小型微型计算机系统

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杨红果,申德荣,寇月,聂铁铮,于戈

2016, 37(3): 401-405.

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在联合搜索系统中，需要将每个子检索系统所返回的多个有序列表合并为一个综合列表，用以返回给用户。现有的列表合并算法，要么只是简单的线性组合，忽略了不同列表对查询关键词的贡献度并不相同这个事实；要么需要采用监督算法来度量每个列表的贡献度，需要耗费人力准备训练数据.针对现有算法的不足，本文提出一种全概率马尔科夫列表合并算法(FPM)，该算法不仅提出了三种度量列表贡献度的方法，而且实现了列表贡献度的无监督计算，只需根据已有数据，即可自动计算出各个列表的贡献度。实验结果表明，本文算法在提升列表合并质量的同时，可有效提高算法的计算效率.

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基于统计预测的Cloudlet调度机制研究

华夏进,董瑞志,彭鑫,赵文耘

2016, 37(3): 406-411.

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Cloudlet利用虚拟机来灵活处理来自不同移动设备的云应用服务访问请求，避免了移动设备直接访问云应用服务过程中的广域网延迟和带宽限制问题．但是基于虚拟机实现的Cloudlet，存在合成虚拟机耗时长的问题，对于用户体验影响很大．针对这个问题，本文提出一种基于统计预测的调度机制，该机制使用了两种预测模型，分别是基于Cloudlet切换统计模型和基于关键位置的统计预测模型，来预测移动中的用户将会使用的Cloudlet．然后，根据预测信息实现Cloudlet上应用服务虚拟机预先调度合成，以降低用户请求等待时间．实验表明，与其它方法相比，基于本文预测机制的方法可以有效降低用户的请求等待时间，提高用户体验．

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识别高质量重叠社区的高效算法

姚新亮,钟诚

2016, 37(3): 412-416.

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现实的社区结构通常具有相互重叠的现象，发现重叠社区结构有助于研究网络的特性、预测网络的变化趋势.通过改进非重叠社区发现算法LabelRank的后处理过程，以使得算法能够发现网络中重叠的社区结构；引入标签更新相似度作为标签更新的判别依据，给出一种能够消除标签震荡现象的迭代终止条件，以提升发现重叠社区结构的质量，同时显著减少社区识别算法的计算量和迭代次数.在人工生成网络数据集和真实网络数据集上的实验结果表明，与现有的重叠社区发现算法相比，给出的算法能够更加高效地发现更高质量的重叠社区.

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基于Maxdiff直方图的MapReduce负载均衡研究

陶永才,张丹丹,石磊,卫琳

2016, 37(3): 417-421.

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MapReduce作为处理大数据的分布式计算框架，被越来越多地应用在科学研究中.科研数据通常具有高度倾斜性.数据分布的均匀程度很大程度上影响着MapReduce的性能.当前MapReduce多采用Hash随机划分为Reduce阶段分配数据，当数据分布倾斜时，会造成Reduce阶段各节点负载不均衡.为解决这一问题，提出一种基于Maxdiff直方图的负载均衡方法MHLB.采用Maxdiff直方图估计Map阶段输出中间结果的数据分布情况，并提出改进的数据划分方法，实现数据混洗过后数据记录的均衡划分.实验结果证明，在同构集群下，较之标准MapReduce，负载均衡方法MHLB可有效实现各Reduce节点的负载均衡，降低作业运行时间.

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基于数据库的在线函数调用图工具

贾荻,向勇,孙卫真,曹睿东

2016, 37(3): 422-427.

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针对基于文件的内核函数调用图工具存在的文件系统可扩展性和适用性等方面的不足，设计并实现了基于数据库的DBCG-RTL工具（Data Based Call Graph Tool Based on RTL，DBCGRTL），该工具可用于分析大型软件模块间的函数调用关系．DBCG-RTL通过查找编译过程中生成的符号表而获得函数入口地址、返回行号等相关函数信息，绘制相应的关系图并标识出调用次数等信息，建立了相关的虚目录；将需要分析的对象通过分析工具跟踪到的数据转换成标准化格式并存入数据库．论文结果表明，该方法扩展了动态函数调用关系分析的功能，增加了虚目录函数调用关系分析等新方法；改善了工具执行效率，提高了工具的分析精度．

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基于用户的协同过滤算法的推荐效率和个性化改进

王成,朱志刚,张玉侠,苏芳芳

2016, 37(3): 428-432.

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针对传统的基于用户的协同过滤算法存在的推荐效率、精度和个性化低的问题，提出一种改进方法．该方法在计算用户评分矩阵时，考虑到用户评分矩阵稀疏性，建立项目-用户的倒查表，只计算有相同评分项的用户之间的相似度，避免了传统方法中对所有用户计算两两用户相似度的庞大工作量．该方法在计算用户相似度时，考虑到项目的热门程度不同，“惩罚”了用户共同兴趣列表中的热门项目，避免了传统方法中赋予所有项目相同权值对推荐结果个性化的负面影响．本文在详细分析了改进的用户协同过滤算法的原理和优点，给出了其推荐步骤流程图．在Movielens100K和HetRec2011movielens-2k公开数据集上，十折交叉验证的结果表明，改进后的算法节约了运行时间，提高了推荐算法的效率和个性化．

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基于语义事件因果关系识别

杨竣辉,刘宗田,刘炜,苏小英

2016, 37(3): 433-437.

