计算机科学

管华,应时,贾向阳,蒋曹清,王一兵

计算机科学. 2013, 40 (4): 1-8.

摘要 ( 197 )

PDF(913KB) ( 1006 )

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随着面向服务软件逐渐成为软件工程领域的研究热点,面向服务软件异常处理的研究日益受到关注,其重要性越来越突出。首先给出了面向服务软件异常的相关概念,阐述了当前面向服务软件异常的几种典型分类,介绍了几个面向服务软件的异常处理中使用的方法,并指出它们的局限性。通过分析和总结当前面向服务软件异常处理的研究方向和研究现状,提出了要解决的关键问题,探讨了当前面向服务软件异常处理研究的不足之处,并预测了下一步面向服务软件异常处理的主要研究方向。

P2P网络安全及防御技术研究综述

刘悦,李强,李舟军

计算机科学. 2013, 40 (4): 9-13.

摘要 ( 286 )

PDF(444KB) ( 2310 )

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基于P2P网络的各类应用逐渐占据了互联网应用中的重要地位,其采用的分布式结构在提供可扩展性和灵活性的同时,也面临着巨大的安全风险和挑战。首先概述了P2P网络的基本概念与特点,并说明了P2P系统与传统C/S结构系统的区别；随后详细介绍了目前对P2P网络威胁和影响最大的3种攻击方法:Sybil攻击、Eclipse攻击和DDoS攻击,指出了3种攻击方法的联系与区别；最后分别概述了针对这3种攻击方法相应的防御措施。

多标签数据挖掘技术:研究综述

李思男,李宁,李战怀

计算机科学. 2013, 40 (4): 14-21.

摘要 ( 252 )

PDF(712KB) ( 2376 )

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传统的单标签数据挖掘技术研究对象中,每个样本仅属于一个类别标签,但在实际应用中一个样本更倾向于同时具备多个属性,即属于多标签数据类型。多标签数据挖掘技术现已成为数据挖掘技术中的一个研究热点。其研究成果广泛地应用于各种不同的领域,如图像视频的语义标注、功能基因组、音乐情感分类以及营销指导等。从多标签数据挖掘的方法和度量方式两个方面对多标签数据挖掘进行了系统详细的阐述,最后归纳了目前研究中存在的问题和挑战并展望了本领域的发展趋势。

基于状态管理的服务器节能策略研究

肖志娇,明仲,蔡树彬

计算机科学. 2013, 40 (4): 22-25.

摘要 ( 398 )

PDF(417KB) ( 679 )

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随着云计算的蓬勃发展,计算机行业的能耗问题日益突出。状态管理一直是优化能耗的有效方法之一。对数据中心的服务器进行合理的状态管理能带来可观的节能收益。针对数据中心等机群环境下服务器的状态能耗进行研究,提出基于状态管理的服务器能耗优化方法,以在保证性能的同时,降低了能耗。首先分析状态管理对服务器能耗带来的影响,根据分析提出服务器的状态优化策略,然后利用Petri网及其状态分析技术对该策略的状态能耗模型和性能模型进行分析。实例分析和模拟实验验证了该方法的有效性和优越性。

基于分层超图的可重构体系结构模型

沈来信,曾国荪,王伟

计算机科学. 2013, 40 (4): 26-30.

摘要 ( 157 )

PDF(452KB) ( 758 )

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计算机应用领域的广泛性导致了应用任务的多样性,同一种体系结构难以适应差异巨大的应用任务。通过分析应用任务的计算、存储和通信资源需求,对实现应用问题的程序结构进行理论分析和关键算粒的提取,形成具有独立功能的子算法簇。利用分层超图对应用程序结构和体系结构进行可视化描述,使用感知算法得到应用程序结构和部件忙闲信息等系统状态,利用体系结构的可重构性,使用决策算法完成子结构对子算法簇的合理配对。通过一个计算实例分析验证了可重构结构的有效性。图同构理论表明,这种可变体系结构是合理的,在解决不同复杂应用问题时,具有高效率、低功耗的特点。

前导1预测算法的设计与实现

李星,胡春媚,李勇,李振涛

计算机科学. 2013, 40 (4): 31-34.

摘要 ( 477 )

PDF(389KB) ( 1823 )

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前导1预测(Leading One Prediction,LOP)算法常被用在浮点数的加减运算中,它能与尾数加法器并行工作,从而加快了尾数加法器计算结果的规格化过程,同时,这种方法会带来最多1位的误差。根据对误差的处理方式不同,将预测算法分成了3类,并详细介绍了其中的串行纠错前导1预测算法的具体结构,对其关键的组成部分在算法上进行了选择和优化。它与并行纠错LOP以及传统前导1检测(Leading One Detector,LOD)的逻辑综合的实验结果表明,该算法取得了面积、功耗和延时之间的较好均衡。在实际的应用中,该算法成功地运用在了工作频率为1GHz的三站式双通路(Two-Path)浮点加法器中。

软件流水循环缓冲的设计与实现

陈纪孝,李勇

计算机科学. 2013, 40 (4): 35-37.

摘要 ( 442 )

PDF(275KB) ( 712 )

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设计了一种软件流水循环缓冲,用于存储和派发循环体指令,减少执行循环程序时的访存次数,从而减少访存延迟对性能的影响。在详细研究软件流水和循环展开的基础上,完成了软件流水循环缓冲的设计。所设计的循环缓冲可以存储112条32位指令,用循环专用指令来控制循环程序的执行。对设计进行了模拟验证,并用Design Complier对设计进行了综合。

自适应存储相关性预测器

班冬松,颜世云,李礼,杨剑新,路冬冬

计算机科学. 2013, 40 (4): 38-40.

摘要 ( 194 )

PDF(329KB) ( 804 )

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访存指令的乱序执行会导致存储相关性冲突。存储相关性预测技术能够减少相关性冲突,提升处理器性能。已有学术研究工作普遍存在硬件开销大、实现复杂度高的不足；商业处理器中的存储相关性预测技术虽然实现简单,但又存在不具有自适应性或不利于利用指令并行性等问题。设计了一种简单、高效的存储相关性预测器SMDP,它具有自适应、易实现、充分利用指令并行性等优点。实验表明,SMDP能有效提高处理器性能,在与实际处理器接近的较小指令窗口配置下,与盲预测机制相比,平均性能提高0.7991%,最高可达4.9225%。

典型编译器自动向量化效果评估与分析

李春江,黄娟娟,徐颖,杜云飞,陈娟

计算机科学. 2013, 40 (4): 41-46.

