1974年1月创刊(月刊)
主管/主办:重庆西南信息有限公司
ISSN 1002-137X
CN 50-1075/TP
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当期目录
2013年第8期, 刊出日期:2018-11-16
  
综述
VANET中数据传递的关键技术
张利锋,金蓓弘,张扶桑
计算机科学. 2013, 40 (8): 1-5. 
摘要 ( 115 )   PDF(564KB) ( 499 )   
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基于VANET的数据传递能为交通信息收集、城市生活服务、紧急告警、军事指挥等应用提供数据传输服务,但VANET数据传递面临诸多挑战,例如网络拓扑变化快、信道容量有限等。从VANET数据传递的关键挑战入手,指出了影响VANET数据传递的主要因素,对VANET数据传递的基本机制进行了分类,综述并分析了已有的实现方法。此外,还列举了提高数据传递能力的优化策略。最后对未来的研究趋势进行了展望。
多源信息融合关键问题、研究进展与新动向
陈科文,张祖平,龙军
计算机科学. 2013, 40 (8): 6-13. 
摘要 ( 199 )   PDF(746KB) ( 3796 )   
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近年来,国内外掀起了多源信息融合技术研究的新热潮。对信息融合技术的最新研究进展进行了综述;首先探讨了信息融合的概念与本质;然后从信息处理和融合系统设计的角度,全面阐述了信息融合所面临的问题与挑战,以及现有的主要融合模型与方法分类,同时分析了信息融合方法论研究的发展趋势和一些新领域;接着纵览了信息融合技术的广泛应用;特别讨论了几个新兴的应用领域。最后对信息融合研究路线作了总结和展望。
无线传感器网络中的Skyline查询处理技术
王海翔,郑吉平,宋保利
计算机科学. 2013, 40 (8): 14-23. 
摘要 ( 120 )   PDF(1147KB) ( 379 )   
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Skyline查询作为多目标决策的重要手段之一,在无线传感器网络应用中发挥着越来越重要的作用。对无线传感器网络中的Skyline查询处理技术进行了论述。首先讨论集中数据库中的Skyline查询算法。其次,讨论无线传感器网络中Skyline查询的典型应用。进而,根据无线传感器网络能量、存储和处理能力有限等特点,全面论述了无线传感器网络中的Skyline查询方法,并指出了今后的研究方向。
一种基于Dual-GPU的三次卷积插值并行算法研究
赖积保,孟圆,余涛,王玉璟,林英豪,吕天然
计算机科学. 2013, 40 (8): 24-27. 
摘要 ( 136 )   PDF(403KB) ( 639 )   
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针对传统三次卷积插值算法实现遥感图像放大在运算规模、计算速度等方面的不足,结合GPU的高性能计算优势,提出一种基于Dual-GPU(Graphic Processing Unit)的三次卷积插值并行算法(CCPA),即应用GPU的高性能计算技术将传统的三次卷积插值算法进行并行化处理,将图像的像素点个数平均分配给每个线程块,每个线程针对一个像素,线程在GPU中同时执行,以提高其插值效率。实验结果表明,该算法在保持放大后图像质量的同时,速度得到提升,随着图像分辨率的增大,该算法的优势更明显,在分辨率10240*10240的情况下,用GPU处理的速度比CPU提升了97.7%,用双GPU处理的速度是单GPU的2倍,并且在对放大遥感图像的质量和实时性均要求较高如地震、洪水等灾害的情况下,该算法具有实用价值。
分离通路浮点乘加器设计与实现
何军,黄永勤,朱英
计算机科学. 2013, 40 (8): 28-33. 
摘要 ( 146 )   PDF(761KB) ( 772 )   
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针对传统浮点融合乘加器会增加独立浮点加减法、乘法等运算延迟的缺点,首先设计并实现了一种分离通路浮点乘加器SPFMA,通过分离乘法和加法通路,在保持融合乘加运算延迟6拍延迟不变的情况下,将独立乘法和加法等运算延迟由6拍减为4拍,克服了传统融合乘加器的缺点。然后经专用工艺单元库逻辑综合评估,SPFMA可工作在1.2GHz以上,面积60779.44um2。最后在硬件仿真加速器平台上运行SPEC CPU2000浮点测试课题对其进行性能评估,结果表明所有浮点课题性能均有所提高,最大提高5.25%,平均提高1.61%,证明SPFMA可进一步提高浮点性能。
WPP-L2:多核处理器中共享Cache低功耗路预测算法
方娟,郭媚,杜文娟
计算机科学. 2013, 40 (8): 34-37. 
摘要 ( 149 )   PDF(676KB) ( 437 )   
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针对片上多核处理器下的二级共享Cache的能耗问题提出了基于Cache划分的路预测Cache结构WPP-L2,该结构首先对共享Cache进行公平性划分,然后采用路预测的方法降低了预测命中和失效时各自的能耗开销。实验表明,在基本保持多核处理器性能的同时,8核处理器系统下WPP-L2Cache比基于路预测的L2Cache的能耗延迟乘积EDP(Energy Delay Product)平均下降24.7%,比传统的L2Cache的EDP平均下降66.1%,极大地降低了L2Cache功耗。
网络与通信
云存储中基于SKP-ABE的访问控制方法
刘鸿,李谢华,杨波
计算机科学. 2013, 40 (8): 38-42. 
摘要 ( 155 )   PDF(389KB) ( 403 )   
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针对云存储中的密文访问控制,提出一种基于SKP-ABE的高效访问控制方法EACS。该方法在保持密文信息保密的前提下,将部分私钥组件和相关密文组件的重加密过程转移到云端,以大大降低数据属主的计算代价;并结合RMIA进行用户权限撤销,以实现高效、灵活的密文访问控制。
二进制无线传感器网络中的分布式自适应粒子滤波目标跟踪算法
朱志宇,苏岭东
计算机科学. 2013, 40 (8): 43-45. 
摘要 ( 113 )   PDF(320KB) ( 376 )   
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为了提高无线传感器网络目标跟踪的实时性,减少通信量,提出了一种二进制无线传感器网络的分布式自适应粒子滤波算法,该算法在簇头更换时,簇头之间只需要传送滤波值和误差方差,而无需传递大量粒子,同时该算法根据滤波方差在线调整粒子数,从而降低了算法的计算量。从算法耗时、均方根误差(跟踪精度)以及通信量等方面进行了仿真研究。仿真结果表明,分布式自适应粒子滤波算法的耗时、通信量要明显少于集中式粒子滤波和分布式粒子滤波;同时其均方根误差的变化幅度受粒子数的影响非常小,具有更好的跟踪性能。
一种基于位跳变检测的微弱卫星信号快速捕获算法
李卫斌,张迎新,尚保卫,马宪民
计算机科学. 2013, 40 (8): 46-48. 