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文本中因果关系是常见而重要的一类关系，传统的因果关系识别主要依托因果关系连接词或大量的因果关系特征向量，该方法适应性不强.针对这一问题，提出一种新的方法识别文本中的因果关系，先文本以事件划分，构建事件及事件要素间的语义关联性.抽取具有相关性事件对作为判定因果关系的候选事件对.再根据因果关系存在时间优先性、因果概率评价性、因果关系依赖性等特征构造计算等式，并结合事件要素的语义信息计算候选事件间的因果关联度（RCE），并根据因果关联度设定阈值作为判定事件对是否是因果关系的二元分类器.实验表明，该方法对识别因果关系事件对效果较好.

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大数据环境中多维数据去重的聚类算法研究

罗恩韬,王国军,李超良,

2016, 37(3): 438-442.

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随着现实和虚拟世界的数据产生速度越来越迅猛,云计算,街景地图服务,社区网络等新兴服务促使数据的种类和规模正以前所未有的速度增长,大数据的规模效应给数据的存储管理和分析带来极大的挑战.数据量的激增会导致很多共性问题,例如数据的可表示,可处理和可靠性问题.如何有效处理和分析数据之间的关系,降低重复和冗余数据,建立非结构化数据的聚类分析模型.已经成为学术界和企业界共同亟待解决的问题.本文讨论大数据内部关系的复杂性,建立了一种更适合大数据时代的数据多维去重聚类分析抽取模型算法,此算法采样复杂度低,数据分析准确,易于实现,具有良好的判定性.

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基于影响函数的分类

张婷,职为梅,董亚东,范明

2016, 37(3): 443-447.

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从新的角度理解分类，提出一种有效的用于数据挖掘分类任务的方法—基于影响函数的分类方法（Classification Based on Influential Function，CBIF）．CBIF首先定义了影响函数，然后利用影响函数考察已知类标号样本对未知类标号样本x的影响，对x影响越大，表明x与该样本越相似，综合考虑各个类对x的影响，最后，对x影响最大的类决定了x的类标号．本文设计了指数影响函数，将其用于CBIF方法并给出基于指数影响函数的分类算法，基于UCI数据集上的实验结果表明，CBIF方法提高了分类的性能，与传统的分类方法相比，该方法也显示出明显优势．

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一种利用固态盘特性的散列连接改进算法

杨良怀,潘一帆,范玉雷

2016, 37(3): 448-453.

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随着新一代存储设备固态盘的发展，如何发挥新存储设施的性能成为近年来的一个研究热点.将固态盘作为“黑盒”，通过观察固态盘I/O外部特性，即考察访问粒度与访问队列深度与固态盘性能之间的关系，得出算法设计应遵循的原则，并应用到数据库散列连接算法的设计中.提出了并行化Grace散列连接设计方法，以及根据访问粒度、队列深度计算各阶段缓冲区大小的优化分配方法.一系列实验结果表明本文提出的并行散列连接方法能够充分发挥固态盘性能，优化的缓存分配方案可保证固态盘性能充分发挥而不浪费内存资源.

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基于SP_LDA模型的商品推荐算法

郑祥云,陈志刚,黄瑞,李博,

2016, 37(3): 454-458.

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在电子商务的商品推荐系统中，为了给用户提供个性化的商品推荐，不少研究者提出了各自的推荐方法．由于方法中考虑的影响因素小等原因使得一些问题仍未得到解决，如：精准度不高、时间复杂度较高等．针对以上问题，在LDA主题挖掘模型的基础上提出了一种新的适用于商品（SP）推荐的数据挖掘模型：SP_LDA模型．通过该模型进行推导，得到商品概率的计算公式．通过对用户的历史购买数据和浏览数据进行分析，以计算的方式求解商品被推荐的概率，最终得到用户潜在感兴趣的商品．实验表明本模型能够高效地对商品进行挖掘，合理地向用户推荐感兴趣的商品．

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内存数据库事务的混合并发控制研究

易涵,陈海波

2016, 37(3): 459-463.

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随着数据的增长和主流服务器的内存增长，内存数据库作为一种新的数据处理方式受到越来越多的关注．通过研究现有的内存数据库以及其中常见的两种并发控制机制，乐观并发控制（OCC）与悲观并发控制（PCC），分析各自的特点与适应场景．同时提出一种基于已有并发控制的混合并发控制机制（HCC），其中主要包括具体解决两种原有并发控制的兼容问题，并且设计相应的场景信息获取方法以及并发控制的切换方式．最后利用实验比较在静态场景和动态场景下混合并发控制以及两种原有并发控制的性能，具体而言混合并发控制能够在静态场景下接近两种原有并发控制的最优者，而在动态场景下相对于两种原有的并发控制有20％30％的性能提升．

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考虑实体关联的商品推荐技术

彭敦陆,张书录

2016, 37(3): 464-468.

