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• 2011年, 第4期　刊出日期：2011-04-25 上一期    下一期
  本期栏目： 论文

论文

基于改进AAR模型的DIDoS攻击早期检测方法

刘运,殷建平,程杰仁,蔡志平

2011, 33(4): 1-7. doi: 10.3969/j.issn.1007130X.2011.

摘要 ( 522 )   PDF (833KB) ( 458 )   　　

分布式增速拒绝服务（DIDoS）攻击采用逐步提升发包速率的方式来造成受害者资源的慢消耗，较之传统的分布式拒绝服务（DDoS）攻击更具隐蔽性，如何尽可能早地将其捕获是一个亟待研究的问题。本文针对DIDoS攻击的特点，提出了一种基于改进AAR模型的DIDoS攻击早期检测方法。为此，首先提出了一组基于条件熵的检测特征：流特征条件熵（TFCE），用以反映DIDoS攻击流速的增长变化；然后根据改进的AAR模型对TFCE值进行多步预测；最后采用经过训练的SVM分类器对预测值进行分类，以识别攻击企图。实验结果表明，在保证检测精度相当的前提下，该方法比部分现有方法能够更快检测到攻击。

基于EAP-TLS的可信网络连接认证方案设计与实现

池亚平1,杨磊1,2,李兆斌1,方勇1

2011, 33(4): 8-12. doi: 10.3969/j.issn.1007130X.2011.

摘要 ( 493 )   PDF (652KB) ( 442 )   　　

TNC架构在终端接入网络前对终端的平台身份和平台环境进行可信认证，保证了接入终端的可信，但这种可信认证存在单向性的局限，无法保证网络服务器的可信。EAPTLS是802.1x中一种基于证书的扩展认证协议，支持双向认证机制。本文在分析TNC架构和EAPTLS双向认证机制基础上，设计了一种基于EAPTLS的可信网络连接双向认证方案，该方案能够对终端和服务器的平台身份、平台完整性和平台可信环境进行双向认证。在FHH@TNC开源架构搭建的可信网络环境上实现了客户端与服务器之间双向可信认证方案，并进行了方案测试，证明了方案的正确性。

一种改进的存在特权集的门限群签名方案

董玉蓉,汪学明

2011, 33(4): 13-18. doi:

摘要 ( 424 )   PDF (481KB) ( 249 )   　　

为了解决签名方权限不同的问题，出现了许多存在特权集门限群签名方案。本文通过对一种ElGamal类型存在特权集的门限群签名方案的分析研究,发现该方案不满足群签名特性以及存在单签名不可区分的缺陷。针对上述不足，本文提出了一种基于ECC的存在特权集的门限群签名改进方案。本文方案通过增加成员认证密钥并利用公钥环境下的交互式身份验证方法，有效地防止了密钥分配中心和签名服务者的串通陷害；群成员利用Pedersen VSS验证方法防止密钥分配中心的欺诈。同时方案简单有效地实现了群成员的加入和撤销，具有门限群签名应有的性质。

一种基于进程流量行为的蠕虫检测系统

肖枫涛1,王维2,刘波1,陈新1

2011, 33(4): 19-24. doi: 10.3969/j.issn.1007130X.2011.

摘要 ( 451 )   PDF (669KB) ( 365 )   　　

随着蠕虫传播速度的不断加快，所造成的威胁也越来越大。为快速检测蠕虫，本文描述了和蠕虫相关的三种重要的进程流量行为：类蠕虫流量中源端口总数、类蠕虫进程流量中源端口的变化频率以及进程流量中类蠕虫流量占总进程流量的总数。基于这三种行为，本文提出了一种基于进程流量行为的蠕虫检测系统，同时介绍了该系统的相关定义、框架设计和关键实现。最后，采用真实程序进行了实验，结果表明该系统可以快速准确地检测蠕虫，并具有较小的误报率。

车载自组织网络路由协议的仿真研究

李保珠，刘悦，初国新

2011, 33(4): 25-29. doi: 10.3969/j.issn.1007130X.2011.

