识别方法．首先，在全息地图环境数据基础上，运用双隐层深度神经网络构建家庭环境神经网络模型；其次，基于该模型对语音指令进行目标对象深层信息识别，并据此提取相关预备指令；再次，基于语音指令高斯混合模型识别语音指令类型；最后，依据不同指令类型选定最优服务对象深层信息识别方法，之后提取服务指令．在一般家庭中构建实验环境，结果验证了该方法的正确性和有效性，且使得机器人依据指令的深层信息能够更加准确地理解并执行指令．

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融合距离度量学习和SVM的图像匹配算法

陈开志,乐承沛,钟尚平,

2015, 36(6): 1353-1357.

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目前度量学习方法通过有限样本数据学习得到新度量后，采用简单的分类器(如直接欧式距离计算)通常不能达到最佳分类效果．SVM作为一种经典的分类器，具有优秀的线性和非线性分类能力，可以弥补距离度量学习方法的不足．对此，提出一种应用于图像匹配的融合距离度量学习和SVM的(DML-SVM)算法．首先，利用度量学习方法得到的线性变换矩阵，将样本变换到新的特征空间，降低特征各维度之间的相关性，调整特征各维度的权重；然后通过SVM对新特征进行线性或非线性分类．通过在LFW，Pubfig，Toycars三个图像数据库上的测试结果表明：融合方法的分类能力优于度量学习和SVM算法各自单独使用时的性能，且融合算法对训练样本数量具有很强的鲁棒性，即使只有少量训练样本(180个)时，融合算法仍然能具有较高的分类能力．

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一种适用于高维网络的方向推断算法

张浩,郝志峰,蔡瑞初,温雯

2015, 36(6): 1358-1362.

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挖掘数据间蕴含的因果性是很多科学领域中的一个基础问题.然而现在很多方法只能从数据中构造出关联型网络，暂时还没有有效的途径对高维的关联型网络进行方向推断.这里提出一种采取分治策略的算法，该算法先将高维网络中边方向的学习问题分解成每一个节点的因果网络边方向的学习问题，然后根据每个子网络的具体结构利用条件独立性测试和加噪声模型推断出每一个子网络所有边的方向.所有节点都迭代完后得到数据集的一个完整因果网络图.数据实验表明，该算法应用在高维因果网络下，效果要优于目前其他算法.

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决策表的区分能力属性约简算法研究

杨丽,李龙澍,纪霞,姚晟

2015, 36(6): 1363-1367.

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属性约简是粗糙集理论的一个核心内容，现有的基于区分能力属性约简算法的时间复杂度较高，为此，提出改进的基于区分能力约简算法.针对决策表，引入相对知识量的概念对条件属性的区分能力进行量化，利用等价类基数递归计算相对知识量，并简化其计算过程，最后利用相对知识量作为启发信息进行属性约简.文中提出两种基于区分能力的属性约简启发式算法，一种是以决策表的相对知识量作为结束条件，另一种是以动态约简集的相对知识量改变与否作为结束条件.数值算例和实验结果表明，本文提出的两种算法是正确的、高效的.

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基于不同学习模型的精英反向粒子群优化算法

赵嘉,付平,李崇侠,吕莉

2015, 36(6): 1368-1372.

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粒子群优化算法在求解连续函数优化问题时易早熟收敛、求解精度低，将反向学习策略引入粒子群优化算法，提出基于精英反向学习的粒子群优化算法.算法在进化过程中，依函数评估次数线性递减方式选择维度空间，随机选择全局最优粒子的维度进行反向学习，扩大搜索区域的范围，以此增强算法的全局勘探能力，提高算法寻找最优解的概率.随后，将4种常见的广义反向学习模型引入精英反向粒子群优化算法中，得到4种不同学习模型的精英反向粒子群优化算法.在12个经典测试函数上将上述4种算法进行对比，实验结果表明:虽然不同的反向学习模型形成的算法均比标准粒子群优化算法性能更优，但它们之间的寻优效率、计算精度等方面差异较大.

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一种基于复合形法的花朵授粉算法

肖辉辉,万常选,段艳明

2015, 36(6): 1373-1378.

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花朵授粉算法是最近出现的一种新型元启发式群智能算法，已在无线传感网等应用领域取得了较好的成效，但也存在易陷入局部极值且演化后期收敛速度慢等缺陷，使其应用范围受到限制.针对该算法存在的不足，提出一种把复合形法的思想融入到花朵授粉算法中的混合算法.该算法首先计算当前种群的形心，然后依据形心将进化中最差的个体进行反射，把差的个体变成较好的个体，从而引导当前个体不断靠近最优解.通过10个标准测试函数的仿真实验，仿真结果表明，改进算法解的质量及收敛速度比基本的花朵授粉算法、蝙蝠算法及粒子群算法有较大幅度的提高.同时采用改进算法对非线性方程组问题进行求解，通过2个算例仿真实验，验证了改进算法的有效性，扩展了花朵授粉算法的应用领域.

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一种基于粒子优势分析的异步混合粒子群算法

易云飞,林郭隆,董文永,蔡永乐

2015, 36(6): 1379-1383.

