计算机科学

乔震,刘光杰,李季,戴跃伟

计算机科学. 2013, 40 (12): 1-8.

摘要 ( 180 )

PDF(923KB) ( 708 )

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针对移动Ad hoc网络的特点对其中存在的主要安全威胁进行了分析,给出了MANET中安全接入的概念以及主要的性能要求。在此基础上,对MANET的主要安全接入技术进行了回顾,对各方案的优缺点进行了分析。最后对几类典型的安全接入方案进行了比较,并对未来值得进一步研究的问题进行了展望。

自动并行化中不规则循环的代码生成

丁锐,赵荣彩,徐金龙,傅立国

计算机科学. 2013, 40 (12): 9-14.

摘要 ( 164 )

PDF(1130KB) ( 394 )

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许多大规模计算程序包含了不规则循环,但在面向分布存储的自动并行化中,以往的研究难以在编译时为不规则循环生成并行代码。针对一类常见的不规则循环提出了一种代码生成方法, 该方法能在编译时将串行代码转换成等价的并行计算和通信代码,通过计算分解和数组引用的访问表达式来求解不规则循环在各处理器的本地定义集,并通过部分冗余的通信来满足不规则数组引用的生产者-消费者关系。实验结果表明,该方法是有效的,并对测试用例取得了预期的加速比。

基于SIMD部件的四倍精度浮点乘加器设计

何军,黄永勤,朱英

计算机科学. 2013, 40 (12): 15-18.

摘要 ( 168 )

PDF(423KB) ( 452 )

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如何减少四倍精度浮点运算的硬件开销和延迟是需要解决的重要问题。为减少四倍精度乘加器的硬件开销,基于支持64位×4的双精度浮点SIMD FMA部件,设计并实现了一种新的四倍精度浮点乘加器(QPFMA),来支持4种浮点乘加运算和乘法、加减法、比较运算,运算延迟为7拍。通过将四倍精度113位×113位尾数乘法器分解为4个57位×57位乘法器来共享双精度浮点SIMD FMA部件的53位×53位乘法器,显著减少了实现QPFMA的硬件开销。基于65nm工艺的逻辑综合结果表明,该QPFMA频率可达1.1GHz,面积是常规QPFMA设计的42.71％,仅与一个双精度浮点乘加器相当。与现有的QPFMA设计相比,相当工艺和频率下,其运算延迟减少了3拍,门数减少了65.96％。

基于GCC实现飞腾处理器向量处理单元的编译器后端

李春江, 杜云飞, 倪晓强, 王永文, 杨灿群

计算机科学. 2013, 40 (12): 19-22.

摘要 ( 370 )

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编译器后端是针对特定目标机器的编译器实现,不同的指令集体系结构需要实现不同的编译器后端。面向飞腾处理器中向量处理单元(FT-VPU)的体系结构和指令集,基于GCC编译器实现了编译器后端,使GCC能够正确编译面向FT-VPU的SIMD指令的内嵌函数。从四路双精度SIMD指令的机器描述出发,总结了在GCC后端所做的实现工作。其对基于GCC编译器实现面向特定目标机器的编译器后端有较大的参考价值。

基于基准测试的高性能计算云研究

李春艳,张学杰

计算机科学. 2013, 40 (12): 23-30.

摘要 ( 304 )

PDF(1043KB) ( 838 )

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随着云计算技术的发展,高性能计算云(HPC in the Cloud)已得到学术界和产业界的关注。由于虚拟化技术带来的性能开销,高性能计算云面临着一些挑战。针对“高性能计算+云”的计算模式,分析了高性能计算云的优势,深入介绍了国内外基于基准测试的高性能计算云的性能评测、性能优化、能耗和成本效益等关键问题,得出了针对基准测试的高性能计算云研究的基本思路,并对当前面临的问题和今后的发展趋势进行了总结和展望。

一种面向嵌入式系统总线的低功耗优化方法

葛红美,徐超,陈念,廖希密

计算机科学. 2013, 40 (12): 31-36.

摘要 ( 159 )

PDF(505KB) ( 418 )

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为了解决嵌入式系统设备总线的功耗问题,从软件方面的功耗优化入手,提出一种面向嵌入式系统总线的低功耗优化方法,即在编译阶段,分别对指令地址总线和数据总线进行优化,以减少总线的翻转次数,降低其功耗。具体方法为:针对指令地址总线,采用改进后的遗传算法进行函数段调用优化,然后结合T0编码,减少总线翻转次数,从而降低其功耗。针对指令数据总线,采用粒子群算法进行指令调度优化,然后结合0-1翻转编码,减少总线翻转次数,从而降低其功耗。为了验证上述方法的正确性和有效性,以HR6P系列微处理器为平台展开实验,实验结果表明,总线功耗的优化效率达到25%左右。该方法明显减少了总线的翻转次数,提高了系统的整体性能。

面向情感的电影背景音乐分类方法

张宝印, 于俊清, 唐九飞, 何云峰, 王赠凯

计算机科学. 2013, 40 (12): 37-40.

摘要 ( 228 )

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电影背景音乐在强化电影情感、增加情节戏剧性和渲染气氛方面有不可替代的作用。如果能对电影的背景音乐进行面向情感的自动分类,将会提高电影情感内容分析的准确率。针对此问题,构造了电影背景音乐的情感特征向量与电影背景音乐情感分类器,从而改进了背景音乐片断的情感标注。电影背景音乐特征向量由从音乐音频信号中提取的小节长度节奏模式特征、小节长度低音线特征及梅尔频率倒谱系数和音程特征组成。节奏模式和低音线特征与其它特征的不同之处在于其能够反映出电影背景音乐片段的整体节奏结构。引入了概率潜在语义分析(PLSA)方法,构造了电影背景音乐情感分类器,并将电影背景音乐依据情感分为兴奋、紧张、放松和哀伤4类。实验结果表明,构造的电影背景音乐情感特征向量和引入的PLSA分类方法较之现有文献中用到的方法提高了分类的准确率。

Web访问序列模式挖掘算法的研究

李陶深,王伟娜,陈庆峰

计算机科学. 2013, 40 (12): 41-44.

摘要 ( 149 )

PDF(351KB) ( 463 )

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针对现有Web访问序列模式挖掘算法和PrefixSpan算法存在的问题,提出一种基于投影位置的Web访问序列模式挖掘算法(PWSPM)。该算法通过序列模式分析,发现用户的行为模式,预测用户对网页的访问模式,进而改进站点的性能和组织结构,提高用户查找信息的质量和效率,以及对用户开展个性化的信息服务。实验和应用结果表明,提出的算法具有更好的执行效率,适用于Web日志挖掘,可用于构建智能化Web站点和解决个性化的信息服务问题。

一种基于流特征模式的股市跟踪预测算法

姚宏亮,杜明超,李俊照,王浩

计算机科学. 2013, 40 (12): 45-51.