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随着互联网技术的飞速发展，在电子商务平台上，用户面临着各种商品信息的充斥，如何帮助用户高效准确的获得想要的商品，是一个亟需解决的问题．推荐方法作为一种有效的信息过滤手段，能够结合用户的行为操作，为用户快速找到有效的信息．传统的推荐方法往往只从用户的行为出发，较少分析商品之间的关联关系．本文以分析用户行为为基础，通过分析电子商务平台上的结构化与非结构化的数据，计算实体之间的内在关联，并利用这一关联找到一些有着紧密相关、但共现次数不多的商品推荐给用户．论文采用precision、recall以及F1measure三种评估值比较本文所提算法与现有算法的优劣，实验验证了本文所提算法具有较好的推荐效果．

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面向Code Smells的“容器—破坏者—发现者”检测策略

林涛,高建华,伏雪,林艳

2016, 37(3): 469-473.

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软件重构在软件工程中愈显重要，对需要重构代码code smells的检测是基础工作，但code smells定义模糊、无量化．该文将人工免疫的基本概念与信号迁移至软件工程，提出一种基于危险理论中的树突状细胞算法的检测策略．该策略算法中，包含code smells的代码作为抗原，软件度量值转化为危险信号和安全信号等输入信号进行处理，通过权值公式获得成熟信号以及半成熟信号，比较其相对值高低确定代码是否为code smells，最终根据成熟环境抗原值决定各种code smells严重程度的优先次序．该策略具有较低假阳性率．实验证明该研究在F-score（0.784）和Kappa分析（0.756）上均有效，高于其他检测方法．

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云环境中基于动态监测周期的动态资源管理模型

袁健,陈冬露

2016, 37(3): 474-478.

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为了实现云平台虚拟机的资源负载均衡，提出一种基于动态监测周期的动态资源管理模型．在监测模块采用基于动态监测周期的自适应资源监测算法，它根据物理服务器的资源负载状态确定动态的监测周期，提出了当结点处于轻度过载或重度过载时，物理服务器自发地执行过载均衡方法．在选择虚拟机迁移时考虑虚拟机资源的潜在增长率，提出了改进的多因素虚拟机选择算法．选择目标物理服务器时则采用降序最佳适应算法．实验结果表明，该模型能有效减少虚拟机迁移次数，降低监测机制耗能，尽可能保证了负载均衡．

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新闻推荐系统中用户冷启动问题的研究

杨秀梅,孙咏,王美吉,李岩

2016, 37(3): 479-482.

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提出利用用户上下文信息，解决新闻推荐系统中用户冷启动问题的方法．通过已有用户对于新闻的点击浏览记录，提取其在不同环境中的上下文信息，并利用兴趣分类记录构建决策树分类模型．新用户到达时，提取此用户在当前环境中所带有的上下文信息并与决策树模型进行匹配，以此预测新用户的新闻浏览兴趣，并将新闻主题与用户兴趣进行匹配，进而完成新闻推荐．实验结果表明，本文提出的基于用户上下文信息的方法能够有效缓解新闻推荐系统中用户冷启动问题，用户满意度明显提高，新闻推荐结果更为人性化．

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MapReduce框架下两个集合间的k最近对查找算法

彭敦陆,姜晓亮

2016, 37(3): 483-487.

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针对大数据集下k最近对查询，提出在MapReduce框架下基于R*-tree索引的查询处理技术．先提出在MapReduce框架下快速构建R*-tree索引的方法．在构建索引过程中，采用抽样方法快速确定空间划分函数，保证了将数据对象均匀地划分到各个分区．在已构建的R*-tree索引上，完成k最近对的查询处理．在查询执行过程中，引入基于MBR剪枝规则来过滤不相关对象，从而在很大程度上减少了计算量，提高了查询效率．实验结果表明，该算法具有良好的计算效率和可扩展性，能较好地满足大数据集下k最近对查询请求．

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一种基于网格块的分布式数据流聚类算法

唐颖峰,陈世平

2016, 37(3): 488-493.

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对智能交通系统中面向分布式数据流的聚类问题进行了研究．针对智能交通系统中传感器网络分布式数据流的特点，提出一种基于网格块的分布式数据流的聚类方法．该方法将网格空间划分为网格块，并分布于各计算节点，通过对各网格块进行更新、增量式聚簇、以及网格块的拼合，能够快速响应用户的查询请求，返回任意时间窗口内数据的聚类结果．实验表明，在保证聚类准确性的前提下，该方法能够有效缩短查询响应时间，并具有良好的可扩展性．

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基于主谓情感差异性句法分析框架的跨语言情感分析

伊马木·达吾提,何炎祥,刘续乐

2016, 37(3): 494-498.

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随着互联网的快速发展和全球化进程的加快，因特网提供的信息资源呈现出多语言化的特点.各语言可利用资源的不平衡给网络信息的研究和利用带来障碍.在此背景之下，利用资源丰富语言对资源贫乏语言进行情感分析具有重要的应用价值与现实意义.提出一种基于主谓情感差异句法分析框架，实现跨语言的情感分析.将目标语言数据翻译后作为测试集，利用句法分析工具Stanford Parser进行句法分析，结合情感词典和转折词表，再基于双语语料训练出贝叶斯分类器后对跨语言测试语料进行最终的情感分析.实验结果表明，本文方法在情感分类的准确率上高于传统方法20%以上，具有一定的实用价值.

