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                2015年  第32卷  第2期

                显示方式:
                一种基于流水化流应用的混合式高速缓存设计
                葛健达, 谢憬, 唐正, 王琴, 毛志刚
                2015, 32(2): 1-4,9.
                摘要:
                针对多核流应用处理器中存在的缓存效∞率低下和一致性问题,提出了数据流应用的流水化分割处理方案,在此基础上提出了一种基于一级私有缓存和二级共↑有缓存的混合型缓存结构,并深入分析了该结构运行过程中的完整性和ω 一致性问题.通过对常用的FIR、FFT等DSP算法的验证,该高速缓存结构以一定的面积开销将访问下级缓存的可能性降低30%左右,显著⌒降低了流应用的运行时间.
                一种∏分布式防火墙规则有效性检测算法
                汤昂昂, 陈永波, 姬东鸿
                2015, 32(2): 5-9.
                摘要:
                给出了结构化查询语句的定义,将查询的过程形式化描述,提出了一种基于SFDDs间逻︻辑运算实现分布式防火墙规则有效性检测算法。该算法在保持原始规则完整性、一致性、紧凑性的基础上,消除独立防火墙规则间异常,保持原始规则语义上的一致。仿真结果表明,基于SFDDs间逻◆辑运算实现分布式防火墙规则有效性检测算法可以快速有效对规则进行检测.
                基于动态窗口的行为证据采集系统
                肖夏, 陈岚, 李莹
                2015, 32(2): 10-14,19.
                摘要:
                为了克服无线传感器网络中传统证据采集方式的滞后性和低精确性等缺陷,采用基于窗口函数的动■态采集方法,利用ξ窗口函数的快速响应、平缓恢复等特点,设△计了一套集证据指标、波动评估、动态窗口为一体的行为证据采集系统,对网络中潜在的各类波动进行快速响应与追∮踪.通过对窗口函数系数的数学推导和仿真测试,证明了证据采集的↓实时性、准确性和有效性,从而提高了行为证据采集的准确性,为后续证据融合、可信分析提供了便利.
                一种支持扩展指标卐体系的SSUT网络安全态势评估
                李纪真, 孟相如, 杨栋, 康巧燕
                2015, 32(2): 15-19.
                摘要:
                提出一种支持扩展指标体系的SSUT网络安全态势评Ψ估模型.该模型将传统网络安全指标重新归类和量化,并支持对常∞见或新指标的扩展,采用支持向量机分类方法实现对网络安全态势的评估与分析.仿真实验结果表明▓SSUT模型比普通模型分类准确率提高了近15.4%~16.67%,有效提升了网络安全态势评估的准确性.
                一种基于条纹和阴影识别ぷ手指触碰的算法
                郑毅, 宋玮, 谢翔
                2015, 32(2): 20-23,27.
                摘要:
                基于投影仪摄像头的人机交互系统关键在于如何有效实现手指的触碰操作,针对该问题,提出了一种基于界面条纹和手指阴■影的触碰检◤测算法.首先,通过采用亚像素条纹检测算法,得到条【纹偏移量,粗略地估计出手指是否触碰,然后,利用悬浮手指产生的阴影信息来进一步判定☉手指是否触碰.采用单摄像头投影仪系统,在普通室内光照环境】下进行实验,实验结果表明该算法的识别准确率为96.82%,运算速度达到39.24 ms,在保证准确↘性的同时又兼顾了实时性.
                分组密码线性部件的抗功耗攻击特性
                邱爽, 白国强, 陈弘毅
                2015, 32(2): 24-27.
                摘要:
                通过对FPGA实现的分组密码▂SM4进行实际攻击,发现了SM4的线性部件使其具有抗差分功耗攻击的能力, 研究并归纳了一般分组密码中线㊣性部件的结构特性和其抗功耗攻击能力的关系, 从而提出了一种针对分组密码的算法设计层面的功耗攻击防护措施. 完成了对硬件实现的国密SM4算法的成功的○㊣DPA攻击.
                一种投影仪-摄像机系统的简易高精度标定方法
                宋玮, 郑毅, 谢翔, 李国林
                2015, 32(2): 28-32.