摘要 ( 494 )   PDF (551KB) ( 667 )   　　

本文简要介绍了车载自组织网络和移动自组织网络中两个典型的路由协议：表驱动路由协议DSDV和按需路由协议AODV；还介绍了一个实用的移动模型，使仿真实验更加接近现实。在Linux下使用网络仿真工具NS2对这两个典型协议进行仿真，并对仿真结果进行分析比较和性能评价，得出：AODV和DSDV协议都不太适用于车辆自组织网络，所以设计适合车辆网路的协议是急需解决的问题。

在线混沌图像保密通信研究

盛苏英1，吴新华2

2011, 33(4): 30-34. doi: 10.3969/j.issn.1007130X.2011.

摘要 ( 427 )   PDF (2738KB) ( 387 )   　　

本文利用像素值替代和图像位置置乱相结合的方法进行图像信息的加解密，设计并实现了一个网络在线混沌图像保密通信系统，具有保密性和实时性。系统采用Lorenz和Logistic混沌系统，通过密钥同步方案，信息被实时加密后经TCP协议传输；由于混沌映射的初值敏感性和伪随机特性，传输的信息很难被破译，具有较强的保密性。本文对系统的实现方法进行了研究，通信结果表明该系统具有较好的保密性和实用性。

一个新的SYN Flood攻击防御模型的研究

曾小荟1,2，冷明1，刘冬生1，李平1，金士尧2,3

2011, 33(4): 35-39. doi: 10.3969/j.issn.1007130X.2011.

摘要 ( 436 )   PDF (679KB) ( 323 )   　　

针对现有的SYN Flood攻击防御方法的不足，本文提出了一个基于TCP连接三次握手的新的防御模型。当系统检测到SYN Flood攻击后，立即把那些占用系统资源的带有典型攻击特征的第一次握手请求永久抛弃，以保证新的正常请求能够被接受；而把其他带有疑似攻击特征的第一次握手请求暂时抛弃，尔后启动自适应学习模块来修正现有的入侵模式，最后再启动SYN Flood攻击检测模块来进一步精确判定。在此基础上设计实现了一套新的SYN Flood攻击防御系统。实验测试结果表明，本入侵防御系统能有效地帮助整个系统提高对抗SYN Flood攻击的能力。

基于改进Apriori算法的入侵检测系统研究

崔贯勋，李梁，王柯柯，倪伟，苟光磊

2011, 33(4): 40-44. doi: 10.3969/j.issn.1007130X.2011.

摘要 ( 443 )   PDF (824KB) ( 398 )   　　

本文在对关联规则挖掘中Apriori算法的深入研究和分析的基础上，发现并指出了该算法存在的不足，改进了在由K阶频繁项集生成K+1阶候选项集时的连接和剪枝策略及对事务数据库的处理方式，它在时间和空间上提高了Apriori算法的效率。根据改进后的算法提出了入侵检测方法，该方法实现了规则库的自动更新，极大地提高了系统的安全性和可靠性。实验结果表明，该方法明显提高了频繁项目集的生成效率，入侵检测系统知识规则库的生成效率也得到改善。

一种无缓存光互连网络中的结点饿死问题及其解决

徐炜遐，齐星云，窦强，冯权友

2011, 33(4): 45-49. doi: 10.3969/j.issn.1007130X.2011.

摘要 ( 437 )   PDF (1069KB) ( 405 )   　　

本文针对一种无缓存的高性能计算机光互连网络BOIN中存在的结点饿死问题，提出了两种不同的解决方法——尽量回避的X优先路由算法和允许丢弃的X优先路由算法。这两种路由算法利用了报文在向X方向发送时其Y方向链路空闲的特点，使得发生冲突的报文可以通过空闲的链路顺利转发。模拟实验结果表明，采用这两种路由算法，能够很好地解决报文在发送时的饿死现象。

一种抗DPA攻击的双轨信号平行布线方法

乐大珩，齐树波，张民选

2011, 33(4): 50-55. doi: 10.3969/j.issn.1007130X.2011.

