ISSN 
2015年 第44卷 第2期
2015, 44(2): 163-171.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.001
摘要:
人类日常的出行行为受到多种因素的制约和影响。本文通过两组手机用户上报的位置信息分析人类签到行为的空间规律特征,着重分析了访问地点数、平均跳转距离、回转半径和最常访问地点等因素对签到行为的可预测性的影响。研究表明签到行为具有一定的记忆性,用户访问的地点数、对最常访问地点的访问规律是影响可预测性和规律性的主要因素,用户的活动范围和平均跳转距离对可预测性的影响则微弱得多。
人类日常的出行行为受到多种因素的制约和影响。本文通过两组手机用户上报的位置信息分析人类签到行为的空间规律特征,着重分析了访问地点数、平均跳转距离、回转半径和最常访问地点等因素对签到行为的可预测性的影响。研究表明签到行为具有一定的记忆性,用户访问的地点数、对最常访问地点的访问规律是影响可预测性和规律性的主要因素,用户的活动范围和平均跳转距离对可预测性的影响则微弱得多。
2015, 44(2): 172-177.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.002
摘要:
针对社交网络上信息与行为的交互作用与协同传播的特点,建立了基于信息驱动的行为传播模型。该模型综合反映了社交网络上信息与行为传播的交互性,以及信息传播的记忆性、时效性与社会加强效果等多种因素对传播的影响。研究发现,信息的时效性、社会加强效果、信息的转播率等模型参量,以及源节点的度与核数、节点的度及与源节点距离等网络参量,都在一定程度上影响行为传播的速度和范围,但各参量在不同环境下发挥不同的作用。
针对社交网络上信息与行为的交互作用与协同传播的特点,建立了基于信息驱动的行为传播模型。该模型综合反映了社交网络上信息与行为传播的交互性,以及信息传播的记忆性、时效性与社会加强效果等多种因素对传播的影响。研究发现,信息的时效性、社会加强效果、信息的转播率等模型参量,以及源节点的度与核数、节点的度及与源节点距离等网络参量,都在一定程度上影响行为传播的速度和范围,但各参量在不同环境下发挥不同的作用。
2015, 44(2): 178-182.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.003
摘要:
根据国际贸易网络的特点,提出基于该网络的靴襻渗流基本模型,模拟危机传播的级联过程。进而得到两个一般模型:比例模型和GDP模型。接着探究危机具体传播过程,根据影响方式不同,将受影响的国家进行分类。模拟结果表明,大部分源国家的危机传播范围随阈值Ω呈现出相变现象,比较各源国家相变现象的Ω值大小可得到相应的危机影响力。针对给定参数Ω,探讨模型的具体传播过程和影响程度。结果反映出模型的合理性,为危机传播预测和过程探讨提供参考。
根据国际贸易网络的特点,提出基于该网络的靴襻渗流基本模型,模拟危机传播的级联过程。进而得到两个一般模型:比例模型和GDP模型。接着探究危机具体传播过程,根据影响方式不同,将受影响的国家进行分类。模拟结果表明,大部分源国家的危机传播范围随阈值Ω呈现出相变现象,比较各源国家相变现象的Ω值大小可得到相应的危机影响力。针对给定参数Ω,探讨模型的具体传播过程和影响程度。结果反映出模型的合理性,为危机传播预测和过程探讨提供参考。
2015, 44(2): 183-189.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.004
摘要:
典型基于遗传算法的认知无线电(CR)引擎多采用加权法将多个优化目标转换为单目标进行处理,这容易漏掉最优解且引擎效率较低。针对该问题提出了一种带疫苗注入的自适应多目标免疫遗传算法(VAMIGA)。通过在CR问题中与强度Pareto进化算法(SPEA2)仿真对比,VAMIGA决策结果降低了2%~15%的发射功率,提高了6%~8%的调制指数,降低了6%~36%的误比特率。由此可见该算法能更有效地解决多目标优化和不同环境下的CR波形设计问题。
