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ISSN 1000-1239 CN 11-1777/TP

当期目录

2005年 第42卷 第2期    出版日期:2005-02-15
论文
体育训练三维人体运动模拟与视频分析系统
王兆其 张勇东 夏时洪
2005, 42(2):  . 
摘要 ( 611 )   PDF (425KB) ( 960 )  
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在运动训练中引入数字图形图像技术,研制面向体育训练的三维人体运动仿真与视频分析系统,为我国体育健儿备战2008年奥运会提供强大的科技保证.首先介绍了研制系统的背景与意义,然后从视频分析与三维运动模拟两个方面概述了系统所具有的关键功能,最后较为详细地阐述了为实现这些功能所需要解决的关键问题及解决方法,包括视频运动人体提取与跟踪、三维人体运动模拟与仿真等.
一种基于MDP的快速公开密钥数字签名算法
郑建德
2005, 42(2):  . 
摘要 ( 278 )   PDF (331KB) ( 477 )  
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基于Z\-n上的矩阵对角化问题(MDP)能够建立一种新的公开密钥数字签名算法,当n取为一个RSA模数时,其安全性依赖于因素分解问题(IFP)的难度或联立求解Rabin方程与Ong-Schnorr-Shamir方程的复杂性. 该算法的重要特点之一是不涉及大指数乘方运算,完成一个签名的主要运算量是少数几个取模整数乘(除)法,其中必须在线完成的仅为4个,效率远远高于其他依赖大指数乘方运算的数字签名算法,是公开密钥数字签名技术的一个重要突破.该算法还能够直接以用户身份构造其公钥,可以减小为实现用户身份与用户公钥之间的映射所付出的代价.
最大绝对误差结合微遗传算法优化径向基概率神经网络
赵温波, 王立明, 黄德双,
2005, 42(2):  179-187. 
摘要 ( 335 )   HTML ( 0)   PDF (572KB) ( 500 )  
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使用最大绝对误差算法(MAEA)优选径向基概率神经网络(RBPNN)隐中心矢量,将MAEA与求解RBPNN最优核函数控制参数的微遗传算法(μGA)相结合(MAE-μGA)来共同实现RBPNN的全结构优化.实验结果显示,对比其他几种算法,MAE-μGA优化后的RBPNN结构最简,而且在推广能力方面略好于其他几种优化方法.另外,MAE-μGA对径向基函数网络也有很好的适用性.
基于自组织的鲁棒非线性维数约减算法
侯越先 丁 峥 何丕廉
2005, 42(2):  188-195. 
摘要 ( 413 )   HTML ( 0)   PDF (575KB) ( 412 )  
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现有的非线性维数约减算法需要求解大尺度特征值问题.由于特征值问题至少二次的计算复杂性,这类算法在大样本集上的应用较受限制.此外,现有算法的全局优化机制对于噪声较为敏感,且需要考虑“病态矩阵”的计算精度问题.提出时间复杂性为O(NlogN)的自组织非线性维数约减算法SIE. SIE的主要计算过程是局域的,可提高算法抗噪性、回避病态矩阵的计算精度问题.仿真表明,对于无噪数据和含噪数据,SIE均可获得优化或近似优化的重构质量.
基于后验概率的支持向量机
吴高巍, 陶 卿, 王 珏,
2005, 42(2):  196-202. 
摘要 ( 712 )   HTML ( 0)   PDF (427KB) ( 591 )  
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在支持向量机(support vector machines,SVM)中,训练样本总是具有明确的类别信息,而对于一些不确定性问题并不恰当.受贝叶斯决策规则的启发,利用样本的后验概率来表示这种不确定性.将贝叶斯决策规则与SVM相结合,建立后验概率支持向量机(posteriori probability support vector machine,PPSVM)的体系框架.并详细讨论线性可分性、间隔、最优超平面以及软间隔算法,得到了一个新的优化问题,同时给出了一个支持向量的新定义.实际上, 后验概率支持向量机是建立于统计学习理论(statistical learning theory)基础之上,是标准SVM的扩展.针对数据,还提出了一个确定后验概率的经验性方法.实验也证明了后验概率支持向量机的合理性、有效性.