                摘要:
                提出了「一种投影仪-摄像机系统的简易高精度标定方法.系统标定的难点在于︽如何精确地建立投影仪和标定板平面之间的坐标←对应关系.为了消除标定板图案ξ 对投影图案的干扰,提出了一种自适应的两步图案生成以及投影方法来建立坐标对应关系,提高了坐标对应关系的精度.该方法操作方便、简单,仅仅需要一个摄像机标定中常用的棋盘格标■定板即可实现高精度标定,并不需要任何其他高精度设备.实验结果显示标定的最大重投影〗误差为0.554 2像素,均方根重投影误差为0.181 0像素.
                一种用于天文望远镜的低噪声CCD读出电路
                陈铖颖, 胡晓宇, 黑勇
                2015, 32(2): 33-36.
                摘要:
                设计了一种用于天文望远镜的低噪声电荷耦合器件(Charge Coupled Devices,CCD)读出电路.该读出电路主要包括电容增益电路、单端转差∩分电路、双斜率积分电路以及缓冲器电路.CCD读出◇电路采用SMIC 0.18 μm 1P6M CMOS工艺实现.后仿真结果表明,在电源↑电压3.3 V,输入信号67 kHz,输出信号80 mV峰值时,输出信号动态范围86 dB,等效输入噪声2.523 nV/√Hz,整体功耗1.25 mW.
                智能卡中♀非对称算法模幂运算单元的设计与验⌒ 证
                邵佳佳, 乌力吉, 张向民
                2015, 32(2): 37-41.
                摘要:
                基于CIOS模乘算法和Montgomery powering ladder模幂算法,设计了模幂↓电路,能进行密钥长度可配置的模乘、模幂、模加和模减运算.在50 MHz和SIMC13LL工艺库条件下对模幂电路进行DC综合,面积为16.1千门,吞吐率为10 kb/s,30 MHz下Primetime PX分析功耗2.87 mW,满足智能卡对速度、功耗、面积等☆指标需求.与近几年文献中的RSA模乘器相比,所设计的模乘电路具有最小的"功耗×面积/吞吐率",资源利用率高.
                高性能路由器中CAM控制◢器的设计
                于灏, 付方发, 路禹, 王进祥
                2015, 32(2): 42-46.
                摘要:
                CAM以强大的查表性能,被广泛应︻用到高性能路由器中.按照定制的CAM存储ζ体规范,提出了一个详细的CAM控制器的设计方案.该方案◣可以对8级CAM存储体进行控制,每个存储体可以配置独立的ID值,支持只对具有某一ID值的CAM块进行独立的搜索操作.搜索操作能够给出最●高优先级匹配的命中结果.采用8级流水结构※对8个存储』体进行控制.搜索指令与搜索指令背靠背执∞行时,只需要间隔一个空周期,实现了快速的搜索操作.
                一种基于属性值粗化的决策表正域约简算法
                景运革
                2015, 32(2): 47-51,55.
                摘要:
                目前粗糙集模型属性约简大多是ω 基于静态信息系统,而实际决¤策表的数据信息都是动态变化的,为了有效地对这些数据集进行处理,在信息系统属性值粗化时,首先介※绍了关系矩阵增量机制,提出了一种粗糙集增量式约简的矩阵方法并构造其相应的■算法,最后,通过实例分析来说明属性约简的具体操作方法和算法的有效性与可行性.
                OSPF协议DD报文的脆弱性分析与※验证
                安宁刚, 李国栋, 覃尊颖, 李卫, 黄旭昌
                2015, 32(2): 52-55.
                摘要:
                分析了OSPF协议在EXSTART/EXCHANGE状态下DD(Database Description )报文交互过程,提出了该过程存在的脆弱性,设计开发了验证系统,并对两款不同厂家的路由器进行了验证和对↘比,证明了该缺陷的存在.
                基于40 nm CMOS工艺的DAC IP核物理与时序建模
                王东, 陈岚, 柳臻朝, 冯燕
                2015, 32(2): 56-59,64.
                摘要:
                基于40 nm CMOS工艺,分析了DAC模块转▲化为IP核时所需生成的必要信∏息,概述了DAC IP核可复用模〇型的主要特点。对DAC IP核的物理与时序信息进行ㄨ建模,得到了DAC IP核的物理模型和时序模型,组成了DAC IP核的数据文件交付项。提取得到的IP核模型保护了IP核的设计信息,可满足布局布线、时序分析等基本应用要求.