典型基于遗传算法的认知无线电(CR)引擎多采用加权法将多个优化目标转换为单目标进行处理,这容易漏掉最优解且引擎效率较低。针对该问题提出了一种带疫苗注入的自适应多目标免疫遗传算法(VAMIGA)。通过在CR问题中与强度Pareto进化算法(SPEA2)仿真对比,VAMIGA决策结果降低了2%~15%的发射功率,提高了6%~8%的调制指数,降低了6%~36%的误比特率。由此可见该算法能更有效地解决多目标优化和不同环境下的CR波形设计问题。
2015, 44(2): 190-194.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.005
摘要:
该文通过IMD Sweet Spot解决高效功率放大器的线性问题,使功率放大器在保证一定线性指标时还保持了高效率。IMD Sweet Spot是由受偏置电压影响的小信号失真(弱非线性)和由器件的开启及饱和特性所决定的大信号失真(强非线性)相互作用的结果。通过改变偏置电压可以控制其弱非线性,从而控制IMD Sweet Spot的产生。寻求合适的偏置电压使得IMD Sweet Spot在增益开始压缩时产生,功率放大器可以有较高的效率,且线性较好。基于该原理设计的线性高效功放测试结果表明,在中心频率2.2 GHz处输出功率为37.1 dBm时,三阶交调失真分量(IMD3)和五阶交调失真分量(IMD5)均小于-30 dBc,此时漏极效率达到53.4%。
该文通过IMD Sweet Spot解决高效功率放大器的线性问题,使功率放大器在保证一定线性指标时还保持了高效率。IMD Sweet Spot是由受偏置电压影响的小信号失真(弱非线性)和由器件的开启及饱和特性所决定的大信号失真(强非线性)相互作用的结果。通过改变偏置电压可以控制其弱非线性,从而控制IMD Sweet Spot的产生。寻求合适的偏置电压使得IMD Sweet Spot在增益开始压缩时产生,功率放大器可以有较高的效率,且线性较好。基于该原理设计的线性高效功放测试结果表明,在中心频率2.2 GHz处输出功率为37.1 dBm时,三阶交调失真分量(IMD3)和五阶交调失真分量(IMD5)均小于-30 dBc,此时漏极效率达到53.4%。
2015, 44(2): 195-200.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.006
摘要:
为了节省无线传感器节点能耗,延长无线传感网络的生存周期,提出一种基于轮流作业策略的RPB无线传感网络链式节能路由协议。该协议基于PEGASIS链式协议并结合GAF协议进行改进。仿真结果显示,在保证有较高网络覆盖度的前提下,相较于传统的无线传感网络PEGASIS、LEACH和EEPB等路由协议,RPB协议在节能上更为突出,且在传感节点死亡超过总数的一半时,能实现节点在网络中较为均匀的分布。
为了节省无线传感器节点能耗,延长无线传感网络的生存周期,提出一种基于轮流作业策略的RPB无线传感网络链式节能路由协议。该协议基于PEGASIS链式协议并结合GAF协议进行改进。仿真结果显示,在保证有较高网络覆盖度的前提下,相较于传统的无线传感网络PEGASIS、LEACH和EEPB等路由协议,RPB协议在节能上更为突出,且在传感节点死亡超过总数的一半时,能实现节点在网络中较为均匀的分布。
2015, 44(2): 201-204.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.007
摘要:
基于信号子空间的ESPRIT算法不需要进行谱峰搜索,但是估计方差大于MUSIC算法。该文提出了一种基于广义特征向量的ESPRIT算法,利用信号子空间旋转不变关系矩阵的广义特征向量估计信号波达方向,得到了比基于广义特征值算法更准确的方向估计结果。该算法充分利用了信号子空间的旋转不变特性,通过利用信号子空间与阵列流形的关系进行波达方向估计,实验证明该算法能够在保持小计算量的优势下达到与MUSIC算法相近的性能。
基于信号子空间的ESPRIT算法不需要进行谱峰搜索,但是估计方差大于MUSIC算法。该文提出了一种基于广义特征向量的ESPRIT算法,利用信号子空间旋转不变关系矩阵的广义特征向量估计信号波达方向,得到了比基于广义特征值算法更准确的方向估计结果。该算法充分利用了信号子空间的旋转不变特性,通过利用信号子空间与阵列流形的关系进行波达方向估计,实验证明该算法能够在保持小计算量的优势下达到与MUSIC算法相近的性能。
