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2013年, 第39卷, 第7期 刊出日期:2013-07-15
  

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  • 计算机工程. 2013, 39(7): 0-0.
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  • 专栏
  • 刘白璐, 杨雅辉, 沈晴霓, 张英
    计算机工程. 2013, 39(7): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.001
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    在网络入侵发生的早期进行检测对于提高在线入侵检测系统的实时性至关重要。针对网络入侵的早期检测,提出一组描述网络入侵早期行为的特征,设计早期特征在线提取算法。采用GHSOM神经网络算法作为分类器,实现基于神经网络的在线入侵早期检测系统。实验结果证明,该方法对绝大多数攻击的早期检测率在80%以上。与非早期检测相比,可优化在线检测的实时性,提高检测率。

  • 张家杰, 欧鹏, 俞政, 于学球, 虞志益
    计算机工程. 2013, 39(7): 7-10,15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.002
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    为提高多核处理器性能,在传统硬件加速部件的基础上,提出一种新型的运算阵列设计方案。将运算阵列与多核处理器的通信端口映射在扩展寄存器地址空间上,实现阵列与多核处理器的紧密耦合。通过片上网络连接各个运算单元,实现运算阵列的灵活配置和高度共享。在实验系统上实现1 024点快速傅里叶变换和H.264解码器,结果表明,与纯软件实现相比,该方案能使处理器性能和功耗都有所改善。

  • 程永生, 董宇涵, 张学聃, 林孝康
    计算机工程. 2013, 39(7): 11-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.003
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    端到端(D2D)通信因能够提高蜂窝网的资源利用率而受到广泛关注。为研究D2D通信在多小区蜂窝系统中的应用性能,对多小区码分多址(CDMA)系统中引入D2D链路后的上行容量进行理论分析,通过系统级仿真,研究D2D链路的上行容量增益和影响该增益的主要因素。仿真结果表明,在多小区系统中,D2D链路能带来明显的容量增益,且链路性能与通信距离和链路在系统中的位置有关,而与系统负荷的关系不大。

  • 黄世伟, 王云峰
    计算机工程. 2013, 39(7): 16-20,25. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.004
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    针对R-L模幂算法并行硬件实现成本高的问题,提出一种流水线形式的模幂运算结构。采用流水线技术对模幂算法中Montgomery模乘运算进行硬件设计,并由此构建模幂运算结构,实现并行模幂运算,降低硬件成本。同时对模幂算法中预处理和后处理步骤进行优化,以减少迭代次数。Virtex-2系列现场可编程门阵列原型的实现结果表明,在保证并行模幂运算速度的前提下,该结构的硬件实现成本近似为传统并行结构的1/2,且数据吞吐率更高,可达14 Mb/s。

  • 朱征宇, 崔明, 刘琳
    计算机工程. 2013, 39(7): 21-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.005
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    浮动车的实时路况信息采集存在采集内容复杂、信息不准确等问题。为此,提出一种基于GPS终端的实时路况信息采集方法。采用面向简化路网模型的采集方法,只考虑路段行程时间与路段中途停车时间,将GPS终端替代服务器负责采集内容和地图匹配。实验结果表明,与传统的基于服务器端采集方法相比,该方法能使采集内容更简单,采集信息更准确,可减轻服务器端的高负荷,便于采集信息的传输。

  • 高峻, 郝忠孝
    计算机工程. 2013, 39(7): 26-30,44. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.006
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    基于自由空间移动对象概率最近邻查询,给出受限网络移动对象概率最近邻(CNPNN)查询概念,提出一种基于网络概率Voronoi图的CNPNN查询算法。利用基于网络距离的概率度量得到不确定数据的网络概率Voronoi单元,建立网络概率Voronoi图覆盖受限网络。使用对点查询具有优势的R+树,对不确定数据的网络概率Voronoi单元进行索引,减少搜索时间。确定查询对象所在网络Voronoi单元,得到查询对象最可能的最近邻。实验结果表明,该算法时间复杂度为O(n2+mlogmn),在一定条件下具有较好的性能。

  • 李朋, 韦穂, 孙庆, 章权兵
    计算机工程. 2013, 39(7): 31-34,50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.007
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    针对虚拟视点绘制中由于区域暴露引起的空洞问题,提出一种基于图像金字塔修复的虚拟视点绘制方法。利用视点变换方程生成虚拟视点,对含有空洞的视点采用图像金字塔修复进行处理,设计含有深度项的权值函数,在深度的约束下进行高斯加消零的滤波和下采样,对低分辨率图像的上采样,利用采样的图像信息对空洞进行填充。实验结果证明,该方法得到图像的主观视觉效果和峰值信噪比计算结果优于传统的非对称高斯滤波算法,且图像绘制的虚拟视点不失真,可抑制物体边缘处的伪像生成。

  • 云计算专题
  • 陈志伟, 杜敏, 杨亚涛, 李子臣
    计算机工程. 2013, 39(7): 35-39. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.008
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    为解决云计算中的密文数据计算和私有云用户隐私保护问题,在缺乏实用同态加密算法的情况下,基于RSA和Paillier的同态特性,提出一种利用单一同态密码体制即可构造的、同时支持乘法和加法操作的Somewhat同态云计算方案。该方案可实现公有云服务器的密文数据处理,在同态计算过程中能进行密文规模控制,有较大的同态计算深度,通过合适的映射,能够完成浮点数类型的计算。仿真结果表明,与明文直接计算方案相比,该方案的耗时有所增加,但具有更好的可行性和安全性,并能在云计算环境下满足多种形式的计算请求。
