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ISSN 1000-1239 CN 11-1777/TP

当期目录

2007年 第44卷 第12期    出版日期:2007-12-15
论文
混沌三角形定位参考点选择算法
孙佩刚, 赵 海, 韩光洁, 张希元, 朱 剑,
2007, 44(12):  1987-1995. 
摘要 ( 479 )   HTML ( 1)   PDF (472KB) ( 686 )  
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定位服务是普适计算所必须提供的基本服务之一.然而由于测量误差的存在,定位误差在所难免.首先围绕如何减小定位误差,提出并证明了误差收敛定理,揭示了不同位置的参考点对定位误差的贡献规律;其次针对普适计算的实际应用,提出了参考点选择的最佳计算单元和混沌三角形定位参考点选择算法.性能分析及仿真实验表明,所提出的定位参考点选择算法较传统的多边形定位算法在满足相同定位精度需求的情况下,所需的系统开销小、定位误差收敛速度快,更适合为资源受限环境下的普适计算定位服务所使用.
基于Bandelet与自适应矩阵范数的全频率无损水印方法
杨岳湘, 罗 永, 叶昭晖, 成礼智,
2007, 44(12):  1996-2003. 
摘要 ( 306 )   HTML ( 0)   PDF (490KB) ( 478 )  
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数字水印技术是一种新型的数字图像版权认证和保护技术.传统的数字水印一般通过修改图像数据达到信息隐藏的目的,不适合用于保护不允许修改的图像数据,无损数字水印为这类数据的保护提供了一种有效的方法.提出了一种无需对图像数据做修改的全频率无损数字水印实现方法.首先对图像实施小波变换,变换后的中高频部分采用Bandelet跟踪图像几何流,将纹理和边缘作为图像的特征从而构造出图像高频无损水印参数.对于小波变换的低频部分,通过选取最优的矩阵范数,得到低频系数水印参数生成方案,达到提取图像统计和边缘特征,对图像实现全面保护的目的.实验证明该算法具有良好的抗攻击能力,能够广泛用于对不可修改数据的保护.
基于最优Path的Ad Hoc网络地理路由算法
于 坤, 吴国新, 许立波, 吴 鹏,
2007, 44(12):  2004-2011. 
摘要 ( 358 )   HTML ( 1)   PDF (437KB) ( 423 )  
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对基于地理信息的自组网路由中的凹节点问题做了分析,并提出了一种新的解决方案——PGA算法及其改进算法.算法采用了最优Path的思想,在Path构造、基于Path的最优寻路、路由恢复等多个方面都应用了最优Path的概念,较好地解决了凹节点的问题.通过证明,该算法具有无环性,从而实现了基于局部路由信息的无状态路由,展示了算法的可扩展性和易维护性.实验表明,即使在大型网络中,算法依然可以保持很高的报文投递率、较短的路径长度、可接受的路由表大小及可控的协议带宽开销,同时该路由算法在动态环境中具有较强的鲁棒性.
基于攻击能力增长的网络安全分析模型
张海霞 苏璞睿 冯登国
2007, 44(12):  2012-2019. 
摘要 ( 417 )   HTML ( 1)   PDF (505KB) ( 879 )  
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网络脆弱性分析是近年来国内外研究的热点问题之一.基于攻击能力增长的网络安全性分析模型以攻击者的能力增长为主导,参考网络环境配置,模拟黑客攻击自动生成攻击图.使用攻击能力增长表示攻击者的最终目标使得攻击图的表示更为准确.最小攻击代价分析第1次考虑了相似攻击对攻击代价的影响,以便对各条路径的攻击代价进行计算;最小环境改变分析考虑入侵检测的因素对最可能的攻击路径进行分析,对于入侵检测系统的处理更加科学合理;两种分析都为改善网络配置提供了依据.与已有成果相比,模型提出的算法和方法更为实际可行.
一种基于层次命名空间的RBAC管理模型
夏鲁宁 荆继武
2007, 44(12):  2020-2027. 