摘要 ( 285 )

PDF(598KB) ( 430 )

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由于股市波动的突发性、多变性,且时序数据呈非正态分布,传统的时序预测模型难以有效预测股市。提出了一种基于流特征模式的股市跟踪预测算法(SFM-PG),该算法根据股票之间的相关性构建贝叶斯网络,选取目标股票的马尔科夫毯作为其同辈群体,然后基于同辈群体之间的接近度,给出一种窗口跟踪式预测模型,其通过对同辈群体权重的动态更新进行跟踪式预测,以减少股票数据分布非正态性对预测的影响；进而,使用滑动窗口提取时序数据中的特征并形成流特征,通过与模式知识库的匹配提取流特征模式,并利用与流特征模式对应的知识调整预测结果,以减少由于突变所引入的预测误差。最后,在上证股票板块网络上的实验结果显示了算法的实用性和有效性。

结构化加权最小二乘支持向量机

鲁淑霞,田如娜

计算机科学. 2013, 40 (12): 52-54.

摘要 ( 134 )

PDF(280KB) ( 378 )

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针对最小二乘支持向量机(LSSVM)没有考虑样例本身的结构信息和对异常点敏感,提出了一种新的分类器——结构化加权最小二乘支持向量机(SWLSSVM),SWLSSVM通过在目标函数中引入协方差矩阵考虑了样例的结构信息；为了减少异常点的影响,其根据本类样本点到该类中心的距离对误差项进行加权。实验表明,SWLSSVM与LSSVM和SVM相比具有更好的分类和泛化性能。

结合同义向量聚合和特征多类别的KNN分类算法

林啟锋,蒙祖强,陈秋莲

计算机科学. 2013, 40 (12): 55-58.

摘要 ( 127 )

PDF(369KB) ( 403 )

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特征选择是文本分类的关键阶段,其选择过程将影响文本分类速度与精度。χ²统计量能很好地体现词和类别之间的关系,是文本分类领域特征提取阶段的重要方法之一。分析了χ²统计量在文本分类中的应用,发现CHI向量所表达的与各类别关系的特征词无法全面表达出此类的概念含义,依赖于训练集中出现的特征情况,且该向量仅用于特征选择阶段；针对χ²统计量特征词的表达局限及其向量没有得到充分利用的问题,提出结合同义向量聚合和特征多类别的改进KNN分类算法,该方法能够综合考虑特征所表达的含义,且通过特征集多类别矩阵使CHI向量也能在分类阶段起到提高整个算法效率的作用。实验结果与分析表明,该改进算法明显提高了文本分类效率,并且提高了分类的精度。

具有3种否定的模糊集FScom在股票投资决策中的应用

赵洁心,潘正华

计算机科学. 2013, 40 (12): 59-63.

摘要 ( 152 )

PDF(490KB) ( 395 )

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对于模糊知识中不同“否定”的认知与处理,文献[1]从概念层面上区分模糊知识中3种不同的否定关系,并提出一种具有矛盾否定、对立否定和中介否定的模糊集FScom。对FScom在股票投资决策方面的应用做了研究,以表明FScom处理实际问题的适用性。并基于FScom,讨论了决策规则中的模糊集及其不同否定的区分与形式表示；给出一种确定模糊集及其不同否定集的隶属函数以及阈值的方法；采用模糊产生式规则,讨论了实例中的模糊推理与决策。从而表明,FScom用来处理具有模糊性并且存在不同否定的实际问题是有效的。

一种元素最大描述下的多粒度覆盖粗糙集模型

刘财辉

计算机科学. 2013, 40 (12): 64-67.

摘要 ( 123 )

PDF(273KB) ( 375 )

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利用元素的最大描述,将传统多粒度粗糙集拓展到覆盖空间,首先提出了两种新的多粒度粗糙集模型,然后对模型的一些基本性质进行了研究,给出了不同多粒度覆盖粗糙集产生相同上、下近似的条件,最后研究了两种模型之间的关系。

带扰动因子的自适应粒子群优化算法

赵志刚,张振文,石辉磊

计算机科学. 2013, 40 (12): 68-69.

摘要 ( 130 )

PDF(238KB) ( 384 )

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针对标准粒子群优化算法搜索精度不高、易陷入局部最优的问题,提出了一种带扰动因子的自适应粒子群优化算法。该算法进行混沌初始化,采用自适应的惯性权重,并将扰动因子加入粒子个体极值、全局极值和位置更新公式中。通过与其它算法的数值实验对比,新算法能够有效避免局部最优,全局收敛性能显著提高,收敛速度更快。

抽样技术和CBES分类非平衡数据集

职为梅,郭华平,范明

计算机科学. 2013, 40 (12): 70-74.

摘要 ( 120 )

PDF(399KB) ( 387 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

CBES是面向非平衡数据集分类的组合选择方法。相关的实验表明,CBES方法能大幅度提升基分类器的泛化能力。已有研究表明,抽样方法能有效提高分类器在非平衡数据集分类上的性能。因此,巧妙地将抽样技术应用到CBES方法中,进而提出基于抽样的CBES方法(SCBES),以期进一步提高CBES在稀有类上的性能。大量的实验表明,巧妙地使用抽样方法能进一步提高CBES方法在非平衡数据集分类上的性能。

一种基于压缩矩阵的Apriori算法改进研究

罗丹,李陶深

计算机科学. 2013, 40 (12): 75-80.

摘要 ( 292 )

PDF(459KB) ( 422 )

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针对已有基于矩阵的Apriori算法存在的问题,提出了一种改进的基于压缩矩阵的Apriori算法。算法进行了以下方面的改进:增加了两个数组,分别用于记录矩阵行与列中1的个数,使得算法在压缩矩阵时减少了扫描矩阵的次数；在压缩矩阵中,通过增加删除不能连接的项集和非频繁的项集的操作,使得矩阵压缩得更小,提高了空间效率；改变了删除事务列的条件和算法结束的条件,以减少挖掘结果的误差和算法循环的次数。算法性能分析和实验分析证明,改进后的算法能有效地挖掘频繁项集,并且比现有的算法具有更高的计算效率。

基于云模型和相容粒的彩色图像检索方法

徐久成,任金玉,孙林,徐天贺

计算机科学. 2013, 40 (12): 81-85.

摘要 ( 126 )

PDF(445KB) ( 385 )

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针对现有相容粒度空间模型中网格点提取只考虑空间位置而忽略图像纹理特征的随机性、模糊性、关联性等不确定性的问题,提出一种基于云模型和相容粒的彩色图像检索方法。首先,在CIELab颜色空间上构建相容粒度空间模型的对象集；其次,用云模型提取每层的网格点,进而构建基于云模型网格点的相容粒度空间模型；然后,提出基于云模型和相容粒的彩色图像检索的相似性度量；最后,用Corel图像库中的图像作为测试图像库进行仿真实验。结果表明,该方法有效地提高了图像的检索效率。

AVS帧内模式选择优化

陈云善,苏宛新,王春霞,刘玉生

计算机科学. 2013, 40 (12): 86-89.