一种基于角色跟踪的群体Agent再励学习算法
张双民 石纯一
2005, 42(2):  203-209. 
摘要 ( 357 )   HTML ( 0)   PDF (371KB) ( 479 )  
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在多Agent系统中,通过学习可以使Agent不断增加和强化已有的知识与能力,并选择合理的动作最大化自己的利益.但目前有关Agent学习大都限于单Agent模式,或仅考虑Agent个体之间的对抗,没有考虑Agent的群体对抗,没有考虑Agent在团队中的角色,完全依赖对效用的感知来判断对手的策略,导致算法的收敛速度不高.因此,将单Agent学习推广到在非通信群体对抗环境下的群体Agent学习.考虑不同学习问题的特殊性,在学习模型中加入了角色属性,提出一种基于角色跟踪的群体Agent再励学习算法,并进行了实验分析.在学习过程中动态跟踪对手角色,并根据对手角色与其行为的匹配度动态决定学习速率,利用minmax-Q算法修正每个状态的效用值,最终加快学习的收敛速度,从而改进了Bowling和Littman等人的工作.
一种增强的局部异常挖掘方法
蒋盛益, 李庆华, 王 卉, 孟中楼,
2005, 42(2):  210-216. 
摘要 ( 506 )   HTML ( 0)   PDF (464KB) ( 564 )  
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异常检测在许多领域有重要应用.在提出度量具有混合属性的对象间差异性方法的基础上,将加权幂平均引入数据挖掘,提出一种基于最近邻的异常检测方法,这种方法采用广义局部异常因子GLOF度量对象的异常程度,不需要阈值或数据集中异常数据个数的先验知识.理论分析表明,GLOF具有好的性质.实验表明:①对象间差异性定义适合于混合属性的数据集;②GLOF比LOF,CBLOF,RNN更准确地刻画了局部异常;③“Bσ”准则简单但切实可行.
SFP-Max——基于排序FP-树的最大频繁模式挖掘算法
秦亮曦, 史忠植,
2005, 42(2):  217-223. 
摘要 ( 603 )   HTML ( 3)   PDF (445KB) ( 593 )  
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FP-growth算法是目前较高效的频繁模式挖掘算法之一,但将它用于最大频繁模式挖掘时却不能获得较高的效率.深入分析了造成低效的原因,提出了利用排序FP-树挖掘最大频繁模式的算法SFP-Max. 算法的主要思想如下:①基于排序FP-树;②利用最大频繁模式的性质,减小产生的候选最大模式的规模;③设置中间结果集,缩小检验的范围,从而减少检验候选最大模式的时间.实验表明,SFP-Max是一个高效的最大频繁模式的挖掘算法,对于测试的数据集,SFP-Max的性能多数情况下都优于MAFIA算法.
人工神经网络知识增殖性分析
黄 华 罗四维 刘蕴辉 李爱军
2005, 42(2):  224-229. 
摘要 ( 437 )   HTML ( 0)   PDF (292KB) ( 468 )  
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人工神经网络的知识增殖能力是该领域的热点和难点问题,具有重要的理论和实践意义.对人工神经网络的知识增殖性问题进行了较深入的探讨,从网络推广能力的角度分析了具有知识增殖能力的神经网络系统的结构设计问题,指出将多个网络个体结合在一起是实现人工神经网络增殖学习的重要方法,网络的自治能力在此具有重要的意义.利用具有自治能力的神经网络构建的网络群体中,网络个体无需改变而整体具有增殖学习能力,实验结果表明了该方案的可行性.
基于图论的频繁模式挖掘
汪 卫 周皓峰 袁晴晴 楼宇波 施伯乐
2005, 42(2):  230-235. 