摘要 ( 222 )

PDF(467KB) ( 1373 )

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SIMD(Single-Instruction-Multiple-Data)体系结构在现代处理器体系结构中扮演重要的角色。多种国产高性能通用处理器也大都实现了SIMD结构。SIMD体系结构提供了短向量数据并行处理能力,编译器自动向量化是应用程序获得性能提升的主要手段之一。使用成熟的支持SIMD的商用处理器平台评估典型编译器自动向量化的效果,对于处理器体系结构的设计以及编译器的分析和设计非常有益。采用SPECCPU2006和SPECOMPM2001基准测试程序,评估了典型编译器(包括Intel编译器、PGI编译器和GCC编译器)的自动向量化的效果。并且以产品级的开源编译器GCC为目标,用手工编写的程序片段(主要是多种类型的循环结构)评估了当前GCC编译器自动向量化的效果,并深入分析了GCC编译器中现有的自动向量化的能力和局限。此项工作为进一步研发高效的编译器自动向量化提供了有价值的参考。

基于ibdump的InfiniBand网络拥塞控制观测方法研究

曹光权,张子文,孙志刚,陈洪义,胥庆杰

计算机科学. 2013, 40 (4): 47-50.

摘要 ( 435 )

PDF(359KB) ( 2425 )

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在InfiniBand(IB)体系网络中,拥塞控制(Congestion Control,CC)能够确保高性能和资源利用率,避免拥塞传播对于无辜流的性能损害。首先分析IB网络采用的ECN(Explicit Congestion Notification)拥塞控制机制,然后提出一种集中控制的多点流量发生器CTBG(Central Traffic Behavior Generator),它提供了对流量的统计能力。为了进一步剖析IB网络拥塞控制的细粒度行为,提出了基于ibdump和wireshark的观测方法。实验表明,提出的测量机制能够细粒度、低开销地观测IB网络的拥塞控制行为,其对拥塞控制机制的研究具有重要的指导意义。

Matrix DSP中多线程机制的研究与设计

邓宇,孙永节,万江华

计算机科学. 2013, 40 (4): 51-54.

摘要 ( 254 )

PDF(336KB) ( 639 )

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深入研究了YHFT_Matrix高性能DSP中的一种多线程机制,重点介绍了其循环指令缓冲的读写机制、单线程与多线程之间的模式切换机制。在基于65nm工艺下,经过综合,代码面积、功耗都有减少,关键路径优化0.07ns。对程序的执行评估测试的分析结果表明:多线程工作模式相比单线程工作模式,其处理器性能IPC(Instructions Per Cycle)平均提高了9.64%。

Matrix编译器If转换算法的实现

刘飞,陈跃跃,孙海燕,阳柳

计算机科学. 2013, 40 (4): 55-58.

摘要 ( 409 )

PDF(419KB) ( 694 )

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指令级并行在提高处理器运行速度方面显得越来越重要,if转换技术是一种在处理器支持条件执行的前提下,有助于提高指令级并行度的编译优化技术。在详细分析GCC(GNU Compiler Collection)内部if转换技术的实现机制和算法的基础上,针对matrix体系结构特点,对GCC中现有if转换算法进行了移植与改进,实现了matrix编译器的if转换算法。实验证明,改进后的if转换算法能够更有效地移除分支,减少基本块的数量,扩大单个基本块的范围,有助于编译器生成更加优化的代码。

机群系统中空闲结点的功耗管理

刘勇鹏,卢凯,迟万庆

计算机科学. 2013, 40 (4): 59-63.

摘要 ( 192 )

PDF(529KB) ( 661 )

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针对机群系统中存在的大量空闲活跃结点所造成的严重能耗浪费,提出空闲结点的cache 式动态功耗管理模型,即利用结点多级休眠机制,将空闲结点划分为不同休眠等级的结点集合,每级休眠状态对应一级结点储备cache,力求获得近似活跃状态的系统响应速率,以及近似最深休眠状态的能耗节省。基于cache式功耗管理模型,综合能耗与响应速率两个因素,设计了空闲结点在不同休眠状态之间的动态升降级算法、基于储备池的资源结点分配与回收算法以及储备额阈值自适应算法,以在保证系统响应速率的同时降低系统能耗。实验表明,提出的空闲结点cache式功耗管理技术在作业相对延迟仅增加0.99%的代价下,系统空闲结点功耗降低69.51%,优化效果显著。

一种基于内容的数据分发网络及算法

朱昭萌,张功萱,张永平,郭箭,张巍

计算机科学. 2013, 40 (4): 64-68.

摘要 ( 243 )

PDF(527KB) ( 714 )

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物联网中通常需要对海量传感数据进行有目的的聚合和分发。设计中通常使用集中式的大规模存储系统管理海量物联数据,合适的数据分发机制对这样的存储系统必不可少。提出一种基于内容的数据分发网络设计。该设计可以和大规模存储中节点网络相结合,在保证存储过程不受影响的前提下收集空闲计算资源,高效完成基于内容的数据分发工作。受虚拟化思想的启发,设计引入“工作者”和“功能块”角色,通过动态调节每个节点上“工作者”的数量实现网络中节点的负载自动调节,同时通过动态装载或切换“功能块”实现不同任务之间计算资源的动态调配。还具体给出了一种基于布隆过滤器的分布式基于内容的数据分发算法。该算法分布于上述数据分发网络,同时通过使用布隆过滤器表示对象及其属性所满足的约束集合,消除了大量冗余计算,可以并行、高效地完成数据分发工作。

基于CUDA的SVM算法并行化研究

张巍,张功萱,王永利,张永平,朱昭萌

计算机科学. 2013, 40 (4): 69-72.

摘要 ( 280 )

PDF(653KB) ( 947 )

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SVM算法在统计分类以及回归分析中得到了广泛的应用。而随着物联网的迅速发展,SVM算法在各种应用中往往需要解决大量数据的快速处理问题。在SVM算法并行化研究中,首先对SVM算法进行分析研究,提出了基于CUDA的SVM算法并行化方案；其次,进一步研究海量数据的处理,提出海量数据处理的并行化方案；最后,通过实验分析对比了并行化算法的性能。

热点感知的无线传感器网络数据存储策略

李巧勤,吴磊,王焱

计算机科学. 2013, 40 (4): 73-77.

摘要 ( 154 )

PDF(417KB) ( 694 )

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针对基于地理哈希表(GHT,Geographic Hash Table)的传感器网络数据中心存储(DCS,Data Centric Stora-ge)机制的热点问题,提出了能量有效的热点感知数据存储策略SASS (hotSpot-Aware data Storage Strategy),对GHT的路由策略进行改进,以减少边界模式引起的能量消耗,并利用邻居节点动态地扩展存储空间。仿真结果表明,与现有存储策略相比,SASS能有效减少因存储资源限制引起的数据丢失,并减轻热点区域节点的通信负载。

语义聚集的P2P服务组织模型

兰明敬

计算机科学. 2013, 40 (4): 78-82.