摘要 ( 151 )   PDF(328KB) ( 482 )   
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微弱GPS卫星信号的捕获需要长的相干积分时间,同时还要克服导航数据位跳变的影响,传统算法很难同时兼顾捕获的灵敏度和实时性这两个方面。提出了一种基于位跳变检测的微弱信号快速捕获算法,该算法通过比较多组数据的相干积分结果估计出第一个跳变位,并将其余间隔20ms的数据均记为跳变位进行剔除,而对其余数据进行19ms的分块相干积分。仿真结果表明,该算法通过对140ms数据的积分运算能够高效地捕获到信噪比低至-47dB的信号,可有效提高GPS接收机的灵敏度和实时性。
改进的细菌觅食算法求解认知无线网络频谱分配问题
李岳洪,万频,王永华,邓钦,杨健
计算机科学. 2013, 40 (8): 49-52. 
摘要 ( 114 )   PDF(415KB) ( 429 )   
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认知无线网络中如何进行频谱合理的分配是实现动态频谱接入的关键技术之一。基于图论着色频谱分配模型,以最大化网络效益为目标函数,提出一种具有量子变异操作的改进的二进制细菌觅食优化算法,用以求解认知无线网络中空闲频谱在认知用户间的动态分配问题。通过仿真实验比较了本算法与颜色敏感图论着色算法、传统二进制细菌觅食算法的性能。结果表明:本算法性能明显优于颜色敏感图论着色算法,能更好地实现网络效益最大化,提高用户的平均效益;与传统二进制细菌觅食算法相比,改进后的细菌觅食算法寻优能力更强,收敛速度更快。
无线电引信动态场景回波仿真器的构造及其实现
卢照敢,柳玉炯,尹应增
计算机科学. 2013, 40 (8): 53-58. 
摘要 ( 176 )   PDF(744KB) ( 391 )   
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通过分析无线电引信的弹目交会过程,给出了探测器的收发信号模型,并结合三维建模软件构建的场景,实现了无线电引探测器动态场景的回波仿真器。该仿真器实现了场景建模、运动姿态和仿真算法之间的互相独立分工,具有较好的通用性和扩展性,可实现多种引信工作体制和任意复杂度场景下的时间波形仿真。同时,将其构造成一个独立的回波仿真模块,它可与常用系统仿真平台无缝集成,具有与三维建模软件导出数据的接口。仿真实例表明,仿真的回波波形可有效性地反映弹目交会中的波形变化。
基于nRF24L01的无线心音遥测系统研究与实现
李才光,裴正宪,蒋洪波
计算机科学. 2013, 40 (8): 59-62. 
摘要 ( 257 )   PDF(307KB) ( 501 )   
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介绍了一种以射频芯片nRF24L01为无线通信核心的无线心音遥测系统的实现方案。整个系统通过8位单片机STC12C5A60S2来控制。STC12C5A60S2内部的10位ADC可以对放大滤波后的心音信号进行采集,再写入nRF24L01进行无线传输,接收端由单片机通过nRF24L01接收数据,再由UART通过串口将其传输到PC机进行显示与分析。 经测试,该系统在室内通信良好,所显示的心音波形满足要求。此外就各模块的通信协议以及对应的程序也进行了具体分析。
基于内存迭代拷贝的Xen虚拟机动态迁移机制研究
熊安萍,徐晓龙
计算机科学. 2013, 40 (8): 63-65. 
摘要 ( 172 )   PDF(307KB) ( 562 )   
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为减少虚拟机动态迁移时间,Xen采用了Pre-Copy算法来选择合适的时间进行停机拷贝,以保证在低负载或空负载时的虚拟机迁移的优越性能,但在高负载环境下,Pre-Copy算法对内存页的重复迭代严重影响了虚拟机迁移的效率。基于Xen虚拟机内存迭代拷贝算法,提出了一种内存分片迭代拷贝机制,即通过缩短迭代拷贝的终止时间来减少虚拟机动态迁移所花费的时间。实验结果表明,内存分片迭代机制可以有效提升Xen虚拟机动态迁移的性能。
无线传感器网络中基于蚁群算法的能量空洞规避策略
李斌,王镇,刘学军
计算机科学. 2013, 40 (8): 66-71. 
摘要 ( 123 )   PDF(537KB) ( 387 )   
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无线传感器网络(WSN)具有特殊的能量空洞(Energy Hole)现象,蚁群算法的随机自适应性使其很适合应用于无线传感器网络环境,所以在缓解能量空洞有效性分析的基础上,提出了一种基于蚁群算法的局部区域能量空洞规避策略,通过蚁群算法的自适应性实现了无线传感器网络运行过程中能量空洞规避,搜索出一条最优路径。仿真实验表明,该算法能够有效地延长网络的生命周期。
基于弹性定额值的分组轮询调度算法
刘桂开,高蕾
计算机科学. 2013, 40 (8): 72-78. 
摘要 ( 190 )   PDF(544KB) ( 524 )   
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提出了一种新的适用于变长分组的调度算法——弹性定额值轮询调度算法(Resilient Quantum Round Robin,RQRR),与现有算法不同,该算法中每个数据流的定额值不是固定不变的,定额值的生成依赖于前一个轮次中各个数据流的发送情况。理论分析表明,RQRR可以保证数据流之间具有较好的公平性,它的公平性度量具有上界值7Max-1,其中Max为分组的最大长度。RQRR对每个分组的处理复杂度为O(1),易于实现、适用于高速网络。
一种高效、可扩展细粒度缓存管理混合存储研究
姜国松
计算机科学. 2013, 40 (8): 79-82. 
摘要 ( 140 )   PDF(408KB) ( 546 )   
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混合主存储器由DRAM构成,它可用作cache来扩展非易失性存储器,相比传统的主存储器能够提供更大的存储能力。不过,要使混合存储器具有高性能和可扩展性,一个关键的挑战在于需要对缓存在DRAM中的数据的元数据(如标签)以一个细粒度的方式进行有效管理。基于这样的观察:利用DRAM缓存行的局部性,将元数据与元数据对应的数据存储在片外缓存中相同的行,使用一个小的缓冲区来只缓存最近被访问的片内缓存行,以降低细粒度DRAM缓存的开销。利用这种细粒度的DRAM高速缓存的灵活性和效率,还开发了一种自适应的策略来选择在数据迁移到DRAM时最佳的迁移粒度。在搭配了512MB的DRAM缓存的混合型存储系统中,建议使用8kB的片上缓存,这样,相比一个传统的8MB的SRAM元数据存储,即使没有考虑大的SRAM元数据存储的能源开销,也可以提升6%以内的性能,以及18%的能效节约。
一种分布式SCADA系统设计与实现
舒大有,冯暄,卢军,郭本俊
计算机科学. 2013, 40 (8): 83-85. 
摘要 ( 128 )   PDF(243KB) ( 668 )   
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传统SCADA是基于铜线构建的,一般用于小规模数据采集。随着工业信息化的进步,新型的SCADA系统正逐渐演变为基于IP的面向海量数据采集。在这样的变化中,SCADA面临两个问题:(1)IP化数据采集协议的自适应问题;(2)海量采集数据的分布式处理问题。针对上述问题,基于分布式数据管道的软总线技术和两级分布式调度机制,设计并实现了一种分布式SCADA系统,它可以有效地适用于IP化的海量SCADA系统。
基于VxWorks嵌入式实时操作系统的IEC61850数据通信实现
巫茜,周庆
计算机科学. 2013, 40 (8): 86-89. 