摘要 ( 469 )   PDF (799KB) ( 667 )   　　

双轨预充电逻辑是一种有效的差分功耗分析（DPA）攻击防护技术，其需要解决的关键问题在于必须保证互补的双轨信号线具有对称的电容负载。本文提出了一种双轨信号布线方法，能够基于商用的布局布线EDA工具实现双轨信号的平行布线，从而实现电容负载对称的目的。本方法首先利用EDA工具在奇数个布线轨道中对单轨网表进行布线，然后将信号线复制并平移到相邻的布线轨道得到双轨信号布线结果。这样，每对双轨信号线都有相同的布线结构，因而具有相同的电容负载。利用所提出的平行布线方法实现了一个AES加密协处理器，实验结果表明平行布线的双轨信号电容负载具有优异的对称性。

片上光网络：一种新型片上互连网络

计永兴,钱悦,崔大为,窦文华

2011, 33(4): 56-61. doi: 10.3969/j.issn.1007130X.2011.

摘要 ( 596 )   PDF (1383KB) ( 818 )   　　

随着单个芯片上集成的处理器的个数越来越多，传统的电互连网络已经无法满足对互连网络性能的需求，需要一种新的互连方式，因此光互连网络技术应运而生。目前，电互连的片上网络在功耗、性能、带宽、延迟等方面遇到了瓶颈，而光互连作为一种新的互连方式引用到片上网络具有低损耗、高吞吐率、低延迟等无可比拟的优势。本文主要探讨了片上光网络的研究趋势和发展方向，并对目前主要对基于总线结构和Torus结构的片上光网络进行了分析和比较，主要集中在拓扑结构、路由算法以及流控机制等方面。本文最后对片上光网络与3D技术结合以及全光片上互连网络的未来发展前景进行了探讨。

虚拟化与操作系统辨析

谭郁松,吴庆波

2011, 33(4): 62-68. doi: 10.3969/j.issn.1007130X.2011.

摘要 ( 521 )   PDF (560KB) ( 339 )   　　

随着近10年的复兴，虚拟化技术已成为业界和学界的关注热点。本文从操作系统技术的角度观察和分析虚拟化技术的发展，首先深入讨论虚拟化和操作系统的内涵，并就目前针对该两种技术之间的学术争辩进行分析，本文认为虚拟化技术和操作系统技术本质上互有异同，可相互借鉴和融合。本文就虚拟化和操作系统在若干重要技术领域中各自的技术特点进行详细阐述，包括动态二进制翻译、名字空间虚拟化、资源管理机制、运行时状态保存和回溯机制、系统安全和可信增强等，探讨了虚拟化和操作系统的技术融合趋势。本文认为虚拟化技术的发展为操作系统技术变革带来了新的挑战和机遇。

Hunter：一种指令集体系结构无关的二进制级动态测试用例生成技术

李根,卢凯，张英，卢锡城，冯华，张巍

2011, 33(4): 69-74. doi: 10.3969/j.issn.1007130X.2011.

摘要 ( 432 )   PDF (1257KB) ( 459 )   　　

动态测试用例生成技术是一类新兴的软件测试技术。由于使用该类技术无需任何人工干预，也无需验证人员具备任何专业知识，同时该类技术能够无误地发现程序错误，越来越多的研究者采用该技术查找预发布的二进制级软件错误。然而，已有的该类技术及其实现系统不具有可重定向性，只能处理面向某种特定指令集体系结构（ISA）的二进制代码，进行测试用例的生成与查错。本文提出了一种全新的指令集体系结构无关的二进制级动态测试用例生成技术，以及实现该技术的系统Hunter。与已有的动态测试用例生成技术不同，Hunter具有极强的可重定向性，可对任何指令集体系结构的二进制代码进行查错，定向地为其生成指向不同执行路径的测试用例。Hunter定义了一套元指令集体系结构（MetaISA），将在二进制代码执行过程中收集到的所有执行信息映射为MetaISA，并对生成的MetaISA序列进行符号化执行、约束收集、约束求解以及测试用例生成，从而使整个过程与ISA无关。我们实现了Hunter，将其重定向至32位x86、PowerPC和Sparc ISA，并使用该系统为6个含有已知错误的测试程序查错。实验结果表明，由于MetaISA的引入，只需很小的开销，Hunter系统即可容易且有效地重定向至不同的ISA，并且Hunter能够有效地发现面向32位x86、PowerPC和Sparc ISA编写的二进制应用中隐藏极深的错误。

一种用于并行系统的非阻塞消息队列机制

刘晓建,吴庆波，戴华东，任怡

2011, 33(4): 75-80. doi: 10.3969/j.issn.1007130X.2011.