                深亚微米工艺下单粒子瞬态㊣ 引起的串扰效应
                蒋见花, 卢奕岑, 周玉梅
                2015, 32(2): 60-64.
                摘要:
                随着集成电路工艺的发展,供电电♂压降低,线条变细,使得集成电路受到普通串扰和粒子辐射的影响更严重.由此对130~40 nm工艺节点普通串〇扰和单粒子引起的串扰效应进行了对比分析.单粒子引起的串扰比普通串扰更加严重,而且随着工艺进步,单粒子引起的串▼扰现象将更加恶化.验证了在不同工艺下增加驱动尺寸和增加连线间距对缓解单粒子串扰噪声的『有效性.
                基于QR分解与2DLDA的单样本人脸识别
                覃磊, 李德华, 周康
                2015, 32(2): 65-68.
                摘要:
                提出了一种新的基于矩阵的QR分解与2DLDA的单样本人△脸识别算法(QR decomposition+2DLDA). 利用矩阵的QR分解,将单㊣ 样本人脸图像进行QR分解后提取有效⊙的部分信息构成虚拟图像,结合原训练图像生成新的训练样本集,应用2DLDA进行←特征提取和识别. 在ORL人脸数据库上对算法进行了实验,实验结果表明此算法的识别效果不仅优于PCA、SPCA、(PC)2A、E(PC)2A算法,而且对于光照、表情等因素具有良好的鲁棒性.
                基于特征串的网页文本并行去重算法
                谢瑶兵
                2015, 32(2): 69-72.
                摘要:
                针对海量网页文本去重效率不高问题,提出了一种高效的并行网页去重算法.该㊣ 算法利用Hadoop框架的Map/Reduce机制,通过对网页文本提取特征串,使用Google的Simhash算法↘对提取的特征串进行哈希映射得到相应的哈希码,然后对产生的哈希码进行海明距离比较,从而得到重复的网页ξ 数据.实验表明,与相关去重算法相比,所提◥算法有效地提高了文本去重计算效率.
                一ζ 种基于隐语义模型的协同过滤算法
                卢露, 魏登月
                2015, 32(2): 73-75.
                摘要:
                传统的协同过滤算法忽略了用户对项目的兴趣度这一重要特征,对此提出了一←种新的概率生成模型.综合考虑了用户对项目的〓兴趣度和用户对项目的评分模式两种因素,并在此基础上设计了一种度量指标进行推荐,实验证明与传统的协同①过滤算法相比,该方法能够获得更好的推荐效果.
                一种支持全双工数据传输的多通道DMA控制器设计
                石文侠, 吴龙胜, 盛廷义, 艾刁, 陈庆宇
                2015, 32(2): 76-79,83.
                摘要:
                针对DMA数据传输中读写操作互斥及互锁问题,本文提出了一种基于AHB总↑线的流水化DMA控制器设计方案.通过内嵌两◇个AHB主机和数据缓冲区,实现了数据读写操作并行;通过多通道设计,避免了读写访问不能同时结束时的额外传输◢等待时间,使读写操作更独立.该设计与现有的DMA控制器◆相比,缩短了数据传输◥延迟,提高了数据传∩输效率,实现了全双工流水传输.
                改进型快速ICA算法与数学形态学结合的♂图像分割方法
                段先知, 丁亚军, 钱盛友, 李勇, 邹孝
                2015, 32(2): 80-83.
                摘要:
                介绍了一种改进型快速独立分量分析(FastICA)算法与形态◤学相结合的图像分割方法.该方法把图像的特征分量●看作是边缘图像分量与其它背景图像分量的结合,把快速ICA对∮图像分量的提取,变为对边缘图像分量的提取,得到边缘图像的独立分量,再通过数学形★态学的方法对边缘图像进行增强处理,从而实现图像的分割.实验结果表明:与传统的图像分割☆方法相比,该方法具有良好的图像分割性能,可以清楚地观察到图像轮廓∩,图像边缘的连※通性较好且保留了原图像的很多细节,分割效※果较好.