摘要 ( 124 )   PDF(584KB) ( 406 )   
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针对变电站IED之间的互操作性差、难以实现信息交互的问题,结合变电站技术改造,探讨了基于VxWorks嵌入式实时操作系统的IEC61850报文实现。借助VxWorks的Wind微内核提供的多任务环境、进程间通信和同步功能,讨论了任务调度策略、通信、同步和互斥机制,研究了信息模型的通信映射与快速报文传输服务,构建了实现IEC61850的信息模型实体,分析了快速报文在Wxvorks中的实现,给出了最优推荐方案。变压器经济运行自投切换初步实验结果表明,IEC61850变电站自动化最新国际标准的实施有利于采用最新通信技术实现对电力参数的监控,为系统拓展预留了广阔的空间。
相位匹配信号与混沌背景分离方法
吴鹏,王晨,赵志刚
计算机科学. 2013, 40 (8): 90-92. 
摘要 ( 111 )   PDF(222KB) ( 452 )   
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针对混沌背景下的信号提取问题,提出了混沌噪声背景下的相位匹配噪声去除方法。它不同于以往的混沌背景下的信号提取方法,不需要相位重构对混沌进行预判估计,也不需要对信号和混沌在有限维相空间中进行几何分析。通过对混沌背景下的不同相位不同幅值的正弦信号进行分离仿真验证了本方法的有效性,通过分离度的分析表明,本方法对于弱信号的混沌背景分离效果明显,可以获得很好的去除混沌背景噪声的效果。
多天线多用户认知系统中基于BD预编码的用户选择方法
周湘贞,胡海波
计算机科学. 2013, 40 (8): 93-95. 
摘要 ( 127 )   PDF(191KB) ( 377 )   
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在次用户配置的多天线的认知多天线协作反馈系统中,信道方向信息存在量化误差,现有的用户选择方法不能使次用户系统容量最大化,而且增大了对主用户系统的干扰。为了消除量化误差对主次用户系统的影响,提出了一种基于BD预编码的统计独立系数的用户选择方案。分析和仿真结果表明,所提方案在主用户系统干扰受限的条件下有效提升了次用户系统的容量。
信息安全
三级对称叛徒追踪新方案
苏加军,王新梅
计算机科学. 2013, 40 (8): 96-99. 
摘要 ( 123 )   PDF(297KB) ( 408 )   
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提出了一种新的对称叛徒追踪方案。基于加密广播技术和Hash函数理论,构造了密钥方案、加密方案、解密方案和叛徒追踪算法,利用Chernoff界确定了系统参数值。新方案可以有效对抗加密广播业务中的共谋密钥攻击。相对于已有的CFN对称方案,新方案具有更低的个人密钥存储复杂度、用户计算复杂度和更少的数据冗余。
基于ASSFR的DTN弹性质量自适应模型
刘振,戚湧,李千目,韩荟,张宏
计算机科学. 2013, 40 (8): 100-108. 
摘要 ( 127 )   PDF(797KB) ( 365 )   
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针对DTN中支持时效性和资源敏感型服务的质量保证问题,引入INSIGNIA跨层思想和PBNM模式,设计出一种分布式服务质量保证系统——DTN弹性质量自适应原型系统,并针对原型系统,对以往路由协议进行改进,提出自适应种子喷射和焦点路由协议。最后运用ONE网络仿真软件对原型系统的性能进行分析和评估。实验结果表明:与MaxProp协议和Epidemic协议相比,运用弹性质量自适应原型系统,能够降低消息的丢包率、端到端时延和路由开销,提高消息发送的成功率。
对完整轮数ARIRANG加密模式的新的相关密钥矩形攻击
刘青,卫宏儒
计算机科学. 2013, 40 (8): 109-114. 
摘要 ( 117 )   PDF(418KB) ( 355 )   
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针对ARIRANG加密模式,利用相关密钥矩形攻击的方法对其安全性进行了重新评估。首先找到了一些新的38轮和39轮的高概率相关密钥矩形区分器,然后在此基础上将区分器进行改进,改进的主要思想是:利用模减差分和异或差分的混合表示方式代替原先的异或差分,同时在区分器的输出中选择一个差分集合代替原先单一的差分。基于以上各种新的高概率区分器,对全轮ARIRANG加密模式进行了攻击,其结果优于以往的攻击结果。其中最好的攻击结果为:攻击全轮的ARIRANG-256加密模式所需的数据复杂度和时间复杂度分别为2220.79和2155.60。
基于位置敏感哈希分割的空间K-匿名共匿算法
侯士江,张玉江,刘国华
计算机科学. 2013, 40 (8): 115-118. 
摘要 ( 128 )   PDF(318KB) ( 424 )   
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空间K-匿名技术主要用于隐私保护,防止个人信息泄露。目前的主要方法都基于用户-匿名器-基于位置的服务(location based services,LBS)模型。提出了一种基于位置敏感哈希分割的空间K-匿名共匿算法。这种算法在保距性和共匿性方面都可以满足要求,而且算法具有适度的计算复杂度。最后,针对有效性(最小化匿名空间区域)和效率(构建代价)做了实验,证明所提出的算法具有良好的性能。
基于语法解析树的函数漏洞发现方法
陈永艳,束洪春,戴伟
计算机科学. 2013, 40 (8): 119-123. 
摘要 ( 107 )   PDF(542KB) ( 449 )   
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大多数行业定制软件的漏洞检测较困难,而传统的静态漏洞检测方法会产生很多错误的和虚假的信息。针对函数调用前后存在的漏洞问题,提出了基于上下文无关的自顶向下与自底向上相结合的语法解析树的方法,它能够在对函数内部定义不了解或者部分了解的情况下,解析函数调用前后安全契约规则:前置规则和后置规则。同时通过扩展规则表示的XML文法来表示面向对象下,规则中的属性存在继承关系下的契约规则。实验表明,与同类型安全分析工具比较,该方法具有避免函数重复分析、规则可扩展性良好、尤其在自定义对象类和特定环境下自定义参数准确率高等优点。
基于XML的数据客体与安全标记绑定方法
曹利峰,李中,陈性元,冯瑜
计算机科学. 2013, 40 (8): 124-128. 
摘要 ( 123 )   PDF(449KB) ( 369 )   
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安全标记与数据客体的绑定,是制约多级安全真正走向网络实用化的关键问题。针对这一问题,在深入分析XML的基础上,描述了XML客体安全标记及其约束规则,提出了安全标记与数据客体的绑定方法,讨论了安全标记查询、客体内容裂解等相关操作,给出了基于XML安全标记的安全通信实施机制。该绑定方法不仅能够满足多级信息系统间安全通信的需要,而且能够实施粒度更细的访问控制,提高信息客体的利用率。
云服务可靠性优化方法研究
梁员宁,陈建良,叶笠
计算机科学. 2013, 40 (8): 129-135. 