摘要 ( 633 )   HTML ( 0)   PDF (344KB) ( 1202 )  
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对图数据频繁模式的挖掘是近年的研究热点.选择了惟一标号图进行分析,结合图论和频集生成的算法,提出了基于Aproiri思想、运用矩阵乘法的AMGM算法和基于SFP树的SFP算法.它们可有效地挖掘简单图中连通频繁子图.实验表明,这两个算法是十分有效的,其中SFP算法的性能优于AMGM.该算法还被运用于发现Web上的权威页面和社团,具有良好的效果.
大规模复杂场景的可见性问题研究
普建涛 查红彬
2005, 42(2):  236-246. 
摘要 ( 428 )   HTML ( 1)   PDF (575KB) ( 817 )  
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大规模复杂场景的快速绘制技术是虚拟现实、实时仿真以及三维交互设计等许多重要应用的底层支撑技术,也是诸多研究领域面临的一个基本问题.作为其中一个技术解决手段,可见性问题在近年来得到了高度重视并取得了一系列研究成果.通过对相关可见性算法进行分析与总结,阐述了可见性问题的研究内容,提出了方法的优劣判别标准,给出了可见性判断算法所应包含的基本组成部分和步骤,最后指出未来仍然需要重点研究的若干关键问题.
小波分形插值应用于遥感图像处理
张 灿, 凃国防, 刘笑宙,
2005, 42(2):  247-251. 
摘要 ( 550 )   HTML ( 0)   PDF (376KB) ( 669 )  
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鉴于自然物体图像具有分形特征,提出了小波分形插值应用于遥感图像处理的新方法.这种小波分形插值方法利用小波变换系数中低分辨率频带中的高频分量相似高分辨率频带中的高频分量的特点.将遥感图像在小波变换的基础上用分形做相似变换,进而通过反变换得到比原图像分辨率高的插值图像.实验证明,小波分形插值方法比现有的双线性插值、三次方B样条插值方法具有更好的性能.
使用特殊复合距离的选播路由算法
张 丽, 贾维嘉, 严 伟, 李晓明,
2005, 42(2):  252-258. 
摘要 ( 319 )   HTML ( 0)   PDF (374KB) ( 407 )  
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选播成员都是等价的服务器,服务数据的服务质量比作为请求的选播数据报更为重要.使用特殊复合距离的选播路由算法(ASCD)使用跳数、逆向传输延迟、逆向可用带宽以及服务器负载合成的距离来选择路径.不同于其他算法,ASCD使用度量在路径逆向上的值,即从选播数据报目标节点(服务器)到选播数据报源节点(客户)方向,而不是常规从选播数据报的源节点到目的节点方向. ASCD定位的路径和选播成员使选播数据报请求的服务数据能够得到更多路径资源. ASCD还能够在一定程度上平衡服务器负载.
LEO/MEO双层卫星网络的性能分析
吴凤鸽, 孙富春, 孙增圻, 余 珂, 李 磊,
2005, 42(2):  259-265. 
摘要 ( 555 )   HTML ( 0)   PDF (437KB) ( 802 )  
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基于模型方法和软件仿真方法,对一种低轨/中轨(LEO/MEO)双层卫星网络进行了性能分析.首先建立了双层卫星网络的广义随机Petri网(GSPN)模型,通过对模型进行分析和合理简化, 采用SPNP4.0软件进行了网络性能分析.然后, 将分析的结果与采用OPNET软件对LEO/MEO双层卫星网络模拟的结果进行比较, 验证了模型分析方法的正确性, 同时得到了一些新的结论.
基于无线TCP的簇生丢失重传协议
孙芳蕾 曾 平
2005, 42(2):  266-272. 
摘要 ( 432 )   HTML ( 0)   PDF (426KB) ( 404 )  
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为提高TCP在无线网络中的传输性能,提出一种局部数据链路层重传协议,簇生丢失重传协议CLRP(Clustered-Loss Retransmission Protocol).针对无线链路上突发丢失性强、分组丢失率高的特点,CLRP协议与移动主机端TCP相结合,一方面为重发提供明确的分组丢失种类和高效的无线多分组丢失信息;另一方面提出了更为完善的无线丢失重发控制机制.此外,本协议无需对固定主机端TCP做任何改动.