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云计算系统中的块级别网络磁盘缓存技术研究

任永坚,沈之强,,张纪林,万健,,殷昱煜,蒋从锋,

2016, 37(3): 499-504.

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随着云计算系统对块级别云存储服务使用规模的增长，云存储子系统承受的负载也随之增长，严重影响其I／O性能．针对上述问题设计并实现了适用于多节点的块级别网络磁盘缓存系统MN-cache．设计了MN-cache缓存系统的系统架构，包括处理元数据的元数据服务器端以及实现缓存功能的缓存客户端．基于Linux Device Mapper机制实现了MN-cache缓存系统的客户端缓存机制，将局域网内各缓存客户端节点的本地缓存磁盘作为共享缓存，利用局域网及本地缓存磁盘的性能优势提升云存储子系统的性能．根据缓存过程各阶段的耗时情况对MN-cache缓存系统进行了性能分析，并通过实验验证了性能分析结果．实验结果表明：MN-cache缓存系统在网络存储系统I／O性能较差的情况下对存储系统的整体性能提升较大．

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一种基于SQLite3文件格式的删除数据恢复方法

白晋国,孙红胜,胡泽明

2016, 37(3): 505-509.

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嵌入式数据库SQLite3的广泛使用，使得删除数据的恢复成为相关领域中的一个研究热点．本文通过分析SQLite3数据库的文件格式，比较数据记录在删除前后不同的存储原理，得出删除数据存在的三种不同形式：未被覆盖的自由块、部分被覆盖的自由块和未使用空间的一部分，提出了一种基于SQLite3文件格式的已删除数据恢复方法．该方法首先识别SQLite3文件格式，然后寻找并收集数据页中的自由块和未使用空间，最后根据删除数据的不同形式选择不同的恢复算法．实验结果与分析表明，该方法可以适用于不同形式的数据表和删除数据，恢复范围更广，恢复性能更好．

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基于双层博弈的虚拟网络带宽分配模型

贾晓光,王聪

2016, 37(3): 510-514.

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在云计算的多租赁市场环境下．虚拟化技术的应用使得同一物理主机上运行有若干不同的虚拟主机，而这些虚拟主机将竞争同一物理链路的带宽资源，而如何应对不同虚拟机对于带宽的需求和竞争是必须解决的关键问题．为此，本文借鉴了经济学理论中的Stackelberg博弈理论，提出一种虚拟网络带宽分配模型．端交换机作为领导者，声明带宽租用价格；虚拟网络作为参与者，在给定带宽租用价格的情况下运行非合作的博弈，通过选择可行的策略来实现自身的最优收益．本文提出的带宽分配模型能够实现虚拟网络租用者和物理网络所有者各自的最优利益．实验数据表明即使对于承载非友好数据流的虚拟网络，该模型仍然能够提供足够的带宽分配公平性．

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一种检测Android应用程序隐式权限的方法

彭凌,曾凡平,严俊,汤杨

2016, 37(3): 515-519.

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隐式权限在Android应用开发中有大量的应用．针对隐式权限审核与资源关联的特性，提出一种基于程序静态分析与过程内数据流分析技术的隐式权限检测方法．该方法首先根据函数调用在引发权限审核的过程中是否与系统资源关联分类为显式和隐式；然后借助过程内数据流分析技术对隐式调用提取参数值，构建包含资源信息的完整函数调用；最后与事先收集的权限—函数映射关系比对后得到权限信息．实验结果表明，方法可以有效地检测程序中的隐式权限，漏误报数目少，在性能上相比同类型工具有极大的提升．此外，本文收集的隐式权限—资源映射关系相比其他相关工作更完整，将其与开源的显式权限映射表结合，本文实现了权限自动提取工具UpsetEx．

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基于ZeroMQ的电子侦察系统数据通信平台的设计与实现

张蓓蓓,张松,李京

2016, 37(3): 520-525.

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一体化的电子侦察系统中，各个硬件设备、软件模块以及子系统之间存在着大量的信息交互和协同工作，其内部数据通信呈现出异构性、自治性、动态性、松耦合等特点.分析现有电子侦察系统的数据通信平台在一体化的通信环境下所呈现的不足之处，针对一体化的电子侦察系统的数据通信特征，结合开源网络通信库ZeroMQ，构建一个满足高效性、可靠性、透明性、易用性和可扩展性的一体化电子侦察系统应用需求的数据通信平台.通过在实际工作场景中测试，验证了系统设计的正确性，满足在一体化环境下电子侦察系统中数据通信的技术需求.

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异构网络中基于能量感知的并行多径传输方案

王振朝,杨小龙,薛文玲,李延,李会雅

2016, 37(3): 526-530.