摘要 ( 143 )

PDF(522KB) ( 643 )

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针对集中式和传统分布式服务注册与发现机制中存在的问题,提出一种新的服务组织模型。该模型归纳服务系统中各服务功能来建立语义树,依据此语义树产生的语义串对服务进行标识,采用改进的Kademlia算法将服务组织起来,形成按语义树聚集的、使用语义串进行结点发现的P2P覆盖网络,从而解决了单点失效、性能瓶颈问题,实现了不依赖注册中心和注册操作的、自发现的服务调用。它具有高可扩展性,能够支撑动态调度、模糊搜索等应用形式, 已在某服务计算平台中成功应用,该平台已通过验收并连续运行近一年。

一种改进的基于跳数的无线传感器网络路由算法

陈志泊,徐孝成

计算机科学. 2013, 40 (4): 83-85.

摘要 ( 162 )

PDF(364KB) ( 855 )

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路由协议设计是无线传感器网络的一个重要研究领域,可靠性、低开销和易于维护是无线传感器网络路由协议的设计目标,其中基于跳数的路由协议以其简易、有效的设计思路,一直以来得到广泛关注。在详细分析基于跳数的无线传感器路由协议发展现状的前提下,对最小跳数路由算法的组网和数据传播阶段加以改进。通过在OMNeT++仿真环境中与原始最小跳数协议、定向扩散协议的比较,验证了改进后的算法在可靠性、负载均衡、延长网络生命周期和低路由开销方面的优势。

基于动态流量的多拓扑链路权值优化算法

陈铎龙,孟相如,梁霄,温祥西

计算机科学. 2013, 40 (4): 86-90.

摘要 ( 200 )

PDF(408KB) ( 906 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对网络流量动态变化和不同流量对拥塞控制和传输代价的要求不同的现象,提出一种基于小生境粒子群的多拓扑路由子层链路权值优化算法。该算法以适应网络流量动态变化为目标,设置了以时段划分的业务量矩阵和适应流量动态变化要求的权重因子。优化目标函数从拥塞代价影响和传输代价影响两方面进行了改进,并利用小生境粒子群算法对目标函数进行寻优,以解决一般优化算法存在的容易陷入局部最优的问题。实验结果表明,算法能够在网络中实现负载均衡。

大型分布式计算中的分级节能调度

秦高德,文高进

计算机科学. 2013, 40 (4): 91-95.

摘要 ( 201 )

PDF(393KB) ( 607 )

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随着云计算的快速发展,大型分布式计算被广泛应用。但是,其运行时的巨大能量消耗已经成为应用推广的难题。目前的节能研究主要提出通过调度来减少服务器的运行数量以节能,而没有考虑网络的能耗。提出的分级调度算法HAS(Hierarchical Scheduling Algorithm)针对各计算节点间可能出现任务调度的情况,以DMNS(Dynamic Maxi-mum Node Sorting)调度方法将这些应用尽量分配到连接到同一级交换机的服务器中,然后,将应用数量少的计算节点上的任务转移到还能增加任务的节点,从而减少节点的数量。同时,调度时选择的是较少的数据交换量和较短的交换路径,以节约网络能耗。HAS算法的复杂度较好,且其稳定性也通过计算仿真得到验证。通过仿真数据对比表明,HAS比目前的其它方法更优。

基于均衡算法的协作信道分配策略

罗庆云,陈敏,赵巾帼

计算机科学. 2013, 40 (4): 96-101.

摘要 ( 174 )

PDF(514KB) ( 642 )

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IEEE 802.11物理层和MAC具有支持多信道和多速率的能力。在多速率情况下,IEEE 802.11网络产生性能异常问题,低速率链路严重降低了高速率链路的性能,导致系统性能下降。针对该问题,设计了基于均衡算法的协作信道分配(CCA)协议,以解决无线网络中的性能异常问题。CCA的主要思想是通过预估传输时间(ETT)标准和均衡算法来解决信道分配问题。在预估传输时间标准下,CCA通过多信道来分离不同速率链路。通过使用均衡算法,CCA还能增加吞吐量的公平性。仿真结果表明,在无线网状网中,CCA能有效改善网络性能。

动态密集标签环境下RFID多路接入控制协议研究

杨健,王永华,蔡庆玲

计算机科学. 2013, 40 (4): 102-106.

摘要 ( 140 )

PDF(676KB) ( 640 )

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提出一种静态密集标签环境下基于ALOHA和查询树的多路接入控制协议(S-TMAC),分析了该协议的原理、步骤及性能参数。接着将其扩展为动态密集标签环境下的多路接入控制协议(M-TMAC),定义了协议结构,建立了动态系统模型,并对标签识别时间、入射角、最大速度等参数进行了分析。仿真表明,动态系统模型下的M-TMAC的标签识别时间与S-TMAC相当,仅为ALOHA算法的1/2、树形算法的1/3；且在满足预设识别率和干扰率时,允许的标签有较大的入射角和运行速度。

基于异构环境的Out-Tree任务图的调度算法

张建军,宋业新,旷文

计算机科学. 2013, 40 (4): 107-110.

摘要 ( 375 )

PDF(378KB) ( 652 )

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分布式应用程序的有效调度是异构计算系统中的一个关键问题。目前已有的Out-Tree任务图的调度算法大多基于同构环境而开发,未考虑处理机的异构性,导致调度的效率较低。针对异构计算环境,提出一个基于列表和任务复制的Out-Tree任务图的静态启发式贪心调度算法,其时间复杂度为O(hv^2p),其中h、v和p分别表示任务图的高度、任务个数和调度使用的处理机个数。实验结果表明,相比其他算法,该算法能提供调度长度较短、处理机使用较少的有效调度,其应用性更强。

无线自组网基于移动预测和能量均衡的拓扑控制算法研究

陈辉,巨永锋

计算机科学. 2013, 40 (4): 111-114.

摘要 ( 154 )

PDF(345KB) ( 692 )

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为了延长无线Ad hoc网络的生存期,降低节点传输过程中的功率消耗, 提出了一种基于能量均衡和节点运动的分布式拓扑控制算法,它使用能够后衡量节点能量损耗量和当前能量值以及根据节点运行方向和速度来评价当前链路稳定状态的路径权值函数, 根据节点剩余能量的实时变化动态优化网络的拓扑结构。仿真结果表明,算法可以构建具有连通性的网络拓扑结构,与其它算法相比,能够均衡整个无线自组网节点的能量,优化网络吞吐率、端到端时延并显著地延长网络的寿命,从而保证网络长时间的可靠运行。

基于最优能耗多播树构造的Ad hoc网络节点路由算法研究

李渊,杨立波

计算机科学. 2013, 40 (4): 115-118.

摘要 ( 176 )

PDF(336KB) ( 636 )

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针对Ad hoc网络中最小能耗多播树的生成和优化问题,提出了基于最优能耗多播树构造的Ad hoc网络节点路由算法。在该算法中,首先将最小能耗多播树生成问题转化为不同中继节点集合幂空间中的动态寻优问题,构建基于最优能耗多播树求解模型；然后利用改进的粒子群算法对不同维度空间上代表中继节点链路的粒子的权值进行映射和修正计算,再依据粒子适应度值对粒子的局部极值和全局极值进行更新；最后根据粒子位置和速度更新机制进行迭代计算,将最终的全局极值点和极值作为最优多播树的节点位置和能耗值。实验仿真证明,该算法具有较好的粒子多样性,全局搜索和局部搜索能力较好,并且优化能力较强。

基于等维新息灰色马尔可夫模型的互联网用户人数预测研究

赵玲,许宏科

计算机科学. 2013, 40 (4): 119-121.

