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ISSN 1000-1239 CN 11-1777/TP

当期目录

2006年 第43卷 第11期    出版日期:2006-11-15
论文
多QoS约束网格作业调度问题的多目标演化算法
张伟哲 胡铭曾 张宏莉 刘凯鹏
2006, 43(11):  1855-1862. 
摘要 ( 313 )   HTML ( 2)   PDF (764KB) ( 444 )  
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针对网格计算中的多QoS约束网格作业调度问题,以独立作业为研究对象,将其规约为多目标组合最优化问题.通过深入剖析多目标最优化理论及其演化算法,结合网格作业调度自然特征,提出了一种解决多QoS约束网格作业调度问题的多目标演化算法.该算法求解多个QoS维度效用函数指标的非劣解集,尝试解决多管理域间网格用户、资源管理者等网格实体的多目标协同问题.仿真结果表明,在时间维度、可靠性维度、安全性维度QoS效用值等用户级QoS指标,以及丢弃作业数等系统级指标方面该算法与QoS-Min-min和QoS-Sufferage等同类算法相比具有较好的综合性能.
网格环境下的一种动态跨域访问控制策略
陈 颖 杨寿保 郭磊涛 申 凯
2006, 43(11):  1863-1869. 
摘要 ( 341 )   HTML ( 0)   PDF (673KB) ( 583 )  
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针对网格环境下传统的基于角色的访问控制方式中资源共享的可扩放性和欺骗问题,提出了一种动态的访问控制方式.这种新型的访问控制方式可以根据用户的行为动态调整他的角色,在用户的权限与他的行为之间建立了联系.将该访问控制方式与信任模型结合,引入转换因子和动态角色的概念,应用到虚拟组织中,形成了基于动态角色的跨域访问控制系统.仿真结果显示,该系统能有效地实现访问控制,遏制欺骗,并具有良好的可扩放性.
一种网格环境下的动态故障检测算法
田 东, 陈蜀宇, 陈 峰,
2006, 43(11):  1870-1875. 
摘要 ( 442 )   HTML ( 0)   PDF (431KB) ( 488 )  
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针对现有网格系统出错几率较大、已有故障检测算法不能有效满足网格系统需求问题,提出了一种网格环境下的动态故障检测算法.根据网格系统的特点,基于不可靠故障检测思想,建立了网格系统模型和故障检测模型;结合心跳(heartbeat)策略和灰色预测方法,设计了一种动态心跳机制,并给出了预测模型和实时预测策略;提出了基于该动态心跳机制的网格故障检测算法,分析了算法的可靠性.仿真实验结果表明,该算法是正确、有效的,可用于网格环境下的故障检测.
基于数据网格环境的k近邻查询
庄 毅 庄越挺 吴 飞
2006, 43(11):  1876-1885. 
摘要 ( 390 )   HTML ( 0)   PDF (879KB) ( 393 )  
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提出一种在网格环境下的k近邻查询方法——GkNN. 到目前为止,尚未有文献提出数据网格环境下的k近邻查询算法.当用户在查询节点提交一个查询向量和k,首先以一个较小的查询半径,在数据节点进行基于双重距离尺度的向量缩减,然后将缩减后的向量按照向量“打包”传输的方式发送到执行节点,在执行节点并行地对这些候选向量进行距离(求精)运算.最终将结果向量返回到查询节点.当返回的向量个数小于k时,扩大半径值,继续循环直到得到k个最近邻向量为止.理论分析和实验证明该方法在减少网络通信开销、增加I/O和CPU并行、降低响应时间方面具有较好的性能,非常适合海量高维数据的查询.
基于模糊Petri网的服务发现框架研究
张广胜, 蒋昌俊, 丁志军,
2006, 43(11):  1886-1894. 