摘要 ( 151 )

PDF(350KB) ( 381 )

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AVS(Audio Video Coding Standard)采用率失真优化(Rate-Distortion Optimization,RDO)技术,通过计算所有预测组合模式的率失真代价来确定宏块的最优编码模式,使得计算复杂度大大增加,难以适应实时性要求较高的场合。为了降低AVS帧内预测模式选择的复杂度,在深入分析帧内预测原理以及预测模式选择过程的基础上,提出了一种基于SATD(Sum of Absolute Transformed Differences)准则和空间相关性的快速帧内预测算法来优化帧内模式的选择过程。首先,利用SATD准则确定候选模式,以大幅度降低帧内预测模式选择的数量；然后,利用相邻宏块预测模式相关性,以进一步减少亮度块候选模式数量,提高模式选择速度。实验结果表明,与AVS标准算法相比,在编码效率相近的情况下,其编码速度能够平均提高53.56%,与经典的基于边缘检测的方法相比,其在质量略有提高、码率还稍有降低的前提下,平均节约16.39%的编码时间。

一种WLAN中MAC层自私行为的防御方法

叶进,李陶深,王正飞,张向利

计算机科学. 2013, 40 (12): 90-93.

摘要 ( 123 )

PDF(353KB) ( 328 )

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WLAN中修改无线网卡参数的自私行为,严重影响了其他用户公平使用无线网络的权利,甚至会造成拒绝服务攻击而使整个WLAN瘫痪。为了寻找真实环境中简单可行的解决方案,提出了一个应用于无线AP的防御算法,该算法按照一定的规则对自私节点发来的包进行丢弃,以达到限制节点发包速度的目的,通过保证用户公平地使用无线网络达到防御上述自私行为的目的。在无线网卡驱动中应用了该算法,并且搭建了真实的无线局域网进行测试。结果表明,提出的算法无论是对自私行为还是拒绝服务攻击都能起到明显的缓解作用。

基于统计量模板的半调图像特征提取与分类

文志强,胡永祥,朱文球

计算机科学. 2013, 40 (12): 94-97.

摘要 ( 126 )

PDF(457KB) ( 450 )

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为了实现误差分散半调图像的分类,提出了基于统计量模板的半调图像特征提取与分类方法。利用像素对的概念和统计量模板的特征描述方法,提出了基于分块的特征提取算法。提出了类特征矩阵概念；通过建立误差目标函数和利用梯度下降法来求取最优类特征矩阵,以描述半调图像的类别；探讨了最优类特征矩阵的特性。实验中,与其他类似方法进行了分类性能比较,探讨了参数对分类性能的影响,分析了特征提取算法的时间复杂度。大量实验比较和分析表明,提出的方法是有效的。

基于排名映射概率的混沌人工蜂群算法

张新明,李晓安,何文涛,王鲜芳

计算机科学. 2013, 40 (12): 98-103.

摘要 ( 122 )

PDF(499KB) ( 365 )

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针对人工蜂群算法(Artificial Bee Colony algorithm,ABC)因直接采用函数值映射的概率选择食物源而引起过早收敛和陷入局部最优以及优化精度不高的问题,提出一种基于排名映射概率的混沌人工蜂群算法(Chaotic Artificial Bee Colony algorithm based on Rank mapping probability,CABC-R)。首先利用目标函数值的排名映射获取选择食物源的概率,然后构建基于排名映射概率的人工蜂群算法以便能够维持种群的多样性,获得较好的全局最优解,最后创建较高寻优精度的新型局部混沌优化算法精确寻找最优解。对10个标准测试函数进行了仿真,结果表明,CABC-R算法不仅优化效果更准确而且更能跳出局部最优,有效地找到全局最优解,优于标准的ABC、JADE、 MSEP 和 RABC算法。

商空间框架下的大规模SVM数据集约减法

覃希,苏一丹,张雯

计算机科学. 2013, 40 (12): 104-107.

摘要 ( 103 )

PDF(348KB) ( 363 )

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借助商空间框架下的粒度分析理论及其计算方法,提出将“粒度”的概念用于大规模SVM数据集的约减来建立商空间框架下的约减模型。该约减模型的约减方向是由远及近地向分类超平面削减,其削减幅度也伴随集合的缩小而由粗到细逐渐变化。同时,给出该模型的一种实现。实验证明,商空间框架下的SVM约减模型比普通SVM约减模型的压缩效果更好。

本体映射中相似度计算的改进

郑晓洁,张琳

计算机科学. 2013, 40 (12): 108-112.

摘要 ( 115 )

PDF(425KB) ( 435 )

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本体映射是一种常用的解决本体异构的方法,在本体映射过程中,概念相似度计算是重要的环节。针对目前概念相似度计算方法存在的不足,采用一种综合的方法进一步改善计算的过程,从本体概念的语义相似度、属性、实例、结构等方面计算概念的相似度。通过引入概念相关度以及属性论方法,寻找更加有效的概念相似度计算方法。最后的实验证明,此方法能适应不同规模的本体,并能提高概念对相似度的准确性。

基于前景提取的复杂背景图像检索算法

冯喆,夏虎,傅彦,周俊临

计算机科学. 2013, 40 (12): 113-115.

摘要 ( 123 )

PDF(888KB) ( 349 )

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基于内容的图像检索提供给使用者一种更直观、更精准的检索方式。用户在进行此类检索时,往往更关注图像的主体部分。为了消除背景信息对检索效果的影响,提出一种基于前景提取的复杂背景图像检索算法。实验证明,在H-S颜色直方图、LBP纹理特征以及颜色纹理混合特征上,该算法可以得到较优化的性能。

Ridge Polynomial神经网络带动量项异步梯度算法的收敛性

喻昕,唐利霞,于琰

计算机科学. 2013, 40 (12): 116-121.

摘要 ( 95 )

PDF(400KB) ( 451 )

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将动量项引入到Ridge Polynomial神经网络异步梯度训练算法的误差函数中,有效地改善了算法的收敛效率,并从理论上分析了Ridge Polynomial神经网络的带动量项的异步梯度算法的收敛性,给出了算法的单调性和收敛性(包括强收敛性和弱收敛性)。算法的这些收敛性质对于如何选取学习率和初始权值来进行高效的网络训练是非常重要的。最后通过计算机仿真实验验证了带动量项的异步梯度算法的高效性和理论分析的正确性。

基于模糊神经网络的语义映射方法及其在自然图像检索中的应用

石跃祥,文华,龚平,莫浩澜,金银国

计算机科学. 2013, 40 (12): 122-126.