摘要 ( 237 )

PDF(322KB) ( 761 )

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对互联网用户人数的科学预测可为网络的建设和管理提供决策依据。在传统灰色预测模型的基础上,结合新信息优先的思想,建立了等维新息灰色预测模型,并利用马尔可夫链模型预测出结果的波动范围,形成等维新息灰色马尔可夫预测模型。再以2007年12月－2012年06月我国互联网上网人数实测值为原始数据,构建预测模型,预测2012年12－2014年06月的互联网上网人数。实例结果表明,等维新息灰色马尔可夫预测模型其预测结果的误差更小,精度更高,还能提供预测结果的波动范围及出现概率。

RABOLC—一种新的卫星通信网评估本体构建方法

袁伟伟,端义锋,胡谷雨,王志明,朱宝山

计算机科学. 2013, 40 (4): 122-126.

摘要 ( 173 )

PDF(538KB) ( 668 )

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卫星通信网评估本体(SCNEO,Satellite Communication Network Evaluation Ontology)具有知识适度复杂、构建目的简单明确、对本体扩展能力要求高的特点,因此难以套用典型的本体构建方法论进行构建。在已有本体构建方法论的基础上,结合SCNEO特点,提出了基于角色、活动、生命期的本体构建方法(RABOLC,Rule and Activity Based Ontology Life Cycle)；按照RABOLC对SCNEO本体进行了构建；基于RABOLC,可以在保证本体构建质量的前提下实现SCNEO的高效构建。

构建微博用户兴趣模型的主题模型的分析

陈文涛,张小明,李舟军

计算机科学. 2013, 40 (4): 127-130.

摘要 ( 403 )

PDF(885KB) ( 654 )

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分析了不同的主题模型,通过实验比较了3种主题模型构建的微博用户兴趣模型的性能。实验结果表明:TwitterLDA适用于新文档或新用户的预测,AuthorLDA产生的主题具有较高的区分度,而UserLDA和AuthorLDA能更好地反映出用户的社交网络关系。上述工作为进一步研究主题模型如何应用于微博的个性化信息推荐、情感分析和话题检测与跟踪等文本挖掘应用奠定了基础。

不平衡数据分类方法及其在入侵检测中的应用研究

江颉,王卓芳,GONG Rong-sheng,陈铁明

计算机科学. 2013, 40 (4): 131-135.

摘要 ( 250 )

PDF(653KB) ( 603 )

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直接将传统的分类方法应用于不平衡数据集时,往往导致少数类的分类精度低下。提出一种基于K-S统计的不平衡数据分类方法,以有效提高少数类的识别率。利用K-S统计评估分类与特征之间的关系,去除冗余特征,并且构建K-S决策树获得数据分片,调整数据的不平衡度；最后对分片数据双向抽样调整,进行分类学习。该方法使用的K-S统计假设条件极易满足,其效率高且适用性强。通过KDD99入侵检测数据的分析对比表明,对于不平衡的数据集,该方法对多数类及少数类都具有较高的分类精度。

微内核架构多线程机制的形式化设计研究

钱振江,卢亮,黄皓

计算机科学. 2013, 40 (4): 136-141.

摘要 ( 285 )

PDF(823KB) ( 726 )

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微内核架构因其有效的模块隔离性而成为操作系统方面研究的热点,多线程机制是微内核架构需要解决的关键性能问题。有不少的工作对微内核架构多线程机制进行了研究,但存在频繁的系统地址空间切换和实现复杂度高的问题。采用形式化的方式对微内核架构多线程和安全机制进行描述和设计,提出一个微内核线程分层对象语义模型,用以设计多线程机制的线程间通信、调度和互斥同步方案。在已实现和验证的微内核操作系统VTOS中对多线程功能和性能进行了测试,结果表明 VTOS有效地实现了多线程机制,并具有很好的系统性能。

无可信中心的基于身份的广义签密

周才学

计算机科学. 2013, 40 (4): 142-146.

摘要 ( 381 )

PDF(418KB) ( 668 )

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广义签密可以只用一个算法实现加密、签名和签密3种功能。提出了无可信中心的基于身份的广义签密体制的形式化定义,并定义了其较为全面的安全模型,进而利用双线性对提出一个具体方案。在BDH和CDH困难问题假设下,证明了方案在随机预言机模型下的安全性。效率比较表明,方案是高效的。

满足严格雪崩准则相关免疫函数的代数免疫阶

黄景廉,王卓,张志杰

计算机科学. 2013, 40 (4): 147-151.

摘要 ( 227 )

PDF(338KB) ( 563 )

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以布尔函数的导数和自定义的e-导数为研究工具,讨论满足严格雪崩准则、具有相关免疫性、重量为2n－1+2n－2的H布尔函数的代数免疫问题。得出这类函数奇数(n≥17)元、偶数(n≥16)元的最优代数免疫函数及其构造方法,给出了代数免疫阶AI(f)≥8的n元代数免疫函数的构造方法；还给出了零化子及最低代数次数零化子的求法及其与布尔函数的导数的关系等结果。

基于最优攻击路径的网络安全增强策略研究

李庆朋,王布宏,王晓东,张春明

计算机科学. 2013, 40 (4): 152-154.

摘要 ( 306 )

PDF(259KB) ( 860 )

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为实现目标网络的适度安全,提出了一种基于最优攻击路径的网络安全增强策略制定方法。该方法对攻击目标进行风险评估,在分析攻击图最优攻击路径的基础上制定安全增强策略。为了获取最优攻击路径,提出了一种基于蚁群优化算法的最优攻击路径生成方法,并改进了信息素更新方式。仿真实验表明,所提方法能够有效地产生安全策略集,改进后的蚁群算法具有较强的全局搜索能力和更好的收敛性。

基于合作博弈论的社会网络关键节点发现研究

王学光

计算机科学. 2013, 40 (4): 155-159.

摘要 ( 212 )

PDF(413KB) ( 761 )

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社会网络关键节点发现问题有着许多重要的应用,同时也越来越受到了研究机构和学者的关注。为了找到社会网络中top K个关键节点,提出了一种基于合作博弈理论的方法。该方法考虑到社会网络普遍存在社区结构,利用Owen值得到每个节点的边际贡献,由此得到该问题的解。在2个合成数据集和4个实际数据集上验证了本方法的可行性和较其他方法的有效性。

一种新的基于上下文传递的临近空间安全切换机制

徐国愚,陈性元,杜学绘

计算机科学. 2013, 40 (4): 160-163.