2015, 44(2): 205-210.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.008
摘要:
基扩展是余数系统(RNS)在数字信号处理(DSP)系统中应用的关键问题之一。该文提出了一种新型基扩展算法,实现基为{2n-1,2n,2n+1}的余数系统到基为{22n-1,22n,22n+1}的余数系统的动态范围扩展。给出其VLSI实现结构,并基于{2n-1,2n,2n+1}的特性对该结构进行了优化,使该实现结构仅由普通二进制加法器和模加法器构成。基于单位门模型和ASIC的性能对比分析结果表明,在实现相同动态范围扩展时,该算法具有良好的VLSI实现性能。
基扩展是余数系统(RNS)在数字信号处理(DSP)系统中应用的关键问题之一。该文提出了一种新型基扩展算法,实现基为{2n-1,2n,2n+1}的余数系统到基为{22n-1,22n,22n+1}的余数系统的动态范围扩展。给出其VLSI实现结构,并基于{2n-1,2n,2n+1}的特性对该结构进行了优化,使该实现结构仅由普通二进制加法器和模加法器构成。基于单位门模型和ASIC的性能对比分析结果表明,在实现相同动态范围扩展时,该算法具有良好的VLSI实现性能。
2015, 44(2): 211-214.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.009
摘要:
在传统的独立成分分析方法中,没有考虑异常数据值对分离性能的影响。该文提出了一种基于影响函数的检测方法,通过该方法可以发现隐藏在观测数据中的异常成分。利用影响函数对数据进行投影分析,对混入脉冲噪声的观测信号进行盲源分离,从而实现对脉冲噪声的消除。实验仿真结果表明,该方法可以有效且可靠地检测出所观察信号中的异常数据。
在传统的独立成分分析方法中,没有考虑异常数据值对分离性能的影响。该文提出了一种基于影响函数的检测方法,通过该方法可以发现隐藏在观测数据中的异常成分。利用影响函数对数据进行投影分析,对混入脉冲噪声的观测信号进行盲源分离,从而实现对脉冲噪声的消除。实验仿真结果表明,该方法可以有效且可靠地检测出所观察信号中的异常数据。
2015, 44(2): 215-220.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.010
摘要:
网络编码允许网络中间节点对输入数据进行处理而非简单转发,提高了网络的吞吐量和鲁棒性,已经被证明能够达到网络最大流最小割限制。但网络节点的编码操作引发了额外的计算及资源开销。为此,该文提出了一种针对网络编码优化的改进量子进化算法IQEA-NC,以满足达到理论多播速率的情况下最小化网络的编码开销目的。IQEA-NC对传统量子进化算法进行了有效的改进,降低了算法搜索空间,增强了全局搜索能力,同时避免了陷入局部最优。仿真对比实验表明,同已有的量子进化算法及其他进化算法相比,该方法提高了优化性能,在准确性和收敛速度上都具有较大的优势。
网络编码允许网络中间节点对输入数据进行处理而非简单转发,提高了网络的吞吐量和鲁棒性,已经被证明能够达到网络最大流最小割限制。但网络节点的编码操作引发了额外的计算及资源开销。为此,该文提出了一种针对网络编码优化的改进量子进化算法IQEA-NC,以满足达到理论多播速率的情况下最小化网络的编码开销目的。IQEA-NC对传统量子进化算法进行了有效的改进,降低了算法搜索空间,增强了全局搜索能力,同时避免了陷入局部最优。仿真对比实验表明,同已有的量子进化算法及其他进化算法相比,该方法提高了优化性能,在准确性和收敛速度上都具有较大的优势。
2015, 44(2): 221-226.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.011
摘要:
延迟容忍网络节点之间的连接模式可以用Edge-Markovian模型描述,该模型优于传统的负指数模型。该文基于Edge-Markovian模型研究有限能量约束下two-hop算法的最优控制问题。为了降低能量消耗,采用概率two-hop算法,信息源在每个通信机会以一定概率决定是否发送信息,问题转化为选择合适的概率在满足能量约束的前提下最大化传输成功率。利用离散时间Markov过程对问题进行建模,并从理论上证明最优概率是阈值形式。仿真及数值结果证明了模型的有效性。