  • 郭又铭, 王鹏, 唐华, 陈磊, 肖黎彬
    计算机工程. 2013, 39(7): 40-44. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.009
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    现有的集群监控系统不能反映云计算集群具有海量节点且高耦合的特性。针对该问题,设计一种基于热力学相空间理论的云计算专用监控系统。采用将节点运行参数向相空间映射的方式,使节点参数的变化转换为相空间中投影点的运动,从而对相空间图像和参数进行分析。测试结果表明,该监控系统可以即时有效地反映云计算集群的整体负载和运行状态,实现对云计算集群的宏观监控。
  • 沈佳杰, 江红, 王肃
    计算机工程. 2013, 39(7): 45-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.010
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    针对云存储数据源分散、难于集中的特点,根据代理提取分类规则数与每个代理提取误差率以及整体提取误差率之间的关系,提出一种基于遗传算法的云存储分类规则提取方法。在代理端分布式提取分类规则后传输到中心数据库进行归并,从而达到分布式提取分类规则的目的,通过理论推导得出每个代理提取误差率和整体提取误差率的上限随着提取规则数的增加而递减。实验结果证明,在提取规则数足够多的情况下,分布式提取的回归准确率和集中式提取的回归准确率的差值趋于常数,保证了云存储分布式分类规则提取的可行性。
  • 吴海双, 张亮, 李杰辉
    计算机工程. 2013, 39(7): 51-54. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.011
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    当基础设施即服务(IaaS)云计算中心的资源需要重新分配时,MM策略在选择迁出集合进行动态迁移时存在过多迁移,因此增大了服务等级协议(SLA)的违反几率,并且会导致能量消耗过多。针对该问题,提出一种改进的资源调度策略FMS。通过服务运行的历史数据得到各虚拟机的资源使用情况,分两阶段对物理机集合进行扫描,从中选出需要迁出的虚拟机并与物理机进行映射。CloudSim软件上的实验结果表明,FMS能减少虚拟机的迁移次数,降低迁移开销,而且能更好地满足服务的SLA,实现IaaS模型下资源的优化部署。
  • 刘婷婷, 赵勇
    计算机工程. 2013, 39(7): 55-58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.012
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    为使用户能够及时判断云数据的完整性状态,并且在损坏小于一定程度时修复数据,提出一种隐私保护的多副本完整性验证方案。基于Parakh秘密共享方案设计多副本机制,保证数据的可取回性。将用户身份信息与可用数据隔离存储,通过存储认证码建立身份信息与拆分数据块之间的映射关系,使攻击者无法建立可用数据与用户之间的联系。基于多示证方的零知识证明思想,设计挑战-应答协议,使用户能及时判断云端数据是否完整,并确定出错的数据服务器。分析结果表明,该方案可提高用户存储空间的利用率,保护用户的身份隐私,较好地解决了云计算外包服务模式和云服务商可信性不易评估引起的数据问题。
  • 张小庆, 贺忠堂, 李春林, 钱琼芬, 张恒喜
    计算机工程. 2013, 39(7): 59-62,72. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.013
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    为解决云计算资源提供过程中用户的异构性需求问题,提出一种基于非合作博弈效用最优化的云资源提供策略。利用比例共享机制,根据用户的出价提供资源,对用户的出价函数进行求解,并证明效用最优化模型存在非合作博弈纳什均衡解。实验结果表明,该策略能够反映用户需求与资源价格之间的浮动关系,规范用户的出价与资源分配,在公平性、均衡性和合理性上均有较好的效果。
  • 先进计算与数据处理
  • 文莎, 罗宇, 陈琛
    计算机工程. 2013, 39(7): 63-66. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.014
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    在构建容灾系统时,大量数据迁移会导致本地端业务的长时间停滞。此外,传统容灾系统以推送方式进行数据传输,易形成本地端内存数据的积压。针对上述问题,利用动态镜像加载技术和使用吸拉式日志的异步数据传输方法,设计一种基于存储虚拟化的动态容灾系统。实验结果证明,该系统能在不改变本地端存储架构的前提下对本地端进行容灾保护,可较好地保证数据一致性,仅对被保护系统产生低于20%的性能影响。
  • 邱清, 王意洁, 马行空, 李小勇
    计算机工程. 2013, 39(7): 67-72. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.015
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    已有的数据分发方法多侧重于某方面的优化,不能充分权衡数据分发的可靠性与高效性,难以满足应急场景下可靠快速分发数据的要求。为此,提出一种基于动态组播树的可靠数据分发方法。根据节点间延迟信息对节点进行层次化分簇和编号,以此构建层次化覆盖网,根据节点编号采用基于动态组播树的前缀匹配路由。理论分析和实验结果表明,与MEDYM方法相比,即使短时间内系统中产生大量消息,该方法仍能够可靠快速地分发数据,系统开销较小。
  • 赵晓永, 杨扬, 王宁
    计算机工程. 2013, 39(7): 73-75,82. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.016
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    在互联网中重复上传他人已经分享的歌曲会消耗网络带宽,浪费存储空间,但目前的重复数据删除方法主要基于文件的二进制特征,无法识别经过信号处理或压缩后的歌曲。针对该问题,提出一种基于声学指纹的海量MP3文件近似去重方法。结合文件消息摘要的确定性与声学指纹的鲁棒性,在采用布隆过滤器对文件消息摘要一次去重的基础上,根据降维后的声学指纹值进行二次近似去重,保证高效的同时提高去重率。实验结果表明,与可变分块检测方法相比,该方法的去重率可提高1倍以上,扩展性较好。
  • 陈东明, 刘健, 王冬琦, 徐晓伟
    计算机工程. 2013, 39(7): 76-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.017