                基于区域色彩空间和LBP算法的图像分割
                张竹伟, 周海英
                2015, 32(2): 84-87.
                摘要:
                提出一种基于区域色彩空间和▃LBP算法的图像分割.该算法用颜色和LBP直方图作为区域描述符◆,量化HSV颜色空间,并根据LBP算法的Uniform模式,利用较少的LBP算子描述大部分纹理特征▅,有效降低了区域特征矢量的维数,提高了区域相似度计算的执行效→率.此算法能有效地将对象从复杂图像场景中分割提取出来,且结果与人眼的主观视觉有良好∏的一致性,在轮廓细节和执行效率上比MRSM算法更优.
                改进的AdaBoost.M2-SVM在低信噪比语音识别中的应用
                刘红芬, 刘晓峰, 张雪英, 黄丽霞, 王子中
                2015, 32(2): 88-91.
                摘要:
                提出了基于雁群启示的↑粒子群优化ξ算法改进的AdaBoost.M2-SVM算法.首先训练多个支持向量机作为弱分类器,用AdaBoost.M2算法将多个弱分类器集成为最终的强分类器,实现多类分类;采用GeesePSO算法对AdaBoost.M2算法计算出的权值进行优化得到一组最优的权值,提高最终强分类器◆的提升能力.实验结果表明,在低信噪比语音识别中,与SVM相比,改进的AdaBoost.M2-SVM表现出更好的泛化能Ψ 力,提高了识别准确率.
                一种任意时间片长度对CPU上下文切换代价影响消除的新方法
                张洋, 张逸中
                2015, 32(2): 92-96.
                摘要:
                分析并量化了操作系统任务调度时上下文切换对√CPU性能影响,得出了任务」上下文切换代价对CPU效率影响关系.在此影响关系的基础上,提出了一种可行的Hyper-Scheduling方法.此方法通★过在CPU内部设置一条特殊的任务切换专用流水线数据通路,并在通用寄∑存器堆上寄生一个相同的寄存器堆(影子∏寄存器堆)和监视访存状态的寄生逻辑,来监视各硬件资源运行情况,实现在CPU硬件资源闲置状态时进行预先数据准备或任务保存.当任务切换时将这条特殊数据通路与CPU主数据通路流水线进行交换,使上下文切换时间可趋近于零,任务切换代价被消除,上下文频繁切换或时间片长度缩短至近√于零的情况下,CPU效率仍能够保持性能最大化.
                引入模式搜索算子的粒子群优化算法
                谢朝政, 樊晓光, 禚真福
                2015, 32(2): 97-99,104.
                摘要:
                针对粒㊣ 子群优化算法(PSO)在解决复杂的高维优化问题时容易陷入局部最优和收敛速度慢的问题,结合模式↘搜索算法较强的局部搜索能力,提出一种引入模式搜索算子的粒子群优化算法(HJPSO).为避免最优粒子陷入局部最优而导致整个种群出现搜索停滞,在PSO算法的迭︾代过程中加入判断粒子陷入局部最优的机制,当检测到早熟停○滞迹象时,使用模式搜索算子对整个粒子群当前搜索到的历史最优位置进行模々式搜索以帮助算法跳出局部最优点.标准测试函数的运行结果表明,该算法具有较强的跳出局部最〓优的能力,收敛速度较快,稳定性好.
                无线传感器网络中基于扇形的非匀均分簇路由协议
                刘同来, 刘伟强
                2015, 32(2): 100-104.
                摘要:
                针对无线传感器网络分簇多跳路由协议中靠近基站的簇头节点容』易死亡的缺点,提出一种ξ 基于扇形的能量匀衡的非匀均分簇路由协议EBUCBS(Energy-Balancing Unequal Clustering Routing Protocol Based on the Sector).EBUCBS协议采用↑固定分簇方式能减少重复分簇给网络带来的额外能量损失,且靠近基站的簇的▲规模小于远离基站的簇规模,使靠近基站的簇头♀有足够的能量转发信息而不容易死♀亡,均衡了网络能量负载.Matlab仿真实验※表明:与LEACH协议、EEUC协议相比EBUCBS协议有效延长了网◣络生存时间.
