ISSN 
2016年 第45卷 第6期
2016, 45(6): 873-887.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.001
摘要:
带内全双工（in-band full-duplex，IBFD）无线通信允许节点在同一频段上同时进行发送和接收，与传统双工相比理论上最大可成倍提高频谱利用率。分析了IBFD无线全双工通信需要解决的主要技术问题，系统性地归纳了IBFD无线通信研究现状。介绍了IBFD无线通信系统模型和关键技术，特别强调了自干扰消除方法和媒体接入控制（medium access control，MAC）层协议及调度机制的研究。最后结合当前研究和应用热点，提出了未来IBFD无线通信发展趋势和研究方向。
带内全双工（in-band full-duplex，IBFD）无线通信允许节点在同一频段上同时进行发送和接收，与传统双工相比理论上最大可成倍提高频谱利用率。分析了IBFD无线全双工通信需要解决的主要技术问题，系统性地归纳了IBFD无线通信研究现状。介绍了IBFD无线通信系统模型和关键技术，特别强调了自干扰消除方法和媒体接入控制（medium access control，MAC）层协议及调度机制的研究。最后结合当前研究和应用热点，提出了未来IBFD无线通信发展趋势和研究方向。
2016, 45(6): 888-892.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.002
摘要:
传统Taylor级数展开模型只考虑未知节点和锚节点之间的距离，没有考虑未知节点之间的距离，定位信息不够全面，从而导致定位精度不高。为了进一步提高定位精度，该文提出了一种新的基于多元变量Taylor级数展开模型的定位算法。首先考虑未知节点之间的距离信息，建立新的基于多元变量Taylor级数展开的定位模型。然后，在对新的定位模型求解过程中，采用粒子群算法对未知节点进行定位，获得其位置的初始值。再根据加权最小二乘法求出新模型的解，作为未知节点的估计位置。最后，为评价该算法的性能，对定位结果的克拉美罗界（CRLB）进行推导。仿真结果表明基于多元变量Taylor级数展开模型的定位精度更高，定位误差接近CRLB。
传统Taylor级数展开模型只考虑未知节点和锚节点之间的距离，没有考虑未知节点之间的距离，定位信息不够全面，从而导致定位精度不高。为了进一步提高定位精度，该文提出了一种新的基于多元变量Taylor级数展开模型的定位算法。首先考虑未知节点之间的距离信息，建立新的基于多元变量Taylor级数展开的定位模型。然后，在对新的定位模型求解过程中，采用粒子群算法对未知节点进行定位，获得其位置的初始值。再根据加权最小二乘法求出新模型的解，作为未知节点的估计位置。最后，为评价该算法的性能，对定位结果的克拉美罗界（CRLB）进行推导。仿真结果表明基于多元变量Taylor级数展开模型的定位精度更高，定位误差接近CRLB。
2016, 45(6): 893-897.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.003
摘要:
针对欠定盲源分离中的混合矩阵估计问题，该文利用广义协方差的统计和结构性质以及塔克分解的压缩特征，提出了一种新的欠定盲辨识算法。首先基于广义协方差矩阵建立核函数，再将核函数堆叠成三阶张量模型，然后应用塔克分解求混合矩阵。该算法不仅具有优良的辨识性能，而且具有较低的实现复杂度。最后，仿真实验证明了该文算法的有效性。
针对欠定盲源分离中的混合矩阵估计问题，该文利用广义协方差的统计和结构性质以及塔克分解的压缩特征，提出了一种新的欠定盲辨识算法。首先基于广义协方差矩阵建立核函数，再将核函数堆叠成三阶张量模型，然后应用塔克分解求混合矩阵。该算法不仅具有优良的辨识性能，而且具有较低的实现复杂度。最后，仿真实验证明了该文算法的有效性。
2016, 45(6): 898-904.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.004
摘要:
实时且准确地识别手部动作，是表面肌电信号应用的重要方面，而通过其进行手部动作的发起检测是一个技术难点。为了解决这一问题，该文提出一种通过表面肌电信号进行手部动作发起检测的方法，将TKE算子应用于sEMG信号的预处理，通过设计二值化状态函数，并针对消除噪声对肌电信号的影响，提出启发式滤波策略。建立手部动作发起的表面肌电仿真模型，通过比对应用几种算子对仿真模型进行发起检测，证明TKE算子方法的有效性。利用肌电信号采集与处理系统进行实验验证。结果表明，该检测方法能够对手部动作发起进行高精度的实时检测。
实时且准确地识别手部动作，是表面肌电信号应用的重要方面，而通过其进行手部动作的发起检测是一个技术难点。为了解决这一问题，该文提出一种通过表面肌电信号进行手部动作发起检测的方法，将TKE算子应用于sEMG信号的预处理，通过设计二值化状态函数，并针对消除噪声对肌电信号的影响，提出启发式滤波策略。建立手部动作发起的表面肌电仿真模型，通过比对应用几种算子对仿真模型进行发起检测，证明TKE算子方法的有效性。利用肌电信号采集与处理系统进行实验验证。结果表明，该检测方法能够对手部动作发起进行高精度的实时检测。
2016, 45(6): 905-910, 916.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.005
摘要:
针对非均匀杂波环境下空时自适应处理杂波抑制性能下降的问题，基于扁平椭球波函数的时限带限特性，给出一种利用雷达参数信息构造子空间的杂波抑制方法，降低了计算量与均匀样本数需求，提高了对非均匀杂波的抑制性能。其次，针对存在阵面偏航角误差时杂波秩无法准确估计造成基于扁平椭球波函数构造杂波子空间方法杂波抑制性能下降的问题，结合雷达参数信息及探测环境的几何构型提出一种杂波预处理方法以消除偏航角影响，从而提升其非均匀环境下的杂波抑制性能。仿真结果验证了算法的有效性。
针对非均匀杂波环境下空时自适应处理杂波抑制性能下降的问题，基于扁平椭球波函数的时限带限特性，给出一种利用雷达参数信息构造子空间的杂波抑制方法，降低了计算量与均匀样本数需求，提高了对非均匀杂波的抑制性能。其次，针对存在阵面偏航角误差时杂波秩无法准确估计造成基于扁平椭球波函数构造杂波子空间方法杂波抑制性能下降的问题，结合雷达参数信息及探测环境的几何构型提出一种杂波预处理方法以消除偏航角影响，从而提升其非均匀环境下的杂波抑制性能。仿真结果验证了算法的有效性。
2016, 45(6): 911-916.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.006
摘要:
在弹道导弹防御过程中，相控阵雷达在预警卫星的引导下能否快速捕获并跟踪目标是开展拦截的关键。该文针对低轨预警卫星引导精密跟踪雷达搜索探测弹道导弹的搜索区域确定问题开展研究。以美国STSS低轨预警卫星为研究对象，首先分析了双星联合观测时的探测精度，提出以定位误差克拉美罗界作为跟踪卫星的定位精度，进而研究了测量误差在不同坐标系下的表达式及传递形式。最后，结合相控阵雷达搜索方式，提出并确定了相控阵雷达在指向坐标系下的搜索范围。仿真结果表明，采用该文的分析方法将有助于减小相控阵雷达搜索范围，提高雷达搜索针对性。
在弹道导弹防御过程中，相控阵雷达在预警卫星的引导下能否快速捕获并跟踪目标是开展拦截的关键。该文针对低轨预警卫星引导精密跟踪雷达搜索探测弹道导弹的搜索区域确定问题开展研究。以美国STSS低轨预警卫星为研究对象，首先分析了双星联合观测时的探测精度，提出以定位误差克拉美罗界作为跟踪卫星的定位精度，进而研究了测量误差在不同坐标系下的表达式及传递形式。最后，结合相控阵雷达搜索方式，提出并确定了相控阵雷达在指向坐标系下的搜索范围。仿真结果表明，采用该文的分析方法将有助于减小相控阵雷达搜索范围，提高雷达搜索针对性。
2016, 45(6): 917-922.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.007
摘要:
实现对特定区域凝视观测成像是地球同步轨道SAR（GEO SAR）非常重要的应用。针对地球同步轨道SAR凝视观测回波大距离徙动造成信号接收窗口难以选择的问题，提出了一种地球同步轨道SAR凝视成像变脉冲重复频率（PRF）设计方法。给出了变PRF设计的准则，详细推导了周期性变PRF过程中脉冲丢失的位置，分析对成像质量的影响，采用后向投影算法对方位非均匀采样信号进行成像聚焦。最后仿真验证变PRF设计的有效性。