摘要 ( 526 )   PDF (812KB) ( 619 )   　　

并行线程之间的消息传递和同步机制与系统的并行性能密切相关。在并行系统中，人们期望不必要的同步尽可能少，以充分开发系统的并行性，提高系统的运行效率。非阻塞缓冲区机制(NBB)允许消息生产者和消费者在不使用同步机制的情况下实现消息传递。但是，NBB机制存在着消息缓冲区有限、在多生产者和/或多消费者情况下使用不便、有时甚至功能不能满足要求等问题。本文介绍的非阻塞队列机制(NBL)可看作是NBB的链表实现，但NBL可以有效地避免NBB的上述缺陷。本文描述了相关算法及其正确性证明。最后讨论了NBL机制的使用方法，并进行了有效性和性能评测。

大容量NAND Flash文件系统转换层优化设计

张辉1，2，晏益慧1，罗宇1

2011, 33(4): 81-85. doi: 10.3969/j.issn.1007130X.2011.

摘要 ( 516 )   PDF (622KB) ( 362 )   　　

针对基于NAND Flash转换层（NFTL）架构的Flash文件系统在大容量NAND Flash设备上存在的性能不足, 本文分析了NFTL的存储管理机制，基于vxworks嵌入式系统平台提出了对NFTL模块的优化设计方法并进行了具体实现。实验表明，优化后的NFTL模块有效提高了文件系统的读写性能，缩短了加载时间。

基于图形处理器的点云快速光顺

张连伟1，2，刘大学2，刘肖琳2，李焱2，徐昕2，贺汉根2

2011, 33(4): 86-92. doi: 10.3969/j.issn.1007130X.2011.

摘要 ( 416 )   PDF (638KB) ( 479 )   　　

点云数据光顺是点模型数字几何处理的一个重要研究内容。在海量数据规模应用中，不仅需要较高的光顺质量，而且需要有快速的处理速度。传统的基于CPU的光顺算法串行地处理每个采样点，导致巨大的时间开销。本文提出一种适应于图形处理器的点云快速光顺算法，将多个采样点处的协方差矩阵组织成一个大规模稀疏矩阵，以纹理图像的形式保存该稀疏矩阵，在像素程序中利用图形处理器强大的并行计算能力迭代求解协方差矩阵的最小特征值与特征向量，并据此计算光顺的速度和方向。实验在配有GeForce 8600GTS显卡的平台上进行。实验结果表明，基于GPU的点云光顺算法较之基于CPU的算法能够显著提高计算效率，从而为快速点云处理提供了良好的支持。

油库火灾虚拟现实建模优化技术研究

李康宁，杜扬

2011, 33(4): 93-97. doi:

摘要 ( 444 )   PDF (672KB) ( 385 )   　　

油库火灾虚拟现实中，不仅涉及复杂场景建模，而且需要对由于燃烧不充分产生的大量烟雾进行模拟。如果采用传统的粒子系统或分形技术来模拟油库场景和烟雾，必然造成计算机显示负荷过重而无法满足虚拟现实实时性的要求。本文将油库火灾场景中的静态场景以视距、投影面积和地形粗糙度为依据来确定节点的细节层次，实现场景多分辨率建模。根据油料火灾烟雾扩散的视觉表现为灰度变化的特点，用动态纹理来模拟油罐火灾产生的大量烟雾,通过线性插值生成不同透明度纹理，并且保持始终视线与烟雾面正交，大大地降低了显示负荷，有效地解决了实时性与逼真度之间的矛盾，实现了油库火灾虚拟现实优化建模。

SOFM模型在杂草图像识别中的应用

王焱,王磊明,孙雁鸣

2011, 33(4): 98-101. doi:

摘要 ( 482 )   PDF (694KB) ( 479 )   　　