摘要 ( 503 )   HTML ( 0)   PDF (1047KB) ( 511 )  
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现有的主流服务发现方法不支持模糊逻辑推理,无法处理软计算语义,从而缺乏灵活性.为了弥补人类可理解的软计算逻辑和机器能够识别的硬逻辑的差异,提出了面向服务基于模糊Petri网的Multi-Agent服务发现框架.为支持这一框架,设计了一种模糊Petri网服务描述语言,其主要特点是变迁表示一个服务或者请求;变迁的输入库所表示服务执行前应满足的条件,变迁的输出库所表示只有在所需条件满足的情况下服务才能成功执行.变迁相关的CF值(certainty factor value)表示服务消费者对Agent所提供服务的置信度.其次,提出了支持软计算语义的松弛匹配机制,并且给出了模糊松弛匹配算法;借助于本体库(类库),通过计算命题的真实度,在不精确模糊信息情况下,可以实现服务和请求的模糊松弛匹配.
一种支持最终用户探索式组合服务的方法
韩燕波, 王洪翠, 王建武, 闫淑英, 张 程,
2006, 43(11):  1895-1903. 
摘要 ( 363 )   HTML ( 0)   PDF (888KB) ( 572 )  
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服务组合是构建面向服务、松耦合、高适应性的应用系统的主要途径.现行服务组合技术大多只适于构造需求明确、业务流程可预先定义的情况.然而,现实中存在大量需要边执行边探索、“摸着石头过河”式的问题求解形式.针对这类需求,结合网络化科研协作中的实际问题,提出一种最终用户可探索式服务组合的方法,重点讨论了探索式服务组合编程模型、服务推荐等关键问题.此外,从使用者角度对所提出的组合方法及其实现机制给予了定性分析和评价.
一种面向组播的双向身份鉴别与授权协议
李肖坚 赵沁平
2006, 43(11):  1904-1913. 
摘要 ( 368 )   HTML ( 1)   PDF (692KB) ( 434 )  
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提出一种基于组播的逻辑心跳时钟以及一种基于跳变秘密的挑战-回应身份鉴别,作为协议的关键,并将逻辑时钟结合到消息的独立双重随机值链.据此,主体的秘密、授权以及消息是一次性有效的;消息是上下文敏感的.形式化分析及实验结果表明,该协议能够完成身份的双向鉴别和授权,能够鉴别成员未经声明就脱离组、抵抗轮内延时或偏向重放以及中间人攻击.
一种面向电子邮件的不可否认协议及其形式化分析
彭红艳, 李肖坚, 夏春和, 邓剑锋, 周小发,
2006, 43(11):  1914-1919. 
摘要 ( 525 )   HTML ( 0)   PDF (392KB) ( 598 )  
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不同应用环境下不可否认协议的目标是不同的,面向电子邮件的不可否认协议目标有:双方不可否认;公平;协议能抵御常见的篡改和重放攻击;减少对可信第三方的信赖程度,保证邮件机密性;尽可能减少协议交互次数.提出一种面向电子邮件的不可否认协议,以解决已有协议存在的不公平、机密性保护不好和协议交互次数多的问题.形式化分析的结果表明,提出的协议能完成收发双方的不可否认以及不可否认协议所要达成的公平性和证据有效性.
基于弱信号检测理论的离散小波变换域数字水印盲检测算法
孙中伟, 冯登国, 武传坤,
2006, 43(11):  1920-1926. 
摘要 ( 455 )   HTML ( 0)   PDF (571KB) ( 505 )  
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水印检测是数字水印技术的一个关键步骤,但是目前所提出的绝大多数水印检测算法既不具备赖以支撑的理论基础,其检测性能也不是优化的.利用数字水印的不可感知特性,应用弱信号检测理论进行水印检测的研究.首先从图像小波变换系数的统计特性出发,利用广义高斯分布(GGD)来建立小波细节子带系数的统计分布模型;然后针对水印嵌入强度未知的情况,将水印检测问题转化为非高斯噪声中具有未知参数的确定性信号的检测,在弱信号条件下提出一种离散小波变换(DWT)域图像水印的优化盲检测算法.检测性能分析表明,该检测算法能够实现恒虚警率水印检测.实验结果验证了检测性能理论分析的有效性和实际性能的优越性.
移动Ad Hoc网络中针对拥塞的RoQ DDoS攻击及其防御
任 伟, 刘腾红, 金 海,
2006, 43(11):  1927-1932. 
