2013年, 第39卷, 第5期 刊出日期：2013-05-15
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计算机工程. 2013, 39(5): 1-4. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.001
在智能网络管理系统中，传统的系统抽样方法无法适应对现代信息网络的实时监测要求。为克服该问题，提出一种模糊自适应抽样方法。以模糊控制原理为基础，通过设定的隶属函数和模糊规则动态调整抽样间隔，在尽可能减小对网络时延和带宽影响的情况下进行异常探测和网络瓶颈检测。实验结果表明，在相同的误差条件下，该方法比系统抽样方法所需样本数少69%，若采用相同的样本数，其抽样误差比系统抽样方法低54%。
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计算机工程. 2013, 39(5): 5-11. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.002
在一个内存有限的物理路由器上，可能需要部署几十个甚至几百个虚拟路由器。为节省内存开销，提出一种最优特里树合并算法。采用动态规划方法求解每棵特里树的初始合并节点和最优特里树的节点数，在动态规划计算过程中记录任意2个节点达到最优匹配时的子节点排列，根据计算结果构造最优特里树。实验结果表明，与简单特里树合并算法相比，该算法能节省20%~90%的内存开销。
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计算机工程. 2013, 39(5): 12-17. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.003
针对起重机吊装路径规划算法性能对比困难的问题，设计并实现一个通用的规划系统。对起重机吊装路径规划问题进行分析，根据算法与问题的逻辑关系搭建系统框架，介绍吊装路径规划算法框架以及路径规划模块的实现过程。实验结果证明，该系统可直观地展示某一规划算法的规划结果，使多个算法在同等条件下进行性能比较，有助于算法研究。此外，该系统不仅容易扩充新算法，还能方便地增加吊装路径规划问题。
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计算机工程. 2013, 39(5): 18-22,27. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.004
人工鱼群算法存在收敛速度慢、精度差等不足，借鉴全局的鱼群聚群、追尾行为策略，提出一种基于差分策略的鱼群算法。该算法在鱼群中心执行聚群行为和公告板最优记录的基础上，设置公告板停滞阈值和停滞状态记录，对处于停滞阶段的鱼群进行差分进化操作，进而跳出局部极值，克服后期搜索的无目的性。仿真结果表明，与鱼群算法、粒子群算法进行相比，进化后鱼群算法的收敛速度和寻优精度得到明显改善，具有较好的优化效果。
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计算机工程. 2013, 39(5): 23-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.005
针对单个Duffing混沌系统的测距方法存在较大误差以及系统状态判定较复杂的问题，提出一种基于双Duffing耦合同步混沌系统的超声波测距方法。利用耦合同步混沌系统接收声波回波信号，根据同步系统输出信号的跳变与否判断是否接收到回波信号，以达到准确测距的目的。仿真实验结果表明，该方法能有效提高远距离、强噪声背景下回波信号的距离测量精度，并且系统状态判定简单，计算量小。
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计算机工程. 2013, 39(5): 28-33. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.006
针对3种典型城市应用环境的无线传感器网络(WSN)信道模型，采用3种频段信号的传播路径损耗特性进行现场实验测试，使用最小二乘法对测量结果进行线性回归分析。分析结果表明，城市环境下的WSN信道与传统蜂窝无线信道模型有较大差异，但仍可采用双折线对数距离损耗模型进行拟合，同时得到WSN的信道传播特性和规律，可为城市环境WSN的设计和工程应用提供依据。
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计算机工程. 2013, 39(5): 34-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.007
为快速、高效地增强因环境等因素导致质量退化的视频图像，提出一种基于动态场景估计的自适应图像增强算法。该算法采用拉普拉斯算子锐化图像的细节纹理，利用灰度统计的方法判据图像的场景，构建不同场景下的灰度映射函数，并根据动态场景估计的结果自适应地调整图像灰度的动态范围，以提升图像对比度。采用流水线处理技术和数据流行缓存技术完成硬件实现，执行效率高、占用资源少，可满足高清视频流的实时处理。实验结果表明，该算法在避免失真、保留原始语义的同时，能在各种场景下实现高质量的图像增强。
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计算机工程. 2013, 39(5): 42-47. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.008在云服务购买决策研究中，存在忽略用户需求波动以及潜在风险的问题。为此，引入风险成本，构建客户云需求波动环境下的多实例组合购买决策模型，通过案例阐述最优决策取得的条件及原因，并对最优决策与客户未来需求的波动形式、波动幅度、有效工作时间和风险敏感因子的关系分别进行具体分析。分析结果表明，与现有研究相比，该方法能保证用户资源需求的情况下，使总成本最小。
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计算机工程. 2013, 39(5): 48-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.009针对多传感器信息采集系统中的数据不确定性问题，提出一种基于证据理论和模糊集合的多传感器数据融合方法。该方法利用相关性函数定义不确定信息的模糊支持概率，由隶属函数得到各个传感器所测信息的可信度，将支持度和可信度转化为基本概率分配函数，通过D-S证据合成辨别出测量精度较高的传感器。实际应用结果表明，该方法可改善证据理论应用中基本概率分配函数难以确定与多传感器之间相互支持程度计算绝对化的问题，与传统的D-S算法相比，融合结果具有更高的精度和可信度。