针对在杂草图像分割方面存在使用阈值分割需要选择分割阈值、图像分割精度不高等不足，本文结合超绿特征分割算法和SOFM网络，构造出一种杂草图像识别模型——GSOFM空间聚类模型。该方法是一种无监督学习方式，不需要指定阈值，利用网络自组织、自竞争的特性，实现对杂草图像的分割。在对图像进行超绿特征处理之后，使用超绿特征的灰度和归一化两个特征向量，实现SOFM空间聚类。实验结果表明，改进的GSOFM 方法相比其他三种杂草图像分割算法的分割结果都有一定的提高，分别比HIS阈值分割、超绿特征分割、双阈值分割提高28%、20%、21%。本算法结合后期形态学去噪后，识别正确率可达94%。

基于直方图相关性约束的快速多阈值FCM图像分割算法

来跃深,马天明,田军委

2011, 33(4): 102-106. doi:

摘要 ( 536 )   PDF (664KB) ( 517 )   　　

针对传统的模糊C均值（FCM）聚类算法在样本数和特征数较多时，运算较为复杂以及耗时较多的问题，本文提出了一种采用直方图的相关性作为约束采样率的快速多阈值FCM分割方法，控制图像失真，使得需要运算的数据量减少，以获得较快的分割速度。由于借助了基于模糊集的图像分割技术——模糊C均值算法实现多阈值图像分割，考虑到了每个像素对于聚类中心的隶属度，使得其有较好的适用性。根据实验结果，在保持传统FCM算法的分割效果的前提下,该算法的分割灰度图像耗时是传统FCM的1.4%，因此该算法具有一定的应用价值。

亚像素边缘检测算法在刀具参数检测中的应用

尚雅层，陈静，田军委

2011, 33(4): 107-109. doi: 10.3969/j.issn.1007

摘要 ( 680 )   PDF (368KB) ( 821 )   　　

传统边缘检测算法定位精度低、效率低并且对噪声比较敏感，已经不能满足工业生产的需求。基于此，本文提出了基于拟合的亚像素边缘检测算法——五次多项式拟合亚像素边缘检测算法。该算法首先在待测边缘附近取一系列的点，求得这些点的灰度值，通过五次多项式曲线对灰度曲线进行拟合，求得五次多项式的二阶导数为零点即为亚像素位置。并对五次多项式拟合进行了实验研究，通过与基于二次差值的亚像素边缘检测算法、基于LOG算子的亚像素边缘检测算法以及基于空间矩的亚像素边缘检测算法的比较，结果表明五次多项式拟合亚像素边缘检测算法的运行时间较短，效率较高。

一种用于导航的2.5维地图的构建

文伯聪,张彤

2011, 33(4): 110-114. doi: 10.3969/j.issn.1007130X.2011.

摘要 ( 473 )   PDF (995KB) ( 458 )   　　

为了使仿人机器人能够在真实世界中自由行走，包括上下楼梯、跨过障碍物，本文提出了一种构建机器人环境的2.5维网格地图的方法。首先利用传感器数据建立并更新一个3D占有率网格和一个平地网格，3D占有率网格为最终的地图提供概率支持，以保证环境模型对传感器噪声的鲁棒性，平地网格用来存储平面高度值。然后结合两个网格建立导航地图，该地图上每一个单元格被标记为平地或障碍物类型以及它的高度值，平地的高度信息是精确的而障碍物的高度信息是粗略的。最后在仿真平台上验证了所提出的方法，仿真结果证实此方法能够有效地产生用于机器人避障和路径规划的地图。

基于Hadoop的搜索引擎用户行为分析

王振宇1,郭力 2

2011, 33(4): 115-120. doi:

摘要 ( 615 )   PDF (712KB) ( 628 )   　　

搜索引擎用户行为分析是网络信息检索技术的研究热点。通过分析用户点击行为，利用Web数据挖掘技术获取有用信息，提高搜索引擎的检索算法和检索服务的效率，把用户从大量无序的搜索结果中解放出来。本文针对传统并行计算模型在易扩展和易编程方面遇到的瓶颈,给出一种基于Hadoop的海量日志数据处理模型，通过基于Hadoop的分布式文件系统HDFS与MapReduce并行计算模型提高系统扩展性和易编程性，并应用该模型分析了Sogou搜索引擎一个月内约2 200万条查询日志，分析结果对于掌握用户搜索行为，评测及改进搜索引擎检索、排序算法等均有较好的指导意义。

Vague集的新相似度量方法

徐凤生

2011, 33(4): 121-123. doi:

摘要 ( 439 )   PDF (272KB) ( 394 )   　　