实现对特定区域凝视观测成像是地球同步轨道SAR（GEO SAR）非常重要的应用。针对地球同步轨道SAR凝视观测回波大距离徙动造成信号接收窗口难以选择的问题，提出了一种地球同步轨道SAR凝视成像变脉冲重复频率（PRF）设计方法。给出了变PRF设计的准则，详细推导了周期性变PRF过程中脉冲丢失的位置，分析对成像质量的影响，采用后向投影算法对方位非均匀采样信号进行成像聚焦。最后仿真验证变PRF设计的有效性。
2016, 45(6): 923-928.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.008
摘要:
针对传统预测方法无法综合分析多维参数中存在的空间聚合及时间累积效应的问题，该文利用离散过程神经网络对装备技术状态多维参数进行预测。针对网络训练中存在的易获得局部最优解的问题，利用混沌粒子群算法对网络学习过程进行了优化。在此基础上，以某装备传动箱油液数据预测为例对该预测方法的有效性进行了验证，优于其他同类预测方法。
针对传统预测方法无法综合分析多维参数中存在的空间聚合及时间累积效应的问题，该文利用离散过程神经网络对装备技术状态多维参数进行预测。针对网络训练中存在的易获得局部最优解的问题，利用混沌粒子群算法对网络学习过程进行了优化。在此基础上，以某装备传动箱油液数据预测为例对该预测方法的有效性进行了验证，优于其他同类预测方法。
2016, 45(6): 929-933.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.009
摘要:
提出了一种基于算术编码的文本数据压缩算法，将扫描产生的偏移量、匹配数据长度等全局优化问题转化为局部优化问题，并从Glomb编码思路出发，推导出一种参数选择算法；对LZ77算法进行修正，提出一种预测编码方法，获得预测参数。对预测参数、偏移量、数据匹配长度、保留文本数据使用MQ算术编码器进行编码，针对不同类型数据，设计出不同的编码算法和相应的上下文算法。对算法进行仿真，并与Winzip、WinRar压缩效率进行比较，结果表明对纯文本数据、Word文档数据、C语言程序代码，图像数据等，该压缩算法优于Winzip；在纯文本数据、Word文档数据、C语言程序代码压缩方面与WinRar相当或者略好，但在图像压缩方面的性能与WinRar相比略有不足。
提出了一种基于算术编码的文本数据压缩算法，将扫描产生的偏移量、匹配数据长度等全局优化问题转化为局部优化问题，并从Glomb编码思路出发，推导出一种参数选择算法；对LZ77算法进行修正，提出一种预测编码方法，获得预测参数。对预测参数、偏移量、数据匹配长度、保留文本数据使用MQ算术编码器进行编码，针对不同类型数据，设计出不同的编码算法和相应的上下文算法。对算法进行仿真，并与Winzip、WinRar压缩效率进行比较，结果表明对纯文本数据、Word文档数据、C语言程序代码，图像数据等，该压缩算法优于Winzip；在纯文本数据、Word文档数据、C语言程序代码压缩方面与WinRar相当或者略好，但在图像压缩方面的性能与WinRar相比略有不足。
2016, 45(6): 934-938.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.010
摘要:
在基于计算机视觉的无人机自主着陆过程中，地标的设计与检测以及无人机位姿估计是其中的关键问题。该文提出了一种基于极坐标变换的无人机位姿估计算法，并设计了新型的着陆地标。首先，充分利用极坐标所需参数少、计算简单的优点，将极坐标变换运用到位姿估计算法中，由此设计了半圆环形状的着陆地标；其次，利用显著性检测算法对地标进行检测，并利用Hough算法提取所检测到的地标中的直线；最后，实验结果表明该算法准确快速，且适用于复杂背景的情况，该地标在无人机自主着陆中是可行的。
在基于计算机视觉的无人机自主着陆过程中，地标的设计与检测以及无人机位姿估计是其中的关键问题。该文提出了一种基于极坐标变换的无人机位姿估计算法，并设计了新型的着陆地标。首先，充分利用极坐标所需参数少、计算简单的优点，将极坐标变换运用到位姿估计算法中，由此设计了半圆环形状的着陆地标；其次，利用显著性检测算法对地标进行检测，并利用Hough算法提取所检测到的地标中的直线；最后，实验结果表明该算法准确快速，且适用于复杂背景的情况，该地标在无人机自主着陆中是可行的。