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计算机工程. 2013, 39(5): 53-56,60. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.010局部线性嵌入(LLE)算法可以发现隐藏在高维空间中的局部线性低维流形，实现数据降维，而LLE算法对数据噪声比较敏感，在较强噪声下算法稳定性很差。为此，提出一种基于稀疏约束的改进算法，在计算重构误差的表达式后添加L1范数的惩罚性约束，促使最优重构权值矩阵更具有稀疏性。通过正则化处理，把添加稀疏约束的重构误差最优化目标函数变换成一般二次规划问题，引入内点迭代法快速搜索最优解。仿真实验结果表明，在不同噪声影响下，稀疏约束的改进LLE算法的降维效果明显好于经典LLE算法，具有更强的噪声抵抗能力。
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计算机工程. 2013, 39(5): 57-60. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.011提出一种地理信息系统中基于拓扑的简单线要素多边形化方法。利用空间拓扑规则对简单线要素集合进行数据结构预处理，消除简单要素中的重合部分，建立结点与边的拓扑关联关系，结合图论理论使用深度优先搜索发现线要素集合构成的所有最小闭合多边形。实验结果证明，基于拓扑的构造法可识别出相交线并构造多边形，能解决几何对象复杂的相交情况。
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计算机工程. 2013, 39(5): 61-64,68. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.012在复杂环境下进行多传感器测试，其数据分布往往不规则和不一致。针对该情况，提出一种基于聚类的多传感器数据融合方法。该方法不按权重相加，侧重于分析数据整体分布状况。采用模糊梯形函数对数据进行一致度量化，使用聚类算法对数据分布进行聚类分析，按照最大支持度原则寻找最优点。实验结果表明，该方法能得到较精确的融合值，并可以查找在测试过程中可能出现的故障。
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计算机工程. 2013, 39(5): 65-68. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.013为弥补现有方法在处理3D空间方向关系方面的不足，基于3DR44方向关系模型，对3D动态方向关系和反向关系进行研究。描述3DR44模型下参照对象大小变化对目标对象所处方向空间的动态影响情况，分析方向块的动态性和动态迁移特征。预测与分析复杂3D反向方向关系，给出3DR44模型中基本方向空间元素的正向关系和反向关系的关联信息。理论分析与应用结果表明，该研究可较大程度地增强空间数据库对复杂3D方向关系的表示与分析能力。
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计算机工程. 2013, 39(5): 69-72,77. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.014DS理论(DST)在低冲突条件下融合精度高于DSm理论(DSmT)，而DSmT在高冲突条件下融合精度高于DST。为进一步提高融合精度，结合DST和DSmT的优点，提出一种基于DST和PCR2的自适应信息融合算法。对DSmT框架下的分配法则进行分析，选择融合精度较高且时间复杂度较低的PCR2分配法则。采用PCR2和DST进行自适应融合，即在冲突率高的情况下使用PCR2，而在冲突率低的情况下使用DST。算例结果表明，该算法能够进一步提高融合结果的准确程度，时间复杂度介于DST和PCR2规则之间。
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计算机工程. 2013, 39(5): 73-77. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.015针对深流水线中加载指令的延时长和功耗高的问题，提出一种基于基地址寄存器映射的数据缓存访问方法。该方法在加载指令执行过程中，动态构建基地址寄存器与目标数据的局部性访问历史，并通过设计基地址寄存器跟踪缓存器，在指令译码后直接获得目标数据，从而加速加载指令的数据获取过程，减少地址计算和对高速缓存的访问。测试结果表明，该方法的处理器性能平均提高约3.7%，数据高速缓存功耗平均降低约18.7%。
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计算机工程. 2013, 39(5): 78-83. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.016从组合服务模型检测、组合服务需求监测及测试用例和测试预言生成3个方面，对组合服务交互测试的研究现状进行综述。针对组合服务实现，如何更多、更准确地发现其中的交互错误，是组合服务交互测试一个亟待解决的问题。围绕该问题，研究用于测试分析的形式化组合服务流程、与交互相关的动态测试信息获取和动态测试信息分析方面的内容。
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计算机工程. 2013, 39(5): 84-87. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.017在调度过程中，拥有相异地址空间的换入换出线程切换代价过大，以及将线程作为时间片分配的唯一主体会导致进程层面上的不公平。针对上述问题，提出一种快速上下文切换调度算法。通过创新组织就绪队列中的调度体，使属于同一进程的线程尽量靠拢，以便优先选择，同时在分配时间片时考虑进程的线程总量。实验结果证明，该算法能减少系统的切换代价，并控制进程获取的时间片总量，提高系统的执行效率和公平性。
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计算机工程. 2013, 39(5): 88-91,100. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.018集群式供应链是一种新的管理模式，可帮助中小型企业实现“蚁群效应”，获取更多利润，但其目前缺乏技术支撑。针对该情况，采用Agent技术构建集群式供应链的业务逻辑模型，按照映射规则将Agent模型映射为对应的Web Service模型，并以Web Service技术构建功能模型。仿真结果表明，该建模方法将建模技术与经济管理技术相结合，通过重复实验挖掘现象背后的经济学、社会学本质，为集群式供应链提供技术支撑。