延迟容忍网络节点之间的连接模式可以用Edge-Markovian模型描述,该模型优于传统的负指数模型。该文基于Edge-Markovian模型研究有限能量约束下two-hop算法的最优控制问题。为了降低能量消耗,采用概率two-hop算法,信息源在每个通信机会以一定概率决定是否发送信息,问题转化为选择合适的概率在满足能量约束的前提下最大化传输成功率。利用离散时间Markov过程对问题进行建模,并从理论上证明最优概率是阈值形式。仿真及数值结果证明了模型的有效性。
2015, 44(2): 227-232.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.012
摘要:
提出一种单接口多信道的切换方法,它能够动态判定网络中的节点密度和服务信息流量。节点密度较大,且服务信息流量较大的节点划分为α模式;节点密度较大,但服务信息流量较小时划分为β模式;其余情况的节点划分为γ模式。根据不同模式的特点,采用不同的报文发送模式,并且给出3种模式之间的动态判定和切换方法。在OMNET++平台上,以SUMO为交通模拟器,选用Veins款开源的车辆间通信模拟仿真框架,对该切换方法进行仿真和性能评估。
提出一种单接口多信道的切换方法,它能够动态判定网络中的节点密度和服务信息流量。节点密度较大,且服务信息流量较大的节点划分为α模式;节点密度较大,但服务信息流量较小时划分为β模式;其余情况的节点划分为γ模式。根据不同模式的特点,采用不同的报文发送模式,并且给出3种模式之间的动态判定和切换方法。在OMNET++平台上,以SUMO为交通模拟器,选用Veins款开源的车辆间通信模拟仿真框架,对该切换方法进行仿真和性能评估。
2015, 44(2): 233-238.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.013
摘要:
电网故障的快速准确诊断对加快事故处理和系统恢复进程、保证电力系统的安全运行具有至关重要的作用。分析了目前应用于电力系统故障诊断的数据来源,提出采用广域量测的电气量信息进行电力系统的快速诊断方法。首先将广域量测系统采集的数据进行小波变换,通过相关系数法滤噪处理,以此来重构信号,采用排列熵算法对重构的信号进行排列熵分析。由于排列熵反映了一维时间序列的复杂度,对信号变化具有较高的敏感性,可以应用于电力系统故障信号分析方面。相比传统的小波分析方法,该方法不存在选取小波基问题,且算法简单,编程易实现,能够满足在线故障诊断条件。通过对IEEE10机39节点标准测试系统的故障仿真分析,结果表明了该方法的有效性和实用性。
电网故障的快速准确诊断对加快事故处理和系统恢复进程、保证电力系统的安全运行具有至关重要的作用。分析了目前应用于电力系统故障诊断的数据来源,提出采用广域量测的电气量信息进行电力系统的快速诊断方法。首先将广域量测系统采集的数据进行小波变换,通过相关系数法滤噪处理,以此来重构信号,采用排列熵算法对重构的信号进行排列熵分析。由于排列熵反映了一维时间序列的复杂度,对信号变化具有较高的敏感性,可以应用于电力系统故障信号分析方面。相比传统的小波分析方法,该方法不存在选取小波基问题,且算法简单,编程易实现,能够满足在线故障诊断条件。通过对IEEE10机39节点标准测试系统的故障仿真分析,结果表明了该方法的有效性和实用性。
2015, 44(2): 239-244.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.014
摘要:
三维波形映射技术提高了数字示波器的波形捕获率,但死区时间仍然广泛存在。提出了一种"分段存储集中映射"三维成像方法。根据时基将高速大容量动态存储器(DDR3 SDRAM)分成多段存储区域,连续存储多幅具有相同触发条件的波形,将DDR3 SDRAM中的多幅波形集中映射。基于双口RAM的快速波形映射技术和多路并行映射技术大大缩短了映射时间,在保证高波形捕获率的同时实现了数据的海量存储,使整个DDR3 SDRAM存储的波形时间范围内实现了无缝采集。通过建立数学模型证明了该系统能在更短时间内捕获到异常波形,双脉冲测试法测出该系统的最高捕获率为6 250 000 wfms/s,经过分析得出系统死区时间比为43.86%。