2016, 45(6): 939-943.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.011
摘要:
提出了一种基于参数化模型的水平集合成孔径雷达（SAR）图像多区域分割方法。该方法采用改进的Edgeworth展开式自适应地对SAR图像统计信息进行拟合。由于无需预先估计SAR图像待分割区域的概率密度函数，因此该方法更适用于多区域分割。该方法根据分割区域数量，将改进的Edgeworth展开式嵌入到对应个数的能量泛函模型中，并给出水平集方法求解过程及数值实现方案，最终实现图像多区域分割。实验结果表明，同其他水平集方法相比，该方法能获得更高的分割精度，更适用于多区域分割。
提出了一种基于参数化模型的水平集合成孔径雷达（SAR）图像多区域分割方法。该方法采用改进的Edgeworth展开式自适应地对SAR图像统计信息进行拟合。由于无需预先估计SAR图像待分割区域的概率密度函数，因此该方法更适用于多区域分割。该方法根据分割区域数量，将改进的Edgeworth展开式嵌入到对应个数的能量泛函模型中，并给出水平集方法求解过程及数值实现方案，最终实现图像多区域分割。实验结果表明，同其他水平集方法相比，该方法能获得更高的分割精度，更适用于多区域分割。
2016, 45(6): 944-949.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.012
摘要:
针对Hopf分岔系统镇定问题，提出了一种参数化镇定方法。应用该方法设计的控制器阶次较低，结构简单，不含有平衡点的值，不改变原系统平衡点的位置。添加控制器后能够较好地改善原系统分岔点附近的特性，实现对原系统的Hopf分岔甚至混沌状态的稳定控制。根据Hurwitz判据推导了参数化控制器的约束条件，并用柱形代数剖分算法求得了控制器的参数区间，在区间内任意一组参数都能够镇定系统的状态。以Lorenz系统为例，展开说明了该参数化镇定方法对控制器的设计过程，并进行了仿真。仿真结果验证了该方法的有效性。
针对Hopf分岔系统镇定问题，提出了一种参数化镇定方法。应用该方法设计的控制器阶次较低，结构简单，不含有平衡点的值，不改变原系统平衡点的位置。添加控制器后能够较好地改善原系统分岔点附近的特性，实现对原系统的Hopf分岔甚至混沌状态的稳定控制。根据Hurwitz判据推导了参数化控制器的约束条件，并用柱形代数剖分算法求得了控制器的参数区间，在区间内任意一组参数都能够镇定系统的状态。以Lorenz系统为例，展开说明了该参数化镇定方法对控制器的设计过程，并进行了仿真。仿真结果验证了该方法的有效性。
2016, 45(6): 950-957.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.013
摘要:
为保护Windows虚拟机中进程的内存和系统调用执行路径免受恶意代码的威胁，提出了一种基于KVM的虚拟机用户进程防护方案。结合硬件虚拟化技术，为Windows虚拟机构造一份影子内核以绕过恶意代码对原内核系统调用路径的挂钩，保护进程系统调用路径的安全。同时，在监控代理中过滤跨进程系统调用，在KVM中拦截虚拟机页表切换行为并监控虚拟机断点异常与调试异常，保护进程内存的安全。另外，构造影子监控代理，实现对虚拟机监控代理内存的安全防护。最后，实现了基于KVM的虚拟机用户进程防护系统VMPPS，并对其有效性进行了系统测试与分析。实验结果表明，在性能损失可接受范围内，进程内存与进程系统调用执行路径能够得到有效防护。
为保护Windows虚拟机中进程的内存和系统调用执行路径免受恶意代码的威胁，提出了一种基于KVM的虚拟机用户进程防护方案。结合硬件虚拟化技术，为Windows虚拟机构造一份影子内核以绕过恶意代码对原内核系统调用路径的挂钩，保护进程系统调用路径的安全。同时，在监控代理中过滤跨进程系统调用，在KVM中拦截虚拟机页表切换行为并监控虚拟机断点异常与调试异常，保护进程内存的安全。另外，构造影子监控代理，实现对虚拟机监控代理内存的安全防护。最后，实现了基于KVM的虚拟机用户进程防护系统VMPPS，并对其有效性进行了系统测试与分析。实验结果表明，在性能损失可接受范围内，进程内存与进程系统调用执行路径能够得到有效防护。