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计算机工程. 2013, 39(5): 92-95,105. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.019针对嵌入式纹理映射过程中处理速度慢和存储带宽对系统性能制约等问题，提出一种专用纹理映射单元体系结构，对单精度浮点除法器和纹理Cache进行优化设计。采用较小查找表结合二次多项式逼近算法实现浮点除法运算，根据纹理采样的不同方式，对纹理Cache的映射方式在直接映射、两路组关联和四路组关联之间进行动态配置。对纹理映射单元在SMIC0.13 μm CMOS工艺下进行仿真，结果表明，纹理映射模块工作主频可达313 MHz，对于480×640像素，帧率可达 51 f/s，能够满足移动设备对实时渲染的需求。
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计算机工程. 2013, 39(5): 96-100. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.020由于网络信息不能同步传输，直接将需要面对面同步进行的传统游戏构建在网络中将无法保证游戏的公平性。针对该问题，采用基于合数高阶剩余的公钥系统中比特承诺的思想，设计传统的石头、剪刀、布游戏的双人和可计数多人游戏方案。在多人游戏协议中利用系统的同态性实现计数功能，从而隐藏出拳失败者的出拳信息，同时降低网络开销，并在协议设计中根据算法博弈论的原理，引入保证所有参与者都不可能偏离协议的机制。分析结果表明，采用以上思想设计传统的石头、剪刀、布游戏，能够实现在网络应用中的公平性和有效性。
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计算机工程. 2013, 39(5): 101-105. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.021当前的社交网络挖掘算法主要是静态的，构建社交网络的准确度不高和稳定性较差。针对上述问题，提出一种面向移动通信手机数据的动态挖掘算法。该算法在一定时间段内按照指定的时间片动态地构建社交网络，判断每一个时间片中是否存在变化点，对之前的社交网络进行合并，构建出该时间段的社交网络。对手机数据进行分析，给出满足手机数据挖掘的有向加权图。实验结果表明，与传统的Shortest Path和Random Walk算法相比，该算法可有效提高社交网络的准确度，保证社区数据增长趋势逐步达到平衡。
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计算机工程. 2013, 39(5): 106-109. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.022针对能量受限无线传输的可靠性问题，提出一种计算线性传感器网络可靠性的概率表达式。建立包含传输模型、能量模型、链路模型、业务模型的系统模型。推导源节点在能耗基础上的可靠性表达式，考虑链路的情况推导出链路的正常工作概率表达式，综合考虑节点和链路的情况推导出整体传输的可靠性表达式。仿真结果证明，该可靠性表达式能够准确地评估无线传输的可靠性能。
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计算机工程. 2013, 39(5): 110-113. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.023为满足事件检测与报告型物联网的应用要求，提出一种无线传感节点跨层数据收集收集协议(DRGC)，设计平衡同步精度和能耗量的时钟同步算法，给出融合介质访问控制和路由为一体的跨层数据收集算法。仿真实验结果表明，与LEACH和PEGASIS协议相比，DRGC协议可有效延长网络存活时间，降低数据传输时延。
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计算机工程. 2013, 39(5): 114-117. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.024在传统的无线网络传输控制协议中，错误调用拥塞控制机制会导致性能下降。针对该问题，提出一种改进的TCP协议(TCP-FR)。通过判断数据相对传输时间的延迟趋势，区分网络拥塞丢包和无线链路误码丢包，并根据拥塞程度划分网络拥塞等级，动态调整拥塞窗口的大小。仿真结果表明，该协议可保证网络对拥塞判断的准确性，并提高网络的信道利用率和吞吐量。
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计算机工程. 2013, 39(5): 118-122. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.025针对无线传感器网络中数据包对时延的不同要求，提出一种时延受限的能量高效的路由算法(DCEER)，在只有节点到节点一条传输路径且满足时延前提下，采用纯粹的节点到节点方式传输数据到Sink点，其他情况下选择满足数据包时延要求的最小超节点中继路由传输数据，即节点-超节点-Sink点。仿真结果表明，DCEER算法具有较长的网络生命周期和较短的时延，可实现能量高效利用和时延受限的平衡。
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计算机工程. 2013, 39(5): 123-126,131. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.026信息传输延迟和接收时间不精确会影响无线传感器网络的时间同步。针对该问题，基于发送者-接收者同步模型的时间同步算法，提出一种改进的时间同步算法。对每个接收节点的时间值做最大似然估计，从而最接近原始时间值，根据每个节点接收数据时的时钟误差，得到系统的时钟误差，以获得更精确的同步时钟偏移量。仿真结果表明，该算法在不改变原有同步机制、不增加较大能耗的情况下，能够提高同步精度。
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计算机工程. 2013, 39(5): 127-131. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.027针对无线射频识别(RFID)资源受限条件下的安全隐私保护问题，分析现有RFID安全认证协议和解决方案，提出以Kerberos认证为核心思想的RFID系统双向认证协议。该协议采用票据分发的方法，可避免频繁双向认证，减少认证次数。分析结果表明，该协议可提高RFID系统的安全性能，减少计算次数和通信量。