摘要 ( 351 )   HTML ( 1)   PDF (759KB) ( 553 )  
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根据网络容量理论,移动Ad Hoc网络中存在针对拥塞的RoQ分布式拒绝服务攻击,其攻击模式包括脉冲攻击、循环攻击、自消耗攻击和泛洪攻击.防御机制包括检测和响应,检测信号包括RTS/CTS包频率、信号干涉频率以及包重传次数,响应机制依靠ECN标记和通知.NS2模拟结果显示,复杂拓扑结构将更容易受到攻击,攻击节点的分散将加大攻击效果.脉冲攻击产生明显的吞吐率和延迟抖动,当同速率攻击流增加到5个时,受害流吞吐率下降到77.42%,延迟增加110倍.
基于单幅透视图像确定相机参数的几何方法
袁国栋 秦开怀 胡 伟
2006, 43(11):  1933-1938. 
摘要 ( 322 )   HTML ( 0)   PDF (684KB) ( 1179 )  
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提出一种求解相机内、外参数的几何方法.在不考虑相机镜头变形的前提下,首先根据空间平面上的单个矩形,从该矩形的两灭点透视图中,根据灭点间的几何关系,补出另外一个灭点的坐标;然后根据透视投影的灭点理论,计算出相机的相对位置;若已知矩形边的实际长度,可以恢复出相机在三维空间中的实际位置和矩形顶点的空间坐标;最后根据透视投影关系计算出相机的有效焦距.大量的模拟和真实实验表明,该方法简单、易于操作,具有标定精度高、鲁棒性强的优点.
一种脉冲噪声图像复原算法
刘 鹏 张 岩 毛志刚
2006, 43(11):  1939-1946. 
摘要 ( 346 )   HTML ( 0)   PDF (591KB) ( 517 )  
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针对被脉冲噪声污染的观测图像提出了一种基于自相似灰度校正的自适应图像复原算法.该算法首先用有选择的中值滤波器对脉冲噪声进行抑制,然后利用图像的自相似性对像素值进行校正以克服中值滤波器造成的图像局部区域像素相关性增加对图像复原处理产生的不利影响.用规整化方法进行图像复原处理,并且使用在灰度校正过程中得到的竞争因子对图像局部区域的统计量进行加权来产生规整化参数,并使其在迭代过程中自适应的更新.实验结果表明,该算法获得的复原图像具有良好的客观评价指标和主观视觉效果.
基于近似密度函数的医学图像聚类分析研究
宋余庆, 谢从华, 朱玉全, 李存华, 陈健美, 王立军,
2006, 43(11):  1947-1952. 
摘要 ( 435 )   HTML ( 1)   PDF (517KB) ( 612 )  
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针对医学图像数据难以用数学模型来表述和聚类的问题,提出一种基于近似密度函数的医学图像聚类分析方法.该方法采用核密度估计模型来构造近似密度函数,利用爬山策略来提取聚类模式.基于真实的人体腹部医学图像数据集的实验结果表明,该方法可以取得较好的聚类效果.
基于索引结构的高效运动视频检索
张 静 路 红 薛向阳
2006, 43(11):  1953-1958. 
摘要 ( 253 )   HTML ( 0)   PDF (1278KB) ( 493 )  
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视频片断检索是视频领域的研究热点,为了提高查询效率,利用高维索引结构Vector-Approximation File(VA-File)来组织视频子片段,并采用新的相似度模型和基于限定性滑动窗口的高效视频检索算法进行视频片段检索.提出的子片段的分割算法能够较好地区分运动的细节动作,且相似度模型充分考虑了对应子片段之间的视觉相似性以及时间顺序关系,因此对于运动视频的检索十分有效.实验证明,对于运动视频片段检索不仅具有较高的查询效率,而且能够得到较高的查全率和准确率.
一种考虑类别信息的音频特征提取方法
陈 刚 陈莘萌
2006, 43(11):  1959-1964. 
摘要 ( 358 )   HTML ( 1)   PDF (421KB) ( 528 )  
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提出了一种利用训练数据的类别信息改善分类效果的音频特征提取方法.与传统的利用独立分量分析进行特征提取的方法相比,在计算训练向量空间的基函数组时,特征向量各分量之间的互信息不是直接在全体训练向量上计算的,而是分别在各个不同类的训练向量上计算,然后求其统计平均值.实验结果表明,用这种方法得到的基函数组,能够进一步减小同一类音频的特征向量各分量之间的互信息,从而提高分类的成功率.