摘要 ( 121 )

PDF(706KB) ( 366 )

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在CBIR研究中,图像低层视觉特征和高层语义特征之间存在的“语义鸿沟”成为语义图像检索的关键问题。为了避免一般映射方法把一幅图像归于一类语义图像的现象,体现自然风景图像中包含的丰富的高层语义信息和多归属类型,提出了对自然风景彩色图像中颜色较单一的目标区域,重复采用最优阈值化进行一次粗分割来提取最大目标区域,在分割区域的基础上,提取图像的局部颜色和形状特征,最后利用改进的模糊神经网络来建立低层视觉特征和高层语义特征之间的映射,实现了图像属性信息的有效传递和高层语义的自动获取。实验结果表明,该图像分割方法对自然彩色图像能够有效地提取目标物体,并对噪声图像具有一定的鲁棒性,而语义图像的部分类别的检索准确率接近90%,查全率也达到了75%,实验结果证明了该方法对自然图像检索的有效性及先进性。

最大匹配问题的粘贴DNA算法

吴雪,宋晨阳,张楠,朱煜,陈志华

计算机科学. 2013, 40 (12): 127-132.

摘要 ( 270 )

PDF(1385KB) ( 388 )

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最大匹配问题(MMP)是图论中经典的组合优化问题。针对此问题提出了基于DNA粘贴计算模型的求解算法,阐述了该算法如何利用DNA链构建最大匹配问题的初始编码,说明了应用粘贴计算模型寻求最终解的生物操作过程,同时分析了此DNA并行算法的计算复杂度,最后给出了该算法的计算机模拟仿真结果和应用实例,得到了所给问题的最大匹配解,并对算法的可行性进行了验证和总结。

基于ASP的CSP进程描述与组合研究

赵岭忠,司徒凌云,翟仲毅,钱俊彦

计算机科学. 2013, 40 (12): 133-140.

摘要 ( 109 )

PDF(1170KB) ( 359 )

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前期工作中,为解决CSP模型检测不支持一次运行验证多条性质的问题,构建了基于ASP的CSP模型检测框架,但其存在着可描述并发进程形态不完善与可验证并发系统规模受限的问题。构建了全新的并发系统ASP描述体系,其解决了前期工作中前缀描述不允许出现类环状结构的问题,可完整描述各种形态的CSP进程。研究了并发组合进程生成技术,它可使多个进程自动化并发组合,并生成一个满足所有行为特性、具有一致结构特性的新进程,保持了验证框架内进程描述的一致性,有利于并发进程的抽象与验证。实验表明了基于ASP的CSP进程描述与组合进程生成技术的有效性,以及基于该ASP描述体系的系统性质验证的可行性。

一种超轻量级RFID双向认证协议

刘亚丽,秦小麟,王超

计算机科学. 2013, 40 (12): 141-146.

摘要 ( 116 )

PDF(825KB) ( 358 )

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开放的无线通信环境,尤其是阅读器和标签间的无线信道,使得无线射频识别(RFID)系统的安全和隐私问题逐渐成为值得关注的焦点,因此设计抗各种恶意攻击和安全威胁的超轻量级RFID 认证协议是非常必要的。针对低代价标签提出了一种新的超轻量级RFID双向认证协议,该协议避免了已有RFID认证协议存在的安全隐患。安全分析表明新协议具有较强的安全和隐私属性,并且能够抵抗各种可能的恶意攻击。根据低代价RFID标签资源受限的需求,新协议仅需要在标签上执行两种简单的比特位操作,与其他超轻量级RFID认证协议相比具有更好的性能优势。

基于同心环分簇网络模型的WSN能量空洞避免方法研究

刘震,郭航

计算机科学. 2013, 40 (12): 147-151.

摘要 ( 109 )

PDF(436KB) ( 525 )

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如何避免能量空洞现象已经成为无线传感网络应用中迫切需要解决的关键问题。在分析国内外能量空洞的避免机制和方法的基础上,考虑在同心环模型的基础上对逐层分环构思进行扩展,提出了一种基于同心环分簇网络模型的无线传感器网络能量空洞避免方法,对该方法的网络结构模型和能量消耗模型进行了描述,对簇头节点位置初始化、簇头轮转选择算法和簇间多跳路由算法进行了设计,并通过仿真实验对算法进行了对比分析。

多传感器量测下权重优化粒子滤波算法

胡振涛,刘宇,杨树军

计算机科学. 2013, 40 (12): 152-155.

摘要 ( 122 )

PDF(451KB) ( 434 )

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针对粒子滤波在多传感器量测系统状态估计问题中的有效实现,提出一种多传感器量测下的权重优化粒子滤波算法。首先,依据提议分布的具体形式设计用于度量当前时刻粒子的权重的量测似然函数,并利用单个滤波周期内的全部量测分别计算每个粒子权重；其次,考虑到不同传感器精度存在的差异性,结合传感器精度等先验信息,通过加权融合处理方式实现对单个粒子在多传感器量测下权重度量结果的优化；进而在减小粒子权重方差的基础上改善滤波的精度。理论分析和仿真实验结果验证了算法的可行性和有效性。

IEEE 802.11e EDCA多优先级混合时隙传输方法

王万良,岑跃峰,姚信威

计算机科学. 2013, 40 (12): 156-159.

摘要 ( 118 )

PDF(330KB) ( 458 )

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针对无线局域网中各种多媒体数据业务对传输QoS的不同需求,在IEEE 802.11e EDCA机制的基础上提出了一种多优先级混合时隙传输方法。该方法规定一段时间为一个混合时隙,期间包含的时隙数小于等于业务的种类数,各业务按照传输QoS的需求组合分配到不同优先级的时隙中进行传输,从而调节不同传输QoS需求业务在数据链路层的碰撞概率。与传统的IEEE 802.11e EDCA机制相比,多优先级混合时隙传输方法降低了站点之间的碰撞概率,提高了需求业务的吞吐量、丢包率、媒质访问延迟等网络性能指标。对于站点变动较大的网络,其具有较强的抗扰动性。

一种新型的WSAN两层协作路由协议

王浩云,王兆敏,任守纲,方贺贺,徐焕良

计算机科学. 2013, 40 (12): 160-165.

摘要 ( 102 )

PDF(540KB) ( 405 )

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在WSN网络中引入执行器节点构成WSAN网络,并依据WSAN网络特性提出一种新的协作路由协议——基于动态分簇的角度转发路由协议AFRPDC(Angle Forwarding Routing Protocol base on Dynamic Clustering)。AFRPDC协议由2部分算法组成:基于接收信号强度RSSI(Received Signal Strength Indication)的动态分簇算法BRCA(Based on RSSI Dynamic Clustering Algorithm)和角度转发路由协议AFRP(Angle Forwarding Routing Protocol)。BRCA算法保证传感器节点形成较为稳定的拓扑,实现传感器节点与簇头节点的协作；AFRP协议利用簇头节点的角度信息转发事件报告,实现簇头节点与执行器节点的协作通信。仿真结果表明,AFRPDC协议中节点分簇有较好的稳定性,同时AFRPDC较基于链路状态分簇的定向扩散协议DDLSC在降低平均时延和节点能耗方面有更好的表现,可满足WSAN网络对实时性、可靠性和低能耗的要求。

基于移动Sink的无线传感器网络任播路由协议

顾云丽,徐昕,侯荣涛,杜杰,钱焕延,梅园

计算机科学. 2013, 40 (12): 166-168.