摘要 ( 387 )   HTML ( 2)   PDF (427KB) ( 512 )  
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访问控制是一种重要的信息安全机制.基于角色访问控制(RBAC)提供了一种策略中立、具有强扩展性的框架,使访问控制机制具备了相当的灵活性.RBAC96和ARBAC97模型是基于角色访问控制的经典模型,其中ARBAC97定义了一系列的角色管理模型,实现了在RBAC模型基础上的分布式管理.但对于由多个自治的分支机构组成的大规模组织,ARBAC97模型存在授权关系复杂、允许越级操作以及角色名称必须全局惟一等不足.为了解决这些问题,提出了一种基于层次命名空间的RBAC模型——N-RBAC,使用命名空间来组织角色和资源,各命名空间之间的资源相互不可见.命名空间结构提供了良好的分布式RBAC管理能力,简化了角色继承结构的复杂性,并对局部自治的RBAC管理提供有力支持.
针对隐含约束条件的报警关联判别算法
鲍旭华 戴英侠 连一峰 朱鹏飞
2007, 44(12):  2028-2035. 
摘要 ( 267 )   HTML ( 2)   PDF (541KB) ( 387 )  
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因果关联法是当前报警关联所普遍采用的方法之一,这种方法的基础在于判断两条报警之间的关联性.然而,此项研究所面对的一个重要问题是判别报警之间的间接联系.因此,首先对报警关联的一般方法进行形式化描述,以此阐述传统的因果关联算法存在的局限性,并分析存在隐含约束关系时关联的难点所在,讨论各种隐含约束关系的存在形式,最终提出针对隐含约束关系的报警关联判别算法(CDAIR),特别是针对时间约束、定位约束和访问控制约束的判别方法.对该算法给出了相应实验的实验过程以及实验结果,证实了算法的有效性.
基于HSV颜色空间的中国虚拟人脑图像自动分割方法
陈允杰, 张建伟, 韦志辉, 王平安, 夏德深,
2007, 44(12):  2036-2043. 
摘要 ( 455 )   HTML ( 0)   PDF (662KB) ( 508 )  
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虚拟人图像是目前研究的重点,其中脑图像尤为突出.在HSV颜色空间中对虚拟人脑图像进行分析,可以加大当前数据与下层数据的区别,以利于目标的分析.给出一种改进的各向异性扩散方程,并构造混合信息场,以降低噪声、过渡区域等因素的影响;使用Ostu算法与一种新颖的快速符号表算法对饱和度信息场与色度信息场进行分类,得到灰质分割结果;并利用解剖学知识、区域信息以及数学形态学知识对亮度场信息进行分析,以修正分割结果,最终将脑组织分离出来.实验结果表明该算法能较精确地得到分割结果.
一种用最大法线分布方向修正CPCA主轴的方法
万丽莉, 赵沁平,
2007, 44(12):  2044-2050. 
摘要 ( 346 )   HTML ( 0)   PDF (431KB) ( 526 )  
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为了得到更合理的用于旋转归一化的主轴,综合利用三维模型的顶点位置和法线方向两种表面特性,提出一种用最大法线分布方向修正CPCA主轴的MNCPCA方法(maximum normal corrected PCA).为了增强算法的鲁棒性,首先借助一组法线参考方向来统计三维模型的法向分布直方图,避免了计算误差和错误法向的影响,再依据该直方图分析模型是否具有显著的最大法线分布方向.进而,在此基础上给出CPCA主轴的修正策略.实验结果表明,与CPCA方法相比,MNCPCA方法得到的主轴更符合人的认知习惯.
一种基于机器学习的指纹纹路方向计算方法
祝 恩 殷建平 张国敏 胡春风
2007, 44(12):  2051-2057. 
摘要 ( 692 )   HTML ( 0)   PDF (846KB) ( 560 )  
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纹路方向是指纹图像的基本特征,而方向计算是指纹识别的基础,特征提取和匹配的过程中都需要用到方向.目前大多数纹路方向计算方法都是基于像素之间的灰度关系的.提出了一种用神经网络学习纹路方向的方法.对于正确的纹路方向,该网络的响应值较大;对于错误的纹路方向,该网络的响应值较小.计算指纹图像的方向场时,对于每个纹路图像块,计算网络在各个方向上的响应值,基于每个图像块在每个方向上的响应值可以计算出整个图像的方向场.该方法比现有方法更能正确地计算指纹图像方向场.