2016, 45(6): 958-963.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.014
摘要:
随着Linux操作系统的广泛使用，由于root权限过大所暴露出来的安全问题逐步被引起关注。针对Linux操作系统的特权管理问题，首先建立了三权分离安全模型，将Linux系统中的特权用户分解为系统管理员、安全管理员、审计管理员3个不同的管理员角色。然后，基于SELinux的强制访问控制技术设计并实现了三权分离机制和安全策略，对每个管理员的权限进行细粒度划分和严格的访问控制。最后，基于嵌入式平台实现了一个实验原型系统，验证了三权分离方法的正确性和可行性。该方法可广泛应用于Linux操作系统，以提高系统的安全性。
随着Linux操作系统的广泛使用，由于root权限过大所暴露出来的安全问题逐步被引起关注。针对Linux操作系统的特权管理问题，首先建立了三权分离安全模型，将Linux系统中的特权用户分解为系统管理员、安全管理员、审计管理员3个不同的管理员角色。然后，基于SELinux的强制访问控制技术设计并实现了三权分离机制和安全策略，对每个管理员的权限进行细粒度划分和严格的访问控制。最后，基于嵌入式平台实现了一个实验原型系统，验证了三权分离方法的正确性和可行性。该方法可广泛应用于Linux操作系统，以提高系统的安全性。
2016, 45(6): 964-968.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.015
摘要:
类型可修改的基于身份的代理重加密方案不仅具有传统代理重加密方案的核心功能，而且密文的拥有者可以随时修改密文的类型信息，能够满足实际云存储应用中，密文类型信息需要动态转换的应用场景。对类型可修改的基于身份代理重加密方案进行分析，发现该方案存在2个安全漏洞：1）类型修改缺乏验证，攻击者可以随意修改类型标记；2）类型修改引起了新的条件性选择明文攻击问题。在分析这两个安全漏洞的基础上，提出了改进方案，并给出了安全性分析。
类型可修改的基于身份的代理重加密方案不仅具有传统代理重加密方案的核心功能，而且密文的拥有者可以随时修改密文的类型信息，能够满足实际云存储应用中，密文类型信息需要动态转换的应用场景。对类型可修改的基于身份代理重加密方案进行分析，发现该方案存在2个安全漏洞：1）类型修改缺乏验证，攻击者可以随意修改类型标记；2）类型修改引起了新的条件性选择明文攻击问题。在分析这两个安全漏洞的基础上，提出了改进方案，并给出了安全性分析。
2016, 45(6): 969-973.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.016
摘要:
NP（non-deterministic polynomial）证据加密（witness encryption，WE）是近来提出的一种新型的没有密钥生成过程的加密方案，可以用来构建许多其他的密码系统如公开密钥加密、IBE（identity based encryption）、ABE（attribute based encryption）等。该文提出WE的一种新应用：用WE构建可撤销广播加密系统，并且所构建的广播加密方案能支持简单的成员重加入功能（如付费电视）；在构建的过程中指出以前的WE安全性定义不够严格，对原WE安全性定义进行了增强，并基于原WE方案和子集成员分辨难题、ROM（random oracle model）模型提出了一个新方案。
NP（non-deterministic polynomial）证据加密（witness encryption，WE）是近来提出的一种新型的没有密钥生成过程的加密方案，可以用来构建许多其他的密码系统如公开密钥加密、IBE（identity based encryption）、ABE（attribute based encryption）等。该文提出WE的一种新应用：用WE构建可撤销广播加密系统，并且所构建的广播加密方案能支持简单的成员重加入功能（如付费电视）；在构建的过程中指出以前的WE安全性定义不够严格，对原WE安全性定义进行了增强，并基于原WE方案和子集成员分辨难题、ROM（random oracle model）模型提出了一个新方案。
2016, 45(6): 974-980.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.017