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为提高整个异构网络的能量利用率，提出一种新的基于能量感知的并行多径传输方案eaMTCP（energyaware MPTCPbased content delivery scheme）．方案以Linked Increases算法为基础，利用端对端能耗模型获得整个网络的能耗指标，再按照拥塞窗口增加量与路径能耗量的开方成反比例的原则实时调整拥塞窗口大小，并根据吞吐量与拥塞窗口的关系得到各接入网的吞吐量，最后按照各接入网的吞吐量与核心网所能承载吞吐量之比作为各接入网的最优分流比进行分流．仿真结果显示，本方案既能保证负载均衡和单条TCP流与MPTCP流的公平性，又可在网络吞吐量基本不变的情况下，有效提升整个网络的能量利用率．

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基于路段分区的城市车载网自适应区域优化MAC协议

彭雅丽,徐文锋,尹红,章志明

2016, 37(3): 531-534.

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为解决智能车载网络中MAC层由于链路不稳定、信道冲突、广播风暴等问题导致的数据丢包严重问题，提出采用基于路段分区的区域优化泛洪广播协议，充分结合道路交通以及车辆运行状态情况，设计能动态自适应调整相关参数以优化性能的MAC协议，提高信息广播的可靠性．设计的路段域红灯等停路口车辆簇头机制，通过将网络分割成相对独立、自治的子簇，将广播信息的传输限制在同路段的簇内和该路段内有限的节点之间进行．簇内通信引入RTSCTS握手方式以及簇内竞争窗口调节机制，设计了综合考虑城市网络环境以及车辆自身特性的自适应MAC竞争窗机制．仿真实验表明，该方案针对不同的道路交通流量都能获得较好的网络传输性能，非常适合于大规模、动态变化的智能城市车载网络．

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Mini-slot时间结构的频谱分配策略及频谱接入费用

张丹丹,金顺福,

2016, 37(3): 535-539.

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为了降低认知用户数据包的平均时延，同时提高其吞吐量，针对集中式认知无线网络，提出一种基于mini-slot时间结构的频谱分配策略．考虑频谱切换过程和非理想感知结果，建立三维Markov模型，并使用矩阵几何解方法给出认知用户数据包平均时延和吞吐量等性能指标表达式．通过系统实验定量分析性能指标的变化趋势，验证基于mini-slot时间结构的频谱分配策略的有效性．面向认知用户构造个人收益和社会收益函数，给出频谱接入的收费方案，实现所提频谱分配策略的社会最优．

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基于差分隐私与前缀树的搜索日志隐私保护研究

陆叶,卢菁

2016, 37(3): 540-544.

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针对搜索日志的发布泄露用户隐私的问题将差分隐私引入到搜索日志中，提出了一种满足ε-差分隐私的隐私保护策略算法，使得搜索日志中的隐私信息不被泄露．采用前缀树的思想对数据源预处理和剪枝，在所得结果中利用拉普拉斯机制添加噪声扰动真实结果，并通过理论证明该方法满足差分隐私保护．实验采用多机联机处理策略，大量缩短算法处理时间．通过实验结果分析，选取合适剪枝k阈值，使得发布数据在隐私保护度和数据准确率中达到平衡．

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基于二分图网络的项目与专家多重匹配策略

陈泽亚,王庆,郭静,陈晰,王晶华

2016, 37(3): 545-550.

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科技项目培育或评审过程中，往往同时有多个项目和多位专家．每个项目都有限制被匹配的专家数量，每个专家又有最多容许匹配的项目数量．目前大多数的匹配过程中，专家多由人为确定或随机选取产生，往往导致专家与所评项目内容不匹配或相关度较低的现象．对于项目与专家网络具有的复杂网络特性，本论文着重考虑到项目与专家网络中同时存在的高聚类和小世界现象，将项目与专家进行抽象，从网络节点的关联性出发，利用二分图网络流模型，提出两种贪心匹配策略与一种传统最大流匹配策略的组合策略，设计出项目与专家的多重匹配算法．本文最后采用电力行业数据集进行多次实验，验证该策略可以有效应对项目专家网络，在计算耗时和匹配结果上都较传统网络流算法高效．

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基于综合隶属度函数的模糊支持向量回归机

王珏,乔建忠,林树宽,罗海艳

2016, 37(3): 551-554.

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针对金融时间序列一般具有非线性、非平稳性、高信噪比和有限样本等特点，将模糊支持向量回归机引入到金融时间序列预测中.设计一种综合模糊隶属度函数，充分考虑到三点：第一噪音会导致错误的回归；第二越靠近预测点的样本对回归的影响越大；第三，离回归线越远的样本，对回归的贡献越大.综合隶属度函数，尽量剔除噪音并给离回归线远的和靠近预测点的样本较大的权值.将采用综合隶属度函数的模糊支持向量回归机应用于羊绒价格序列中，仿真结果表明，本文的基于综合隶属度函数的模糊支持向量回归机在预测精度上有所提高.

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共形几何代数与机器人运动学的形式化

马莎,施智平,关永,李黎明,邵振洲,张杰

2016, 37(3): 555-561.