中文Linux输入法引擎标准研究
谢 谦, 姜 力, 吴 健, 孙玉芳,
2006, 43(11):  1965-1971. 
摘要 ( 547 )   HTML ( 2)   PDF (547KB) ( 490 )  
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Linux系统的输入法存在多种框架和实现,以往的标准化努力没有给出令人满意的结果,输入法引擎(IME)接口标准化采用了新的路线,有助于开发可适用于不同框架的IME.在总结归纳现有输入法框架基础上,分析了对IME接口进行标准化的基本原理,详细说明了IME接口标准的重要特性和设计原则;相关的实体被划分到4个部分,使用时序图对不同部分的交互进行了细致的分析.标准的可行性需要IME示例实现进行证明,针对覆盖标准不同方面的3个示例实现给出了简要说明,其设计和实践可供开发符合标准的IME时参考.最后,对该标准的应用前景和进一步研究方向做出了展望.
基于AVC/AVS标准高效运动估计硬件结构设计
邓 磊, 高 文, 胡铭曾, 季振洲,
2006, 43(11):  1972-1979. 
摘要 ( 368 )   HTML ( 0)   PDF (874KB) ( 493 )  
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在新一代高性能视频编码标准AVC和AVS中,为提高编码效率,运动估计采用了变尺寸块搜索、多参考帧、运动向量预测等新技术.这些技术成倍地增加了运动估计的计算复杂度.为满足运动估计高计算量需求,一个高效变尺寸块运动估计(VBSME)硬件结构被提出来.该结构采用两个时钟,慢速时钟用于I/O部件,快速时钟用于核心计算部件.并且采用细粒度级流水线实现方式,提高时钟频率和计算部件的流水线效率.针对图像尺寸为720×576的视频,在65×65搜索窗下,该结构最高每秒可以编码71幅图像.
一种具有QoS特性的同时多线程处理器取指策略
何立强, 刘志勇,
2006, 43(11):  1980-1984. 
摘要 ( 338 )   HTML ( 0)   PDF (323KB) ( 547 )  
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同时多线程处理器通过每时钟周期从多个运行的线程取指令执行,从而极大地提高了处理器的性能.建议了一种具有QoS特性的同时多线程处理器取指策略,并讨论了其在QoS管理方面的问题.该策略的核心思想是利用线程的优先级和流速来同时控制线程的取指过程,从而满足线程在执行速度上的QoS需求.与传统的基于纯优先级的取指策略相比,该策略不但具有QoS特性,同时还可以更加有效地分配取指带宽,从而能获得更高的处理器性能.该策略的物理实现非常简单.模拟实验的结果表明,该策略在提供QoS支持的基础上,可以在传统的基于优先级的取指策略ICOUNT的基础上提高15%的系统性能.
基于操作系统调用的容错计算机系统同步技术研究
熊庭刚, 马 中, 袁由光,
2006, 43(11):  1985-1992. 
摘要 ( 451 )   HTML ( 2)   PDF (537KB) ( 520 )  
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同步是实现基于表决的容错计算机系统的关键过程.现有的采用基于硬件或应用软件同步技术的系统存在设计和制造困难、兼容性差和难以使用等问题.提出了一种基于操作系统调用的同步机制;描述了其同步算法;介绍了在Linux操作系统上的实现.该同步机制对应用程序完全透明,同步点无需人工设置,同步算法由软件和硬件结合的方式实现.实验结果表明该同步机制是可行的,较好地达到了系统易设计和好使用的目标.
基于流形特征的镜头边界检测后处理算法
王 贝 杨林军 路 红 薛向阳
2006, 43(11):  1993-1998. 