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计算机工程. 2013, 39(5): 132-135. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.028传统支持向量机(SVM)方法在数据不均衡情况下无法有效实现托攻击检测。在研究SVM的基础上，提出一种基于欠采样和代价敏感SVM相结合的托攻击检测方法。利用边界样本修剪技术实现训练样本的均衡，在消除部分多数类样本显著减小数据不均衡程度的同时，保证信息损失最小。结合受试者工作特征分析技术，利用代价敏感SVM对重构后的样本集进行训练，在限定范围内自动搜索最优参数，进而调节阈值获得系统决策函数。实验结果表明，该方法能提高托攻击的检测精度。
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计算机工程. 2013, 39(5): 136-139. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.029针对栗风永等人提出的非超递增序列背包加密算法(计算机工程与设计，2011年第2期)，设计基于格攻击的2种攻击方法。方法1构造维度为3的格，在其上应用LLL算法可直接恢复私钥，时间复杂度为O(n2)。方法2采用低密度攻击，可以较大概率恢复明文，时间复杂度为O(n3lb(max(bi)))。实验结果表明，栗风永等人提出的算法是不安全的。
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计算机工程. 2013, 39(5): 140-143,147. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.030针对网格安全基础设施中公钥基础设施(PKI)认证机制效率较低的缺点，提出一种基于Kerberos和HIBC的网格认证模型，分别设计域内、域间和私钥产生器之间的认证机制。一级信任域使用Kerberos完成认证，二级信任域通过HIBC完成相互认证。该模型能够实现相互认证、抗中间人攻击，具有不可抵赖性。分析结果表明，无论从计算量还是通信量方面，该模型均优于原有的公钥基础设施认证机制，具有较高的安全性且对系统参数无限制，能较好地满足网格的自治性。
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计算机工程. 2013, 39(5): 144-147. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.031为提高Android平台访问权限机制的安全性，提出一种基于Android平台的访问权限安全优化方案。将应用程序权限定向分为4类，获取不同权限组合的种类，量化其权限组合的安全威胁值，同时考虑免费应用程序更有可能是恶意程序的特点，通过应用程序权限安全威胁值判断其安全威胁级别。实验结果表明，该方案能有效区分应用程序的安全威胁级别，准确判断应用程序的安全威胁程度，提高Android访问控制安全性。
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计算机工程. 2013, 39(5): 148-151,155. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.032为解决不同节点信任推荐优先权分配不合理的问题，提出一种基于优先权的对等网络信任模型。对信任度量方法与优先权算法进行设计，采用随时间衰减的优先权算法计算节点信任值，以反映节点的实际情况。实验结果表明，该模型能监测出异常节点的行为，从而有效避免异常节点的破坏活动，随着简单恶意节点、串谋诋毁节点及自私节点的增加，其请求成功率高于PeerTrust模型和EigenTrust模型。
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计算机工程. 2013, 39(5): 152-155. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.033为提高入侵检测的效率和准确率，提出一种基于主成分分析法和K-最近邻算法的入侵检测算法。对原始攻击数据按其攻击类型的不同，分别利用主成分分析提取特征值，并通过K-最近邻算法对测试数据进行分类。Matlab仿真结果表明，将训练数据进行分类后再进行特征提取，能有效降低数据维数，提高分类算法的准确率。
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计算机工程. 2013, 39(5): 156-159,164. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.034分析洪东招等人提出的无证书签名方案(计算机应用，2010年第7期)，指出该方案不能抵抗公钥替换攻击和恶意的私钥产生器(PKG)攻击，同时采用由PKG生成用户公钥并公开的方法对方案进行改进。安全性分析结果表明改进方案可抵抗公钥替换攻击和恶意PKG攻击，并基于q-SDH问题和扩展逆计算Diffie-Hellman问题是困难的假设，在随机预言模型中证明该方案的安全性。
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计算机工程. 2013, 39(5): 160-164. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.035为解决非完整移动机器人的轨迹跟踪问题，提出一种基于滑模变结构的移动机器人轨迹跟踪控制方法。以移动机器人的运动模型为基础，采用有限时间控制方法，设计连续状态反馈角速度的控制律，以减少前向角误差，在前向角误差趋于0时，使用反演设计的滑模控制技术，给出平面坐标跟踪误差线速度的控制律。实验结果表明，该方法控制律能够在极短时间内趋于稳定，收敛以后的平面坐标误差和航向角方向误差几乎为0。
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计算机工程. 2013, 39(5): 165-168,173. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.036针对异常检测模型中，单核支持向量数据描述存在映射形式单一以及核函数、核参数选择困难的问题，提出一种多核优化组合的支持向量域描述的单类分类方法。在分析多核映射的核空间基础上，建立多核支持向量数据描述模型，以更灵活地描述训练样本在高维特征空间的边界分布情况。采用目标函数的梯度下降法对该模型的多核组合权重进行分步寻优，并引入异常类测试样本来控制和评价分类器的描述精度和推广能力。仿真实验结果表明，该方法具有更好的学习能力和计算效率。