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    时空复杂度较高以及物理机器内存不足,会导致传统聚类算法不能有效地分析处理大规模数据网络。针对该问题,在MapReduce分布式模型的基础上,提出一种网络数据分布式聚类算法。根据MRC理论设计有限MapReduce轮数,控制混洗过程所需时间,利用Map内合并技术对网络流量进行控制,在进行中间结果合并时仅对社团合并,而不考虑社团内部节点,以控制内存开销。使用模拟生成的数据在集群中进行实验,结果表明,当数据规模和集群规模增大时,该算法具有较好的加速比和扩展性。
  • 周福平, 谢强, 丁秋林
    计算机工程. 2013, 39(7): 83-85,93. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.018
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    针对目前主流分布式处理平台数据冗余因子过大、数据可用性不高的问题,提出基于改进RS编码的二次分块数据存储方法。将分布式环境中的文件块分成多个数据子块,利用RS编码对其进行编码,并分布存储到不同机器节点中,以减少数据冗余。实验结果表明,该方法能有效降低数据冗余度,提高数据可用性,减少任务执行时间。
  • 体系结构与软件技术
  • 彭鑫, 谭彰, 黄文君, 王兴华
    计算机工程. 2013, 39(7): 86-89. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.019
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    提出一种基于Android平台的工业控制移动监控软件设计方案。采用面向对象和层次化的方法,开发一个具有工业流程图显示、报警推送、安全认证等功能的监控软件。在原有工厂网络拓扑结构中架设移动终端服务器保证系统兼容性。运用Android NDK开发、多级页表映射和异步网络传输的方式提高位号点数据的传输速度,保证软件的实时性。测试结果表明,该方案能有效解决传统上位机软件只能运行于PC机端问题,具有良好的可用性。
  • 顾宗华, 王超, 孙征, 李红
    计算机工程. 2013, 39(7): 90-93. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.020
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    AUTOSAR是汽车工业中普遍采用的一个开放化和标准化的汽车软件体系。将AUTOSAR设计软件模型部署到目标硬件平台前,需对该模型进行仿真验证。基于此,设计一个用于软件设计模型验证的仿真工具,采用虚拟功能总线追踪机制来收集仿真过程中的各种信息。仿真器在模型源码基础上进行仿真验证,结果表明,与传统的仿真工具相比,该仿真器能够最大化保证与模型在目标机上运行时的一致性,提高系统开发效率。
  • 黄袁, 付晓东, 贾楠, 代志华, 马玉倩
    计算机工程. 2013, 39(7): 94-98,114. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.021
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    为准确计算工作流中的控制流距离,提出一种工作流的控制流距离度量方法。介绍从工作流中分离控制节点生成控制流图的过程。在控制节点间距离基础上,建立通过控制流图进行工作流控制流距离度量的模型,并从理论上证明距离度量模型满足自反、对称及三角不等式性质。案例分析结果表明,该方法能更真实、准确地反映工作流间的距离。
  • 黎英
    计算机工程. 2013, 39(7): 99-101,118. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.022
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    采用何种策略调度复合Web服务中的构件服务以便快速运行复合服务,目前的研究较少。为此,提出一种复合Web服务中构件服务的调度策略。将运行复合服务建模为AOE-网,分离出初始服务队列,使用服务队列排序表与服务队列差值矩阵将初始队列合并为更少的最终队列,用一个调度程序负责调度一个服务队列,在队列中采用“满足条件先调用”的原则进行调度。实验结果证明,该策略编排构件服务的时间较短,并且能较大幅度缩短复合服务运行时间。
  • 李轩, 江南, 杜承烈
    计算机工程. 2013, 39(7): 102-105,122. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.023
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    分析Windows平台下内存管理方面的非实时性因素,提出一种提高Windows实时性的方案。建立虚拟地址和物理地址之间的映射来避免用户和内核之间的地址模式切换。将页面锁定在物理内存中,避免内存的缺页换页操作。改进系统原有的内存分配算法,消除系统对内存操作的不确定性。实验结果表明,该方案能较好地提高Windows内存管理操作的效率,内存操作时间稳定,可实现Windows平台下内存管理操作的实时化。
  • 移动互联与通信技术
  • 卞立安, 韩昌彩, 李媛
    计算机工程. 2013, 39(7): 106-109. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.024
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    针对协作通信中的中继选择问题,提出不同功率分配方式下的自适应中继选择方案,仅在必要时引入额外中继。在源节点和中继节点等功率分配时,利用定义的可行双中继区域缩小候选中继搜索范围。在最优功率分配时,利用几何规划方法对潜在中继进行遍历搜索。仿真结果表明,与传统固定选择方案相比,该方案可有效降低系统功耗。
  • 吕玉华, 禹继国, 王晨曦
    计算机工程. 2013, 39(7): 110-114. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.025
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    针对无线传感器网络中的最短链路调度问题,在有界线性功率分配方式下,提出一种基于物理干扰模型的常数近似算法。采用网格划分方法,使每个时间段所对应链路集合中的链路都满足SINR阈值约束,并对算法的有效性和近似比进行理论论证。仿真结果表明,与TONOYAN算法相比,在多数情况下该算法具有更小的时间延迟。
  • 赵诗琴, 杜荣, 李剑, 李生红
    计算机工程. 2013, 39(7): 115-118. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.026
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    在认知无线电网络中,次用户对主用户产生的干扰会影响主用户通信甚至产生通信中断。针对该问题,提出一种基于泊松分布的干扰模型。该模型考虑次用户对主用户基于信噪比的频谱感知概率,并在该模型的基础上针对不同的网络环境影响因素,如阴影和衰落,得到在不同环境下干扰模型的封闭表达式。利用干扰模型分析在不同环境影响因素下通信中断概率。仿真结果表明,该模型可以模拟真实环境中次用户对主用户的干扰,且通过分析得出不同的环境影响因素对通信中断概率的影响。