摘要 ( 143 )

PDF(319KB) ( 695 )

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针对临近空间中安全切换问题,提出一种新的基于上下文传递的安全切换机制。首先,设计了一种面向临近空间浮空器的切换基站预测算法,以基于多普勒频移技术计算飞行器发生切换的时间与位置,确定切换基站；其次,利用上下文传递机制预先将认证信息发送给切换基站,保证切换过程中通信的可靠性。性能分析与仿真实验表明,该机制通信与计算开销小,强制中断概率低,能够满足临近空间的应用需求。

基于EMD和GEP的软件可靠性预测模型

张德平,汪帅,周吴杰

计算机科学. 2013, 40 (4): 164-168.

摘要 ( 193 )

PDF(496KB) ( 961 )

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基于经验模态分解和基因表达式编程算法提出了一种软件可靠性预测模型。通过对软件失效数据序列进行经验模态分解得到不同频段的本征模态分量和剩余分量,消除失效数据中的噪声,运用基因表达式编程算法的灵活表达能力,把分解得到的不同频段的各本征模态分量及剩余分量中所对应的不同失效时间序列作为样本来分别进行预测,重构各本征模态分量和剩余分量中相对应的预测结果,将其作为软件失效的最终预测值。基于两组真实软件失效数据集,将所提出的方法与基于支持向量回归机以及单纯使用基因表达式编程的软件可靠性预测模型进行比较分析。结果表明,该软件可靠性预测模型具有更为显著的模型拟合能力与精确的预测效果。

基于相关反馈的微博相似主题时序查询

包红云,李秋丹,宋双永,高珩

计算机科学. 2013, 40 (4): 169-171.

摘要 ( 131 )

PDF(454KB) ( 673 )

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提出了一种基于相关反馈的微博相似主题时序查询方法。该方法通过考虑用户对不同查询结果是否满意的反馈情况,建立修改度量系数的目标函数,从而实现微博中体现用户兴趣的主题时序相似性计算,为用户提供更满意的相似主题时序查询结果。基于该方法设计了一个可视化的微博相似主题时序查询系统,在微博代表性网站-Twitter数据集上进行的实验,表明了该方法在微博背景下的相似主题时序查询中的有效性。

大规模图上标签集约束路径的集合查询

包佳佳,田伟

计算机科学. 2013, 40 (4): 172-176.

摘要 ( 218 )

PDF(472KB) ( 587 )

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图数据模型被广泛用于社交网络、生物技术、语义网络等开放、异构环境下的数据建模。标签集约束路径查询是基本路径查询问题之一,因其具有路径描述的灵活性而受到目前研究的重视。目前重点研究布尔查询问题:判断给定顶点对间是否有满足标签集约束的路径,返回是或否。现研究布尔查询问题的正交问题,称为集合查询问题:给定标签约束集,返回满足标签集约束可达的顶点对。集合查询问题面临两个困难:1)简单地将集合查询问题简化为布尔查询问题的迭代会陷入穷举困境；2)压缩传递闭包的生成树结构虽然能够有效地回答布尔查询问题,但是,这种压缩结构不能有效支持集合查询,因为集合查询需要搜索满足约束连通的所有顶点对。为此,继续采用生成树来压缩标签路径传递闭包,用倒排索引表来加快集合查询所导致的搜索,并进一步给出两个优化算法。在大规模的数据集上的测试表明,本方法在时间和空间效率方面都具有优势。

基于tableau结点封闭值的非一致性数据库开放分支修复方法

高龙,刘全,傅启明,李娇

计算机科学. 2013, 40 (4): 177-180.

摘要 ( 131 )

PDF(395KB) ( 566 )

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在将tableau方法扩展到非一致性数据库修复的基础上,提出一种新的利用分支封闭值修复数据库的方法。该方法结合tableau分析法的开放和封闭推理标准,以开放公式树TP(IC∪r)分支为基础,为公式树TP(IC∪r)中每个结点引入一个结点封闭值。根据TP(IC∪r)中结点封闭值的定义,通过计算TP(IC∪r)的结点封闭值来选择分支进行开放修复,从而可以直接确定数据库的修复实例,同时考虑了含有I封闭的修复,将开放修复扩展到含有I封闭的TP(IC∪r),并给予逻辑证明。最后,对于一致性应答结果的逻辑特征予以证明。

不确定域环境下基于DKC值改进的K-means聚类算法

任培花,王丽珍

计算机科学. 2013, 40 (4): 181-184.

摘要 ( 121 )

PDF(322KB) ( 626 )

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提出一种不确定域环境下基于DKC值改进的K-means聚类算法,即U2d-Kmeans。该算法首先考虑到数据对象的不确定性因素,引入不确定域对数据对象进行描述；其次吸取2d-Kmeans的优点,对数据集进行预处理(剔除孤立点),并且采用累积距离的方法确定初始聚类中心,从而避免了随机选取聚类初始点造成聚类不稳定的缺陷；最后经过算法有效性对比实验证明得出,U2d-Kmeans算法比前两种算法更客观、有效。

事件前提和后果常识知识分析方法研究

李闪闪,曹存根

计算机科学. 2013, 40 (4): 185-192.

摘要 ( 295 )

PDF(694KB) ( 767 )

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事件推理的研究需要事件的知识作支撑。事件知识作为一种常识性知识,其获取仍然是知识获取的瓶颈。提出一种事件知识分析方法,以从多个视角分析事件的前提和后果知识。在对事件知识分析中遵循基础分析、知识丰富、知识优化的流程。针对分析过程中所得知识不够全面和准确的问题,总结得出生理、心理、社会、物理世界4个常识知识角度,同时在知识丰富步骤中提出了角色细化的方法。实验表明,此方法能够得到较为全面和准确的事件知识。

基于拟关键路径的二车间综合调度算法

谢志强,周含笑,桂忠艳,郑付萍

计算机科学. 2013, 40 (4): 193-198.

摘要 ( 193 )

PDF(527KB) ( 799 )

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针对如何将复杂产品工序有效地分配到具有相同设备资源的二车间加工的问题,提出了基于拟关键路径法的二车间综合调度算法。为了让二车间负载平衡并进行充分的并行处理, 尽早结束产品加工,该算法按拟关键路径法(ACPM)对工序排序,再采取二车间加工结束时间接近的预调度策略进行调度。为了减少二车间工序的迁移次数,该算法将入度不小于2的工序放入其紧前工序分配较多的车间；将入度小于2且其紧后工序的入度不小于2的工序分配到能让其尽早结束的车间；对于其他唯一紧前紧后工序与其叶子节点所形成的工序串按预调度策略进行整串调度。实例表明,该算法可以在二次复杂度内较优地实现具有相同设备资源的二车间分布式综合调度。

基于描述逻辑的上下文知识获取与推理方法

胡博,王智学,董庆超,牛彦杰

计算机科学. 2013, 40 (4): 199-203.