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计算机工程. 2013, 39(5): 169-173. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.037为解决需求不确定的联合补充问题，提出一种基于改进模糊模拟的混合遗传算法。应用模糊集理论将需求处理为模糊变量，并用梯形模糊数表示，建立模糊期望值模型，改进经典模糊模拟，给出混合遗传算法，用于求解基本订购周期和最小期望值成本。与传统模糊模拟的混合遗传算法进行比较，结果表明，在相同条件下，该算法的期望成本偏差率更小。
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计算机工程. 2013, 39(5): 174-177,182. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.038对具有非平衡特征的海量雷电气象数据集，采用基于欧式距离的样本欠采样算法时效率较低。为解决该问题，提出一种基于哈夫曼树的雷电数据采样算法。使用哈夫曼树构建方法估算雷电样本的簇中心及簇内样本个数，利用得到的结果并结合欧式距离的样本欠采样算法进行非雷电样本采样。对27 552条真实数据做采样实验，结果表明，该算法的采样时间约为16 min，不仅能降低数据量，而且能提高算法的时间性能。
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计算机工程. 2013, 39(5): 178-182. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.039为实现高分辨率快速非接触式双目三维重构，提出一种格雷编码与相移结合的双目三维重构方法。采用格雷码法将投射空间分为若干个子区域，投射相移图案，使各个子区域内的采样点相位在[0,2π]范围内变化，将采样点相位与子区域码叠加，得到唯一的编码，如果左右2幅图中点的编码符合匹配原则，则互相匹配成对，利用三角法原理求出空间点的三维坐标。实验结果表明，该方法能快速实现三维重构，误差小于0.351 mm。
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计算机工程. 2013, 39(5): 183-186,191. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.040现有云计算任务调度算法为追求最短完成时间不能很好地兼顾成本。为此，提出一种基于改进粒子群的任务调度算法。采用间接编码方式对每个子任务占用的资源进行编码，给出解码方式，定义考虑时间和成本的适应度函数，确立粒子位置和速度的更新方法。实验结果表明，在相同的条件设置下，该算法的总任务完成时间和总任务完成成本小于传统粒子群优化算法。
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计算机工程. 2013, 39(5): 187-191. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.041BP网络学习算法存在收敛速度慢、易陷入局部极小的缺点。为此，提出一种基于混沌免疫优化径向基函数(RBF)网络的遥感水深反演模型。介绍水深遥感反演原理，利用混沌免疫优化算法对RBF网络的中心向量及连接权值进行优化，并将优化的RBF网络应用于遥感水深反演。实验结果表明，该模型反演水深和实测水深之间的平均绝对误差为0.436 7 m，平均相对误差为8.91%，均方根误差为0.563 5 m，具有较好的非线性映射能力和泛化能力。
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计算机工程. 2013, 39(5): 192-195,199. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.042运动目标检测中高斯混合模型计算量大、检测实时性较差。为此，提出一种基于匹配次数的运动目标检测算法。利用高斯混合模型构建背景，统计每个像素的观测值与背景模型的匹配次数，根据匹配次数将检测场景分为静态区和动态区，对静态区的像素点进行隔帧检测，对动态区的像素点实行逐帧检测，并结合检测质量和实时性要求研究匹配次数阈值和间隔帧数。实验结果表明，当静态区面积占整帧面积的50%左右时，该算法室内和室外场景每帧图像的检测时间分别为27 ms和20 ms，检测效率较高。
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计算机工程. 2013, 39(5): 196-199. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.043基于量子位测量的二进制量子遗传算法，在用于连续问题优化时，频繁的解码运算会降低优化效率。为解决该问题，提出一种改进的量子遗传算法。基于Bloch球面建立搜索机制，使用量子位描述个体，采用泡利矩阵建立旋转轴，通过量子位在Bloch球面上的绕轴旋转实现进化搜索，利用Hadamard门实现个体变异，以避免早熟收敛，使当前量子位沿着Bloch球面上的大圆逼近目标量子位。实例结果表明，该算法在经历大约26步迭代后，绝对误差积分指标值最小为4.122，优化能力优于基于量子位Bloch坐标的量子遗传算法和带精英保留策略的遗传算法。
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计算机工程. 2013, 39(5): 200-203,208. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.044为克服标准粒子群优化(PSO)算法易陷入局部极值和优化精度较低的缺点，提出一种多种群多模型协同进化的粒子群优化(MSM-PSO)算法。将整个粒子群分成大小相等的3个分群，各分群采用不同的进化模型，分群间相互影响促进。同时采用自适应动态惯性权重，以保持种群多样性，降低陷入局部极值的概率。测试结果表明，该算法全局性能好、寻优精度高。