  • 徐英凯, 曹洁, 陈晓群
    计算机工程. 2013, 39(7): 119-122. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.027
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    为减小蜂窝网定位中影响定位精度的非视距(NLOS)传播误差,提出一种基于两步卡尔曼滤波到达时间差/到达角度的混合定位算法。利用卡尔曼滤波器的估计值计算非视距数据的方差,调节卡尔曼滤波器的参数,减小测量值的NLOS误差,并将经过预处理的测量值输入到扩展卡尔曼滤波器,实现混合定位。实验结果表明,该算法能有效消除NLOS误差,与Chan算法相比,其定位精度更高。
  • 李哲青, 王伟, 张潇
    计算机工程. 2013, 39(7): 123-126,132. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.028
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    针对传统传输控制协议(TCP)应用于异构网络的局限性,在研究灰色关联度基础上,分析网络参数,提出一种基于往返延迟抖动积区分丢包的TCP-N算法。根据测得的往返延迟抖动积构建隶属函数,区分无线误码丢包和网络拥塞丢包,并依据隶属度进行相应的拥塞控制。仿真实验结果表明,与传统TCP协议相比,TCP-N算法在异构网络中能够较准确地区分无线误码丢包和网络拥塞丢包,提高带宽利用率和吞吐量。
  • 曹申好, 刘顺兰
    计算机工程. 2013, 39(7): 127-132. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.029
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    为提高双向中继系统的可达速率和,基于网络编码的双向中继系统模型,提出一种最大化可达速率和的联合中继选择与功率分配策略。给出最大化最小信道增益(MMCG)和最大化信道增益调和平均值的中继选择方案。在中继选择策略的基础上,给出一种基于双向中继系统可达速率和最大化准则的最优功率分配方案。仿真结果表明,与联合BRS中继选择功率分配方案相比,联合MMCG中继选择和最优功率分配方案系统可达速率约提高1.6 bit/s/Hz。
  • 唐甲东, 蔡明
    计算机工程. 2013, 39(7): 133-136,141. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.030
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    分析经典的无线传感器网络LEACH协议,针对如何延长其网络生命周期的问题,提出一种改进的LEACH算法。当簇头剩余能量的最小值小于某个阈值时,进行全网簇头选举,设计基于节点相对密度的成簇算法,即采用合理阈值选取簇头。反之进行簇内选举,依据剩余能量、距簇内质心的距离、节点覆盖度等约束条件来选择新的簇内簇头。实验结果表明,改进的LEACH算法能有效降低和均衡各个节点的能耗,推迟第1个死亡节点出现的时间,延长网络的生命周期。
  • 马涛, 单洪, 陈娟
    计算机工程. 2013, 39(7): 137-141. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.031
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    多跳分层异构无线传感器网络(WSN)包含周期性短数据和明显方向性数据流,根据该特点,设计一种异构传感器网络基础层MAC协议(GFN-MAC),以均衡降低基础层的能量消耗和时延。异构无线传感器网络基础层在分簇时使用CSMA协议,完成分簇后节点运行GFN-MAC协议,利用交错的周期倍增同步休眠调度模式,使不同层节点运行不同频率的激活/休眠周期。仿真结果表明,与完全同步和交错同步调度方案相比,GEN-MAC的通信时延和系统能耗较低,吞吐量较高。
  • 党小超, 姚浩浩, 郝占军
    计算机工程. 2013, 39(7): 142-147,151. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.032
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    针对无线传感网分簇中每轮节点能耗不均衡的问题,提出一种基于移动Agent的多层分簇(MABMC)算法。构建多层分簇能量模型,采用移动Agent技术选举每轮簇头并收集数据。仿真实验结果表明,与能量有效的多层分簇算法和低功耗自适应集簇分层型算法相比,该算法可减少网络每层轮数的能耗,提高能耗均衡度,延长网络生命周期。
  • 肖婧, 郑更生, 方勇, 陈蒂
    计算机工程. 2013, 39(7): 148-151. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.033
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    针对无线传感器网络的能量损耗问题,提出一种基于自组织神经网络的分簇成链路由协议RBCSC。该协议借鉴经典低功耗自适应集簇分层型(LEACH) 协议的算法,采用自组织神经网络进行分簇,并运用贪婪算法成链。仿真实验结果表明,与LEACH协议相比,RBCSC协议可减少网络节点能耗,延长网络生存周期。
  • 李玉娜, 曾兴斌, 何加铭
    计算机工程. 2013, 39(7): 152-155. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.034
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    在蜂窝与Ad hoc混合网络中,小区边缘用户会受到邻近小区边缘用户的同频干扰。针对该问题,提出一种基于子载波分配的小区间干扰协调方案。该方案中的用户子载波分配选择算法具有信道增益选择性,且能对最小化子载波进行重利用,可提高小区边缘区域用户的通信性能。仿真结果证明,与软频率复用和部分频率复用方案相比,该方案能更有效地增加小区边缘用户的吞吐量。
  • 安全技术
  • 王小鉴, 廖晓峰, 黄宏宇
    计算机工程. 2013, 39(7): 156-160,164. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.035
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    彩虹表技术是一种基于时空权衡策略的破解方法,但其破解速度受硬件性能和存储空间限制。针对该问题,提出一种通过适当减少归约函数数量并增加预计算时间来提高破解速度的改进算法。规约函数减少后,查表过程的搜索路径减少,计算负荷相应下降。通过增加预计算时间优化彩虹表结构并减少数据重复,从而提高破解成功率。实验结果表明,改进算法能够在彩虹表容量和硬件性能不变的情况下,节省30%以上的破解时间。