摘要 ( 122 )

PDF(355KB) ( 368 )

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传统基于移动Sink的无线传感器网络(WSN)路由协议,在Sink移动过程中需时时散播位置信息,能耗开销巨大。针对该问题提出一种基于预测路由机制的移动Sink WSN任播路由协议(ARPMS)。在ARPMS中,Sink只在移动速度或方向发生改变时才需散播其移动信息,而传感器节点可以计算(预测)Sink的当前和将来位置并选择能耗效率最高的Sink作为任播目标。Sink由于无需时时散播其位置信息,因此节省大量能耗开销。仿真实验数据表明,相比于ALURP协议,ARPMS在能耗效率上性能更佳(223%～462%)。

认知无线电网络中空间混淆数据存在时的定位研究

邓聪,冀常鹏,刘典

计算机科学. 2013, 40 (12): 169-173.

摘要 ( 95 )

PDF(1081KB) ( 327 )

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认知无线电网络中,提高网络性能的一个重要手段是用二级用户感知频谱的结果定位主用户。然而,恶意的二级用户可能会混淆位置报告,破坏网络运行。主要解决具有不同置信度的二级用户存在时主用户的定位问题。在采用位置报告支持或推翻位置假设时,提出一种基于证据推理的算法,即在复杂或互相冲突信息存在的情况下,采用主观逻辑进行信息融合与位置推理。为实现该算法,通过对主观逻辑的扩展来适应自然存在于位置报告之间的空间关系。实现空间扩展后,提出对主用户位置的推理算法。最后通过大量仿真实验,对算法的性能以及采用不同设计参数对算法的影响进行分析,结果显示定位精确度可达到90%。最后,将本算法与其他定位算法进行仿真比较。

改进BM算法及其在网络入侵检测中的应用

孙文静,钱华

计算机科学. 2013, 40 (12): 174-176.

摘要 ( 318 )

PDF(234KB) ( 731 )

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传统BM算法存在一些无用的比较,影响了字符串的匹配速度,降低了入侵检测效率。为此,提出一种改进BM算法,并将其用于网络入侵检测系统的检测引擎中。实验结果表明,较采用BM算法的Snort检测器,改进BM算法构建的网络入侵检测系统可有效降低误报率和漏报率,提高入侵检测率与时间利用率。显然,这对提升网络入侵检测系统的整体能力非常有用。

DCNS:一种高可用性的数据中心网络

冷飞,徐进华,栾仕喜

计算机科学. 2013, 40 (12): 177-181.

摘要 ( 143 )

PDF(470KB) ( 695 )

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近年来,随着云计算技术的飞速发展,数据中心网络作为底层基础设施,发挥着越来越重要的作用。数据中心网络能够为各种云计算环境提供良好的服务。这几年在研究云计算的同时,数据中心也是一个重要的研究热点。学习了一些新的拓扑结构,主要包括Fat-tree、DCell以及BCube等。而这些方案在系统扩展太快或者太慢的情况下,都在不同程度上有一些性能的瓶颈或者在路由以及结构的构建上有比较高的代价。提出了一个代价有效并且具有很强扩展性和容错性的数据中心网络——DCNS。其混合了DCell以及BCube的优点,避免了它们各自的缺点。之后提出了一个针对DCNS的容错路由机制。最后,使用一个合适的测试环境来测试该数据中心网络架构的有效性。实验表明,DCNS能较好地满足数据中心对网络结构的要求,并且能够保证系统的可用性。

自私节点下无线多跳网的节能博弈拓扑研究

陈松林,秦燕

计算机科学. 2013, 40 (12): 182-185.

摘要 ( 120 )

PDF(385KB) ( 377 )

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在构建高连通性、低能耗、低干扰且具有合理路由的多跳无线网络中,面对自私节点之间的冲突和彼此之间的协调关系,博弈理论是一种很好的解决工具。利用博弈理论构建网络拓扑结构控制解决方案,采用的方法为设计合理新颖的收益函数。在非合作博弈理论的基础上创建了一个新的收益函数模型,研究表明,利用这种收益函数能够将网络控制在一个稳定的理想状态。最后,对模拟算法的性能进行评估,最终的仿真结果表明,将博弈拓扑结构应用于无线多跳网络能够明显节能。

基于椭圆曲线公钥系统的不经意传输协议

徐彦蛟,李顺东,王道顺,吴春英

计算机科学. 2013, 40 (12): 186-191.

摘要 ( 207 )

PDF(532KB) ( 828 )

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不经意传输是密码学中的基础协议。使公钥系统具有不经意传输功能有重要的实际意义。利用椭圆曲线公钥系统设计了两个k-out-of-n不经意传输协议,协议充分利用公钥系统的优势,不需要预先建立认证通道,同时椭圆曲线公钥系统的高效性使协议具有很高的执行效率。第一个方案直接利用椭圆曲线公钥系统的加密方法和解密方法设计；第二个方案是第一个方案的改进,它保留了原方案的优势,同时降低了执行的开销。椭圆曲线公钥系统的概率加密性可以大大扩展协议的应用范围。两个协议都能够保证发送者和接收者的隐私性,同时能够抵抗冒名攻击、重放攻击以及中间人攻击,因此在不安全的信道传递消息时依然是安全的。

基于改进非广延熵特征提取的双随机森林实时入侵检测方法

姚东,罗军勇,陈武平,尹美娟

计算机科学. 2013, 40 (12): 192-196.

摘要 ( 119 )

PDF(584KB) ( 384 )

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在网络骨干链路的高速、大数据量环境下,相对于正常数据,攻击及异常数据相对较少,进行实时入侵检测难度大。针对此问题,提出了一种基于改进非广延熵特征提取和双随机森林的实时入侵检测方法。利用非广延熵,提取出流量属性取值分布的多维特征,通过对非广延熵的改进来降低特征间的相关性。使用完整的特征样本集建立第一个随机森林检测模型,使用包含攻击数据的特征样本子集建立第二个随机森林检测模型,通过双随机森林检测算法实现对少量异常的有效检测。实验结果表明,该方法能够在有限流量信息的基础上获得较高的检测精确率和召回率,其时间和空间复杂度适当,适合于对骨干链路的实时入侵检测。

基于零知识证明的匿名身份认证机制

李琳,岳建华

计算机科学. 2013, 40 (12): 197-199.

摘要 ( 169 )

PDF(342KB) ( 1777 )

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近年来,随着互联网的快速发展,匿名身份认证对保护用户的隐私和信息安全发挥着越来越重要的作用。对现有身份认证机制进行了分析,指出其存在的缺点,并在此基础上,提出了改进方法,给出了基于Wang 的使用数字签名的零知识证明的匿名身份认证方案。该方案既降低了通信流量,又具有更高级别的安全性。

无线Mesh网络轻量级容侵CA方案

郭萍,傅德胜,朱节中,袁程胜

计算机科学. 2013, 40 (12): 200-204.