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计算机工程. 2013, 39(5): 204-208. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.045现有算法对于笔画中含有大量离散笔画点和附加部分的手写体文本，分割性能较低。针对该问题，提出一种基于分段式前景涂抹和背景细化的文本行分割算法。对前景部分实施分段式涂抹，并删除长宽比不满足条件的膨胀区域，以获得文本区域的定位，利用图像背景的细化获取文本行分割线，给出重心判定算法，从而解决上下文本行之间的文字重叠问题。对210幅图片、2 563个文本行进行实验，结果表明，该算法的出错率仅为3.3%，低于水平投影算法、分段式投影算法和聚类算法，能对文本行进行较为完整的分割。
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计算机工程. 2013, 39(5): 209-211,217. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.046红外背景下检测弱目标较为困难。为此，提出一种基于类内一致性的红外背景弱目标检测方法。定义类内一致性函数，通过直方图上下分割值分割红外图像，使用形态学运算处理图像，填充目标内部空隙以及连通断裂目标，进行多目标区域增长，根据分割出的若干目标形状、大小等信息确认最终目标。实验结果表明，该方法3帧图像的检测时间分别为0.355 ms、0.363 ms、0.335 ms，优于Ostu方法和均值方法。
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计算机工程. 2013, 39(5): 212-217. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.047介绍方向梯度直方图(HOG)及其扩展。结合HOG的计算步骤阐述其内在理念和捕获的主要图像特征，指出其局限性，论述对HOG的重要扩展，包括多尺寸HOG、梯度方向直方图金字塔、分析降维HOG，给出对各扩展使用积分图加速计算的方法以及其他改善方法，从措施、复杂度、维数、思想等方面对各HOG改善方法进行比较，给出HOG未来的研究方向。
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计算机工程. 2013, 39(5): 218-221. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.048在果蝇算法的优化过程中，收敛精度会因为初值选取适当与否呈现不稳定状态。针对该问题，提出一种新的混合果蝇算法，该算法融入Logistic映射进行全局搜索得到最优参数值，再以该值为中心在其周围产生微小波动以获取初值进行二次寻优，改进果蝇算法中的初值选取方法。将该混合果蝇算法在函数优化中与原果蝇算法、粒子群算法等进行仿真对比，结果表明其在收敛精度方面具有明显优势。
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计算机工程. 2013, 39(5): 222-224. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.049传统进化算法将种群中的每个染色体看作独立的个体，没有充分挖掘其内部关系。为解决该问题，提出一种基于染色体差异与变异衰减原则的进化算法。利用染色体的指标值和染色体的结构进行交叉运算，给出经验交叉概率公式，对每个染色体设置相亲次数，按照生物进化规律，将变异衰减原则引入到进化算法的变异算子中。实验结果表明，该算法 3种函数的平均进化代数最高为78，搜索成功率最低为99%，优于基本遗传算法和引入分裂算子的遗传算法。
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计算机工程. 2013, 39(5): 225-229. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.050为提高稀疏表示字典用于图像分类时的正确率，提出一种基于自适应梯度最速下降的分类字典训练算法。该算法采用交替梯度下降法解决分类字典训练的双变量优化模型。为提高收敛速度，并保证稀疏表示残差和不同类别对应字典原子间的不相关性同时收敛，采用自适应步长，推导证明自适应步长的计算方法。通过固定字典，运用当前字典和训练样本计算出稀疏表示系数的下降方向和自适应步长，按照稀疏度约束将小系数置零，固定稀疏表示系数，利用稀疏表示系数和样本找到字典的下降方向和自适应步长。实验结果表明，该算法在手写字符识别中正确率能达到96.51%。
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计算机工程. 2013, 39(5): 230-234. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.051信息时代作者版权的保护问题已受到越来越多的关注。针对部分小说存在的文本大面积相似问题，提出基于语言模型和特征分类的方法。统计文本二元~六元的语言模型并且绘制拓扑图，通过计算重合概率和词性比来分析词语的重合程度和语法信息，在此基础上利用主成分分析和随机森林的方法，进行分类判别。机器学习的结果表明，该方法能够有效地鉴别小说是否存在抄袭现象。
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计算机工程. 2013, 39(5): 235-242. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.052为弥补已有算法中单一群体多样性监测方法和早熟停滞的不足，提出L范式多测度群体多样性反馈的PSO算法。利用L范式概念给出位置、速度和自我认知3种群体多样性测度方法，将多测度群体多样性作为粒子群自组织系统的反馈信息，动态调整算法的惯性权值和加速系数，从而实现群体粒子的聚集和发散。基于基准测试函数，给出3种群体多样性的变化特征，比较不同范式不同控制策略下算法的性能。实验结果表明该算法具有更强的全局搜索能力和更高的优化精度。
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计算机工程. 2013, 39(5): 243-247,252. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.053针对传统图像结构图表示特征不稳定的问题，提出一种基于复杂网络模型的图像表示与识别方法。以图像的关键点作为网络节点，构建复杂网络初始模型。利用最小生成树分解方法对初始网络模型进行动态演化，提取不同演化阶段下的网络特征，实现对图像结构特征的描述。该方法直接利用图像关键点之间的空间分布信息，结构简单。分类与聚类实验结果表明，与传统基于边权值阈值的演化方法相比，该方法能更准确地描述图像的结构。