                基于DAnCE的跨平台分布式组件部署研究
                王涵, 李晶, 李石君
                2015, 32(2): 105-109,114.
                摘要:
                分析了DAnCE的源码以及体系结◤构,并根据系统实时监控及动态迁移的需要修改并扩展了其中的核心代码,设计并实现了一种【基于DAnCE的跨平台分布式组件部署的解决方案.最后验证了该解决方案的可行性,保证在跨平台分布式应用环境中∞组件间的通信和对组件的远程管理.
                缺帧环境∴下车牌图像的三维重建模型仿真
                郭慧玲, 乔蕊, 杨俊
                2015, 32(2): 110-114.
                摘要:
                提出一种基于空间亮度均衡化平滑和曲线分割的缺帧环境下车牌图像的三维重建模型.根据缺帧环境车辆外接轮廓矩形模型,提取遮挡车辆分割线,进行空间亮度均衡化处理,对遮挡车牌进行曲线分割,增强三维重建的车牌图像色☆调和饱和度.通过增强图像的明暗对比度,对高频信号进行抑制和阻截,实现图像的平滑处理,采用【曲线分割算法,对图像进行二值化分割,对分割后的车辆部分做杂质去除,得到完整独立的车辆区域,实现缺帧∞环境下的车牌图像三维重建改进.
                一种全负载范围的谷底检测电路设计
                郭俊, 韩雨衡, 何泽炜, 李威
                2015, 32(2): 115-118.
                摘要:
                针对反激式开◣关电源拓扑,在基于前人对准谐振软开关研究的基础上,提出了一种简单实用的谷底检测电路,在全负▆载范围都能精确检测出谷底出现时刻,适用于谐振频率在一定范围变化的场合,方便№外围拓扑设计.基于TSMC_0.5 μm BCD工艺,经Spectre仿真实验表明,在谐振频率低于2 MHz不同负载情况下,能比较精确检测出谷底时刻(误差小于1‰).
                联合选择特征和分类器参数的Android系统安全检测
                陈泽恩
                2015, 32(2): 119-123.
                摘要:
                为了提高Android系统安全检测性能,提出╲一种联合选择特征和分类器参数的Android系统安全检测模型.首先提取Android系统安全检测∩特征,并将特征和支持⌒向量机参数组合在一起作为一个上体,然后通①过教与学优化算法模拟老师的教学过程和同学之间的互相交流过程,找到最优特征子集和支持向量机参数,最后▲构建最优的Android系统安全检测模型,并进行仿真实〇验.实验结果表明,相对于其他Android系统安全检测模型,模型提高了Android系统安全检测准确率,改善了Android系统安全检测效率,可以满足Android系统安全检测的实时性№要求.
                自主设计精简指令集的』流水线CPU
                袁婷, 刘怡俊
                2015, 32(2): 124-128.
                摘要:
                介绍了基于FPGA平台,设计16位精简指令⌒集流水线CPU.该CPU参考MIPS架构设计精简指令集,通过分析指令处理过程实现五级流水线结构,结合"预测技术"和数据前推方法解决流水线相关问题.为了支持CPU软件架构,设计指令集的汇编编译器.在 Modelsim平台运行测试程序,给出仿真综合结果.通过试验结果对比表明,所设计的CPU处理↑过程所需时钟周期大大减少.
                复杂生物传感网络的节点优『化定位模型仿真
                闫艳霞, 崔建华
                2015, 32(2): 129-132,137.
                摘要:
                根据复杂生物√传感器网络节点的定位和数据监测的需要,构建生物传感网络的模型,设计ω 了基于强跟踪滤波的集中式扩维量化融合▓算法.该算法采用预加重方法补偿节点之间的系统功率衰减,通过动态跟踪信号功率的变化,得卐到传感器融合中心最终的节点定位状态信息矩阵;通过强跟踪滤波,提高抗干扰ξ能力,实现传感网络节点定位模型改进.结果表明,采用该算法进行复杂生物传感网络节点定位,能有效提高节点定位的准确性,定位误差较小,定位时∮间较快,稳健性和抗干扰性较好.
                网格索引下反向插补图像纹理细节增强算法
                卢东兴
                2015, 32(2): 133-137.