摘要 ( 216 )

PDF(557KB) ( 405 )

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为解决公钥体制过于复杂而难以在资源受限的无线环境中布署的问题,结合轻量级CA(Certification Authority)概念、(t,n)门限机制和椭圆曲线离散对数公钥体制,构建一个适用于无线Mesh网络的轻量型容侵LT-CA(Lite Tolerant CA)方案。分析表明,LT-CA简化了传统基于证书CA公钥产生、验证及管理的复杂性,具有公钥产生轻量化、公钥验证轻量化、无需证书管理的特点；在没有显著增加系统复杂性的情况下, 采用门限机制使LT-CA私钥具有容侵能力,可抵御无线环境下易于实施的多种攻击。

基于属性加密的气象云数据访问控制策略研究

方忠进,夏志华,周舒

计算机科学. 2013, 40 (12): 205-207.

摘要 ( 103 )

PDF(343KB) ( 365 )

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随着气象业务水平的不断提高,气象数据的云存储和即时共享问题也日益突出。针对云计算环境下气象数据存储与共享面临的身份认证和访问控制问题,提出了一种基于多方授权的属性加密的访问控制模型。该模型采用一种适合云环境下大数据的属性加密方案,解决了气象部门用户多类性情况下的资料细粒度访问控制问题,同时引入全局ID概念和多方授权机制,解决了不同机构用户在气象部门各资料存储机构间的访问权限问题。系统具有较高的安全性和良好的实用价值。

一种新式Vigenere密码的破译和研究

何晓琴,陆一南

计算机科学. 2013, 40 (12): 208-210.

摘要 ( 150 )

PDF(232KB) ( 598 )

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随着信息技术的飞速发展,如何保护信息的安全,使之不被窃取及不至于被篡改或破坏,已成为当今普遍关注的热点问题。为了解决这个热门问题,主要研究了一种新式Vigenere密码的解译算法,其通过确定Vigenere密钥的长度和密钥字以及明文,最终得出该种新式Vigenere密码的破译算法。

一种Java软件水印植入虚方法的永假式构造

李奎,陈建平,施佺,李桂森

计算机科学. 2013, 40 (12): 211-214.

摘要 ( 112 )

PDF(343KB) ( 349 )

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软件水印是近年来出现的软件版权保护技术,它通过在软件作品中嵌入版权信息(水印)来达到版权保护的目的。针对基于字节码的Java软件水印算法,提出一种永假式的构造设计方法,用于水印算法中虚方法的植入。利用Java语言的反射机制动态随机生成一个0、1字符串,对该字符串进行正反码编码和解码,得到一个始终全为0的字符串,以此作为永假式的条件,确保虚方法不被执行。永假式的构造具有良好的隐蔽性,能抵抗多种常见的水印攻击。

基于UML模型的敏捷开发迭代顺序的确定

胡文生,赵明,杨剑锋,龙士工

计算机科学. 2013, 40 (12): 215-218.

摘要 ( 97 )

PDF(348KB) ( 332 )

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确定迭代顺序是敏捷开发过程中首先要解决的一个关键问题,它是敏捷开发过程的基础,有很多文献资料在这方面做了大量工作,但都是以功能组的价值为依据来确定迭代开发顺序的,这种以单一指标为依据确定迭代顺序的方式往往会产生一些意料不到的后果,而且对功能组价值的确定大多采用定性的方法,很难用定量的方法来实现。针对敏捷开发过程中迭代顺序研究中所存在的一些问题,提出了利用UML(Unified Modeling Language)用例图和顺序图来计算代表系统各个功能的用例的使用概率和风险程度,以用例的使用概率和风险程度为基础,以概率统计和模糊意见集中决策方法为手段来定量确定敏捷开发过程中的迭代顺序。

一种基于GridGIS的增量式协同过滤算法

邸佳奇,王霓虹

计算机科学. 2013, 40 (12): 219-222.

摘要 ( 123 )

PDF(348KB) ( 352 )

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空间数据的广泛应用需要高效的推荐系统来管理,以增加空间数据的可用性。用户协同过滤(Collaborative Filtering)是推荐系统中发展最为迅速的方法之一,也是在电子商务领域应用最广泛的方法。在研究传统协同过滤算法的基础上提出了一种减轻数据稀疏性对推荐效果产生的负面影响的方法。提出了一种基于项目相似度的数据填充方法,其目的在于当原始数据集比较稀疏时为算法提供足够的数据支持。经实验证明,改进算法在空间数据集上比传统方法有更好的预测性能和运行效率。

基于FPMAX的最大频繁项目集挖掘改进算法

牛新征,佘堃

计算机科学. 2013, 40 (12): 223-228.

摘要 ( 379 )

PDF(507KB) ( 1101 )

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挖掘事务数据库中的最大频繁项目集是数据挖掘领域一个重要的研究方向。基于FP-tree的FPMAX算法是目前较为高效与稳定的最大频繁项目集挖掘算法之一。然而对于稠密数据库中的挖掘,FPMAX会产生大量的冗余递归过程,导致额外的条件FP-tree构造开销。而且在支持度较低时,FPMAX则会因用于超集检测的全局MFI-tree较为庞大而导致超集检测的性能下降。为此提出FPMAX的改进算法FPMAX-reduce,其通过采用基于事务共同后缀的前瞻剪枝策略来减少挖掘过程中的冗余递归过程。当递归过程中产生的新条件FP-tree规模较小时,FPMAX-reduce通过构造条件MFI-tree来减小后续超集检测遍历的开销。性能试验表明,FPMAX-reduce算法通过有效的前瞻剪枝,在稠密事务数据库以及低支持度的情况下至多可将递归过程减少至原算法的一半以下,进而有效地提高了FPMAX算法的效率。

基于LDA主题模型的文本相似度计算

王振振,何明,杜永萍

计算机科学. 2013, 40 (12): 229-232.

摘要 ( 459 )

PDF(342KB) ( 2050 )

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LDA(Latent Dirichlet Allocation)模型是近年来提出的一种具有文本表示能力的非监督学习模型。提出了一种基于LDA主题模型的文本相似度计算方法,该方法利用LDA为语料库建模,利用MCMC中的Gibbs抽样进行推理,间接计算模型参数,挖掘隐藏在文本内的不同主题与词之间的关系,得到文本的主题分布,并以此分布来计算文本之间的相似度,最后对文本相似度矩阵进行聚类实验来评估聚类效果。实验结果表明,该方法能够明显提高文本相似度计算的准确率和文本聚类效果。

一种基于受体编辑和免疫抑制的人工免疫系统模型

李贵洋,郭涛

计算机科学. 2013, 40 (12): 233-238.

摘要 ( 95 )

PDF(593KB) ( 440 )

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被广泛采用的人工免疫系统模型ARTIS中的检测器没有主动学习能力,在具体应用中存在检测半径设定困难、检测性能低等问题,受生物免疫中受体编辑和免疫抑制的启发,提出了一种新的人工免疫系统模型REISAIS(Receptor Editing and Immune Suppression based Artificial Immune System),模型通过受体编辑分别在耐受期和成熟期赋予检测器一定的主动学习能力,从而提高了模型的检测率,而免疫抑制机制的引入则使得模型的误报率得到了有效控制。给出了模型中检测器和抑制器演化过程的形式化描述,对模型性能进行了分析,证明了受体编辑机制的引入在提高模型检测性能上的有效性。理论分析以及实验结果显示,与ARTIS模型相比,REISAIS模型无需设定检测半径并且检测性能更好。

外逆P-信息智能融合与它的属性析取特征-应用

史开泉,汤积华

计算机科学. 2013, 40 (12): 239-242.