本文指出了现有Vague集相似度量方法的不足，提出一种新的Vague集相似度量方法，并证明了它的有效性。

Web服务搜索引擎的WSRank方法研究

胡蓉,刘建勋

2011, 33(4): 124-128. doi:

摘要 ( 398 )   PDF (631KB) ( 396 )   　　

Web服务检索的困难阻碍了其应用和发展的速度。在实现了一个Web服务搜索引擎WSSE后，服务的排序成为需要解决的问题。通过Web服务爬虫的爬行特点分析Web服务的分布结构和相互关系，借鉴著名的网页排序算法PageRank及其改进算法的研究成果，创新地提出WSRank算法。迭代计算各服务的排序值，按值进行非递增排序。实验表明，本算法能提高Web服务检索的准确性。

基于本体的民航应急决策知识表达与推理方法研究

王〓红1，2，杨〓璇1，王〓静1，李〓林1

2011, 33(4): 129-133. doi:

摘要 ( 440 )   PDF (728KB) ( 562 )   　　

针对民航突发事件应急决策知识表达与管理中的问题，利用本体技术在知识获取和建模方面的优势，本文设计了一个基于领域本体的民航突发事件应急决策知识推理模型；以民航突发事件应急预案、应急案例、应急资源和应急规则等应急知识为基础，构建了民航应急管理领域词典，采用领域本体四元组建模方法给出了基于领域词典的本体构建过程；运用SWRL规则语言建立了民航突发事件应急决策所需的基本规则，采用Protégé本体编辑工具和Jena推理机实现了基于本体的规则推理，为民航突发事件应急决策知识的管理与应用提供了良好的方法与技术支持。

嵌入式多功能矿用电气设备保护装置的研究

汤文兵

2011, 33(4): 134-138. doi:

摘要 ( 405 )   PDF (634KB) ( 395 )   　　

针对煤矿井下电气设备的特点及存在的问题，本文设计了一种基于嵌入式系统的多功能矿用电气设备保护装置。根据设计方案的总体要求，本文采用基于ARM920内核的S3C2440处理器，结合嵌入式操作系统Linux，通过系统的硬件结构设计和软件编程、调试，达到了多功能电气保护装置应具备的性能要求，并达到了保护装置的设计指标。在嵌入式系统的客户端软件和监控主机服务端软件的操作下，实现了两者之间的快速可靠的远程通信。实验结果表明，该保护装置的使用极大地提高了矿用电气保护装置的灵活性、实用性和交互性，减少了相关设备维护的工作量，降低了维护的工作强度。

基于HMM和遗传神经网络的语音识别系统

包亚萍,郑〓骏,武晓光

2011, 33(4): 139-144. doi:

摘要 ( 453 )   PDF (708KB) ( 443 )   　　

本文提出了一种基于隐马尔可夫（HMM）和遗传算法优化的反向传播网络（GABP）的混合模型语音识别方法。该方法首先利用HMM对语音信号进行时序建模，并计算出语音对HMM的输出概率的评分，将得到的概率评分作为优化后反向传播网络的输入，得到分类识别信息，最后根据混合模型的识别算法作出识别决策。通过Matlab软件对已有的样本数据进行训练和测试。仿真结果表明，由于设计充分利用了HMM时间建模能力强和GABP神经网络分类能力强等特点，该混合模型比单纯的HMM具有更强的抗噪性，克服了神经网络的局部最优问题，大大提高了识别的速度，明显改善了语音识别系统的性能。

面向服务灾备平台的设计与实现

康东明1，吴建国1，于微伟2

2011, 33(4): 145-149. doi:

摘要 ( 512 )   PDF (908KB) ( 450 )   　　

针对中小型用户的灾备需求，本文采用IaaS类型云计算服务架构设计实现一种面向服务的灾备平台，构建一套按需为用户提供多层次、高质量灾备服务的整体解决方案，能够有效克服用户自建灾备系统所面临的技术门槛高、资金投入大、效益不明显、需要专业维护保障等问题。

公交车和驾驶员集成调度算法研究

刘波涛1，李会凯2

2011, 33(4): 150-153. doi:

摘要 ( 498 )   PDF (372KB) ( 530 )   　　