摘要 ( 136 )   PDF(631KB) ( 365 )   
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针对云服务的冗余特性和可靠性保障的需求,探讨了提高云服务可靠性的有效途径。基于云服务的可靠性体系框架和管理模式,提出了信任冗余的云服务可靠性增强总体框架;在服务准备时的冗余设计阶段,基于选举协议的云服务轮询检测机制,设计了信任感知的容错服务选择算法,给出了最小容错服务个数的求解方法;基于服务组合运行时的容错处理框架,提出了保证服务响应时间的基于失效规则的云服务调用策略。实验结果表明,提出的容错服务选择算法和云服务调用策略具有较好的实用性和有效性。
一种高效的无证书内容可提取签名算法
刘庆华,宋余庆,刘毅
计算机科学. 2013, 40 (8): 136-139. 
摘要 ( 184 )   PDF(324KB) ( 426 )   
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针对内容可提取数字签名效率低的问题,提出一种基于无证书公钥密码体制的内容可提取签名算法。该算法采用无双线性对的设计思想,用椭圆曲线上的标量乘法运算取代了代价高昂的双线性对运算。同时,该算法在随机预言安全模型下是可证明安全的,能够抵抗适应性选择消息攻击。实验证明,该数字签名算法具有明显的效率优势和更好的实用性。
(k,l)-多样性数据发布研究
杨高明,李敬兆,杨静,朱广丽
计算机科学. 2013, 40 (8): 140-145. 
摘要 ( 128 )   PDF(509KB) ( 395 )   
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发布未经处理的数据会导致身份泄露和敏感属性泄露,通过概化准标识符可以达到隐私保护的目的,但信息损失过大。针对该问题提出一种基于聚类的(k,l)-多样性数据发布模型并设计算法予以实现。通过使用概率联合分布度量数据对象的离散属性和连续属性相似性,提高了数据的效用。详细论述了簇的合并、调整和概化策略,结合参数k和l提出隐私保护度概念,指出了基于聚类的最优化(k,l)-多样性算法是NP-难问题,并分析了算法的复杂度。理论分析和实验结果表明,该方法可以有效减少执行时间和信息损失,提高查询精度。
基于组行为特征的恶意域名检测
张永斌,陆寅,张艳宁
计算机科学. 2013, 40 (8): 146-148. 
摘要 ( 107 )   PDF(344KB) ( 574 )   
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目前,僵尸网络广泛采用域名变换技术,以避免域名黑名单的封堵,为此提出一种基于组行为特征的恶意域名检测方法。该方法对每个检测周期内网络中主机请求的新域名集合、失效域名集合进行聚类分析,并将请求同一组新域名的主机集合作为检测对象,通过分析集合内主机在请求失效域名、新域名行为上是否具有组特性,提取出网络中的感染主机集合、C&C服务器使用的IP地址集合。对一ISP域名服务器监测的结果表明,该方法可准确提取出感染主机、C&C服务器IP地址。
一种FPGA上防重放攻击的远程比特流更新协议的分析改进
李磊,陈静,张志鸿
计算机科学. 2013, 40 (8): 149-150. 
摘要 ( 100 )   PDF(229KB) ( 453 )   
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Devic等提出的防重放攻击的远程比特流更新协议在密钥分发、密钥更新和存储方面具有较低的效率。 提出了一种改进协议 ,它利用密钥链取得请求密钥和确认密钥。改进协议可有效提高密钥管理的效率,降低协议参与方的存储负担。分析表明,改进协议满足机密性和完整性,且能够防止重放攻击。
基于等级保护的云计算安全评估模型
姜政伟,赵文瑞,刘宇,刘宝旭
计算机科学. 2013, 40 (8): 151-156. 
摘要 ( 135 )   PDF(468KB) ( 556 )   
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云计算应用与发展中最受关注的问题之一是安全。针对云计算服务安全水平量化的需求,以我国等级保护测评要求为基础,借鉴欧美相关机构的云计算风险控制与安全评估框架,通过德尔菲法构建云计算安全评估指标体系,使用层次化分析法计算出各指标项的权重。根据设计的指标体系,将模糊综合评判引入对云计算实例的分析。实际应用表明模型能为云平台安全提供有效的量化和与评估。
软件与数据库技术
Web应用测试的通用编解码器研究
柳永坡,吴际,刘霜梅
计算机科学. 2013, 40 (8): 157-160. 
摘要 ( 123 )   PDF(827KB) ( 409 )   
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编解码器是TTCN-3测试系统的重要组成部分,用来对TTCN-3测试数据和被测软件的输入/输出数据进行双向转换。面向Web应用测试系统的通用编解码器的研究,就是要把TTCN-3测试数据转化成URL请求,并对网页进行分析,抽取测试关心的信息,将其转化成TTCN-3测试数据。针对Web应用页面数据量大、干扰信息多的特点,提出了多层解析组装的实现方案。实践表明,该方案可行,可大大减少编解码开发工作量。
一种自动机学习和符号化执行的软件自动测试方法
陈曙,叶俊民,张帆
计算机科学. 2013, 40 (8): 161-164. 
摘要 ( 106 )   PDF(336KB) ( 408 )   
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针对高可信软件提出一种软件脆弱性自动测试方法。与传统测试方法不同,该方法对待测试程序进行预处理,使用自动机学习算法构造软件与环境交互的抽象机模型,在符号化执行迭代过程中利用抽象机模型指导符号化执行,并动态生成测试数据,同时精化交互抽象机用于后继的符号化迭代测试。解决了传统符号化执行测试技术中缺乏指引、具有较高盲目性的问题,同时也提高了符号化执行测试的效率和代码覆盖率。
基于概念分层的图汇总算法
孙翀,卢炎生
计算机科学. 2013, 40 (8): 165-171. 
摘要 ( 220 )   PDF(850KB) ( 362 )   
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将原始图中节点分配到多个分组并根据原始边来确立分组间关系,这样得到的图称作汇总图。汇总图的规模可以由用户设定,用户可以通过浏览小规模的汇总图来获得原始图的相关信息。K-SGS方法是一种新的基于节点概念分层的图汇总算法,它解决了传统K-SNAP算法的汇总图规模参数受限问题。为了解决该问题,算法引入了节点的属性值概念分层,从而增强了图汇总过程中节点分组的灵活性:不仅可以合并同值的节点,还可合并具有相似值的节点。除了关注汇总过程中边的信息损失外,K-SGS方法还关注节点的信息损失,它将图汇总问题建模成多目标规划问题,并通过分层序列法和基于分级的统一评价函数两种不同策略来解决该问题。算法上,提出了快速的层次聚类方法,使得每轮可以合并多个聚类,从而提高效率。经数据集上的实验表明,新算法能生产各种规模参数的汇总图,并具有较好的汇总质量。
一种面向汽车电子的配置界面动态生成方法
晏华,陈昊,郭宣佑
计算机科学. 2013, 40 (8): 172-175. 
摘要 ( 93 )   PDF(438KB) ( 422 )   
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汽车电子的开发需要根据特定硬件平台资源情况对基础软件功能进行裁剪,而汽车电子的基础软件模块具有配置需求量大、复杂度高等特点。因此,设计一种具有高可配置性、通用的配置工具原型,具有非常重要的应用推广价值。针对汽车电子基础软件的实际需求,提出一种动态生成配置界面的方法。该方法分离配置参数与配置界面,从而极大提高配置工具的可扩展和可维护性。实验结果显示该方法是可行且有效的。
一种支持用户偏好的RDF模糊查询方法
王海荣,马宗民,程经纬
计算机科学. 2013, 40 (8): 176-180. 