摘要 ( 114 )

PDF(327KB) ( 412 )

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逆P-集合是由内逆P-集合F与外逆P-集合构成的元素集合对,或者()是逆P-集合。逆P-集合具有动态特性。利用外逆P-集合与外逆P-推理,给出外逆P-信息智能融合生成、外逆P-信息智能融合冗余生成与外逆P-信息智能融合度量。给出外逆P-信息智能融合定理。给出外逆P-信息智能融合依赖定理与外逆P-信息智能融合还原定理、外逆P-信息智能融合的属性析取特征与属性析取收缩定理、属性析取收缩-未知外逆P-信息智能融合发现原理以及这些理论结果的应用。逆P-集合是研究另一类动态信息应用的新理论,新方法；另一类动态信息具有属性析取特征。

弧一致性符号ADD算法及在CSP求解中的应用

王腾飞,徐周波,古天龙

计算机科学. 2013, 40 (12): 243-247.

摘要 ( 292 )

PDF(418KB) ( 1166 )

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约束满足问题(CSP)是人工智能领域中一个重要的研究课题,弧一致性(AC)技术是提高约束满足问题求解效率的一种有效技术。对传统弧一致性技术进行了改进,给出了弧一致性的符号代数决策图(ADD)算法并将其应用于CSP求解。传统弧一致性技术在压缩问题的搜索空间时,一次只能处理一条约束上的一个值对；而借助ADD技术来压缩问题搜索空间,可以一次处理多条约束。算法首先通过01编码将CSP问题描述成伪布尔函数,并由ADD进行表示。然后基于传统弧一致性技术的算法思想,利用ADD的交、并和提取操作来实现约束传播和变量域过滤。最后将弧一致性的符号ADD算法嵌入到BT搜索算法中来实现对CSP的求解。对标准库中的测试用例以及随机生成的测试用例进行了实验仿真,结果表明,该算法求解CSP的时间既优于带弧一致性维护的回跳算法MAC3+BJ和MAC2001+BJ,也优于采用传统数据结构进行预处理的CSP求解算法BT+MPAC和BT+MPAC*。

细胞钙振荡模型的Hopf分岔与计算机仿真

左宏坤,季全宝,周毅

计算机科学. 2013, 40 (12): 248-250.

摘要 ( 274 )

PDF(303KB) ( 365 )

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利用中心流形定理和分岔理论,研究了Borghans-Dupont模型平衡点分岔现象,揭示了钙振荡现象发生机理。通过对系统分岔现象的理论分析,不仅证明了Hopf分岔的存在,而且也说明了振荡现象产生和消失的主要原因来源于两个分别为超临界和亚临界的Hopf分岔。利用计算机仿真,绘制了系统平衡点分岔图、相图与时序图,验证了理论分析的正确性。

开放量子系统状态最优跟踪控制的研究

黄泽霞,黄德才,俞攸红

计算机科学. 2013, 40 (12): 251-253.

摘要 ( 148 )

PDF(237KB) ( 424 )

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利用Liouville超算符变换方法,对伴随着耗散的开放量子系统状态演化的方程进行精简,并在最优控制的基础上,利用随时间变化的密度函数来设计性能指标,提出了一种高效的单调收敛的最优跟踪控制方法。此方法可以使系统在实数空间中沿给定时间变化的轨迹运动,并控制其随时间变化的布居数。同时,在MATLAB环境下以两能级开放量子系统为例,对这种方法进行了实验仿真,分析了不同惩罚因子α的变化与选取对系统性能的影响。

PPI网络聚类的评价方法的研究与应用

尤梦丽,雷秀娟

计算机科学. 2013, 40 (12): 254-258.

摘要 ( 109 )

PDF(463KB) ( 638 )

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蛋白质相互作用网络(Protein-Protein Interaction,PPI)聚类结果的评价方法的研究是检测PPI网络功能模块聚类结果正确与否的关键。介绍并分析了4种有代表性的PPI网络聚类的评价方法,即p-value、匹配统计量、基于准确率和查全率的综合评价以及基于层结构的hF-measure,在此基础上考虑了主错误划分类与该预测类的相似性,提出了新的罚分函数和新的Sf-measure评价方法。仿真结果表明了各评价方法的特点及Sf-measure评价方法的有效性及合理性。

基于云计算的受限玻尔兹曼机推荐算法研究

郑志蕴,李步源,李伦,李钝

计算机科学. 2013, 40 (12): 259-263.

摘要 ( 106 )

PDF(409KB) ( 502 )

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数据的指数级增长及算法本身的复杂性使受限玻尔兹曼机面临着计算效率的问题。在详细分析受限玻尔兹曼机的基础上,将受限玻尔兹曼机与Hadoop平台的并行计算架构相结合,提出基于云平台的受限玻尔兹曼机推荐算法。该算法通过复制机制解决数据相关性问题,并将传统的受限玻尔兹曼机过程分解为若干个Hadoop任务的循环,实现并行计算。实验结果表明,与在传统平台上的实现相比,基于Hadoop并行架构的受限玻尔兹曼机推荐算法在大体量数据集的条件下可大幅提高推荐计算效率。

结合语义扩展度和词汇链的关键词提取算法

刘端阳,王良芳

计算机科学. 2013, 40 (12): 264-269.

摘要 ( 123 )

PDF(637KB) ( 571 )

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针对影响关键词提取质量的一词多义现象、同义词现象以及文章主题准确全面表达的难点,提出了一种基于语义的关键词提取算法KESELC,利用《同义词词林》语义词典和统计信息计算语义相似度和相关度,进而得出语义扩展度及其计算方法,将语义扩展度和词汇链方法相结合,对文本分别作预处理、多义词词义消歧、同义词合并、词汇链构建、有效特征选取及对权重综合计算的处理,提取出的关键词不仅避免了同义词冗余表达,而且较准确全面地覆盖文本的主题。通过实验对比分析,验证了基于KESELC的方法比基于TFIDF的方法以及基于词汇链的方法具有较优的提取效果,具有一定的实际应用价值。

一种基于反馈模糊图论的视频多语义标注算法

朱宇光,闫婷,张建明,杨雄,胡维礼

计算机科学. 2013, 40 (12): 270-275.