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共形几何代数作为一种新的几何表示和计算系统，它为经典几何提供了简洁、直观和统一的齐性代数框架，目前在现代科技的各个领域有很广泛的应用，但是利用共形几何代数进行计算和建模分析的传统方法如数值计算方法和符号方法存在计算不精确等问题.定理证明方法是一种验证系统正确性的严密的形式化方法.在高阶逻辑证明工具HOL-Light中建立共形几何代数系统的形式化模型，提出基本代数运算、几何体表示和几何变换等理论的相关逻辑定义和性质证明.最后为了说明共形几何代数形式化的有效性和实用性，基于共形几何逻辑模型对5R串联机器人的运动学反解进行形式化建模并提出验证方案.

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基于蒙特卡罗模拟和Z检验的“2048”游戏并行优化算法

刘子正,卢超,张瑞友

2016, 37(3): 562-566.

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针对一款单人手机游戏“2048”，结合其具有很强不确定性的特点，设计一种基于蒙特卡罗模拟和Z检验的并行游戏搜索算法．算法总共分为四部分：首先通过少量的模拟实验，对各个可选节点进行初步评估；然后，使用Z检验确定缺乏搜索潜力的节点，对其进行剪枝；之后，对剩下的节点进行较多次数的模拟实验；最后，综合两组模拟实验的结果，对可选节点进行最终评估，并选择最优节点．算法核心部分能够实现并行计算，所以使用C++语言开发了并行计算机博弈系统．大量实验结果表明，本文设计的优化算法能够快速、有效地求解“2048”游戏，达到资深玩家的水平．

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合作型协同多目标群搜索算法

李亚洲,,郑向伟,肖宪翠,

2016, 37(3): 567-571.

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群搜索算法（Group Search Optimizer，GSO）是一种基于动物群体行为的智能优化算法，在高维函数优化和收敛性方面表现出良好性能．本文基于分而治之策略和协同进化框架，提出了一种合作型协同多目标群搜索算法（Cooperative Coevolutionary Multi-Objective GSO，CMOGSO）．首先将群（group）划分为多个子群（sub-groups），采用改进的群搜索算法演化每个子群，其次选择其它子群中处于非支配位置的成员（member），构建当前子群的成员的上下文向量，通过目标函数评价子群成员．最后，结合各个子群的成员构建多目标问题的Pareto解集．实验结果表明，相比于其他多目标优化算法，CMOGSO算法所求Pareto解集具有精度高、解分布均匀等优势，能够有效地解决多目标优化问题．

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学习历史经验的粒子群优化算法

靳雁霞,薛敬,张建华,韩燮

2016, 37(3): 572-575.

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为解决基本粒子群算法收敛速度过慢、易于陷入局部最优等不足，提出一种对全局最优位置预测的粒子群算法．算法在基本粒子群的每一代搜索更新基础上，全局最优位置先通过反学习预测策略得到下一步进化的预测值和本次进化的经验，然后通过进化经验预测策略进一步预测全局最优位置，更精准更快速地寻到全局最优位置．最后，通过对几个基本测试函数寻优结果的对比说明，ALPSO算法可以在较短时间收敛，提高了收敛精度，且不易陷入局部极值，在工程应用上具有一定的实用价值．

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基于多新息理论的EKF算法研究

吕国宏,秦品乐,苗启广,刘毛毛,焦蓬斐

2016, 37(3): 576-580.

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扩展卡尔曼滤波算法（EKF）是将卡尔曼滤波理论（KF）进一步应用到非线性系统中．然而当系统为强非线性时，EKF就会违背局部线性假设，引起误差增大，从而使得其精度降低，最终导致滤波发散．针对上述问题，提出结合多新息（multiinnovation）理论的改进EKF算法，即多新息扩展卡尔曼滤波（MIEKF），使系统在原先只利用单个新息的情况下，扩展为能够利用之前多个时刻的新息，从而大大提高了滤波的精度．另外本文同时也从理论上证明了改进的多新息扩展卡尔曼滤波算法的收敛性．最后仿真结果表明，改进的多新息扩展卡尔曼滤波较标准扩展卡尔曼滤波算法更有效．

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基于CT影像的肺组织分割及其功能定量分析

耿欢,覃文军,杨金柱,边子健,赵大哲,

2016, 37(3): 581-587.

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高精度的肺组织分割是肺功能定量分析的前提和基础，有利于慢性阻塞性肺病的辅助诊断．传统的肺组织分割方法没有去除肺轮廓内部的细支气管，且无法处理严重粘连的肺气肿病例．本文提出一种全自动的三维肺组织分割方法：首先采用带有错误检测机制的二维图像阈值选取和三维区域增长进行粗分割，得到肺气道和肺实质组成的肺部充气区域；然后结合阈值和气管形态分析分割肺气道树，在防止泄露的同时提取更多肺内细支气管；最后通过扫描线粘连定位和动态规划，实现前、后联合粘连的定位及左右肺分离．实验中分别采用20组EXACT09数据和20组VESSEL12数据对所提出的方法进行评价，结果显示提取的气道树平均分支数为131个，与医生标记的金标准比较分支检出率为54.09％；肺实质分割结果与数据集提供肺轮廓Mark比较，Jaccard系数为95.35％，平均绝对边界距离为0.89mm．结果表明，本文方法能够有效的提取肺组织，运行时间与传统方法相比在临床实际应用中具有一定优势．

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Logistic混沌序列压缩感知测量矩阵构造

王知人,张德生,聂栋栋

2016, 37(3): 588-592.