摘要 ( 267 )   PDF(424KB) ( 624 )   
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RDF模糊查询是实现语义Web智能检索的重要组成部分,利用Zadeh的Ⅱ型模糊集合理论、α-截集及语言变量概念,提出了支持用户偏好的RDF模糊查询方法,其扩展了SPARQL语言来实现模糊及偏好表达,构造了有序语言值子域表来实现模糊值到相应子域的映射,以确定隶属度区间。利用去模糊化规则,将扩展的查询转换为标准SPARQL,利用现有的SPARQL查询引擎实现模糊查询操作。为验证提出的方法,开发了fp-SPARQL实验系统。实验结果表明,该方法提高了RDF模糊查询效率,增强了用户对查询结果的满意度。
NLOF:一种新的基于密度的局部离群点检测算法
王敬华,赵新想,张国燕,刘建银
计算机科学. 2013, 40 (8): 181-185. 
摘要 ( 181 )   PDF(416KB) ( 543 )   
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基于密度的局部离群点检测算法(LOF)的时间复杂度较高且不适用于大规模数据集和高维数据集的离群点检测。通过对LOF算法的分析,提出了一种新的局部离群点检测算法NLOF,该算法的主要思想如下:在数据对象邻域查询过程中,尽可能地利用已知信息优化邻近对象的邻域查询操作,有关邻域的计算查找都采用这种思想。首先通过聚类算法DBSCAN对数据集进行预处理,得到初步的异常数据集。然后利用LOF算法中计算局部异常因子的方法计算初步异常数据集中对象的局部异常程度。在计算数据对象的局部异常因子的过程中,引入去一划分信息熵增量,用去一划分信息熵差确定属性的权重,対属性的权值做具体的量化,在计算各对象之间的距离时采用加权距离。 在真实数据集上 对NLOF算法进行了充分的验证。结果显示,该算法能够提高离群点检测的精度,降低时间复杂度,实现有效的局部离群点的检测。
基于EPMM的软件过程结构合理性研究
代飞,李彤,谢仲文,莫启,金运志
计算机科学. 2013, 40 (8): 186-190. 
摘要 ( 131 )   PDF(315KB) ( 414 )   
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为了确保软件演化过程的正确性,有必要对软件演化所涉及的软件过程进行结构合理性研究,以提高软件演化的质量和效率、缩短软件演化的周期。针对EPMM建模产生的软件演化过程模型,从过程层的角度,提出结构合理性定义,并设计相应的判断算法。结果表明,结构合理性的检验有助于提高软件演化过程的质量。
人工智能
一种快速、鲁棒的有限高斯混合模型聚类算法
胡庆辉,丁立新,陆玉靖,何进荣
计算机科学. 2013, 40 (8): 191-195. 
摘要 ( 205 )   PDF(380KB) ( 689 )   
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有限混合模型聚类是一种基于概率模型的有效聚类方法。针对高斯混合模型的聚类算法,分别对模型的成分混合系数及样本所属成分的概率系数施加熵惩罚算子,实现对模型成分数的两级控制,快速消除无效成分,使算法能在很少的迭代次数内收敛到确定解。传统算法对初始值(成分数目c需事先指定)的设置非常敏感,容易导致EM算法陷入局部最优解或收敛到解空间的边界,而文中的算法对初始值的设定没有特殊的要求,实验证明其具有很好的鲁棒性。
面向平面几何命题理解的融合算法研究
黄焕,刘清堂,陈矛
计算机科学. 2013, 40 (8): 196-199. 
摘要 ( 95 )   PDF(423KB) ( 424 )   
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随着初等几何命题可视化机器证明的发展,如何让几何教学辅助软件能够直接理解几何命题的含义,自动生成对应的几何图形并进行推理证明,成为当前研究的一个新问题。现有的几何命题理解方法虽然在一定程度上实现了几何命题向形式化命令的转化,但是这些方法均没有考虑几何命题中分句间的逻辑关系,无法解决分句间形式化命令的冗余和冲突问题,导致后期自动作图和推理的准确率不高。针对这一问题,在前期工作的基础上提出了一个几何命题分句间形式化命令融合算法,并将该融合算法集成应用于已有的自然语言几何作图接口进行实验论证。结果显示,几何命题分句间形式化命令融合算法将自然语言几何作图的准确率从原来的84.17%提高到了91.67%,能够有效提高几何命题理解的准确性。
逆P-信息嵌入隐藏与它的逆P-推理分离-发现
徐凤生,于秀清,史开泉
计算机科学. 2013, 40 (8): 200-203. 
摘要 ( 129 )   PDF(360KB) ( 313 )   
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逆P-集合(inverse packet sets)是由内逆P-集合F(internal inverse packet set F)与外逆P-集合(outer inverse packet set )构成的集合对;或者()是逆P-集合。逆P-集合是把动态特性引入到有限普通集合X内(Cantor set X),改进有限普通集合X得到的。逆P-集合具有与P-集合相反的动态特性。利用逆P-集合给出逆P-信息的概念、逆P-信息嵌入隐藏与嵌入-隐藏定理、逆P-信息的隐藏还原属性特征、逆P-信息嵌入隐藏的逆P-推理分离-发现。利用这些结果,给出逆P-信息嵌入隐藏的逆P-推理分离-发现的应用。
一种自适应的个性化学习序列生成研究
蒋艳荣,韩坚华,吴伟民
计算机科学. 2013, 40 (8): 204-209. 
摘要 ( 91 )   PDF(515KB) ( 366 )   
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根据学生的个性特点生成合适的学习序列是智能教学系统实现的关键,也是系统智能性的重要体现。其难点在于既要考虑知识点之间的逻辑联系,又要适应学生个性化的学习特点。提出了基于知识点之间内在关系指导下的学习序列生成算法,讨论了学生学习水平和用户个性的建模和计算以及对学习序列的调整和优化的方法。采用学习窗口作为活动组织的单元,以适应具有不同学习能力的学生,采用学习模式描述知识内容的组织方式及对应学习方式的不同。原型系统的应用表明了所提方法的有效性,系统具有较强的适应性,能够满足学生的个性化学习需求。
改进的蜂群算法及其在CBD选址规划中的应用
张鹏,刘弘,刘鹏
计算机科学. 2013, 40 (8): 210-213. 
摘要 ( 121 )   PDF(608KB) ( 384 )   
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中央商务区(CBD)是城市现代化的象征与标志,是城市的功能核心。选址规划是CBD开发建设的第一步,其合理性关系到开发的成败。手动CBD选址规划不仅效率低,且数据精度差。采用智能优化算法替代手动分析进行选址规划不仅降低了CBD建设的成本,更有助于提高规划建设的效率和精度。针对该问题,对原始蜂群算法进行改进,提出了基于可达性评价的新型算法NABC,并将其应用于CBD选址规划中进行微观实验仿真。实验结果表明,该算法克服了原始算法收敛速度慢的缺陷,提高了CBD选址的智能性和准确性。
基于3种群Lotka-Volterra模型的种群动力学函数优化算法
黄光球,赵魏娟,陆秋琴
计算机科学. 2013, 40 (8): 214-219. 