  • 张广斌, 岳云天, 张传富
    计算机工程. 2013, 39(7): 161-164. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.036
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    针对湿纸隐写计算复杂度较高的问题,提出一种快速嵌入算法。利用Hilbert曲线制定自适应规则,采用降低分组维数、比特控制的快速嵌入策略进行湿纸编码,得到修改矢量,按修改矢量改变图像数据实现信息隐藏。实验结果表明,对于每一个分组,该算法可提高约0.5%的解存在率,并以73%的概率降低修改矢量的汉明重量,与湿纸密写算法相比,嵌入速度、视觉隐蔽性都具有较大优势。
  • 燕发文, 黄敏, 王中飞
    计算机工程. 2013, 39(7): 165-168,172. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.037
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    互联网异常流量行为会造成网页内容难以管理、吞噬网络带宽和传播病毒等危害。针对该问题,提出基于Bloom Filter(BF)算法的异常流量检测方法。以点对点(P2P)流量为检测对象,分析BF算法和传统的抽样方法,研究P2P流量常见的特征行为,统计其属性组合,并基于BF算法和抽样方法对异常流量行为进行检测。实验结果证明,该方法能加快异常流量行为的检测速度,提高检测准确率。
  • 董新锋, 张文政, 周宇, 曹云飞, 穆道光
    计算机工程. 2013, 39(7): 169-172. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.038
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    现有代数免疫最优布尔函数的构造方法大多基于支撑集,通过代数正规型直接构造的方法研究较少。为此,利用代数正规型的多项式表示构造一类代数免疫性质优的布尔函数,研究其代数次数、代数免疫阶、函数重量、非线性度等性质,分析采用这种方法构造的代数免疫最优布尔函数的性质及计数等结果。由构造方法可以得到代数免疫最优的布尔函数,其中包含一些已有的特殊构造结果,表明该方法更具有一般性,包含更多具有最优代数免疫阶的函数。
  • 陈子平, 钱松荣
    计算机工程. 2013, 39(7): 173-176. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.039
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    针对无线传感器网络中的信息安全问题,提出一种基于多因素身份认证的安全方案,包括用户与传感节点身份认证、会话密钥生成与分配等部分。与其他认证算法相比,该方案在相同网络节点数的情况下,能达到较低的系统开销与较高的安全性能,可普遍适用于无线传感器网络应用的安全认证。
  • 王晨光, 乔树山, 黑勇
    计算机工程. 2013, 39(7): 177-180. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.040
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    针对分组密码算法SM4中加解密算法与密钥扩展算法的相似性,提出一种将加解密模块与密钥扩展模块复用的基本架构,通过对具体实现结构的分析与选择,使控制逻辑复杂度、复用模块复杂度以及系统吞吐量之间得到权衡。基于该架构设计SM4加解密IP核,在现场可编程门阵列上占用的资源仅为传统设计的55%,基于SMIC 0.18 μm数字CMOS工艺的综合结果显示,仅用0.079 mm2即可实现100 Mb/s的数据吞吐量。实验结果表明,该结构可以有效地降低SM4算法的实现复杂度。
  • 宋波, 宋玉蓉
    计算机工程. 2013, 39(7): 181-184. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.041
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    当疾病在人群中爆发时,人们对病毒传播的风险意识和规避行为随着人群中感染密度等因素的变化而作自适应的调整。针对人群中不断变化的风险意识和规避行为,提出在SIS网络传播模型中,用时变重连概率函数描述该变化过程,研究自适应网络的动态传播过程。结果证明,网络中时变重连函数的稳定值大,则病毒传播规模小。时变重连概率函数增长速度快,则病毒传播速度慢。表明人们的风险意识高且规避措施全面时,病毒最终的传染规模也小,同时,能及早地认识病毒的危害并采取规避措施,有利于对病毒传播的抑制。
  • 周清雷, 李斌
    计算机工程. 2013, 39(7): 185-188. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.042
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    针对软件水印抗攻击性差和编码数据率低的缺点,提出一种具有防篡改功能的双重软件水印方案。利用寄存器分配的隐蔽性构造改进颜色排列算法。结合基数k编码的高数据率及平面环路树编码的强抗攻击性,构造混合编码双循环链表平面环路树。水印嵌入后,通过校验和机制及高级加密标准代码加密,防止逆向工程等手段对软件水印的篡改。理论分析和实验数据表明,该方案有较高的隐蔽性、鲁棒性和数据率,实用性较强。
  • 石永芳, 杜小妮, 闫统江, 李旭
    计算机工程. 2013, 39(7): 189-192,199. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.043
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    针对广义割圆序列的构造问题,提出周期为pm的任意阶广义割圆序列的构造方法,应用有限域GF(2)上多项式根的理论,分析该类序列线性复杂度所有可能的取值。结果表明,该序列具有较好的线性复杂度,能抗击B-M算法,可用于推广现有的周期为pm序列的相关研究,并对已有文献中的部分错误证明进行订正。
  • 孟跃伟, 胡爱群, 宋宇波, 沈传征, 布宁, 贾雪飞
    计算机工程. 2013, 39(7): 193-199. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.044
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    在主动测试技术、被动测试技术及渗透测试分析基础上,提出一种基于渗透测试方案的无线局域网安全测试系统。该系统可对WEP、WPA、WPA2和WAPI 4种安全机制进行安全协议符合性验证和设备协议安全测试,并进行安全性能评估。对无线局域网组网设备的测试结果证明,该系统能够进行协议一致性测试和渗透测试,可自动集成测试流程。
  • 李菁, 李林森