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针对标准粒子群算法收敛速度较慢、求解精度不高等缺陷，引入了均值漂移与球隙迁移算法的思想，提出一种混合算法.该算法结合最优粒子与自己的祖先粒子来对粒子进行优势分析，根据其优势分析结果确定粒子的更新速度级别，将速度进行分解，分配到粒子的不同维中以达到异步更新的目的；为每个粒子设置一个淘汰概率的属性，当粒子被淘汰时会被自动替换；算法还引入了扰动机制和随机重启策略.显然，改进后的算法增加了粒子搜索的多样性和明智性，从而加快了收敛速度.最后，将混合算法用于求解高维TSP问题，实验结果表明改进后的算法是可行的、有效的.

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基于混合中心引力算法求解一类非线性双层规划问题

任爱红

2015, 36(6): 1384-1388.

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针对下层问题是一个关于下层变量的线性规划，而上层目标是任意函数的一类非线性双层规划问题，提出一种基于Nelder-Mead单纯形法的混合中心引力算法来求解此类问题.利用线性规划的性质处理下层问题，设计了一种混合中心引力算法.所提出的算法运用均匀设计方法产生初始种群.为了增强算法的局部搜索能力和加快收敛速度，将当前种群分成两个子种群，Nelder-Mead单纯形法更新精英粒子构成的子群，而中心引力算法更新普通粒子构成的子群，再将新产生的两个新子群重组.实验研究表明，本文提出的算法不仅能有效求解此类非线性双层规划问题，而且还可以获得高质量的全局最优解.此外，实验结果也表明本文提出的算法是稳定的，且实验结果优于相比较的算法结果.

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双目标模糊最短路问题的数学模型及算法

孙小军

2015, 36(6): 1389-1392.

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最短路问题作为网络优化中的一类经典问题，对其模型、算法及其应用研究一直是多个学科共同关注的热点．文章研究了模糊赋权有向网络的双目标最短路问题，建立了相应的模糊双目标线性规划模型，并设计了一种该问题的求解算法．该算法首先利用模糊结构元理论将模糊双目标线性规划模型转化为经典的双目标线性规划模型，其次构造出目标函数的线性隶属函数，再结合两阶段模糊算法对转化后的双目标线性规划模型进行求解，最终求得原问题的双目标最短路．文中的数学模型和求解算法对于边权值为其他模糊数的模糊赋权有向网络同样有效．

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面向新闻语料的中日命名实体翻译抽取

尹存燕,黄书剑,戴新宇,陈家骏

2015, 36(6): 1393-1397.

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命名实体翻译可以有效地提高跨语言信息检索、统计机器翻译等系统的性能．双语新闻语料包含了丰富的命名实体，利用统计方法可以从中抽取出命名实体翻译．基于中日双语新闻语料，对中日命名实体的翻译特征进行了分析，基于这些特征，提出一种中日双语命名实体翻译自动抽取的方法，该方法融合了中日汉字翻译概率、片假名词汇和中文音译词汇的拼音相似度以及双语词汇共现等特征．实验表明本文方法充分利用这些特征，在语料规模不大的情况下，也可以取得较好的效果．

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基于扫描线填充的三角形图元双向光栅化技术

田泽,刘天江,张骏,许宏杰,黎小玉

2015, 36(6): 1398-1402.

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光栅化是图形处理器3D引擎流水线的关键阶段，实现了从连续方式描述的图形到离散的像素点间的转换，如何提高光栅化效率是图形处理器设计的关键技术之一．本文分析了基于Bresenham算法的线填充算法，提出一种基于扫描线填充算法的三角形图元双向光栅化技术，称为BSF，实现了同时从两个方向对三角形图元进行光栅化，将三角形光栅化效率提升约39.02％，代价是增加了光栅化单元的规模和复杂度．基于BSF设计了光栅化单元，并采用Xilinx的ISE工具进行综合，在Xilinx Vertex6 XC6VLX760 FPGA上进行原型验证，电路工作频率可以达到202MHz，测试结果表明可以正确快速的实现光栅化功能．在SMIC 65nm CMOS工艺下，采用Synopsys DesignCompiler对光栅化单元进行综合，电路工作频率达到330MHz，满足设计需求．

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一种3D图形背面消隐算法及其硬件加速实现

田泽,杜斐,张骏

2015, 36(6): 1403-1408.

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消隐操作在GPU中承担着设置三角形面的正面和反面，以及剔除特定面的任务，能够减少3D引擎对隐藏面的计算量，对提升GPU图形处理性能起着关键性的作用．本文推导了背面消隐图形算法，根据算法的推导结果，提出了一种背面消隐单元(BCU)结构，并描述了其中各模块功能及工作流程；针对BCU中核心计算单元提出了三种不同的硬件加速实现方案．采用Xilinx的ISE工具进行综合，并在Xilinx Vertex6 XC6VLX760 FPGA上进行原型验证，电路工作频率可以达到198MHz．分别从逻辑资源占用、工作频率、时钟周期数三个维度评估了三种硬件实现方案的优缺点．结果表明，采用最小共享单元方案不仅减少图形处理器的硬件资源，且能提高消隐计算效率．在SMIC 65nm CMOS工艺下，采用Synopsys Design-Compiler对设计进行综合，电路工作频率达到341MHz，满足设计需求．

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