摘要 ( 101 )   PDF(448KB) ( 1565 )   
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基于3种群Lotka-Volterra模型构造出了可全局收敛的种群动力学优化算法。在该算法中,每个种群对应着优化问题的一个试探解;基于3种群间的每种相互作用关系,提出了相应的图形表示方法以及对应的Lotka-Volterra模型构建方法,种群间的相互作用关系包括竞争关系、互惠共存关系、捕食-被食关系或者它们间的任意组合;3种群间的每种相互作用关系均对应着一种种群进化算子,该算子的数学表达式就是其对应的Lotka-Volterra模型的离散化表达式;另外,为了求解更复杂的优化问题求解,将种群融合、突变和选择等行为也构造成操作算子。所有算子的特性可以确保整个种群的适应度指数要么保持原状不变,要么向好的方向转移,从而确保了算法的全局收敛性;在种群演变过程中,种群从一种状态转移到另一种状态实现了种群对优化问题最优解的搜索。应用可归约随机矩阵的稳定性条件证明了本算法具有全局收敛性。测试结果表明本算法是高效的。
数据挖掘中关联弱化问题的解决方法分析
杨泽民,郭显娥,王文军
计算机科学. 2013, 40 (8): 220-222. 
摘要 ( 125 )   PDF(205KB) ( 372 )   
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当前的支持向量机和均值聚类等数据挖掘算法中,几乎都是依靠数据之间的关联性来完成数据匹配。一旦数据库中含有大量的冗余数据,将造成数据之间的相关性降低,关联性被破坏,导致传统的数据挖掘算法效率降低。为了避免上述缺陷,提出了一种弱化关联规则修补挖掘算法。利用弱聚类方法,在数据选择过程中,不将所有的元素都进行初始分类处理,只计算某一元素属于某一个类别的概率,确定多个弱聚类中心,计算不同数据之间的弱聚类关联性,从而实现关联规则较弱的冗余环境下准确的数据挖掘。实验结果表明,这种算法能够有效提高海量冗余环境下的数据挖掘效率,取得了令人满意的效果。
基于粗糙集的属性约简在数据挖掘中的应用研究
张颖淳,苏伯洪,曹娟
计算机科学. 2013, 40 (8): 223-226. 
摘要 ( 120 )   PDF(267KB) ( 358 )   
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属性约简是粗糙集理论知识获取中的关键问题之一。先利用差别矩阵求得核属性,再利用属性的重要度作为启发式去求约简,可取得合理的属性组合,避免了基于代数方法与基于信息熵方法的复杂运算。最后通过实例分析验证了算法的有效性与可行性。
风险投资亏损的P-推理发现与应用
于秀清,徐凤生,史开泉
计算机科学. 2013, 40 (8): 227-232. 
摘要 ( 93 )   PDF(444KB) ( 342 )   
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P-集合(packet sets)是一个具有动态特征的、新的数学结构与数学模型;P-集合是由内P-集合X(internal packet set X)与外P-集合XF(outer packet set XF)构成的集合对;或者(X,XF)是P-集合。P-集合是把动态特性引入有限普通集合X(Cantor set X)内,改进有限普通集合X得到的。P-推理(packet reasoning)是由内P-推理(internal packet reasoning)与外P-推理(outer packet reasoning)共同构成的。利用P-集合、P -推理,研究风险投资亏损发现。给出规律、内P-规律、外P-规律、P-规律及其生成;给出规律属性定理、内P-规律、外P-规律的P-推理发现;介绍内P-推理在风险投资亏损估计中的应用。
Flou值模糊集的分解定理
陈黎明,郭嗣琮,毕玲玲
计算机科学. 2013, 40 (8): 233-238. 
摘要 ( 125 )   PDF(360KB) ( 377 )   
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为了弥补区间值模糊集和三参数模糊集在模糊信息表达方面的不足,在Flou集的基础上,提出了一种新的L模糊集——Flou值模糊集,并用投票模型对其作出解释。定义了8种Flou值模糊集的截集,并讨论了它们的性质。然后,基于Flou值模糊集的截集建立了分解定理,揭示了Flou值模糊集和Flou集之间的联系。本工作为处理模糊信息提供了一种新的工具,并为Flou值模糊集的研究和应用奠定了初步的理论基础。
基于相似度差的大间隔快速学习模型
应文豪,王士同
计算机科学. 2013, 40 (8): 239-244. 
摘要 ( 94 )   PDF(488KB) ( 319 )   
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许多模式分类方法比如支持向量机和L2核分类器等都会利用核方法并转化为二次规划问题进行求解,而计算核矩阵需要O(m2)的空间复杂度,求解QP问题则需要O(m3)的时间复杂度,这就使得此类方法在大样本数据上的学习性能非常低下。对此,首次提出了相似度差支持向量机算法DSSVM。算法旨在寻求样本与某类相似度的一个最佳线性表示,并从线性表示的稀疏性以及相似度差意义上的间隔最大化角度构造了新的最优化问题。同时,证明了该算法等价于中心约束型最小包含球问题,这样就可以通过引入最小包含球的快速学习理论将相似度差支持向量机扩展为相似度差核支持向量机DSCVM,从而较好地解决了大规模数据集的分类问题。实验证明了相似度差支持向量机和相似度差核支持向量机的有效性。
基于SVR模型的重庆市生态安全指标预测模型研究
冯海亮,夏磊,黄鸿
计算机科学. 2013, 40 (8): 245-248. 
摘要 ( 88 )   PDF(302KB) ( 347 )   
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鉴于实际工作中生态安全指标数据统计的滞后性,通过采集并整理重庆市1988年至2007年与生态安全指数极度相关的28项指标构建了重庆市生态安全指标体系,并以此作为训练样本数据,以2008、2009年对应指标作为输出结果,分析比较多变量灰色预测模型、径向基神经网络、支持向量回归方法,通过对比真实统计数据做出误差分析,得到支持向量 回归 重庆市生态安全指标预测模型。该模型对重庆市主要生态安全指标进行预测的结果具有明显的优势,可以用于实际预测。
XCSG在多机器人强化学习中的应用
邵杰,杜丽娟,杨静宇
计算机科学. 2013, 40 (8): 249-251. 
摘要 ( 106 )   PDF(300KB) ( 416 )   
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XCS分类器在解决机器人强化学习方面已显示出较强的能力,但在多机器人领域仅局限于MDP环境,只能解决环境空间较小的学习问题。提出了XCSG来解决多机器人的强化学习问题。XCSG建立低维的逼近函数,梯度下降技术利用在线知识建立稳定的逼近函数,使Q-表格一直保持在稳定低维状态。逼近函数Q不仅所需的存储空间更小,而且允许机器人在线对已获得的知识进行归纳一般化。仿真实验表明,XCSG算法很好地解决了多机器人学习空间大、学习速度慢、学习效果不确定等问题。
求解函数优化问题的改进的人工蜂群算法
葛宇,梁静,王学平,谢小川
计算机科学. 2013, 40 (8): 252-257. 