    计算机工程. 2013, 39(7): 200-204. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.045
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    针对IC卡芯片在数据加密标准(DES)加密运算过程中的功耗泄露问题,利用IC卡芯片的旁路功耗攻击方法,分析IC卡芯片在加密工作时的功率消耗特性,采用基于S盒输出的功耗区分函数,提出一种新的差分功耗分析(DPA)和相关性分析方法。通过Inspector平台对某款IC卡芯片的DES加密运算进行DPA攻击测试,破解DES加密密钥,结果验证了该方法的正确性。
  • 吴春英, 李顺东
    计算机工程. 2013, 39(7): 205-208. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.046
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    在一般存取结构上,通过建立存取结构与超图之间的一一对应关系,提出基于特殊超图-非循环超图的一个秘密共享方案。采用向量空间构造法和(t, t)门限体制相结合的思想设计分发算法和重构算法。找出非循环超图的最大路径,增加图中2-区域的顶点个数,并在图中不断添加耳朵来完成方案的构造。该方案的信息率可达到最大值1。
  • 人工智能及识别技术
  • 师庆敏, 许耀华, 胡艳军, 吴小培
    计算机工程. 2013, 39(7): 209-213. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.047
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    在目标跟踪中,目标颜色变化或相似颜色背景干扰会导致算法的鲁棒性较差。为解决该问题,提出一种基于多级颜色累积和纹理融合的目标跟踪算法。将算法分为颜色与纹理特征提取、目标与背景特征相似度判断2个子过程,子过程交替执行,在目标颜色发生变化时,利用感兴趣区域帧差法对目标进行再定位,提取多级颜色模板,并将其累积在原模板之上。实验结果表明,该算法的平均跟踪误差约为基于颜色-纹理算法的1/2、为单视觉特征跟踪算法的1/3。
  • 王怡萱, 张俊梅, 阚江明
    计算机工程. 2013, 39(7): 214-218,223. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.048
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    自主目标识别与定位问题是智能化林业机器人工作的重要基础。以林业环境中树干识别及定位为目标,设计一种基于双目视觉的数字视频实时处理系统硬件平台。使用双目摄像头采集图像,并对采集信息进行三维信息计算,输出目标定位与测距结果。实验结果表明,该硬件平台可以完成图像采集及处理功能,达到预期的实验效果。
  • 王永明, 张英俊, 谢斌红, 潘理虎, 陈立潮
    计算机工程. 2013, 39(7): 219-223. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.049
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    语义Web服务发现机制在发现服务时的准确率较低。为解决该问题,提出一种基于模糊聚类优化的语义Web服务发现方法。采用改进的模糊C-均值(FCM)聚类算法,实现对服务聚类预处理,在模糊聚类时,综合考虑服务的输入、输出、前提、效果 4个功能性参数,并扩展已有的服务匹配机制,在匹配时,将服务的4个功能性参数全部作为服务相似度的计算因子。实验结果 表明,在模糊聚类稳定的条件下,该方法的服务平均查全率为79.6%,平均查准率为85.9%,均高于未采用聚类处理和只采用 输入/输出参数的FCM聚类处理方法。
  • 徐建强, 崔慧洁, 李小平, 梁春绘, 陈思
    计算机工程. 2013, 39(7): 224-227,232. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.050
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    针对目前学位论文自动评价工作缺乏公平性和普适性的问题,构建一个基于专家系统与多级模糊评价机制相结合的学位论文智能评价系统。利用评语模板库和规则库进行知识表示,采用多级模糊评价方法计算中间数据,通过专家系统推理得出论文的最终评语。实验结果表明,在7个学科52个研究方向6 511篇学位论文的自动智能评价中,该系统的有效评价率达96.51%,具有较好的普适性和公正性。
  • 姜雨彤, 杨进华, 刘钊, 张丽娟, 姜成昊
    计算机工程. 2013, 39(7): 228-232. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.051
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    为实现高精度的远距离被动测距,提出一种摄像机内、外参数以及双目CCD测距系统的标定方法。基于双目测距模型设计双目测距系统的机械结构,进行左右摄像机的单目标定,利用主点标定方法求出主点坐标,使用两步法线性求解摄像机的焦距、一阶径向畸变系数、旋转矩阵和平移向量,从而对高精度双目测距系统完成基线长、两摄像机光轴夹角和两像面相对位置的系统标定。实验结果表明,摄像机标定精度为0.582 6像素,双目测距系统的标定精度为0.208 mm,取得了较为理想的结果,此外,在300 m以内的目标实际测量精度高于0.28%,满足高精度双目测距的精度要求。
  • 吴彦文, 李诗, 田庆恒
    计算机工程. 2013, 39(7): 233-236,241. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.052
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    在学生进行自主学习的过程中,答疑解惑通常是支持该学习模式的重要手段。为此,以基于网络的探究性学习模式为背景,应用Mashup技术设计一种智能答疑系统。利用该系统集成广域分布的网络资源,实现部分课后习题与思考题的解答、名词解释等功能。将该系统用于某基础课程的教学中,实践结果表明,该系统不仅可大大减轻教师答疑的工作量,而且能及时满足大学生个性化的学习需求,提高其学习效率。
  • 杜晶, 雷志辉, 周翔
    计算机工程. 2013, 39(7): 237-241. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.053
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    传统的助降导航系统无法满足无人机着舰挂锁对于精确性、抗干扰性及可重复性的要求。为解决该问题,提出一种基于红外探测技术的无人机视觉引导助降系统。系统硬件包括红外标志灯、高动态像机和红外滤光片,系统软件包括光团目标检测算法和双目交汇算法,其中,光团目标检测算法使用归一化负拉氏高斯算子实现光团目标的定位,双目交汇算法利用快速标定方案完成像机标定,采用双像机进行空间交汇。实验结果表明,该系统在距离理想着陆点200 m以内的测量精度小于5 cm,可满足助降要求。