三维波形映射技术提高了数字示波器的波形捕获率,但死区时间仍然广泛存在。提出了一种"分段存储集中映射"三维成像方法。根据时基将高速大容量动态存储器(DDR3 SDRAM)分成多段存储区域,连续存储多幅具有相同触发条件的波形,将DDR3 SDRAM中的多幅波形集中映射。基于双口RAM的快速波形映射技术和多路并行映射技术大大缩短了映射时间,在保证高波形捕获率的同时实现了数据的海量存储,使整个DDR3 SDRAM存储的波形时间范围内实现了无缝采集。通过建立数学模型证明了该系统能在更短时间内捕获到异常波形,双脉冲测试法测出该系统的最高捕获率为6 250 000 wfms/s,经过分析得出系统死区时间比为43.86%。
2015, 44(2): 245-253.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.015
摘要:
近20年来,互联网的商业化应用不仅对传统金融机构的业务产生了巨大影响,而且促使互联网思维向金融市场发展,从而衍生出新的支付方式、投融资模式和渠道,如P2P网贷、众筹融资、基于大数据的网络信用贷款等。该文对互联网金融的概念与内涵、发展过程、发展模式、研究现状以及存在的问题进行了系统梳理,分析了互联网金融在中国高速发展的经济社会背景,探讨了互联网金融未来的研究方向。
近20年来,互联网的商业化应用不仅对传统金融机构的业务产生了巨大影响,而且促使互联网思维向金融市场发展,从而衍生出新的支付方式、投融资模式和渠道,如P2P网贷、众筹融资、基于大数据的网络信用贷款等。该文对互联网金融的概念与内涵、发展过程、发展模式、研究现状以及存在的问题进行了系统梳理,分析了互联网金融在中国高速发展的经济社会背景,探讨了互联网金融未来的研究方向。
2015, 44(2): 254-259.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.016
摘要:
微博用户推荐对改善用户体验、促进社交网络长远发展具有重要意义。该文提取了能够充分反映微博用户之间相关性的多个特征,并通过逻辑回归模型对潜在的用户进行评分排序,为目标用户推荐前N个潜在用户。基于新浪微博数据集的实验结果表明,基于逻辑回归方法的用户推荐模型是切实有效的,可以为微博用户提供高性能的个性化用户推荐。
微博用户推荐对改善用户体验、促进社交网络长远发展具有重要意义。该文提取了能够充分反映微博用户之间相关性的多个特征,并通过逻辑回归模型对潜在的用户进行评分排序,为目标用户推荐前N个潜在用户。基于新浪微博数据集的实验结果表明,基于逻辑回归方法的用户推荐模型是切实有效的,可以为微博用户提供高性能的个性化用户推荐。
2015, 44(2): 260-265.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.017
摘要:
针对动态复杂条件下的移动机器人路径规划问题,根据全局静态环境先验知识,提出一种改进蚁群算法。在经典蚁群算法的基础上通过调整转移概率,限定信息素强度的上下界,并引入相关策略解决死锁问题,可以避免初期规划的盲目性,增加解的多样性,提高算法的全局搜索能力,进一步减小算法早熟的可能性。在规划过程中,根据动态障碍物运行方向的变化与否,提出了相应的碰撞避免策略,并针对环境突发状况引入Follow_wall行为进行改进。仿真实验证明,该算法优于经典蚁群算法,可有效地指导移动机器人避免环境中的动态障碍物,获取无碰最优或次优路径,并能更好地适应环境的变化。
针对动态复杂条件下的移动机器人路径规划问题,根据全局静态环境先验知识,提出一种改进蚁群算法。在经典蚁群算法的基础上通过调整转移概率,限定信息素强度的上下界,并引入相关策略解决死锁问题,可以避免初期规划的盲目性,增加解的多样性,提高算法的全局搜索能力,进一步减小算法早熟的可能性。在规划过程中,根据动态障碍物运行方向的变化与否,提出了相应的碰撞避免策略,并针对环境突发状况引入Follow_wall行为进行改进。仿真实验证明,该算法优于经典蚁群算法,可有效地指导移动机器人避免环境中的动态障碍物,获取无碰最优或次优路径,并能更好地适应环境的变化。
2015, 44(2): 266-271.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.018