ANLMCC——一种基于主动网的分层多播拥塞控制方案
叶晓国 姜爱全 吴家皋
2005, 42(2):  273-279. 
摘要 ( 394 )   HTML ( 1366)   PDF (399KB) ( 416 )  
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多媒体多播应用在Internet上的广泛部署对多播拥塞控制提出了要求.分层多播是适应网络异构性较有效的方案.针对现有分层多播大多存在拥塞响应延时大、吞吐率抖动剧烈和不满足TCP友好的问题,提出一种新的基于主动网的分层多播拥塞控制方案(ANLMCC),利用主动网灵活的服务定制能力,采用主动标记分层、优先级分层过滤,以及主动节点间逐跳的交互信令机制,大大改进了分层多播的性能.仿真实验表明,ANLMCC具有较快的拥塞响应速度、较好的稳定性和TCP友好的优点.
算法复杂性平滑分析的研究进展与展望
杨智应, 朱 洪, 雷向欣,
2005, 42(2):  286-293. 
摘要 ( 681 )   HTML ( 1)   PDF (467KB) ( 729 )  
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有很多算法其最坏情况复杂性很坏(甚至是指数阶的), 但在实际应用中却很有效. 其中一个典型代表就是求解线性规划问题的单纯形算法. 最近, Spielman和Teng提出了算法的平滑复杂性概念及算法复杂性平滑分析方法, 对上述矛盾给出了合理的解释, 在理论计算机科学界引起了极大的关注.为此,做了以下工作:介绍算法复杂性平滑分析的基本概念;介绍两年多来算法复杂性平滑分析主要的研究进展; 从实际应用出发提出一个更合乎算法复杂性平滑分析思想的随机扰动模型(简称TSSP模型),克服“Partial Permutation”随机扰动模型的不足, 并证明在TSSP模型下快速排序算法的时间平滑复杂性为O(2/λn×log\-2(n)), 其中λ是随机扰动幅度大小.最后,对算法复杂性平滑分析的研究提出了展望.
中国邮递员问题的动态规划算法研究
费 蓉 崔杜武
2005, 42(2):  294-299. 
摘要 ( 1194 )   HTML ( 3)   PDF (307KB) ( 2198 )  
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在动态规划的决策过程思想基础上,针对无向中国邮递员问题,提出了一个新的搜索算法CPDPA(Chinese postman decision process algorithm),首次实现了中国邮递员问题的动态规划求解.针对中国邮递员问题不能直接应用于决策思想,提出了弧点转换算法CEPA(convert edge to point algorithm),建立了该问题适用于决策的模型.进而针对这一模型,提出了多阶段决策过程模型转换算法MDPMCA(multistep decision process model convert algorithm),转换所得模型符合多阶段决策过程需求,可用CPDPA算法求解中国邮递员问题.对每一算法都给出了其网络应用实例.对算法的正确性和理论性做出了证明,并对最优性原理在中国邮递员问题上做了一定扩展.
UML活动图描述工作流模型的执行语义
赵志崑, 盛秋戬, 史忠植,
2005, 42(2):  300-307. 
摘要 ( 416 )   HTML ( 1)   PDF (426KB) ( 467 )  
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UML是软件工程中广泛应用的建模语言,但其主要问题是缺少严格的形式化语义,因而描述的模型容易产生歧义.根据UML活动图的语法和工作流系统的特点,为UML活动图定义了一种执行语义.基于时间转变系统模型,将工作流系统的执行描述为时间转变和数据转变两个交替进行的过程.时间转变描述时间的前进,数据转变修改工作流案例的状态,这种语义比层次状态图具有更强的描述并行的能力,比Petri网和进程代数更适合描述工作流模型.
Web数据集成系统基于QC模型的物化视图选择
高 军 唐世渭 杨冬青 王腾蛟
2005, 42(2):  308-314. 