  • 周本达, 王煦法, 姚宏亮
    计算机工程. 2013, 39(7): 242-246. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.054
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    在分析网络模块性函数局部单调性的基础上,设计局部搜索变异算子,提出一种求解社区检测问题的改进分布估计算法。基于基准测试网络和大规模复杂网络对算法进行测试,实验结果表明,对于不同网络,该算法运行100次得到的Q函数平均值均优于Girvan- Newman算法、Newman快速算法和Tasgin遗传算法。
  • 戴勇谦, 张明武, 祝胜林, 戴勇新
    计算机工程. 2013, 39(7): 247-251,256. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.055
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    标准量子遗传算法(QGA)在应用于组合优化问题时,会由于早熟收敛而陷入局部最优。为解决该问题,引入k位变异子空间概念分析Q-bit的变异概率分布,指出传统随机变异机制和QGA自有变异机制之间的冲突,提出一种基于观测状态的阶段式大尺度变异机制。将该机制的变异算子嵌入量子旋转策略表,对不同规模的0/1背包问题进行测试,结果表明,该机制能有效避免早熟收敛,跳出局部最优,全局寻优能力优于标准QGA。
  • 龙珑, 邓伟
    计算机工程. 2013, 39(7): 252-256. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.056
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    互联网中的网页有较多商业广告,绿色网络系统无法过滤其中具有不良内容的网站。为解决该问题,提出一种绿色网络网页正文内容提取算法。通过文件对象模型树识别与提取网页正文内容模块,使用基于粒子群的权值优化算法对网页正文各个板块特征权值进行评分,利用与不良关键字的比较,确定并过滤不良网页。实验结果表明,经粒子群权值算法优化提取后,绿色网络系统对不良网页的识别准确率为86.9%,召回率为95.6%,F值为91.02%,比优化前有较大提高。
  • 张惊雷, 王艳姣
    计算机工程. 2013, 39(7): 257-260,278. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.057
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    传统基于像素的立体匹配算法误匹配率较高。为解决该问题,提出一种基于图像区域分割和置信传播的匹配算法。采用均值偏移对参考图像进行区域分割,通过自适应权值匹配计算初始视差图,对各分割区域的初始视差用平面模型拟合得到视差平面参数,使用基于区域的改进置信传播算法求得各区域的最优视差平面,从而得到最终视差图。与全局优化的经典置信传播算法和图割算法的对比实验结果表明,该算法能降低低纹理区域和遮挡区域的误匹配率。
  • 张鹏, 刘弘, 王爱霖
    计算机工程. 2013, 39(7): 261-264,283. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.058
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    针对原始人工蜂群算法在人群疏散仿真中存在的早熟停滞问题,提出一种基于种群划分思想的新型蜂群算法。以种群划分为基础,利用多种群协同进化机制扩展求解的多样性,防止算法陷入局部最优。以ACIS/HOOPS为平台搭建3D仿真系统,对改进算法进行人群疏散仿真及对比分析,结果表明,与原始算法相比,该算法在精度和收敛速度上明显提升。与粒子群优化算法相比,该算法能够实现人群疏散的均衡分布,提高应急疏散的效率。
  • 王联国, 代永强
    计算机工程. 2013, 39(7): 265-269,287. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.059
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    提出一种多智能体混合蛙跳算法。将智能体固定在智能体网格上,每个智能体通过与其邻居的竞争与合作,结合混合蛙跳算法的进化机制,不断感知局部环境,并逐渐影响整个智能体网格,以提高自身对环境的适应能力。为更好地适应环境,智能体也可以利用自身的知识进行自学习。仿真实验结果表明,该算法能有效地维持种群的多样性,提高优化精度,同时抑制早熟现象,在高维函数优化方面具有较高的优化性能。
  • 图形图像处理
  • 郑兴明, 刘宁钟
    计算机工程. 2013, 39(7): 270-273. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.060
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    稀疏表示因其具有稀疏性、特征保持性等一些特点而被广泛应用于图像处理等领域,为解决图像处理中的去噪问题,提出一种基于图像特征稀疏表示的贝叶斯去噪模型。利用K-means和主成分分析方法计算已分割图像块对应字典的矩阵系数,采用正则化约束条件,迭代计算获取的图像字典与原始图像字典之间的差距,优化噪声图片稀疏特征表示的字典,直到达到优化条件。实验结果表明,与传统的离散余弦变换去噪模型相比,该模型的峰值信噪比较高,随着噪声的不断提高,与噪声图像峰值信噪比的差距也越来越大,且图像失真较少。
  • 柳新妮, 马苗
    计算机工程. 2013, 39(7): 274-278. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.061
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    穷举式搜索在寻找多个分割阈值时,计算较为复杂。为解决该问题,提出一种基于布谷鸟搜索算法的多阈值图像分割算法。以Otsu法设计适应度函数,利用布谷鸟搜索算法的并行寻优性能寻找待分割图像的最优阈值。实验结果表明,与细菌觅食算法和人工蜂群算法相比,该算法的寻优速度更快,找到的阈值质量更高。
  • 朱晨阳, 熊岳山, 谭珂, 潘新华
    计算机工程. 2013, 39(7): 279-283. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.062
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    区域填充染色的一般解决方法并不适用于空间曲面。为解决该问题,提出一种适用于空间三角面网格的种子填充算法。通过改变种子点的判定方法,将平面种子填充算法扩展到空间三角面网格上,在细分三角面网格结构时,使用以轮廓线为引导的细分策略,并利用凸包的一些特殊性质对轮廓点进行筛选。实验结果表明,该算法可以较好地完成三角面网格的区域填充染色,在效率和填充效果方面都可以满足实际应用。