摘要:
基于网络协议抓取的数据库活动监控是数据库安全深度防御的一种手段。针对用户数据库请求的内容与方式,设计了包括用户行为获取与潜在安全威胁检测的数据库活动监控器。根据异常攻击检测策略,提出了基于SQL语法结构和语义特点的单语句用户行为模型和基于SQL操作序列的多语句用户行为模型。在训练阶段,对SQL训练集进行学习以构建用户行为模式库。入侵检测引擎通过计算SQL间结构距离和多语句序列距离的模式匹配方法发现潜在的数据库攻击行为。对实际SQL请求的实验验证了该文提出的监控器体系结构、相关模型、行为模式挖掘和攻击匹配算法的可用性。
基于网络协议抓取的数据库活动监控是数据库安全深度防御的一种手段。针对用户数据库请求的内容与方式,设计了包括用户行为获取与潜在安全威胁检测的数据库活动监控器。根据异常攻击检测策略,提出了基于SQL语法结构和语义特点的单语句用户行为模型和基于SQL操作序列的多语句用户行为模型。在训练阶段,对SQL训练集进行学习以构建用户行为模式库。入侵检测引擎通过计算SQL间结构距离和多语句序列距离的模式匹配方法发现潜在的数据库攻击行为。对实际SQL请求的实验验证了该文提出的监控器体系结构、相关模型、行为模式挖掘和攻击匹配算法的可用性。
2015, 44(2): 272-277.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.019
摘要:
针对将代数多重网格对图像结构信息的提取能力应用到图像的融合方面进行了研究,提出了一种基于代数多重网格的自适应多聚焦图像融合算法。首先提取图像的粗网格数据,然后进行分块重建,根据分块重建结果与原始图像的均方差选择合适的源图像分块进入融合图像。为了避免分块之间的不连续性,采用了自适应的策略。实验结果表明,自适应图像融合的结果没有丢失有效信息,能够最大程度地将清晰物体保留在融合图像之中。
针对将代数多重网格对图像结构信息的提取能力应用到图像的融合方面进行了研究,提出了一种基于代数多重网格的自适应多聚焦图像融合算法。首先提取图像的粗网格数据,然后进行分块重建,根据分块重建结果与原始图像的均方差选择合适的源图像分块进入融合图像。为了避免分块之间的不连续性,采用了自适应的策略。实验结果表明,自适应图像融合的结果没有丢失有效信息,能够最大程度地将清晰物体保留在融合图像之中。
2015, 44(2): 278-282.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.020
摘要:
如何处理人脸识别中的多态性一直是人脸识别领域的一个难题。传统的图嵌入算法忽视了同类中多态子类间的同属关系,而且也没有恰当地处理异类间的区别信息。该文提出一种鲁棒的图嵌入人脸识别算法,该算法可以恰当地模拟同类中的多态间关系,而且能在局部流形结构与全局区别信息间实现平衡。基于多个公开数据库的人脸识别实验证明了该方法的有效性。
如何处理人脸识别中的多态性一直是人脸识别领域的一个难题。传统的图嵌入算法忽视了同类中多态子类间的同属关系,而且也没有恰当地处理异类间的区别信息。该文提出一种鲁棒的图嵌入人脸识别算法,该算法可以恰当地模拟同类中的多态间关系,而且能在局部流形结构与全局区别信息间实现平衡。基于多个公开数据库的人脸识别实验证明了该方法的有效性。
2015, 44(2): 283-288.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.021
摘要:
为了准确提取磁瓦表面缺陷的边缘信息,提出一种基于图像加权信息熵和小波模极大值相结合的磁瓦表面裂纹缺陷的边缘检测算法。针对磁瓦表面缺陷对比度低、背景纹理对边缘提取干扰大等特点,设计了一种自适应改变截止频率的BHPF滤波器。利用图像梯度方差加权信息熵对背景纹理的清晰程度和复杂程度进行定量描述,拟合出信息熵同截止频率的非线性函数关系,自适应改变滤波器参数。为避免在多尺度下将缺陷的边缘信息丢失,采用分解尺度判别函数获取小波变换的最优分解尺度。为保证裂纹缺陷边缘连续性和定位准确性,采用双阈值对小波模极大值进行判定求得边界点。实验结果表明,该方法对磁瓦裂纹缺陷边缘的检测优于传统的Canny和Sobel边缘检测算子,可用于磁瓦其他缺陷的提取,为实现缺陷的自动识别奠定了基础。