一种用于群体模拟的分层次避障法
王 洁, 王兆其, 李淳芃, 毛天露, 夏时洪,
2007, 44(12):  2058-2065. 
摘要 ( 292 )   HTML ( 1)   PDF (436KB) ( 479 )  
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个体避障是实现基于主体的(agent-based)群体模拟中一个很重要的问题,为了实现个体间以及个体和环境间的碰撞避免并杜绝穿透,人们提出了大量避障方法.但是,这些方法面临的挑战在于:如何杜绝穿透现象并最大程度地减少由于避障需求而带来的个体行为模拟上的空间限制和失真.针对这一问题,提出了一种分层次避障方法,从静态避障、动态避障、穿透矫正3个不同的层次对避障进行处理.静态避障层和动态避障层通过对物体的划分和分别避障,极大地减少了各层次避障时需要考虑的各种复杂情形;而基于可变包围盒和原位置的穿透矫正层则有效地杜绝了模拟中出现的穿透现象,也消除了现有模拟中由于避免穿透而引入的空间限制和失真.
基于规范子块五点和的快速分形图像编码
何传江, 刘维胜, 申小娜,
2007, 44(12):  2066-2071. 
摘要 ( 356 )   HTML ( 0)   PDF (368KB) ( 457 )  
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分形图像编码通常需要较长的时间,编码时间主要花费于在一个海量码本中搜索每个输入子块的最佳匹配块.针对这个问题,提出一个限制搜索空间的算法.它主要基于图像块的一种新特征——五点和,把搜索范围限制在初始匹配块(五点和意义下与输入R块最接近的D块)的邻域内.实验表明:该算法能够大大减少子块匹配比较的数量,与基于叉迹的快速分形算法比较,在相同的搜索邻域内,在编码时间、图像质量和压缩比方面都更优.
一种新的有监督流形学习方法
孟德宇, 徐宗本, 戴明伟,
2007, 44(12):  2072-2077. 
摘要 ( 537 )   HTML ( 0)   PDF (379KB) ( 610 )  
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提出了一种新的有监督流形学习方法,目的是提供将流形学习降维方法高效应用于有监督学习问题的全新策略.算法的核心思想是集成流形学习方法对高维流形结构数据的降维有效性与支撑向量机(SVM)在中小规模分类数据集上的优良特性实现高效有监督流形学习.算法具体实现步骤为:首先利用SVM在流形学习降维数据中选出对分类决策最重要的数据集,即支撑向量集;按标号返回可得到原空间的支撑向量集;在这个集合上再次使用SVM即可得到原空间的分类决策,从而完成有监督流形学习.在一系列人工与实际数据集上的实验验证了方法的有效性.
一个基于最小冲突修补的动态约束满足求解算法
孙吉贵 高 健 张永刚
2007, 44(12):  2078-2084. 
摘要 ( 476 )   HTML ( 1)   PDF (431KB) ( 553 )  
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约束满足问题是人工智能中一个重要的研究方向,近年来,对动态变化的约束满足问题的研究逐渐成为该领域的热点.在目前该领域最流行的LC算法基础上,引入禁忌搜索策略,提出了一个基于最小冲突修补的算法Tabu_LC.算法在每次冲突调整时将所有冲突变量看成一个整体,并采用分支定界搜索策略求解冲突变量组成的子问题,极大地提高了求解效率.同时,在约束求解系统“明月1.0”架构下给出了算法的具体实现,并针对大量随机问题进行了对比实验.结果表明,Tabu_LC算法在求解效率和解的质量上都明显优于LC算法.
中文日期词的分割与识别
张重阳, 徐 勇, 娄 震, 杨静宇,
2007, 44(12):  2085-2091. 