  • 李娟娟, 李小红
    计算机工程. 2013, 39(7): 284-287. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.063
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    为解决单幅图像的超分辨重建问题,提出一种基于聚类的单帧图像超分辨率重建方法。从高分辨率样本图像中学习一个结构聚类型的高分辨率字典,利用迭代收缩算法优化目标方程,求得高分辨率图像的表示系数,使用学习到的高分辨率字典对低分辨率图像进行重构。实验结果表明,与总变分方法、软切割方法和稀疏表示方法相比,该方法的单帧图像超分辨率重建效果较好。
  • 王小攀, 马丽, 刘福江
    计算机工程. 2013, 39(7): 288-292. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.064
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    为提高高光谱遥感影像在训练样本不足时的分类精度,提出一种基于线性邻域传播的改进加权K近邻算法。采用线性邻域传播(LNP)算法获取无标签数据属于各类别的概率,将其作为类别信息,以增加训练样本数量,提高K近邻算法的分类效果,并降低错误分类带来的风险。实验结果表明,对于高光谱遥感影像,该算法具有较好的分类效果,优于传统的KNN算法、距离加权KNN算法以及LNP等半监督分类算法。
  • 开发研究与工程应用
  • 宋敏, 申闫春
    计算机工程. 2013, 39(7): 293-297,301. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.065
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    针对室内定位的个人航位推测(PDR)中漂移导致定位误差累积的问题,提出一种微机电系统传感器整合的PDR算法。根据典型计步器原理及步长估算获取位移信息,在计步算法中加入动态时间窗口及动态加速度阈值,以得到更精确的计步结果。利用捷联航向角校正磁航向角得到校正后的航向角,以修正定位中的累积误差。实验结果表明,室内定位精度距离误差可控制在5%以内,计步结果精度高,易于求得航向角,又能在一定程度上校正长时间漂移等因素带来的位置误差。
  • 于卫红, 陈燕
    计算机工程. 2013, 39(7): 298-301. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.066
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    在多Agent应用中,Agent主要部署在网络中的计算机上。随着对移动应用智能性和主动性要求的提高,需要将Agent部署在资源受限的手持设备上。针对该问题,利用中间件技术及分割容器的思想,实现Jade平台与Android平台的集成,将Jade Agent部署到Android手持设备上。实例结果表明,轻量级嵌入式Agent的实现,能使手持设备的应用更加方便且具有智能性、主动性和交互性,可满足用户的个性化需求。
  • 赵志龙, 左德承, 张展, 钱军
    计算机工程. 2013, 39(7): 302-305,310. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.067
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    研究计算机I/O子系统对文件系统故障的容错能力,设计一种面向文件系统的通用软件故障注入工具。通过在内核态拦截和修改文件操作函数跳转表实现文件系统故障的注入,模拟计算机I/O子系统可能出现的多种暂时性或永久性故障,并结合性能测试工具分析故障注入前后文件系统的性能变化。实验结果表明,该故障注入工具能够有效地模拟文件操作异常类故障。
  • 赵慎, 乔纯捷, 张朝明, 马超
    计算机工程. 2013, 39(7): 306-310. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.068
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    前视声纳通道数目多、采样频率高,获取方位和距离信息的运算量大,对信号实时处理能力要求较高。为此,利用现场可编程门阵列(FPGA)内部运算单元以及并行分布式运算结构,对原始图像中的正交下变频和波束形成算法的FPGA实现进行研究。建立前视声纳信号模型,对核心算法进行理论推导,并介绍FPGA实现方案中的难点,给出资源占用情况。通过水池实验和湖上静态实验,验证该算法具有实时运算的正确性。
  • 何军, 田增, 郭勇, 陈诚
    计算机工程. 2013, 39(7): 311-313,317. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.069
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    浮点融合乘加部件会增加独立浮点加减法、乘法等运算延迟。为克服该缺陷,研究将乘加部件独立乘法、加减法等运算延迟由6拍减为4拍时对浮点性能的影响。以某支持乘加运算的国产处理器为基础,修改相关的RTL级设计代码,利用硬件仿真加速器平台,对SPEC CPU2000浮点测试课题进行评估。实验结果表明,该延迟优化有利于提高浮点性能,最大提高5.25%,平均提高1.61%。
  • 曾垂鑫, 王加俊, 申丽萍, 申瑞民
    计算机工程. 2013, 39(7): 314-317. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.070
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    根据移动学习的重要性,利用IOS移动终端设备的高性能、便携及随时随地接入网络等特性,使用HTTP Streaming协议、XMPP协议、SJSP编码等关键技术,设计并实现一个基于IOS的移动学习平台。该平台由教师端、制作端、数据中心以及学习中心组成。实际应用结果表明,用户不仅可以收看课程直播或者点播课程,还可以通过提问的方式进行课堂互动,提高学习效率。
  • 胡敏, 王健, 来金梅
    计算机工程. 2013, 39(7): 318-320,封底. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.071
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    针对具有多种逻辑块和互连线结构的现代主流现场可编程门阵列(FPGA),给出一种通用的FPGA结构描述方法。根据 FPGA硬件版图由几类重复单元在水平和垂直方向复制拼接而成的特点,提出基于层次化重复单元的FPGA结构模型,在该模型的基础上,通过定义一套完整的语法来描述FPGA。实验结果表明,该方法能正确描述FPGA硬件信息,并配合FPGA软件系统正常工作,具有结构通用和描述文件小的优点。