摘要 ( 213 )

PDF(425KB) ( 1068 )

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针对上下文感知计算中缺乏清晰统一的模型与自动推理支持的问题,提出一种基于描述逻辑的上下文知识获取与推理方法。该方法首先提出了一种本体引导的上下文模型框架,根据抽象层次的不同将上下文模型分为元模型与领域特定模型两层结构；然后采用描述逻辑表示语言SHOIN(D)形式化描述该上下文模型,设计上下文模型向描述逻辑知识库的转换算法。最后以一个实际案例说明该方法的可行性。

基于间隔分布集成优化的齿轮箱故障诊断

胡清华,朱鹏飞,左明

计算机科学. 2013, 40 (4): 204-208.

摘要 ( 126 )

PDF(415KB) ( 598 )

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齿轮裂纹等级的识别对于齿轮箱故障诊断具有重要意义。通过随机化邻域约简,生成一系列邻域可分子空间,从而形成不同的子分类器。通过最小化间隔损失或者求解L1正则最小平方损失问题来改变间隔分布,从而得到子分类器权值,对分类器按权值排序后,选择使得训练集分类精度最高的子分类器集合。实验结果表明,对于齿轮裂纹等级的识别,该方法的性能大大优于现有的其它方法。

内P-推理信息恢复与属性潜藏推理发现

赵树理,吴松丽,史开泉

计算机科学. 2013, 40 (4): 209-213.

摘要 ( 131 )

PDF(380KB) ( 598 )

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P-集合(packet sets)是把动态特性引入到有限普通集合X内,改进有限普通集合X得到的一个动态模型；在一定的条件下,P-集合被还原成有限普通集合X。P-集合由内P-集合X (internal packet set X)与外P-集合XF (outerpacket set XF)构成的集合对；或者,(X,XF)是P-集合。P-推理(packet reasoning)由内P-推理(internal packet reasoning)与外P-推理(outer packet reasoning)共同构成。利用内P-集合与内P-推理,给出了内P-信息恢复概念与内P-信息恢复特征、内P-信息恢复的内P-推理生成与它的属性潜藏、内P-信息恢复的信息元补充定理、内P-信息恢复的依赖性定理,以及内P-推理信息恢复的属性潜藏定理与属性潜藏发现定理。利用这些理论结果,给出内P-推理信息恢复在信息系统中的应用。

粗糙概念格分层建格算法及应用

刘保相,陈焕焕,柳洁冰

计算机科学. 2013, 40 (4): 214-216.

摘要 ( 355 )

PDF(210KB) ( 578 )

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粗糙概念格能够反映对象与特征间的确定与不确定关系,具有处理不确定性知识的能力,格的构建在应用过程中具有重要的意义。通过分析粗糙概念格的概念和结构,并结合一般概念格的构建思想,针对决策形式背景,提出一种以决策属性值为切入点的粗糙概念格的分层建格方法,从而丰富了粗糙概念格的构建理论。通过实例验证了该方法简单直观,效果良好。

一种新型协作多机器人路径规划算法

肖国宝,严宣辉

计算机科学. 2013, 40 (4): 217-220.

摘要 ( 217 )

PDF(397KB) ( 939 )

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研究了一种在动态环境下的新型协作多机器人路径规划算法。采用集中式与分布式相结合的多机器人系统体系结构,弥补了在分布式环境下的全局性较差和在集中式环境下的实时性较差等不足。在此基础上,通过融合免疫协同进化算法与人工势场法解决全局路径规划与局部路径规划问题,以有效提高机器人的全局协调能力及自适应水平。仿真实验证明了所提算法在动态环境下实现的可行性与有效性。

模糊空间中的直觉模糊粗糙近似

薛占熬,程惠茹,黄海松,肖运花

计算机科学. 2013, 40 (4): 221-226.

摘要 ( 170 )

PDF(433KB) ( 581 )

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粗糙集和直觉模糊集的结合是一新的研究热点。在模糊近似空间中,结合模糊等价关系,构造直觉模糊粗糙近似算子,在γ算子和其余算子γ的基础上,证明了这些近似算子的性质。在模糊近似空间中,给出λ上(下)近似以及αβ-截集的λ上(下)近似,证明了它们的性质；给出直觉模糊集的粗糙度ραβA和λ水平截集的粗糙度,并讨论了其性质。

基于增量动态时间弯曲的时间序列相似性度量方法

李海林,杨丽彬

计算机科学. 2013, 40 (4): 227-230.

摘要 ( 238 )

PDF(350KB) ( 948 )

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针对动态时间弯曲方法计算时间过长的问题,提出增量动态时间弯曲来度量较长时间序列之间的相似性。首先利用动态时间弯曲方法对历史时间序列数据进行相似性度量,得到相应的历史最优弯曲路径和路径中各元素的累积距离代价。其次,通过逆向弯曲度量方法完成当前序列数据的相似性度量,结合历史数据信息找到与历史弯曲路径相交且度量时间序列距离为当前最小值的新路径,进而实现增量动态时间弯曲的相似性度量。该方法不仅具有良好的度量质量,还具有较高的时间效率。数值实验表明,对于大部分时间序列数据集,新方法的分类准确率和计算性能要优于经典动态时间弯曲。

不完备区间值信息系统中邻域粗集模型

王天擎,谢军

计算机科学. 2013, 40 (4): 231-235.

摘要 ( 159 )

PDF(349KB) ( 566 )

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目前对未知区间值的研究还处于起步阶段。以包含复杂的遗漏型未知区间值不完备信息系统为研究对象,提出了一种基于灰格运算和Hausdorff距离的新的邻域关系。在此基础上,依次提出了邻域关系、最大相容类和邻域系统3种灰色粗集模型。进一步讨论了3种灰色粗集模型之间的上、下近似空间,以提高近似空间的精确度,并用实例进行了分析及验证。

改进量子行为粒子群算法智能组卷策略研究

李欣然,樊永生

计算机科学. 2013, 40 (4): 236-239.

摘要 ( 146 )

PDF(366KB) ( 819 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

提出一种求解智能组卷问题的改进量子粒子群算法。首先,通过定义粒子进化速度及粒子聚集度,将惯性权重表示为粒子进化速度和粒子聚集度的函数,使惯性权重具有自适应性。其次,将慢变函数引入传统位置更新公式中,以有效地解决陷入局部最优解的问题。最后,根据项目反应原理对组卷问题进行数学建模。仿真实验表明,与标准粒子群算法和量子粒子群算法相比,所提算法在组卷成功率和组卷效率方面均具有更好的性能。

基于名声机制的重复囚徒困境合作博弈分析

李栋,蒋军利,唐晓嘉

计算机科学. 2013, 40 (4): 240-243.

摘要 ( 157 )

PDF(345KB) ( 693 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

处于重复囚徒困境下的博弈者存在相互合作的可能性。在此基础之上,探讨了一类具有两种状态的名声机制,并发现其中只有3个马尔可夫策略是高效的强健完美纳什均衡。研究表明,跟好名声者合作和背叛坏名声者的策略是最具吸引力的一个策略,此合作可最终成功实现并且持续下去。

广义邻域关系下不完备混合决策系统的约简

徐久成,张灵均,孙林,李双群

计算机科学. 2013, 40 (4): 244-248.