摘要 ( 350 )   HTML ( 0)   PDF (592KB) ( 561 )  
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镜头是视频分析和检索的基础,为了有效检测镜头边界,并对镜头边界进行分类,提出一种新的镜头边界描述子:镜头边界流形.视频流可以看做一个高维空间,镜头边界流形是隐含在该空间中的局部结构,它能够有效区分镜头边界和非镜头边界,以及区分不同类型的镜头边界.采用这种特征,提出一种后处理算法,一方面去除预检测镜头边界的虚警,另一方面将真正的镜头边界分类.实验结果证实了镜头边界流行的有效性以及后处理算法的优异性能.
模态逻辑公理的粗糙真语义分析
闫 林 张聪品
2006, 43(11):  1999-2004. 
摘要 ( 535 )   HTML ( 0)   PDF (431KB) ( 531 )  
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粗糙真是Pawlak粗糙逻辑的5个逻辑值之一,介于真与假之间.通过对论域U\+n上所有近似空间相互关系的讨论,构造了一类代数结构——格,这类格形成了特殊的克里普克语义模型.其目的就是要在这种模型中,对模态逻辑形式推理系统的公理进行语义分析.这种分析不限于真与假的二值讨论,而主要对粗糙真进行重点研究.最终的结果表明模态逻辑形式系统的公理在这类特殊语义模型中基本都粗糙真有效.从而也得到了利用某些公理进行粗糙真形式推理的可靠性.
高维数据流聚类及其演化分析研究
周晓云 孙志挥 张柏礼 杨宜东
2006, 43(11):  2005-2011. 
摘要 ( 404 )   HTML ( 0)   PDF (553KB) ( 638 )  
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基于数据流数据的聚类分析算法已成为研究的热点.提出一种基于子空间的高维数据流聚类及演化分析算法CAStream,该算法对数据空间进行网格化,采用近似的方法记录网格单元的统计信息,并将潜在密集网格单元快照以改进的金字塔时间结构进行存储,最后采用深度优先搜索方法进行聚类及其演化分析. CAStream能够有效处理高维数据流,并能发现任意形状分布的聚类.基于真实数据集与仿真数据集的实验表明,算法具有良好的适用性和有效性.
面向对象XML数据库的逻辑基础
张晓琳, 王国仁, 刘辉林,
2006, 43(11):  2012-2019. 
摘要 ( 275 )   HTML ( 0)   PDF (635KB) ( 449 )  
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XML正在成为Internet上数据描述和交换的标准.面向对象的方法具有很强的建模能力,例如继承、非单调继承、多态性、复杂数据结构等.将面向对象的特征引入到XML中,可以提高XML语言的建模能力.用继承扩展XML的模式语言DTD支持元素继承、非单调多重继承、重载、阻断、多态和冲突处理机制. XML-RL是基于高级数据模型的以规则为基础的XML查询语言,用面向对象的特征扩展XML-RL支持多态元素、包含元素.系统地给出面向对象的XML数据库的基于逻辑的语法和语义.
一种基于抽象解释和通用单调数据流框架的值范围分析方法
姬孟洛 王怀民 李梦君 董 威 齐治昌
2006, 43(11):  2020-2026. 
摘要 ( 377 )   HTML ( 0)   PDF (588KB) ( 592 )  
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安全而又精确的值范围分析对编译器优化至关重要.系统地提出了一个基于抽象解释和通用单调数据流框架的值范围分析框架,包括精确的定义、分析和完整的正确性证明.与一般的值范围分析方法不同,该框架不仅包括抽象解释,还包括与之对应的具体解释,以及相应的正确性证明.
基于服务质量需求的存储系统动态优先权调度策略
李 中, 王 刚, 刘 NFDAA,
2006, 43(11):  2027-2032. 
摘要 ( 327 )   HTML ( 0)   PDF (563KB) ( 456 )  
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多媒体应用要求存储系统提供保证服务质量的数据访问服务,响应时间超过延迟上限的访问请求必须小于一定的比例.基于服务质量需求的动态优先权调度策略(QADPS)根据多媒体应用接受存储系统服务的历史信息,计算多媒体应用的服务质量失败距离;并为失败距离较小的多媒体应用分配较高的调度优先权.QADPS根据多媒体应用的不同服务质量需求,实现了有差别的调度:多媒体应用的服务质量需求越严格,它的访问请求被调度的机会越高. QADPS能够在保证服务质量的前提下,支持更多的并发多媒体应用.