摘要:
对云计算环境下工作流任务调度的现有方案进行分析，针对存在运行时间长、资源利用率低等不足，提出一种结合改进型布谷鸟搜索算法和决策树的工作流任务调度方案。首先，根据工作流任务属性分配截止期限；其次，利用改进型布谷鸟搜索算法将工作流分割成多个子工作流，最小化数据依赖性，再利用决策树选择出满足任务QoS约束的资源；最后，根据任务的计算时间、排队时间和通信延迟的总和来判断是否满足截止期限约束，以此配置相应的资源。实验结果表明，该方案具有较短的总运行时间和较高的任务完成率。
对云计算环境下工作流任务调度的现有方案进行分析，针对存在运行时间长、资源利用率低等不足，提出一种结合改进型布谷鸟搜索算法和决策树的工作流任务调度方案。首先，根据工作流任务属性分配截止期限；其次，利用改进型布谷鸟搜索算法将工作流分割成多个子工作流，最小化数据依赖性，再利用决策树选择出满足任务QoS约束的资源；最后，根据任务的计算时间、排队时间和通信延迟的总和来判断是否满足截止期限约束，以此配置相应的资源。实验结果表明，该方案具有较短的总运行时间和较高的任务完成率。
2016, 45(6): 981-985.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.018
摘要:
该文提出一种基于电量分析的恶意软件检测方法。首先获取移动终端的耗电状态并利用Mel频谱倒谱系数（MFCC）构建高斯混合模型（GMM）。然后采用GMM模型对电量消耗状态进行分析，进而通过对应用软件的分类处理识别恶意软件。实验证明应用软件的功能与电量消耗关系密切，表明基于软件的电量消耗信息分析可以较准确地检测出移动终端的恶意应用。
该文提出一种基于电量分析的恶意软件检测方法。首先获取移动终端的耗电状态并利用Mel频谱倒谱系数（MFCC）构建高斯混合模型（GMM）。然后采用GMM模型对电量消耗状态进行分析，进而通过对应用软件的分类处理识别恶意软件。实验证明应用软件的功能与电量消耗关系密切，表明基于软件的电量消耗信息分析可以较准确地检测出移动终端的恶意应用。
2016, 45(6): 986-991.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.019
摘要:
针对准确预测mapreduce作业内存资源需求困难的问题，根据Java虚拟机（JVM）的分代（JVM将堆内存划分为年轻代和年长代）内存管理特点，该文提出一种分代内存预测方法。建立年轻代大小与垃圾回收时间的模型，将寻找合理年轻代大小的问题转换为一个受约束的非线性优化问题，并设计搜索算法求解该优化问题。建立mapreduce作业的map任务和reduce任务性能与内存的关系模型，求解最佳性能的内存需求，从而获得map任务和reduce任务的年长代内存大小。实验结果表明，本文提出的方法能准确预测作业的内存需求；与默认配置相比，能提供平均6倍的性能提升。
针对准确预测mapreduce作业内存资源需求困难的问题，根据Java虚拟机（JVM）的分代（JVM将堆内存划分为年轻代和年长代）内存管理特点，该文提出一种分代内存预测方法。建立年轻代大小与垃圾回收时间的模型，将寻找合理年轻代大小的问题转换为一个受约束的非线性优化问题，并设计搜索算法求解该优化问题。建立mapreduce作业的map任务和reduce任务性能与内存的关系模型，求解最佳性能的内存需求，从而获得map任务和reduce任务的年长代内存大小。实验结果表明，本文提出的方法能准确预测作业的内存需求；与默认配置相比，能提供平均6倍的性能提升。
2016, 45(6): 992-996.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.020
摘要:
复杂场景中烟雾特性的提取是目前视频烟雾检测领域的主要挑战。针对该问题，提出一种静态和动态特征结合的卷积神经网络视频烟雾检测框架。在静态单帧图像特征检测的基础上，进一步分析其时空域上的动态纹理信息以期克服复杂的环境干扰。实验结果显示，该级联卷积神经网络模型可有效应用于复杂视频场景中烟雾事件的实时检测。
复杂场景中烟雾特性的提取是目前视频烟雾检测领域的主要挑战。针对该问题，提出一种静态和动态特征结合的卷积神经网络视频烟雾检测框架。在静态单帧图像特征检测的基础上，进一步分析其时空域上的动态纹理信息以期克服复杂的环境干扰。实验结果显示，该级联卷积神经网络模型可有效应用于复杂视频场景中烟雾事件的实时检测。