摘要 ( 150 )

PDF(385KB) ( 566 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为了能够直接处理不完备的、数值和符号混合的数据,对相容关系和相对邻域关系进行广义化表示,提出一种新的广义邻域关系。在广义邻域关系下,基于信息熵提出一种适用于不完备混合决策系统的条件熵,并证明基于该条件熵的属性重要性包含基于正区域的属性重要性,进而构造基于该条件熵的启发式属性约简算法。采用UCI数据库中6组混合型属性数据集进行仿真实验,通过对比约简后的属性数目、分类精度和运行时间,验证了该约简算法比同类型的其它算法更准确有效。

记忆原理的元胞自动机优化算法及其收敛性证明

陆秋琴,牛倩倩,黄光球

计算机科学. 2013, 40 (4): 249-255.

摘要 ( 183 )

PDF(583KB) ( 986 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为了求解大规模优化问题,根据记忆原理与元胞自动机的特点构造了求解优化问题的全局收敛算法。在该算法中,将优化问题的理论搜索空间划分为离散搜索空间,该空间定义为元胞空间,其中的每个元胞对应着一个候选解。将记忆原理的记忆、遗忘规律用于控制每个元胞的状态转移；元胞的状态由其空间位置、位置修正量以及记忆残留值构成,该值分为瞬时记忆、短时记忆和长时记忆3种状态类型,并依据元胞接受刺激的强度被加强或衰减；记忆残留值低于某个阈值的元胞时被遗忘,不再被处理。在元胞演化过程中,元胞从一个状态转移到另一个状态实现了元胞空间对理论搜索空间的搜索。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。

关系粒度的概念格增量维护与关联规则更新

智慧来,智东杰

计算机科学. 2013, 40 (4): 256-258.

摘要 ( 134 )

PDF(239KB) ( 568 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为了适应动态环境下概念格应用的实践需要,有必要研究关系粒度的概念格维护和关联规则更新。首先,给出了父子概念对的概念,并在此基础上设计了基于关系粒度的概念格增量维护算法。其次,发现了一个概念的内涵缩减由这个概念和其父概念的内涵差集决定,一个概念的内涵缩减决定这个概念蕴涵的关联规则。最后,根据这一观点提出了基于关系粒度的概念格关联规则更新的方法。

基于混沌粒子群算法的多目标多执行模式项目调度问题研究

周蓉,叶春明,谢阳,陈君兰

计算机科学. 2013, 40 (4): 259-262.

摘要 ( 145 )

PDF(425KB) ( 604 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

在工程项目调度中保持工期、成本、质量以及资源的均衡控制是构成项目建设总目标的关键因素,关系到整个工程的成败。同时,鉴于基本粒子群算法容易陷入局部最优,提出一种将混沌算法嵌入基本粒子群的新算法,并将其用于求解多目标项目调度问题,通过建立工期、费用、资源和质量多目标综合优化模型,再运用基于优先规则的混沌粒子群算法解决该模型问题。最终通过实例计算表明:相对于基本的粒子群算法,混沌粒子群算法可以更为准确快速地解决该模型下的项目多目标多执行模式优化调度问题。

Markov决策过程不确定策略特征模式

黄镇谨,陆阳,杨娟,方欢

计算机科学. 2013, 40 (4): 263-266.

摘要 ( 196 )

PDF(299KB) ( 645 )

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马尔科夫决策过程可以建模具有不确定性特征的复杂系统,而在进行模型分析时需要采用策略对不确定性进行处理。首先,研究不同策略下时空有界可达概率问题,给出不确定性解决策略的定义及分类方法。其次,在时间无关策略下,证明基于确定性选取动作和随机选取动作的时空有界可达概率的一致性,并且论证了时间依赖策略相对于时间无关策略具有更好的时空有界可达概率。最后结合实例简要阐述了结论的正确性。

基于线特征直方图的SAR图像预匹配算法

张慧慧,林伟,吕全义

计算机科学. 2013, 40 (4): 267-270.

摘要 ( 172 )

PDF(1077KB) ( 551 )

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同一场景下的合成孔径雷达(SAR图像)的灰度特性由于相关噪声的影响及成像条件不同,可能存在很大差异,使得直接运用基于特征的图像匹配方法难于实现SAR图像高精度的配准。针对此问题,提出了一种SAR图像的预匹配方法,即运用占优的线特征信息,通过统计分析寻找出待匹配图像的角度和尺度变化,实现图像的预匹配。实验结果表明,该算法可以有效、精确地寻找出图像前后的角度和尺度变化。进而相比于传统直接基于特征配准图像的方法,经该算法预匹配处理后的图像再基于特征匹配时,其配准精度和效率都有很大的提高。

一种基于改进的ASM的人脸特征点定位方法

韩玉峰,王小林

计算机科学. 2013, 40 (4): 271-274.

摘要 ( 144 )

PDF(544KB) ( 606 )

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主动形状模型(ASM)在对目标点的搜索过程中,只采用了训练图像中标定点两侧法线方向的profile邻域内像素点的灰度信息,且对这些点等同视之；搜索时也只限于目标图像标定点两侧法线方向上的若干个像素,范围过于简单。考虑到彩色人脸图像的普及及其携带的丰富的信息,首先在RGB空间分三通道分别进行处理,其次对profile邻域内像素点赋予不同的权重,建立加权的局部灰度模型,最后把搜索空间拓展到包括传统法线和与之相互平行的相邻的两条法线上的像素点集上。仿真实验表明,以上3方面的改进大大提高了ASM方法对人脸特征点的定位精度,精度提高16.5%,是一种可行的改进方法。

基于语义的三维CAD模型可重用区域自动提取

白静

计算机科学. 2013, 40 (4): 275-281.

摘要 ( 232 )

PDF(1188KB) ( 600 )

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针对产品设计中的局部检索重用需求,提出一种基于语义分析的可重用区域自动提取方法。通过采用扩展特征树表征三维CAD模型,准确刻画设计模型中不同粒度、不同形式的特征及特征间的关联关系,有效捕捉模型中包含的设计语义；通过分析局部区域的设计重用性,提出局部区域可重用性度量函数,并以扩展特征树的表征结构为输入,依据局部区域的可重用性自动提取候选可重用区域；通过进一步评价候选可重用区域的重用率确定最终可重用区域,以确保可重用区域的有效性及合理性。实验结果表明,依据本方法提取获得的可重用区域符合设计重用语义,能有效支持产品设计阶段的局部检索重用。

水体注入器皿的动力学粒子建模研究

宋传鸣,李婷婷,王相海,成琛

计算机科学. 2013, 40 (4): 282-286.