为了准确提取磁瓦表面缺陷的边缘信息,提出一种基于图像加权信息熵和小波模极大值相结合的磁瓦表面裂纹缺陷的边缘检测算法。针对磁瓦表面缺陷对比度低、背景纹理对边缘提取干扰大等特点,设计了一种自适应改变截止频率的BHPF滤波器。利用图像梯度方差加权信息熵对背景纹理的清晰程度和复杂程度进行定量描述,拟合出信息熵同截止频率的非线性函数关系,自适应改变滤波器参数。为避免在多尺度下将缺陷的边缘信息丢失,采用分解尺度判别函数获取小波变换的最优分解尺度。为保证裂纹缺陷边缘连续性和定位准确性,采用双阈值对小波模极大值进行判定求得边界点。实验结果表明,该方法对磁瓦裂纹缺陷边缘的检测优于传统的Canny和Sobel边缘检测算子,可用于磁瓦其他缺陷的提取,为实现缺陷的自动识别奠定了基础。
2015, 44(2): 289-294.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.022
摘要:
具有混沌特性的Arnold映射在图像置乱、保密通信等方面都取得了很好的效果,但Arnold变换矩阵具有周期性,因此确定变换矩阵的周期是置乱变换的重要基础。为了研究三维Arnold变换矩阵的周期性,引入了孪生Fibonacci数列对概念,并阐述了4条相关性质定理。证明了三维Arnold变换矩阵的模周期是孪生Fibonacci数列对的模周期的一半,从而找到了确定变换矩阵模周期的新方法。最后提出了一种新的基于三维Arnold映射的多轮双置乱加密算法,对比二维Arnold映射置乱加密算法,仿真结果表明该算法优势比较明显,具有一定的先进性。
具有混沌特性的Arnold映射在图像置乱、保密通信等方面都取得了很好的效果,但Arnold变换矩阵具有周期性,因此确定变换矩阵的周期是置乱变换的重要基础。为了研究三维Arnold变换矩阵的周期性,引入了孪生Fibonacci数列对概念,并阐述了4条相关性质定理。证明了三维Arnold变换矩阵的模周期是孪生Fibonacci数列对的模周期的一半,从而找到了确定变换矩阵模周期的新方法。最后提出了一种新的基于三维Arnold映射的多轮双置乱加密算法,对比二维Arnold映射置乱加密算法,仿真结果表明该算法优势比较明显,具有一定的先进性。
2015, 44(2): 295-298.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.023
摘要:
为解决SaaS平台面临的数据安全及分布式数据管理等问题,提出了基于开放架构的SaaS服务平台系统应用框架;在此基础上,对数据应用进行了抽象建模,以优化缓存管理策略的思路解决网络环境下的数据访问问题。通过将传统LRU算法与SIZE算法相结合,提出了LRU-RSIZE算法,对开放SaaS服务平台的数据访问进行管理,并进行仿真分析。开放SaaS服务架构与LRU-RSIZE算法相结合,可有效地解决用户数据的按需存储与管理问题,并对增强用户的应用体验具有重要的意义。
为解决SaaS平台面临的数据安全及分布式数据管理等问题,提出了基于开放架构的SaaS服务平台系统应用框架;在此基础上,对数据应用进行了抽象建模,以优化缓存管理策略的思路解决网络环境下的数据访问问题。通过将传统LRU算法与SIZE算法相结合,提出了LRU-RSIZE算法,对开放SaaS服务平台的数据访问进行管理,并进行仿真分析。开放SaaS服务架构与LRU-RSIZE算法相结合,可有效地解决用户数据的按需存储与管理问题,并对增强用户的应用体验具有重要的意义。
2015, 44(2): 299-305.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.024
摘要:
基于胶质量子点(CQD)半导体材料的第三代薄膜太阳能电池,因为材料的量子尺寸调谐特性,在宽光谱太阳能发电领域有其独特的优势。该文将CQD薄膜近似为传统半导体材料,介绍了CQD太阳能电池的工作原理及表征电池性能的主要参数,指明了CQD材料与块半导体材料的差异,分析了影响CQD电池性能的材料方面的几个因素。按照研究的时间顺序,回顾了6种结构的PbS CQD电池发展情况及最新现状,指出提升材料性能,改进材料中光电转换过程的物理模型,及优化器件结构都能够帮助提高CQD电池的效率。