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计算机工程. 2013, 39(5): 248-252. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.054传统Fourier配准算法存在较大插值误差，对于尺度变化大于2的图像配准效果较差。提出一种基于准极坐标的频域图像配准算法。利用准极坐标离散Fourier变换逼近极对数坐标离散Fourier变换，构造等角度的准极坐标网格，当转换为极对数坐标时，仅需要在极径方向上进行线性插值，从而代替极径和极角方向上的双线性插值。实验结果表明，该算法的配准率高于传统Fourier配准算法。
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计算机工程. 2013, 39(5): 253-256. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.055为能够在现场可编程门阵列(FPGA)硬件平台上实现高速高质的图像缩放，提出一种基于FPGA的边缘自适应图像缩放算法。在非边缘区域采用双线性插值算法，在边缘区域使用具有方向性的改进三次插值算法，设计算法的硬件结构和运算逻辑结构，并用Verilog语言进行描述，给出目标代码。实验结果表明，该算法可以获得边缘清晰的缩放图像，且算法的复杂度低，放大2.5倍后图像的峰值信噪比为40.76 dB。
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计算机工程. 2013, 39(5): 257-260. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.056提出一种基于稳健特征统计的医学影像分割算法。由用户提供标记的种子点，通过稳健统计量描述种子点及其周围点对象的特征，使得分割的边缘更光滑，且对噪声不敏感，对边缘进行轮廓演变，基于稀疏场方法完成曲线演化，找到理想边界。实验结果表明，在MR腹部肝脏分割中，该算法5种评价指标的最终得分为73分，高于区域增长算法和快速水平集算法，肝脏分割时间为123 s，能较好地分割MR和CT图像中的器官和肿瘤。
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计算机工程. 2013, 39(5): 261-265. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.057提出一种长方体表面透视变形的校正方法。通过长方体表面对边平行的性质确定图像的消失线，得到图像采集系统的成像模型，参照消失线的位置在图像平面和长方体表面所在平面上分别建立平面直角坐标系，并计算两坐标系的对应关系，按对应关系对图像进行插值处理。校正后的矩形图像的长宽比例和实际长方体表面的长宽比例严格相同。实验结果表明，该方法对长方体表面透视变形的校正有较好的效果。
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计算机工程. 2013, 39(5): 266-269. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.058提出一种基于支持向量机的棉花图像分割算法。将棉花图像分成目标与背景2类。在OHTA颜色空间下提取各类样本像素值，利用支持向量机(SVM)训练带有类别信息的样本。运用最大类间方差(Otsu)法对图像进行预处理，采用训练好的SVM分类器对预处理后的棉花图像进行分割，并使用区域标记法去噪。实验结果表明，该算法可以有效地分割出复杂背景下的棉花，分割准确率达92.3%，分割速度、分割准确率优于直接使用SVM分割图像的方法，分割精度、稳定性优于阈值分割法。
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计算机工程. 2013, 39(5): 270-272,276. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.059为满足交通监控中需要快速部署地点的要求，同时降低成本，提出GPRS网络通信结合低成本图像采集设备的解决方案。数据采集设备以MC9S12XS128单片机为核心，选用OV7620数字摄像头作为图像传感器，使用EM310无线通信模块作为GPRS通信模块。监控网络通过具有公网IP的服务器建立采集设备和监控中心的远程数据连接。该系统具有低成本、快速部署和监控范围广的优点，能够满足应用的要求。
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计算机工程. 2013, 39(5): 273-276. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.060针对无线传感器网络中检测节点间时钟不同步的问题，提出基于点对点时间同步算法的子网同步方案。将节点时钟同步到基站，采用线性回归法拟合时钟偏移曲线以确定节点的时钟偏移率，补偿累积时间同步误差，实现节点间长时间同步。实验结果证明，补偿周期每6 min校正一次，得到节点间的同步误差控制在每秒10 μs以内，累积误差不超过1 ms，能够满足管道泄漏检测的要求。
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计算机工程. 2013, 39(5): 277-279. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.061已有的语音资料真实性检测方法是对内容或背景噪声进行的检测，导致对语音信号真实性检测效果不佳。为此，根据数字存储的本质特征和随机共振理论，提出一种语音信号真实性检测方法，从磁/荷的微弱变化中鉴别出编辑点。经大量的时域仿真实验，并与其他方法相比，证明该方法具有较高的鉴别率，并能判断出语音编辑点的位置。
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计算机工程. 2013, 39(5): 280-283. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.062为提高语音识别的准确率，采用文本分析方法，选择发音时容易发错的一系列汉语文本语料，以新疆第一批双语班的维吾尔族男女生为发音人进行录制。利用讯飞普通话标准男女音进行实验比较，从声学角度出发，分析维吾尔人的汉语发音特点，并总结发音规律。通过测量音长、音强、共振峰等证明发音偏误的存在及其原因，可用于语音识别的研究。