2016, 45(6): 997-1001.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.021
摘要:
提出一种新的框架用于改进传统词袋模型效率较低的问题。该方法建立在通过小波变换获取的低尺度图像表示上，利用在低尺度图像上提取单尺度的SIFT特征，建立低尺度视觉词典。由于大幅度减少了图像初始特征维数，该方法可以快速建立视觉词典，并且有效地降低后续图像分类所花费的时间。通过对Caltech101数据集全部8 677张图像的分类测试显示，该方法可以在保证分类性能的同时，有效地提升基于传统词袋模型的图像分类效率。实验结果表明，该方法可以全面提升金字塔匹配的词袋模型分类性能和分类效率，普遍用于传统词袋模型及其衍生方法。
提出一种新的框架用于改进传统词袋模型效率较低的问题。该方法建立在通过小波变换获取的低尺度图像表示上，利用在低尺度图像上提取单尺度的SIFT特征，建立低尺度视觉词典。由于大幅度减少了图像初始特征维数，该方法可以快速建立视觉词典，并且有效地降低后续图像分类所花费的时间。通过对Caltech101数据集全部8 677张图像的分类测试显示，该方法可以在保证分类性能的同时，有效地提升基于传统词袋模型的图像分类效率。实验结果表明，该方法可以全面提升金字塔匹配的词袋模型分类性能和分类效率，普遍用于传统词袋模型及其衍生方法。
2016, 45(6): 1002-1007.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.022
摘要:
多处理器天花板协议（MPCP）是经典的基于挂起机制的实时锁协议，被广泛应用于分组固定优先级（P-FP）调度下的多核/多处理器实时系统中。然而针对P-FP+MPCP调度的任务最坏阻塞时间分析往往过于保守，影响系统的可调度性。因此，该文提出一种计算实时任务最坏阻塞时间的新方法。其中实时任务模拟为非临界区与临界区的交替序列。该方法通过分析任务多次请求某一共享资源所需的最短执行时间，以及任务在任意时间内累计执行临界区时间的上限，提高了已有分析方法的计算准确性。可调度性实验表明，该方法优于已有方法，提高了系统可调度性。
多处理器天花板协议（MPCP）是经典的基于挂起机制的实时锁协议，被广泛应用于分组固定优先级（P-FP）调度下的多核/多处理器实时系统中。然而针对P-FP+MPCP调度的任务最坏阻塞时间分析往往过于保守，影响系统的可调度性。因此，该文提出一种计算实时任务最坏阻塞时间的新方法。其中实时任务模拟为非临界区与临界区的交替序列。该方法通过分析任务多次请求某一共享资源所需的最短执行时间，以及任务在任意时间内累计执行临界区时间的上限，提高了已有分析方法的计算准确性。可调度性实验表明，该方法优于已有方法，提高了系统可调度性。
2016, 45(6): 1008-1013.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.023
摘要:
车辆GPS轨迹的地图匹配是交通大数据挖掘中的一项重要的基础性工作，可靠的轨迹匹配结果对于道路交通运行状态监测、实时交通信息发布、车辆定位与智能调度、出行路径选择行为分析等具有重要意义。由于城市道路网络中大量存在高架路、主辅路和立体交叉等复杂的道路场景，传统的地图匹配算法在这些场景下难以对车辆轨迹进行准确匹配。针对这一问题，该文提出一种基于道路网络拓扑结构的轨迹匹配算法，将轨迹匹配问题转换为在加权道路网络中寻找最优路径的问题。利用成都市道路网络中上万辆出租车的实际运行轨迹数据对本文算法进行了验证，结果表明在复杂的城市道路网络中应用该算法能够获得较高的匹配成功率和准确率。
车辆GPS轨迹的地图匹配是交通大数据挖掘中的一项重要的基础性工作，可靠的轨迹匹配结果对于道路交通运行状态监测、实时交通信息发布、车辆定位与智能调度、出行路径选择行为分析等具有重要意义。由于城市道路网络中大量存在高架路、主辅路和立体交叉等复杂的道路场景，传统的地图匹配算法在这些场景下难以对车辆轨迹进行准确匹配。针对这一问题，该文提出一种基于道路网络拓扑结构的轨迹匹配算法，将轨迹匹配问题转换为在加权道路网络中寻找最优路径的问题。利用成都市道路网络中上万辆出租车的实际运行轨迹数据对本文算法进行了验证，结果表明在复杂的城市道路网络中应用该算法能够获得较高的匹配成功率和准确率。