摘要 ( 393 )   HTML ( 1)   PDF (370KB) ( 442 )  
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在Web数据集成系统中,物化视图能够有效地减少网络传输代价,提高系统的查询效率.如何选择查询进行物化,使得选中的查询满足集成层的空间限制,同时获取最大物化收益,成为集成系统中一个迫切需要解决的问题.传统方法没有考虑到海量XML查询之间的包含关系,其选择的物化视图中可能包含冗余的信息.针对上述问题,提出了①Web数据集成系统中海量查询集合的QC(query containment)模型,该模型能够捕捉查询之间最常见的包含关系;②基于QC模型的物化视图选择算法,算法考虑了物化视图选择相关的主要因素,包括查询提交的频率、空间代价、查询重写能力和查询结果的完备性,提出了查询位图的物化视图组织方式,从而获取更加合理的物化视图选择方案.实验结果证明了该方法的有效性.
基于软件容错的动态实时调度算法
韩建军, 李庆华, Abbas A.Essa,
2005, 42(2):  315-321. 
摘要 ( 461 )   HTML ( 0)   PDF (411KB) ( 527 )  
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在硬实时系统中,由于任务超时完成将会导致灾难性后果,因而硬实时系统具有严格的时间及可靠性限制条件.目前实时容错调度算法大部分针对硬件的容错,很少考虑软件运行的故障.提出了一种类似EDF基于软件容错的动态实时调度算法EBPA(expectation-based probing algorithm),该算法在任务执行过程中通过基于期望值的若干试探性检测步骤,提高了任务可执行性的预测,尽可能避免了任务早期的错误对后续任务的影响,因此提高了任务的完成率并同时有效地减少了浪费的CPU时间片.通过实验测试,同目前所知的同类算法相比,具有更佳的调度性能-调度成本比.
操作系统安全结构框架中应用类通信安全模型的研究
郑志蓉 蔡 谊 沈昌祥
2005, 42(2):  322-328. 
摘要 ( 410 )   HTML ( 0)   PDF (436KB) ( 447 )  
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经典的BLP模型是解决保密性问题的理论基础,Biba模型是一种简明易实现的完整性模型.在应用系统中数据的共享和安全是一对矛盾.在将应用系统抽象为应用类的基础上,引入完整性规则集代表信息的可信度,结合BLP模型和Biba模型构造了一种应用类通信的安全模型,并给出了模型的形式化描述和正确性证明.应用类通信安全模型不仅解决了保密性问题,而且解决了完整性问题.以支持B/S文电传输应用系统的安全为例,给出了在操作系统中实现应用类通信安全模型的方法,分析了模型实现的有效性.
二进制翻译中的标志位优化技术
马湘宁 武成岗 唐 锋 冯晓兵 张兆庆
2005, 42(2):  329-337. 
摘要 ( 451 )   HTML ( 0)   PDF (455KB) ( 485 )  
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在二进制翻译技术中,如何有效降低对源指令集体系结构标志位的模拟开销是一个值得研究的课题.分别针对二进制翻译中的解释执行和动态翻译,提出了相应的标志位模拟优化算法,能够有效地减少翻译生成的目标代码数量,提高目标代码性能.经过大量测试验证,在应用该标志位模拟优化算法后,Digital Bridge系统翻译生成的目标代码量是源体系结构目标代码量的120%,而没有应用该优化算法时该比例是250%,作为对比系统UQDBT系统的比例是150%.
SAN中的分布式锁机制
姚念民 舒继武 郑纬民
2005, 42(2):  338-343. 
摘要 ( 523 )   HTML ( 2)   PDF (290KB) ( 483 )  
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总结了当今关于在SAN中的互斥机制的研究,认为将互斥信息完全分布到共享设备和各个互斥节点上是其未来的发展方向.现存的一个分布式锁机制使用双链表组织SAN中的各节点,因此具有节点间传递消息效率低的缺点.为此提出了一种网状结构,并给出了它的相关算法和容错设计以及性能分析.通过模拟实验证实了使用网状结构来组织节点可以大大提高消息传递的效率.网状结构也可以应用于其他需要广播消息但又信息分布的应用中.