摘要 ( 130 )

PDF(813KB) ( 363 )

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为了弥补视频语义检索中视频底层特征与高层语义概念之间的“语义鸿沟”,提出了一种基于反馈模糊图论的视频多语义标注算法。该算法首先构造一个包括所有数据的时间和空间分布信息的小样本集,据此进行人工标注并将其作为训练集。然后将模糊算子引入图论中,将语义概念间的关系模糊化,以实现模糊推理。最后将标注完成的测试集中的样本加入到训练集中,以完成视频标注的反馈。实验结果表明,使用反馈的模糊图不仅可以很好地建立语义概念间的关系,还能提高视频标注的准确率,表现出良好的性能。

单线列车调度问题的双向阻塞车间调度模型及其粒子群求解算法

张其亮,陈永生

计算机科学. 2013, 40 (12): 276-281.

摘要 ( 119 )

PDF(0KB) ( 215 )

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针对单线列车调度问题的特点,以线路中列车的总运行时间最小为目标,建立了可以直观描述问题解空间的双向阻塞车间调度模型,并提出了一种有效的离散粒子群优化算法进行求解。该算法基于双向阻塞车间调度模型设计了排列编码形式,从而可确定列车的运行顺序,同时利用随机策略和运行时间最短优先策略选择列车运行轨道；算法在求解过程中,提出了列车冲突的检测和化解方法,并按照“调度-检测冲突-化解冲突”的步骤逐区段调度列车运行；最后,利用离散粒子群优化算法进行全局优化,得到问题的最优解。仿真实例表明,所得模型和算法能够高效地求解单线列车调度问题。

规则与统计相结合的词义消歧方法研究

苗海,张仰森

计算机科学. 2013, 40 (12): 282-286.

摘要 ( 102 )

PDF(0KB) ( 209 )

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针对多年来词义消歧方法的不完善,从可计算性及其计算复杂度方面分析了多种不同结构的知识词典,最后选择北大计算语言所的《现代汉语语法信息词典》、《现代汉语语义词典》和同形标注的人民日报语料作为词义消歧知识源。研究了异构多知识源的融合方法,提取了敏捷规则知识库和词义搭配库,设计出了一种规则与统计相结合的词义消歧方法。在多种方法中最大熵与规则相结合的词义消歧方法准确率最高,与SemEval 2007(task #5)的最好成绩相比,分别在微平均值 MicroAve(micro-average accuracy)和宏平均值MacroAve(macro-average accuracy)上提升了5.5%和0.9%。

情感学习中基于检测眨眼频率和贝叶斯网络的情感分类算法

陶小梅,牛秦洲

计算机科学. 2013, 40 (12): 287-291.

摘要 ( 145 )

PDF(0KB) ( 192 )

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针对情感学习中常用情感状态识别方法的局限性,研究了一种通过检测学习者眨眼频率来对学习过程中产生的情感状态进行分类的方法。该方法首先根据学习者的眨眼频率将其情感状态分为正向情感或者负向情感,然后再通过贝叶斯网络根据学生信息及教学活动的上下文信息将负向情感进一步解析为具体的负向情感状态。将该分类算法应用到一个以教学视频为主体学习资源的电子学习平台,以验证其有效性。

一种定向式挖掘的连续域蚁群算法

刘文

计算机科学. 2013, 40 (12): 292-294.

摘要 ( 102 )

PDF(0KB) ( 215 )

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针对蚁群算法在求解连续域优化问题时存在复杂度较大、迭代次数较长等问题,提出了一种用于连续域寻优的改进蚁群算法。改进的蚁群算法通过对解空间定向式挖掘来实现全局快速搜索。给出了新算法仿真实验步骤,并将改进后的蚁群算法与其他连续域蚁群算法以及其他智能优化方法进行仿真对比实验。详细的测试结果表明,改进后算法具有优良的全局优化性能,收敛速度也有很好的提升。

基于GPU的SIFT特征匹配算法并行处理研究

姜超,耿则勋,娄博,魏小峰,沈忱

计算机科学. 2013, 40 (12): 295-297.

摘要 ( 112 )

PDF(0KB) ( 209 )

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SIFT算法因具有旋转、缩放以及平移不变性而在影像配准和基于影像的三维重建领域得到广泛应用。但该算法复杂度较高,在CPU上执行的效率不高,难以满足对实时性要求较高的应用。在深入分析SIFT算法原理的基础上,针对该算法提取特征的多量性和特征向量的高维性,将该算法进行了并行化改造以利用GPU强大的并行计算能力,并与CPU上实现的SIFT算法进行了比较。实验证明,基于GPU的SIFT算法执行效率大幅提升,平均可以达到10倍以上的加速比。

一种抗图像模糊的快速景象匹配算法

符艳军,张晓燕,孙开锋

计算机科学. 2013, 40 (12): 298-300.

摘要 ( 97 )

PDF(0KB) ( 196 )

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针对各种原因引起的实测图退化情形,将模糊不变矩引入景象匹配中。为了解决匹配过程中计算量大的问题,从简化匹配特征的计算及优化搜索策略两方面采取措施。在模糊不变矩计算方面,通过预先建立21个和表矩阵,提出了一种适用于匹配过程的矩特征高效求解算法；在搜索策略方面,考虑到模糊不变矩特征对图像分辨率的敏感性,提出在原分辨率基准图上采用遗传算法进行搜索匹配。实验结果表明,在实测图出现模糊及受噪声干扰情况下,所提匹配算法在保证匹配精度的同时,其匹配耗时比传统方法少好几个数量级,能够满足导航系统对实时性的要求。

基于物理的流体运动模拟方法研究

郭俐,秦培煜,陈传波

计算机科学. 2013, 40 (12): 301-303.

摘要 ( 88 )

PDF(0KB) ( 198 )

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提出了一种基于物理的流体运动模拟方法,同传统的模拟技术相比,基于物理的模拟更能表现真实感运动。选用的物理模型是完整的Navier-Stokes方程组,针对完整的Navier-Stokes方程组,利用破开算子法将模型分解成外力、对流、扩散和投影项分别进行计算。因为每一步都稳定,所以整个求解过程也稳定。因此可以用大时间步长来模拟流体运动。Navier-Stokes方程组保证了真实感,而此求解方法保证了效率。

MB-LBP特征提取和粒子滤波相结合的运动目标检测与跟踪算法研究

瞿中,张亢,乔高元

计算机科学. 2013, 40 (12): 304-307.

摘要 ( 107 )

PDF(0KB) ( 192 )

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在复杂环境下,由于行人密度大以及运动随机性,导致运动目标(行人)难以检测和跟踪,造成人员计数误差。提出一种MB-LBP(Multi-scale Block Local Binary Pattern)特征提取和粒子滤波相结合的运动目标检测与跟踪算法来解决此问题。该算法首先用AdaBoost提取MB-LBP特征训练生成分类器进行人头检测,并根据人头目标尺寸变化范围去除部分误检,然后用改进的粒子滤波算法预测跟踪多个运动目标,最后对跟踪的运动目标进行计数。实验结果表明,提出的算法能够对复杂环境下多个运动目标进行有效检测及跟踪,准确、快速地对视频帧中的人员进行计数。

近距离高精度汽车定点定位通信系统

樊永生,孙露楠,余红英

计算机科学. 2013, 40 (12): 308-311.

摘要 ( 107 )

PDF(0KB) ( 196 )