摘要 ( 109 )   PDF(428KB) ( 348 )   
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为提高人工蜂群算法求解复杂函数优化问题的性能,分析了算法中侦察蜂逃逸行为的不足,并对其进行改进:定义了逃逸指标,使其能准确地反映个体状态对算法早熟的影响;重新设计选择机制,让侦察蜂不需要参数控制,能自适应地选择可能导致算法早熟收敛的个体执行逃逸操作;改进了逃逸算子,降低了逃逸操作的盲目性。通过9个典型测试问题的实验结果表明:在指定误差精度下,本改进算法均能有效收敛;同时与基本人工蜂群算法和已有的典型改进相比,本改进算法在收敛精度和速度上均有明显提高。说明提出的改进策略能有效提高算法求解复杂函数优化问题的能力。
大规模智能组卷系统中的冲突消除方法研究
房彩丽,郑逢斌,王玉璟
计算机科学. 2013, 40 (8): 258-260. 
摘要 ( 87 )   PDF(320KB) ( 375 )   
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当前的大规模智能组卷系统中采用超高频辨识技术完成任务调度,常用的反向散射耦合调度方式因缺少时间上的沟通性而容易产生冲突。为此提出了一种基于功率控制的改进帧时隙防冲突算法。在控制中,引入功率作为调控的依据,读写器按照系统信干比的情况,自主调控自身的发射功率来保证时间间隔,读写器先向作用区域中的标签发送查询命令,记录区域中的标签总数,对信号进行分组描述,在确保读写器读写距离的同时降低信号覆盖区域的繁杂度。实验表明,该方法能够确保信号覆盖区域信号繁杂的最小化,增强智能组卷系统防冲突性能,是一种有效的智能组卷系统冲突消除方法。
基于概念图的关联规则知识表示
郭晓波,赵书良,刘军丹,赵娇娇,王长宾
计算机科学. 2013, 40 (8): 261-265. 
摘要 ( 101 )   PDF(922KB) ( 346 )   
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针对传统关联规则表示方式无法展现领域知识、数据项间的关系及规则中所隐含的信息等问题,提出了一种基于概念图的关联规则知识表示方法,该方法包括模式定义和模式解析,其结合概念图理论可将关联规则转换成概念图的知识表示形式。给出了关联规则的概念图知识表示算法,并以某省全员人口数据为数据源对算法进行了具体实现和分析。实验结果表明,该方法在人口信息表现方面具有良好的效果。
基于正态云神经网络的齿轮泵的故障诊断研究
米晓萍,李雪梅
计算机科学. 2013, 40 (8): 266-267. 
摘要 ( 70 )   PDF(226KB) ( 390 )   
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为了提高齿轮泵故障诊断的正确率,将正态云神经网络应用于其故障诊断中。将正态云模型和神经网络融合在一起构造了正态云神经网络,构造了云神经网络的结构,并且给出了各层的算法。通过云变换进行了系统的结构辨识,然后通过训练可以获得优化的人工神经权值和阈值,最后,将测试数据输入正态云神经网络,根据正态云神经网络的输出向量可以判断出齿轮泵的故障。进行了基于正态云神经网络的齿轮泵的故障仿真实例分析,结果表明,正态云神经网络能够准确地诊断出齿轮泵的故障,并且具有较高的故障诊断效率。
灰色变权聚类评价模型与算法在FDI福利效应中的应用
刘渝妍,刘渝琳,赵卿
计算机科学. 2013, 40 (8): 268-272. 
摘要 ( 157 )   PDF(417KB) ( 418 )   
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根据人类思维具有“灰性”的特点,提出了基于相对指标的FDI综合福利效应聚类评价模型。利用已收集的数据,以灰色系统理论为基础,确定聚类指标,评定等级量化标准及聚类灰类,并通过构造白化权函数进行灰色聚类分析,不仅能够正确地判别福利效应的类别,而且能在灰色聚类系数矩阵中显示各样本对于不同类别的隶属程度。对1986-2008年的FDI综合福利效应进行了聚类评价分析,结论具有较高的可靠性与针对性。
图形图像与模式识别
一种基于均值偏移的自动运动分割方法
蒋鹏,秦娜,周艳,唐鹏,金炜东
计算机科学. 2013, 40 (8): 273-276. 
摘要 ( 122 )   PDF(594KB) ( 380 )   
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运动分割是计算机视觉领域研究的重要内容。提出一种基于均值偏移的自动运动分割算法。该方法首先用特征点匹配关系获得特征点的运动轨迹,并以轨迹的运动向量作为特征,再用均值偏移算法对轨迹的运动向量进行聚类。均值偏移缩小相似的运动向量之间的差别,同时扩大不同运动的运动向量之间的差距。为了自动获得运动分类数,还提出了一种基于非参数核密度的自动分类方法,该方法通过估计运动向量的密度分布,用核密度图自动确定运动分类数。实验结果表明,该算法分割精度高、鲁棒性好,能够自动确定运动分类数。
基于多传感器不完全量测下的机动目标跟踪算法
李松,胡振涛,李晶,杨昭,金勇
计算机科学. 2013, 40 (8): 277-281. 
摘要 ( 94 )   PDF(387KB) ( 538 )   
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针对传感器探测概率小于1的不完全量测情况下的非机动目标跟踪问题,提出一种基于多传感器不完全量测下的扩展Kalman滤波算法。首先,利用残差检测的野值剔除方法,确定目标状态估计过程中传感器是否接收到正确的量测数据;其次,基于每个传感器的量测数据,在不完全量测下采用改进的扩展卡尔曼滤波算法分别对目标运动状态进行估计;进而结合多传感器最优加权融合方法求解基于多传感器观测数据的状态估计;最后,将算法应用到光电跟踪系统中。仿真实验得到不完全量测下传感器探测概率对滤波效果的影响,验证了算法的有效性,其跟踪精度接近完全量测下的状态估计精度。
一种DDWT域编码的自嵌入脆弱水印算法
崔壮,吕俊白,冯涛
计算机科学. 2013, 40 (8): 282-284. 
摘要 ( 101 )   PDF(588KB) ( 306 )   
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针对目前变换域脆弱水印算法对于篡改恢复能力的不足以及所用变换本身的局限性,提出了一种基于双树小波变换的图像编码自嵌入水印算法。算法的篡改定位和图像恢复分别对应着认证水印和恢复水印。算法以原始载体图像的DDWT域SPIHT编码压缩图像为恢复水印, 将其嵌入到图像的小波分解低频系数上,以增强水印鲁棒性;以嵌入恢复水印的载体图像的低频系数大小特征为认证水印,将其嵌入在图像分块的最低有效位上。实验结果表明,本算法能准确定位非法的篡改操作并具有良好的自我恢复能力。
一种改进的K-means聚类算法的图像检索方法
吕明磊,刘冬梅,曾智勇
计算机科学. 2013, 40 (8): 285-288. 