                摘要:
                通过对图像纹理细节增强,提高低质量采集图像的识别和细节特征分⊙析能力.传统的图像纹理细节增强算法采用纹卐理结构信息特征子空间多维谱峰搜索方法,算法只考虑结构信息特征子空间中的纹理特征,对剩余的元素没有进行有效的网格化分区,细节增强效果不好.对此,首先进行图像结构纹理信息传导模∞型设计,引入网格索引↑方法对图像纹理细节增强的优先级进行判定,然后提出一种基于反向插】补的网格索引下补图像纹理细节增强算法.提取亮度、对比度和结构相似度等能有效表征图①像的结构化特征,采用反向插补实现图像纹理细节增强,仿真结果表明,该算法对图像纹理细节特征的检测概率最高,有效确保Ψ增强后的图像质量,提高低质量采集图像的识别和细节特征分析能力,在图像识别和成像处理等领域应用价值较高.
                基于结点电压增量的模拟电路多故障诊断方法研究
                许军, 张耀辉, 陈圣俭
                2015, 32(2): 138-141,147.
                摘要:
                针对模拟电路多故障诊断中经常可能遇到的可测点不足和测试量受限的问题,提出了基于结点电压增◥量的模拟电路多故障诊断方法.推导了基于4个测试点电压增量的双故障诊断方程,给出了诊断流程和仿真实例.理论分析和实验△结果表明,该方法可用于线性模拟电路的多故障诊断,对硬故障和软故▂障均有效,在▓可测点不足和测试量受限的条件下具有优越性,适合大规模线性模拟电路的多故障诊断和测试.
                基于深度玻尔兹曼机的文本特征提取研究
                张立民, 刘凯
                2015, 32(2): 142-147.
                摘要:
                鉴于深度学习模型在进行知识推理相关研究时提取抽象概念的优势,在目前对文本特征提取性能较好的浅层结构RSM的基础上构建以RSM为特征抽取器的深度玻尔兹曼机模型.通过新模型的能量函数和网络连接关系,对模型组成单元的后验概率进行推导,并结合新的交叉熵稀疏惩罚因子,给出模型的详细学习算法.经20-newgroups文档集上测试证明,经过交叉熵稀疏惩罚因子影响后的新模型提取出的特征在对文本表征上性能较好,相比于№浅层模型RSM,其分类准确度更高,概念更加抽象,在处理大规模文本分析上具有良好的可行性.
                基于消息复用的位置服务隐私保护算法
                赵耘华, 白光伟, 沈航
                2015, 32(2): 148-152.
                摘要:
                提出一种基于消息复用№的位置服务隐私保护(MSPP)算法,用于提供不同安全性需求的位置服务.首先对源@ 消息集中的数据进行预伪装,将通过预伪装算法成功伪装的消息添加到复用消息集.然后,通过消息复用,形成多层伪装区域来保护用户的位置隐私.仿真结果表明,针对不同安全性需求的消息,该机制提高了匿名成功率,缩短了系╱统平均响应时间.
                基于多边形包围的无线传感器网络边缘检测算法
                林靖, 潘广贞
                2015, 32(2): 153-155,160.
                摘要:
                针对无坐标⌒ 信息的无线传感器网络(WSN)的传统边缘检测技术中错检和漏检的情况,提出一种新的分布式基于有向树扩展的多边形包围※检测算法,算法对于网络节点的密度没有限制要求,仿真结果表明该算法有效避免了◆错检、漏检情况的发生,判别方法简单准确,大大提高了WSN边缘检测的效率和精度.
                BPDSR:基于Chord算法的MANET双向路由模型
                龙建辉, 陈靖, 朱清超, 高培勇
                2015, 32(2): 156-160.
                摘要:
                为提高移动自组织网络(mobile ad hoc network,MANET)路由查询效率,通过对P2P(peer-to-peer)网络与MANET的交叉研究,在DSR协议基础上引入Chord算法,提出双向路由模型BPDSR.BPDSR双向路由▽发现算法和路由资源共享算法,降低了查询复杂度,减少了路由失效ζ和绕路问题.通过BPDSR算法性能分析和NS--2仿真实验表明,BPDSR路由模型的路由效率明显提高.