基于胶质量子点(CQD)半导体材料的第三代薄膜太阳能电池,因为材料的量子尺寸调谐特性,在宽光谱太阳能发电领域有其独特的优势。该文将CQD薄膜近似为传统半导体材料,介绍了CQD太阳能电池的工作原理及表征电池性能的主要参数,指明了CQD材料与块半导体材料的差异,分析了影响CQD电池性能的材料方面的几个因素。按照研究的时间顺序,回顾了6种结构的PbS CQD电池发展情况及最新现状,指出提升材料性能,改进材料中光电转换过程的物理模型,及优化器件结构都能够帮助提高CQD电池的效率。
2015, 44(2): 306-310.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.025
摘要:
研究燃气管道泄漏引发的温度变化,可以构建燃气管道泄漏的光纤传感探测技术的理论基础。该文对燃气管道泄漏处产生的温度变化进行理论分析,对实际数据和物理模型进行了仿真分析。分析结果表明,基于泄露温度变化信号的光纤传感器检测技术具有两个优点:1)对处于不同环境下的燃气管道存在一定的普适性;2)由于内部压力大而更容易发生泄漏的地方,极易被监测到。该研究对于分布式光纤传感器在油气管道故障监测中的应用有一定的指导意义。
研究燃气管道泄漏引发的温度变化,可以构建燃气管道泄漏的光纤传感探测技术的理论基础。该文对燃气管道泄漏处产生的温度变化进行理论分析,对实际数据和物理模型进行了仿真分析。分析结果表明,基于泄露温度变化信号的光纤传感器检测技术具有两个优点:1)对处于不同环境下的燃气管道存在一定的普适性;2)由于内部压力大而更容易发生泄漏的地方,极易被监测到。该研究对于分布式光纤传感器在油气管道故障监测中的应用有一定的指导意义。
2015, 44(2): 311-315.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.026
摘要:
为了研究说谎时的脑网络特征,采集了32个被试在说真话和说谎条件下的功能磁共振数据,预处理后利用AAL模板构建不同条件下的功能连接网络,再利用基于机器学习的多维模式分类器对说谎和说真话进行分类。该分类器取得了良好的分类正确率82.03%(说谎84.38%,说真话79.69%),并提取了辨别说谎和说真话的有效的功能连接模式。结果表明了使用大尺度的功能连接对说谎和说真话进行分类的良好性能,并且从脑网络角度揭示了说谎的特征。
为了研究说谎时的脑网络特征,采集了32个被试在说真话和说谎条件下的功能磁共振数据,预处理后利用AAL模板构建不同条件下的功能连接网络,再利用基于机器学习的多维模式分类器对说谎和说真话进行分类。该分类器取得了良好的分类正确率82.03%(说谎84.38%,说真话79.69%),并提取了辨别说谎和说真话的有效的功能连接模式。结果表明了使用大尺度的功能连接对说谎和说真话进行分类的良好性能,并且从脑网络角度揭示了说谎的特征。
2015, 44(2): 316-320.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.02.027
摘要:
头皮脑电信号具有非平稳特性,相干等传统分析方法并不能很好地检测这些脑电时间序列间的依赖关系。广义同步中的似然同步算法对非平稳信号处理具有较好的效果,该文将它应用到实际脑电信号分析中。基于单向耦合Henon映射系统和实际脑电数据的仿真结果均表明,基于广义同步的似然同步方法适用测量非平稳信号间关系。针对健康被试静息态下,从闭眼到睁眼的过程中脑电信号间同步性的变化进行了研究,发现从闭眼到睁眼过程中,大脑的alpha波在几乎所有电极间的同步强度都显著地减弱,大脑的活动受到一定的抑制。上述结果也表明该方法在脑电数据分析中具有重要的意义,为其他的脑电研究提供一定的参考方法。
头皮脑电信号具有非平稳特性,相干等传统分析方法并不能很好地检测这些脑电时间序列间的依赖关系。广义同步中的似然同步算法对非平稳信号处理具有较好的效果,该文将它应用到实际脑电信号分析中。基于单向耦合Henon映射系统和实际脑电数据的仿真结果均表明,基于广义同步的似然同步方法适用测量非平稳信号间关系。针对健康被试静息态下,从闭眼到睁眼的过程中脑电信号间同步性的变化进行了研究,发现从闭眼到睁眼过程中,大脑的alpha波在几乎所有电极间的同步强度都显著地减弱,大脑的活动受到一定的抑制。上述结果也表明该方法在脑电数据分析中具有重要的意义,为其他的脑电研究提供一定的参考方法。