摘要 ( 111 )   PDF(325KB) ( 716 )   
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分析了K-means聚类算法在图像检索中的缺点,提出了一种改进的K-means聚类算法的图像检索方法。它首先计算图像特征库里面的所有颜色直方图特征之间的欧氏距离;然后根据“两个对象距离越近,相似度越大”[1]这一原理,找到符合条件的特征向量作为K-means聚类的初始类心进行聚类;最后进行图像检索。实验结果表明,本算法具有较高的检索准确率。
综合视觉注意模型的显著性局部特征提取算法研究
杨族桥,陈跃鹏,张青
计算机科学. 2013, 40 (8): 289-292. 
摘要 ( 108 )   PDF(857KB) ( 328 )   
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图像检索过程中往往会提取大量的局部特征,这将加大图像检索的计算量和复杂度,影响其应用。针对这一问题,提出了一种应用综合视觉注意模型的显著性分析提取局部特征的方法:在图像尺度空间中提取关键点,利用模糊增长技术查找原始图像的显著性区域,计算其综合视觉显著性权值并分类,提取SIFT描述因子,保留最突出的局部特征以提高检索性能。相比于传统的局部特征提取算法,本方法在图像检索精度和检索速度方面都具有明显优势。
基于改进粒子群优化算法的Otsu图像分割方法
刘申晓,王学春,常朝稳
计算机科学. 2013, 40 (8): 293-295. 
摘要 ( 135 )   PDF(257KB) ( 335 )   
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Otsu算法分割图像时不依赖于图像的内容,具有较好的适应性,但计算量大和实时性差的缺点限制了其应用。针对这一问题,提出一种基于改进粒子群优化算法的Otsu分割方法。该方法以Otsu算法中的类间方差作为粒子群优化算法的适应度函数,以当前分割阈值作为粒子的当前位置,以阈值更新速度作为粒子的当前速度,以粒子最优适应值的改进量作为惯性权重,在灰度空间动态搜索使类间方差最大的阈值。实验结果表明:该方法能获得与经典Otsu相当的分割效果,而且显著地缩短了分割时间,算法效率更高。
基于最大类间方差与形态学的淋巴结图像分割
张艳玲,何鑫驰,李立
计算机科学. 2013, 40 (8): 296-299. 
摘要 ( 118 )   PDF(855KB) ( 425 )   
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淋巴结是人体内产生免疫应答的重要器官。淋巴结的病理变化 是检测 恶性肿瘤(肺癌、直肠癌、乳腺癌、肝癌、宫颈癌等)和判断肿瘤转移 的一个重要依据。一种基于最大类间方差法与数学形态学的分割方法用于淋巴结的分割。最大类间方差法用于对原图进行二值化增强处理,而数学形态学方法用于修正二值图像的边界,通过腐蚀操作与膨胀操作解决二值化后出现的目标区域与多余组织相连的问题,以更好地提取有用的淋巴结组织。实验结果表明,上述算法对与周围组织有粘连但目标与背景的灰度级相差较大的淋巴结图像的分割效果较好。
联合二维logistic混沌映射与比特重组的彩色图像加密算法
庹朝永,秦拯,黎谦
计算机科学. 2013, 40 (8): 300-302. 
摘要 ( 219 )   PDF(596KB) ( 393 )   
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通常的彩色图像加密算法未能充分考虑RGB各颜色分量之间的内在联系,抵抗统计分析能力不强。为进一步增强图像置乱程度与加密安全性,在结合混沌置乱的基础上,提出一种新的彩色图像加密算法。算法首先利用二维logistic映射产生随机性很强的伪随机序列进行像素置乱,然后将RGB 3种颜色分量视为一个整体,并联合比特异或与随机重组对各像素值进行灰度变换,最后对各24位像素值进行RGB重新分割得到加密图像。仿真结果表明,该算法置乱效果好,相较于通常的彩色图像加密方案,具有更少的时间开销与更好的安全性。
一种结合双特征的运动捕获数据行为分割方法
彭淑娟,柳欣
计算机科学. 2013, 40 (8): 303-308. 
摘要 ( 105 )   PDF(499KB) ( 474 )   
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运动捕获数据行为分割的目的是将长序列数据划分为单个运动类型短片段的序列集合,使集合中每个片段具有特定的运动语义。针对相邻运动片段的过渡区间存在部分运动帧序列的语义归属歧义,提出了一种结合 双特征的运动捕获数据行为分割方法。该方法首先从原始数据中提取角度和距离两组不同类型的运动特征集,并分别基于PPCA方法构建规格化的综合特征函数;然后利用子区间标准差阈值限定方法分别对综合特征函数进行粗分割,从而将运动捕获数据划分为若干具有独立语义特性的可信区域与待定区域;最后采用高斯混合模型方法判别待定区域的具体归属,从而得到最终的分割结果。实验结果表明,该算法能对模糊歧义区域进行细分割,具有较好的分割效果。
基于BvSBHC的主动学习多类分类算法
曹永锋,陈荣,孙洪
计算机科学. 2013, 40 (8): 309-312. 
摘要 ( 132 )   PDF(346KB) ( 598 )   
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对尽量少的样本进行人工标注并获得较好的分类性能是图像分类应用的一个关键问题。针对标注样本选择,提出了一种综合样本不确定性度量和代表性度量的主动学习样本选择准则。基于最优标号和次优标号(Best vs.second-best,BvSB)的主动学习方法构建不确定性度量,利用分层聚类(Hierarchical Clustering,HC)方法得到数据集的分层聚类树,然后依据聚类树结构和已标注样本在其中的分布信息定义每个未标注样本的代表性度量。将新方法与随机样本选择以及BvSB主动学习方法进行了比较,对1个光学图像集和1个全极化SAR数据集分类问题的实验结果显示,新方法性能稳定,优于其他两种方法。
基于二维直方图重建的Otsu图像分割算法
龚劬,付云凤,叶剑英,姚玉敏
计算机科学. 2013, 40 (8): 313-315. 
摘要 ( 102 )   PDF(507KB) ( 399 )   
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针对二维Otsu算法因区域误分而产生的抗噪性差和计算量较大这一问题,提出了一种基于二维直方图重建的Otsu图像分割算法。该算法首先分析了原始算法中二维直方图所存在的误分和不足;然后重建二维直方图,以此来减弱噪声的干扰;最后将二维直方图区域划分由原来的四分法改为二分法,从而提高了计算速度。实验结果表明,本算法具有更强的抗噪性,分割效果也更为理想。
多尺度特征和神经网络相融合的手写体数字识别
赵元庆,吴华
计算机科学. 2013, 40 (8): 316-318. 
摘要 ( 90 )   PDF(253KB) ( 492 )   
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针对传统特征提取方法无法有效解决书写随意性的干扰问题,提出了一种多尺度特征和神经网络相融合的手写体数字识别方法。首先提取手写体数字二值图像的轮廓、笔画次序等结构特征,并旋转坐标轴,提取多角度结构特征;然后将字符从中心点到外边框划分为K层矩形子层,提取每层图像的灰度特征,最后以两种多尺度特征构建神经网络模型,并预测测试集合样本。将该算法实际用于以MNIST字体库构建的两个数据集识别,其精度高达99.8%,并能有效降低倾斜等手写字体的随意性影响。