2016, 45(6): 1014-1019, 1032.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.024
摘要:
有向网络社团结构的识别对于理解复杂系统的结构特性和动力学特性都有着重要的意义。提出了一种基于拉普拉斯矩阵多重特征向量的有向网络社团结构划分算法，该算法利用有向网络拉普拉斯矩阵的前c个较小特征值所对应的特征向量来划分有向网络的社团结构。在人工数据和实证数据上与模块度的谱优化算法和模拟退火算法做了对比实验。实验结果表明，当社团结构明显时，该算法的归一化互信息指标的值接近于1。当社团结构不明显时，该算法所取得的效果也优于谱优化和模拟退火算法。与这两种算法相比，在实证网络上模块度Q值也可以提高17.28%和19.21%。该文工作对于理解有向网络上拉普拉斯矩阵的多重特征向量与网络的社团结构的关系具有十分重要的意义。
有向网络社团结构的识别对于理解复杂系统的结构特性和动力学特性都有着重要的意义。提出了一种基于拉普拉斯矩阵多重特征向量的有向网络社团结构划分算法，该算法利用有向网络拉普拉斯矩阵的前c个较小特征值所对应的特征向量来划分有向网络的社团结构。在人工数据和实证数据上与模块度的谱优化算法和模拟退火算法做了对比实验。实验结果表明，当社团结构明显时，该算法的归一化互信息指标的值接近于1。当社团结构不明显时，该算法所取得的效果也优于谱优化和模拟退火算法。与这两种算法相比，在实证网络上模块度Q值也可以提高17.28%和19.21%。该文工作对于理解有向网络上拉普拉斯矩阵的多重特征向量与网络的社团结构的关系具有十分重要的意义。
2016, 45(6): 1020-1026.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.025
摘要:
主轴系统的热特性对重型卧式车床的加工精度有重要的影响。以某型号重型卧式车床的主轴系统为主要研究对象，采用有限元热-固耦合方法，仿真计算了主轴系统达到热平衡状态后的温度场分布和热变形特性，分析了热变形导致主轴中心线偏移情况。结合主轴系统静压轴承的结构特点，分析了轴承转速、液压油粘度、油膜间隙和供油压力对主轴系统变形场的影响。结果表明，这些因素对主轴系统的变形场有不同程度的影响，为主轴系统优化设计和热误差补偿提供了理论依据。
主轴系统的热特性对重型卧式车床的加工精度有重要的影响。以某型号重型卧式车床的主轴系统为主要研究对象，采用有限元热-固耦合方法，仿真计算了主轴系统达到热平衡状态后的温度场分布和热变形特性，分析了热变形导致主轴中心线偏移情况。结合主轴系统静压轴承的结构特点，分析了轴承转速、液压油粘度、油膜间隙和供油压力对主轴系统变形场的影响。结果表明，这些因素对主轴系统的变形场有不同程度的影响，为主轴系统优化设计和热误差补偿提供了理论依据。
2016, 45(6): 1027-1032.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.026
摘要:
通过建立Micro-USB电连接器有限元模型，采用Anand统一性本构方程描述焊点在循环温度载荷作用下的力学行为；借助ANSYS软件分析模拟焊点应力应变分布和变化情况；运用基于塑性应变的Coffin-Manson方程，计算激光软钎焊焊点在热循环温度作用下的热疲劳寿命。结果表明，电连接器激光软钎焊焊点在热循环作用下，最大应力应变位于中间部位的焊点与金属Pin相互接触处，其疲劳寿命最低，为1 146次，从而确定易发生失效的危险部位。该结论可为电连接器的设计、制作和测试提供理论依据。
通过建立Micro-USB电连接器有限元模型，采用Anand统一性本构方程描述焊点在循环温度载荷作用下的力学行为；借助ANSYS软件分析模拟焊点应力应变分布和变化情况；运用基于塑性应变的Coffin-Manson方程，计算激光软钎焊焊点在热循环温度作用下的热疲劳寿命。结果表明，电连接器激光软钎焊焊点在热循环作用下，最大应力应变位于中间部位的焊点与金属Pin相互接触处，其疲劳寿命最低，为1 146次，从而确定易发生失效的危险部位。该结论可为电连接器的设计、制作和测试提供理论依据。