摘要 ( 125 )

PDF(631KB) ( 537 )

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基于物理过程的建模方式能够真实地模拟流体的运动状态,表现出很好的模拟效果,但对不同的流体形态以及同一种流体的不同细节状况,所涉及到的细节属性参数也不同,通常存在着较大的建模差异。首先对流体动力学的流体模拟原理进行了分析,在此基础上对水体倒入4种不同形状容器的流体动力学平滑粒子模型进行了研究,提出一种基于分块的邻居粒子搜索方法,以提高在空间均匀网格上对邻居粒子的搜索速度,给出了流体与器皿碰撞的判断与响应方法。最后通过水体注入不同器皿的仿真试验验证了所建立模型的有效性。

一种基于切比雪夫不等式的自适应阈值背景建模算法

张琨,王翠荣,万聪

计算机科学. 2013, 40 (4): 287-291.

摘要 ( 215 )

PDF(1248KB) ( 937 )

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背景建模是实现运动目标检测与跟踪的关键技术之一。在实时视频监控系统中,对背景建模算法的运行时间及所提取出的背景图像的实时性有很高的要求,针对这一问题,提出了一种基于切比雪夫不等式的自适应阈值背景建模算法。算法利用切比雪夫不等式计算像素点色度变化的概率估计值,提出了一种自适应阈值分类方法,它将像素点快速分类为前景点、背景点及可疑点,再利用核密度估计方法对可疑点进行进一步分类,最后利用背景更新算法提取实时背景图像。实验结果证明,该算法能快速有效地区分特征明显的背景点与前景点,提高了背景图像提取的速度,对可疑点利用核密度估计方法降低了背景分割的误差,背景建模效果理想,运算速度快,适用于实时视频监控系统。

无需人工干预的关节点提取和三维重建

魏玮,王丹丹,刘静,刘命

计算机科学. 2013, 40 (4): 292-294.

摘要 ( 133 )

PDF(731KB) ( 586 )

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随着现在人体的运动捕获和行为理解的研究的发展,对这项研究有了越来越高的要求。相对于原来的手动提取人体关节点作为特征点来研究,如何使得提取特征点更加自动化,对以后的运动捕获和行为理解的研究意义重大。提出一种在单目视觉条件下在第一帧自动提取人体关节点位置的方法,来解决传统的以手动标定提取人体关节点的问题,并且利用光流稀疏L_K算法对提取出的关节点进行运动跟踪,得到运动人体二维坐标信息,结合像机模型通过几何计算获得人体关节点的深度信息。

基于小波框架的盲图像修复研究

刘纯利,张弓

计算机科学. 2013, 40 (4): 295-297.

摘要 ( 578 )

PDF(985KB) ( 619 )

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图像修复是恢复给定图像中丢失或损坏的像素的技术,目前的方法需要知道像素的先验信息。但在部分应用领域,无法获得先验信息,需要对图像进行盲修复。提出了一种不需要先验信息的盲图像修复模型。该模型基于小波紧框理论并集合优化理论实现图像的盲修复,其优化问题的求解利用分裂布雷格曼算法。实验表明,该方法能有效地修复受损的图像。

激光点云中输电线拟合与杆塔定位方法研究

游安清,韩晓言,李世平,闫召进

计算机科学. 2013, 40 (4): 298-300.

摘要 ( 413 )

PDF(981KB) ( 425 )

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通过竖直直方投影和均匀网格离散将激光雷达扫描得到的输电线路三维点云降维成二维灰度图像,提取其中直方响应最大的地方作为杆塔的水平位置,分离杆塔,输电线在走向上以杆塔为界分段；再沿其悬垂面的法线方向对各段输电线作正投影,对投影的散点进行迭代的鲁棒二次曲线拟合,实现在竖直方向上的各层输电线的分离。杆塔的提取和输电线的拟合是实现电力系统净空排查分析、输电线点云实体化和场景漫游的重要环节。

基于形态学和Contourlet系数区域特征的遥感图像融合方法

朱康,贺新光

计算机科学. 2013, 40 (4): 301-305.

摘要 ( 271 )

PDF(1422KB) ( 523 )

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进行遥感图像融合时,全色图像空间信息的保留与多光谱图像光谱信息的保持是相互矛盾的,如何在这对矛盾体中实现最佳的融合效果一直是图像融合领域的研究热点。在IHS变换的基础上,将形态学和Contourlet变换相结合,针对多特征地物遥感图像的融合提出了一种基于图像特征的选择性融合算法。该算法先利用形态学操作将图像的边缘和非边缘信息进行区分,然后对处理后的图像进行Contourlet变换得到一个低频和一系列高频分量,再利用不同的区域特征自适应融合算法分别对低频和高频系数进行选择性融合,最后通过Contourlet逆变换和IHS逆变换得到融合结果。融合实验结果表明:对多特征地物遥感图像进行融合时,该算法是高效可行的。

基于GPU的2D-3D医学图像配准

党建武,杭利华,王阳萍,杜晓刚

计算机科学. 2013, 40 (4): 306-309.

摘要 ( 358 )

PDF(815KB) ( 1075 )

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在2D-3D医学图像配准中,数字影像重建(DRR)的生成与相似性测度是最重要同时也是最耗时的两个配准步骤。针对配准过程中计算量大、耗时长的问题,将模式强度与梯度相结合,简化模式强度相似性测度的计算量,同时利用图形处理器(GPU)的多线程并行计算在GPU上完成 DRR生成与相似性测度,引入梯度下降与多分辨策略对配准过程进行优化,完成整个配准过程。通过与多种相似性测度方法以及基于CPU的配准的比较,表明该方法在很好地兼顾配准精确度的同时,配准速度得到了大大提高。

图像分割复杂性测度研究

魏庆,卢照敢,邵超

计算机科学. 2013, 40 (4): 310-313.

摘要 ( 333 )

PDF(810KB) ( 532 )

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基于内容的图像处理与分析技术,其基本前提是确定图像中包含的内容,即具有语义的内容对象。图像分割技术是实现图像内容对象检测的基本方法。对图像分割中的必要性问题进行了相关研究,针对大部分图像分割算法因所分割的图像不具有语义信息而导致图像分割出现无意义情况的现状,提出了一种图像分割复杂性的定义。基于该定义,给出了其实现方法。通过系统的实验结果表明,所提出的新的图像分割复杂性指标可以很好地适应图像目标区域大小,是衡量图像分割必要性的一种合理有效的方法,且能够成为一种重要的图像分割判断指标。

二维纹理合成算法优化研究

杜常青,钱文华

计算机科学. 2013, 40 (4): 314-323.

摘要 ( 152 )

PDF(490KB) ( 628 )

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基于已有的二维纹理合成算法,提出了基于样图纹理合成的优化算法。在合成过程中,通过多种子点选择、以螺旋状路径在原图中搜索新匹配点、边界扩充、L2距离计算优化等技术加速合成过程,提高合成质量,实验结果取得了令人满意的效果。