摘要 ( 430 )   HTML ( 1)   PDF (458KB) ( 459 )  
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非限定性手写汉字串的分割与识别是当前字符识别领域中的一个难点问题.针对手写日期的特点,提出了整词识别和定长汉字串分割识别相结合的组合识别方法.整词识别将字符串作为一个整体进行识别,无需复杂的字符串分割过程.在定长汉字串分割过程中,首先通过识别来预测汉字串的长度,然后通过投影和轮廓分析确定候选分割线,最后通过识别选取最优分割路径.这两种分割识别方法通过规则进行组合,大大提高了系统的性能.在真实票据图像上的实验表明了该方法的有效性,分割识别正确率达到了93.3%.
求解不等圆Packing问题的一个启发式算法
陈 矛, 黄文奇,
2007, 44(12):  2092-2097. 
摘要 ( 452 )   HTML ( 4)   PDF (329KB) ( 551 )  
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求解具有NP难度的圆形packing问题具有很高的理论与实用价值.现提出一个启发式方法,求解了货运中常遇到的矩形区域内的不等圆packing问题.此算法首先将待布局圆按半径大小降序排列,然后用占角动作来逐个放置.通过试探性地放入一个或多个待布局圆,给出了占角动作的度以及更全局的有限枚举策略来评价占角动作的优度.在放置每一个圆时,以贪心的方式选取当前具有最大优度的占角动作来放置.最后用测试算例验证了算法的高效性.
DHMC:一种有效的高维Cube并行分布式存储结构
胡孔法, 陈 崚, 赵茂先, 达庆利, 纪兆辉,
2007, 44(12):  2098-2105. 
摘要 ( 425 )   HTML ( 0)   PDF (553KB) ( 440 )  
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在数据仓库系统中,数据立方体(Cube)及其预聚集处理在OLAP起到非常重要的作用.对于一个d维的data Cube可以生成2\+d个聚集Cuboids和∏di=1(|D\-i|+1)个聚集数据单元,但对于一个高维Cube,要创建这些所有聚集Cuboids是不现实的.提出通过共享分段立方体Mini-Cube的高维Cube并行分布式存储结构(DHMC),将高维Cube划分成若干个低维共享分段立方体Mini-Cube,利用并行分布式处理技术来创建这些分割的分段共享Mini-Cube及其聚集Cuboids,来实现高维Cube的并行创建和增量更新维护,从而解决高维OLAP聚集海量数据的存储与查询问题.理论分析与实验结果均表明DHMC性能最佳.
XML模式中隐式冗余不存在的充要条件
吴永辉
2007, 44(12):  2106-2111. 
摘要 ( 352 )   HTML ( 0)   PDF (312KB) ( 356 )  
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XML数据库模式规范化设计是产生一组相关联的、能表示数据间依赖关系、而且消除了冗余的XML模式或DTD,以更好地进行信息检索.XML数据库模式中某些数据依赖的存在是冗余存在的原因,因此在XML数据库模式中数据依赖与冗余的关联是其规范化设计研究的关键问题,但对这一问题目前还没有专门的研究.XML数据库模式的数据依赖包括属性间数据依赖和元素间的数据依赖,给出综合了属性间和元素间数据依赖的XML数据库模式数据依赖的定义,分析与之关联的隐式冗余,并论证XML模式中隐式冗余不存在当且仅当该XML模式是规范的,为XML数据库模式规范化设计更深一层的研究奠定理论基础.
基于OCL的服务构件特征语义描述模型
金仙力 马华东
2007, 44(12):  2112-2121. 
摘要 ( 343 )   HTML ( 0)   PDF (541KB) ( 494 )  
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构件的语义特征是构件检索的主要依据,也是构件库的重点研究内容.然而,由于网络系统中存在分布、动态、数量众多的服务构件,很多构件之间存在一定的关联和依赖,因此如何有效地描述这些服务构件特征间的关联,是构件库管理模型需要进一步研究的一个重要问题.提出一种基于特征的构件语义描述模型,首先分别给出特征、特征空间和构件特征空间表示模型的定义.接着将构件特征间的各种关联和依赖关系分成自身约束、父子关系约束、显性约束和隐性约束4类,并采用对象约束语言对这些关系进行形式化描述,从而为模型提供了精确的语义支持.面向电子商务的构件特征子树的实例研究及其模型验证和实验结果证明了该模型的正确性与有效性.