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测量矩阵的构造是压缩感知理论的一个主要研究内容.针对随机测量矩阵的不确定性及硬件上难以实现的缺点，提出由伪随机性较好的Logistic混沌序列构造混沌Bernoulli测量矩阵的方法.该方法通过对确定的混沌序列进行了非线性变换，使得变换后的序列服从均匀分布，然后再对其进行符号函数映射，并且生成了具有Bernoulli分布的伪随机序列，从而构造出了压缩感知中的测量矩阵.仿真实验表明，构造的混沌Bernoulli测量矩阵与高斯随机矩阵、Bernoulli随机矩阵、稀疏随机矩阵及混沌矩阵相比，具有相似的性能.当混沌系统参数和初值固定时，构造的混沌测量矩阵是确定的，且在硬件上易于实现.

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基于法向量直方图特征描述的点云ICP拼接

秦绪佳,徐菲,王建奇,郑红波,陈胜男,

2016, 37(3): 593-597.

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传统的迭代最近点ICP算法收敛速度慢，而基于特征的查找对应点能够明显优化ICP算法．提出一种新的基于法向量直方图特征描述的点云ICP拼接方法．该方法将法向量直方图作为点云特征描述子，其能够优化对应点集的查找，从而改进ICP算法．该算法先计算待拼接的两片点云的法向量直方图特征描述子，然后由其中一片点云中的点查找在另一片点云上的最近邻域，并且找出法向量直方图特征最相似的点作为当前点的对应点，查找出所有的对应点并建立对应点集，再根据对应点建立协方差矩阵，并对其奇异值分解，求解出变换矩阵，最后迭代以上步骤直至收敛．在法向量直方图特征计算中，采用多核模式并行编程计算，提高了特征计算效率．实验结果表明该方法是可行有效的．

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复杂光照下的人脸姿态估计

董兰芳,任乐乐,董玉德

2016, 37(3): 598-602.

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人脸姿态估计是人机交互和人脸识别领域的一项关键研究内容，为了提高复杂光照下姿态估计的正确率，提出一种基于层次支持向量机（SVM）的估计方法．首先通过读取三维人脸模型，添加多种光照，并进行不同角度的投影变换生成训练样本图像；然后对训练样本图像进行大小归一化，伽马矫正，高斯差分滤波等预处理并提取方向梯度直方图（HOG）特征；最后采用层次支持向量机训练人脸姿态分类器，并利用该分类器对一幅具有复杂光照的输入图像估计人脸姿态．在Color FERET数据库上的实验表明，该方法能较好的估计复杂光照下的人脸姿态．

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遥感影像融合的GPU加速及性能分析

杨景辉,张继贤

2016, 37(3): 603-607.

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遥感影像融合是一种典型的数据密集型和计算密集型运算，常用的串行处理效率较低，研究GPU支持的并行处理方法有一定的现实意义.该文以NVIDIA公司新一代Fermi架构GPU为计算平台，采用CUDA并行计算环境，以SFIM融合算法为例，提出适用于遥感影像融合的并行处理方法.SPOT 5和QuickBird两组大幅面遥感影像融合并行处理实验结果显示，提出的基于分块的核外计算方法，通用性强，易于实现，加速性能明显，根据整景影像测试结果，采用目前中等级别的GPU加速卡计算性能可提高至107倍.同时，该方法适用性广，可应用于多个影像融合算法.实验结果分析表明，除了GPU卡本身性能外，影响GPU加速性能主要因素包括单次导入影像的计算规模和主机与GPU之间交换数据量.

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一种应用于静态图像人体分割的显著性检测方法

陈佳洲,曾碧,何元烈

2016, 37(3): 608-611.

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针对人体肤色在显著性检测过程中容易被忽视，影响后期图像人体分割效果这一问题，本文提出了一种改进的显著性检测方法．首先利用超像素图分割法对图像进行分割，利用人脸检测提取肤色信息，接着将肤色信息融入到颜色独特性和颜色空间分布计算中，最后将得到的超像素显著值分配给每个像素，生成像素级显著图．在公开的数据集上选取100幅包含人物的图片进行测试，该算法取得最高95％的精确度，优于其他显著性算法，在图像人体分割实验中，可以很好地把人体和背景分开．实验结果表明，本文方法在精确率、召回率和F测量上都优于其他方法，并且能很好地分割人体图像．

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一种自适应低采样率图像分块压缩感知算法

蔡旭,谢正光,黄宏伟,蒋小燕

2016, 37(3): 612-616.