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计算机工程. 2013, 39(5): 284-287,292. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.063针对嵌入式实时操作系统TOPPERS/ASP的移植比较复杂的问题，研究移植流程，给出移植所必须完成的工作和关键步骤，以飞思卡尔MCF56F8367微控制器为例，实现其在新处理器架构中的移植。经实验验证，移植完善、正确，可解决TOPPERS/ASP在非GNU开发环境下进行全新移植的问题，为在其他处理器架构和开发环境下进行相应移植提供参考。
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计算机工程. 2013, 39(5): 288-292. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.064针对电力线通信G3物理层协议下，现场可编程门阵列(FPGA)在实现时资源消耗大的问题，提出一种适合于硬件实现的FPGA方案及优化算法，包括本地的存储P符号量化处理、互相关值Q(n)绝对值归一化处理以及奇异值分解等方法。将FPGA实现后的结果与算法仿真的结果进行比对分析，结果证明，该优化算法能够精确地估计信道，可用于硬件实现。
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计算机工程. 2013, 39(5): 293-296. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.065针对最优子模式分配(OSPA)度量标准只能适应测量轨迹距离的缺点，提出最优子模式分配概率(OSPAP)度量标准。通过计算真实轨迹与预测轨迹之间的基本概率和标签错误的惩罚概率评价跟踪算法的性能。在现实的跟踪系统中，无法获得跟踪目标的真实轨迹，但是基于概率的多目标跟踪算法的概率较易获得。实验结果表明，采用该标准得到的度量数据与实际情况一致，能够在实际的跟踪系统中实时地反映概率跟踪算法的性能。
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计算机工程. 2013, 39(5): 297-300. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.066为对新机各分部件功能及性能的测试做到准确无误，需要协助设计人员最大化地测试每一个瞬间，在飞行仿真平台上提出更高的仿真精度需求，包括以1 ms仿真周期完成飞行仿真模型的实时解算，同时采集与存储5 000个仿真实验数据的需求。实验结果表明，采用紧凑采集及选择采集2种实时数据采集算法和乒乓缓存存储算法，可解决毫秒级仿真周期、海量数据的高速实时数据采集与存储。
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计算机工程. 2013, 39(5): 301-304. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.067设计一种基于多核平台的长期演进下行链路信道估计器。对任务进行划分，分解为多个子任务，根据子任务之间的相对通信量，将子任务映射至13个处理器核上，综合运用共享内存及NoC消息传递2种方式进行核间通信，实现多核协同工作，并使用扩展的寄存器堆文件、SIMD数据通路特性、平衡单核计算负载量等方式优化设计。性能分析结果表明，该信道估计器可达到678 Mb/s的吞吐率。
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计算机工程. 2013, 39(5): 305-308. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.068根据Xilinx公司FPGA芯片的位流配置关系，提出一套完整的自动化解析方法，包括单配置点与位流配置关系，以及基于分布式架构的海量脚本分析。采用电路逆向还原方式，完成位流文件逆向还原私有电路描述(NCD)网表文件工具Bit2NCD开发。以Spartan2芯片系列为例进行实验验证，结果表明，采用该电路还原方法所获得的位流配置数据正确且 完整。
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计算机工程. 2013, 39(5): 309-313. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.069在各种突发事件情况下，需要将现场的音视频数据及位置信息实时传送到指挥中心，以方便指挥人员进行决策处理。为此，设计一种基于Linux系统的便携式移动终端系统，以音视频处理芯片Hi3512为核心，实现对音视频数据的处理，同时采用3G无线技术对音视频数据及GPS定位信息进行无线传输。系统测试结果证明，该终端的音视频传输延迟较小，且能够对现场进行精确定位，可基本达到项目要求。
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计算机工程. 2013, 39(5): 314-317. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.070受初始对准偏差和里程仪系数误差等影响，航位推算导航误差随时间增加而变大。为此，提出一种地图匹配算法，用于精确匹配航位，利用定位误差进行车辆航向偏差角和里程仪误差补偿计算，采用反馈迭代的方法对误差进行补偿修正。实验结果表明，里程仪系数误差和动态对准精度主要受车辆行驶位移和定位精度影响，经过5次迭代修正后，里程仪系数误差得到明显降低，对准精度可达角分级，同时可以较好地抑制陀螺漂移对导航偏差的影响。
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计算机工程. 2013, 39(5): 318-321. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.071面向复杂信息系统综合性能的形式化验证问题，以数据传输系统为例，使用一种基于改进的马尔可夫判定过程验证分析方法进行复杂信息系统的性能验证。在综合各种连续随机逻辑变体基础上，采用一种表达能力更强的时序逻辑来表示系统模型的复杂性质，运用自动机技术建模路径公式，通过构造积模型完成模型与自动机的同步演化，并给出相应的算法描述。实例结果验证了该方法可有效地扩大模型检测技术的应用范围。
2024
第50卷 第3期
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主办：华东计算技术研究所
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（稿件问题请直接联系栏目编辑） E-mail: ecice06@ecict.com.cn
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