一种基于P2P支持检索条件重构的构件库互联技术
李 琰 李 田 谢 冰 张 路 孙家骕
2007, 44(12):  2122-2129. 
摘要 ( 242 )   HTML ( 2)   PDF (408KB) ( 370 )  
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软件复用是解决软件危机的有效途径.随着软件复用技术和网络技术的发展,在Internet上出现了越来越多的软件构件库.复用者需要的构件往往分散在多个构件库中,而各个库中构件的描述方式也各不相同;这给复用者获取构件带来了一定的困难.因此,需要有一种有效的机制来帮助他们在多个构件库中获取构件.提出一种构件库互联技术DCLITTA以支持在分布的构件库之间实现资源共享,并为复用者提供了“透明”的检索机制.DCLITTA采用对等网络(P2P)体系结构将各个独立的构件库组织在一起.同时,针对构件库间构件描述模型的差异,DCLITTA通过自动地将复用者的检索请求进行重构来改善检索的效果.基于该互联技术,已设计实现了相应的支持系统,并实际应用于北京、上海等软件园的构件库中.
并行程序Petri网模型的结构性质
崔焕庆 吴哲辉
2007, 44(12):  2130-2135. 
摘要 ( 396 )   HTML ( 0)   PDF (383KB) ( 395 )  
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正确性是并行程序的基础,但是由于它的复杂性,其验证要比串行程序困难得多,因此有必要进行建模并研究其性质.从程序的角度出发,在将基于消息传递的并行程序转换为Petri网模型之后,证明了与并行正确的并行程序对应的Petri网模型应当满足的结构性质,包括强连通性、S-不变量、T-不变量、受控死锁性质以及守恒性,并举例说明了这些性质在并行程序验证中的应用.这些性质可用于并行程序的事前验证,而且避免了使用动态性质进行验证时的状态爆炸问题,从而提高并行程序设计和验证效率.同时这些方法具有良好的可推广性.
移动网格中负载自平衡的集群式边缘流媒体服务器
柴云鹏 顾 雷 李三立
2007, 44(12):  2136-2142. 
摘要 ( 403 )   HTML ( 0)   PDF (416KB) ( 461 )  
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迅速发展的3G网络和覆盖范围可达整个城域的Wi-Fi网络的逐渐普及,使移动网络环境中对流媒体服务的需求迅速增长.由于移动用户主要依赖Internet上的流媒体服务资源提供服务,所以位于无线网络和Internet交界处的边缘流媒体服务器可以充当桥梁和缓冲区,对于降低网络负载和提高服务质量有显著的效果,因而提出一种新的集群架构的边缘流媒体服务器(CESS)的设计,而且针对集群服务器中最重要的负载均衡问题做了分析和测试,提出了一种新的MCLBS缓存替换算法来使CESS能够达到自适应的负载均衡.最后,实验测试和结果分析证明,相对于传统的缓冲替换算法,MCLBS算法更适合集群式的服务器体系结构,在同样的条件下,缓存命中率明显提高,大大降低远程服务器的带宽.
高速Viterbi译码器的VLSI设计与实现
李 庆 邓运松 曾晓洋 顾叶华
2007, 44(12):  2143-2148. 
摘要 ( 296 )   HTML ( 0)   PDF (344KB) ( 1047 )  
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在优化结构的基础上,实现了一种回溯长度为64的(2,1,7)高速Viterbi译码器.该译码器采用改进的加比选单元(ACS),降低了硬件复杂度,提高了时钟运行频率.改进的回溯单元采用了分块循环存储器,对数据读取结构进行改进,提高了译码器的数据吞吐率.基于SMIC0.18μmCMOS工艺,该译码器最高工作时钟频率可达180MHz,等效逻辑门约为28683门.经过验证比较,结果表明实现的高速Viterbi译码器在各个指标上如实现面积、回溯长度和约束长度比现有的各种方案有较大幅度的提高,因此该译码器在数字通信领域具有良好的应用前景如DTV和HDTV.