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分块压缩感知（BCS）适用于图像信号的压缩感知（CS）处理．当采样率较低时，BCS迭代阈值投影（BCS-SPL）算法对图像纹理部分重构质量差，针对此不足，提出基于全变差分自适应采样率BCS正交匹配追踪（Total Variation based Sampling Adaptive Block Compressed Sensing with OMP，TVSA-BCS-OMP）算法，该算法对图像重叠分块以消除重构结果的块效应，根据图像子块的纹理复杂度自适应分配采样率，并且子块的纹理复杂度用各自的全变差分进行测量，从而全变差分较大的子块可获得更高采样率．各子块由纹理分配采样率保留变换域下的非零系数，分别进行CS采样以及OMP重构．实验结果显示，当图像初始采样率较低（低于0.2）时，TVSA-BCS-OMP算法的重构精度始终高于BCS-SPL算法，特别是对图像纹理块的重构质量更高，并且前者的重构时间比后者更低．

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基于改进布谷鸟搜索算法的二维Tsallis熵多阈值

杨秋翔,周海芳,贾彩琴,高毓羚

2016, 37(3): 617-621.

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为了改善二维Tsallis熵在分割复杂图像时存在计算量大、耗时长、实用性差的问题，提出基于改进布谷鸟搜索算法的二维Tsallis熵多阈值图像分割方法.首先，分析了二维Tsallis熵单阈值分割原理并将其推广到多阈值分割，同时推导出了二维Tsallis熵多阈值选取公式.其次，借鉴逐维更新评价策略，同时加入逐维扰动策略来对布谷鸟搜索算法进行改进，并用于求解二维Tsallis熵函数的最优问题.最后，用穷举法、粒子群算法、布谷鸟算法以及改进的布谷鸟算法分别对典型图像进行多阈值分割实验并将分割效果、分割数据和各算法的收敛性能分别进行比较.实验结果表明，所提算法能够快速、准确地对复杂图像进行分割.

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面向龙芯3B体系结构的FFTW库优化

王小乐,顾乃杰,张明,

2016, 37(3): 622-626.

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龙芯3B处理器是首款国产商用8核处理器，主要用于高性能计算机、高性能服务器和数字信号处理等领域．因此充分利用龙芯3B体系结构，开发一套高效的FFT库则尤为重要．FFTW库是基于通用CPU开发的软件包，很难充分利用龙芯3B处理器的硬件特性，从而在龙芯3B处理器上未能取得令人满意的性能．针对该问题本文采用MIPS汇编、乘加指令、向量化计算、CooleyTukey算法和实数类型实部虚部分开计算等多种优化方法对FFTW库进行优化．使用离散傅里叶通用的benchmark测试工具benchfft进行性能测试，实验结果表明，优化后比优化前性能平均提升45％左右，部分甚至超过100％，使FFTW在龙芯3B处理器上具有较高的性能．

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PCM多向Start-Gap算法设计与实现

朱鹏,黄炼军,贺再红,谭怀亮

2016, 37(3): 627-631.

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相变存储器（Phase Change Memory，PCM）是一种新兴的非易失性字节寻址的存储器，有望成为DRAM的一种替代产品．PCM相比DRAM具有更高的集成度、更低的静态功耗和非易失性优点．但是，PCM存在有限的写寿命等缺点．磨损均衡是延长PCM寿命的有效方法．现有的PCM磨损均衡算法存在恶意攻击下寿命明显降低的问题．本文提出多向StartGap算法，从两个方面改进传统的基于分区的Start-Gap算法．它采用动态映射方式，使得映射关系无法计算，从而防止了攻击．并且，它将分区到分区的映射方式改为分区到全局空间的映射方式，使得一个逻辑地址可以映射到任何一个物理地址，从而提高了磨损均衡效果．在PCM模拟器上实现了多向Start-Gap算法．实验结果表明，该算法有效地提高了磨损均衡效果，使PCM寿命延长了50％，并且能够有效抵抗恶意攻击．

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一种基于随机滤波器的测量矩阵优化算法

郑岩,李健,李智,张俊朋

2016, 37(3): 632-636.

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压缩感知中的随机测量矩阵有需要巨大的存储空间和高的计算成本以及硬件上实现困难的缺点，为了克服这些缺点，本文在随机滤波器的基础上进行了优化．随机滤波器是一个循环右移矩阵，此矩阵的非零元素服从高斯分布或伯努利分布．优化的方法是：使循环右移矩阵中的非零元素服从切比雪夫窗，平顶加权窗，海明窗或布拉克曼窗的窗函数，然后对此右移矩阵的行进行标准正交化．由数值试验可知，对于时域稀疏和频域稀疏的信号，优化后的测量矩阵的重建性能优于随机滤波器和混沌优化滤波器；而且海明窗优化测量矩阵对时域稀疏信号恢复效果更好；平顶加权窗或布拉克曼窗优化测量矩阵对频域稀疏信号恢复效果更好；切比雪夫窗优化测量矩阵对时域稀疏和频域稀疏信号恢复效果都较好．

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改进听觉组织方法的单声道浊语音分离

李然军,李辉,李冬冬

2016, 37(3): 637-640.

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为了提高高频区域时频单元标记和听觉分割的准确性，提出一种改进听觉组织的单声道浊语音分离算法．在组织阶段中，首先该算法利用不同的特征对高频和低频中的时频单元进行标记．增强包络自相关函数被用来标记高频区域的时频单元．然后，利用起始和截止分析得到听觉片段，起始和截止分析方法可以有效地将语音和噪声分割到不同的片段．根据已经分离的浊语音二值模将这些片段选择性地重组到目标流中．系统评估表明，该算法优于原来的系统．

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