为解决公交车及驾驶员调度优化问题，本文给出了一种基于免疫计算的调度优化方案。设计了公交车和驾驶员调度问题的数学模型，给出了非劣邻域支配的多目标免疫优化算法的框架、基于实数编码的比例克隆算子和领域变异算子以及支配抗体的拥挤距离公式，并在仿真环境下进行了实验。实验结果表明，本文算法能有效地解决公交车及驾驶员调度优化问题，具有较好的应用价值。

基于DSP的BP神经网络PID控制器的设计

刘〓畅

2011, 33(4): 154-158. doi:

摘要 ( 437 )   PDF (692KB) ( 698 )   　　

针对BP神经网络PID控制算法的复杂性及实现的困难性，本文提出了一种使用DSP芯片来实现的方案，外围功能接口则由辅助芯片FPGA来完成。利用TI公司提供的RTOS（DSP/BIOS）快速开发出该控制器原型，并通过对伺服电机的转速控制实验，对比传统的PID控制后，证明了该方案的实时性及控制性能都能满足工程需求。

利用HDF5和Esper的高效外汇数据分析系统

蔡昭权1,吴文忠2,卢庆武1,张〓锐1

2011, 33(4): 159-163. doi:

摘要 ( 458 )   PDF (794KB) ( 424 )   　　

为解决目前关系型数据库由于死锁和阻塞等原因造成系统随数据量增加性能急剧降低的问题，本文提出结合HDF5和Esper的数据处理方法，利用HDF5（层次型数据存储格式）的强大I/O性能和数据类型自定义功能做数据存储，加快数据存储的速度。同时，结合Esper实时计算的高运算效率特征，设计出一套针对外汇计算行业的可移植的数据格式和函数库，解决了即时数据分析系统在存储、管理、交换、归档需求中出现的性能和效率问题。实验结果表明，在10G/天的数据量下，HDF5的数据读写性能比MSSQL要高80倍左右，结合Esper的毫秒级处理能力，能够做到外汇数据的实时计算。系统对于数据处理分析和实时性要求极高的情况有较高的应用价值。

多通道皮肤听声系统中语音增强算法的应用研究

宫〓洵,李建文,王马川

2011, 33(4): 164-167. doi:

摘要 ( 505 )   PDF (645KB) ( 426 )   　　

针对提高应用多通道皮肤听声系统进行语音识别的识别率，提出了基于多频带谱减法的语音增强算法。在多通道皮肤听声的实验中，有色噪声会严重降低语音质量，进而降低皮肤听声系统语音识别的识别率，因而首次将基于多带谱减法的语音增强算法引入到皮肤听声系统中以降低有色噪声。多频带谱减法将语音频带划分为多个子频带，分别在每个子频带作不同系数的谱减运算实现语音增强。通过Matlab完成了算法仿真并通过DSP硬件实现了算法并将增强后的语音信号输出给皮肤听声系统，实验证明此设计能够有效抑制有色噪声，增强皮肤听声系统的可靠性和实用性。

雷达侦察中数字荧光技术的应用研究

李〓坡，杨〓剑，张〓月，陈曾平

2011, 33(4): 168-172. doi:

摘要 ( 372 )   PDF (3472KB) ( 508 )   　　

数字荧光（DPX）技术是近年来实时频谱分析中采用的一项创新性技术。它大大提高了对信号的捕获和观察能力，非常适合在雷达侦察中应用。本文介绍了DPX技术的基本工作原理，给出了其在宽带雷达信号侦察系统中的设计与实现；结合雷达侦察信号处理，讨论了通过对DPX频谱图采用信号态势分析、图像分割与信号提取、统计轨迹检测等方法，得到直观的特征信息；并将其应用于实际工程中。实践结果表明，DPX技术可以有效地应用于雷达侦察中。〖

流水线ADC组合误差分析与辨识模型设计

彭〓隽,马〓洪，胡〓啸，彭〓亮

2011, 33(4): 173-179. doi:

摘要 ( 374 )   PDF (722KB) ( 391 )   　　

本文详细研究了影响流水线ADC动态性能的主要误差来源及其不同组合和耦合方式的影响结果与权重，获得了流水线拼接输出数字码中的杂谐波分量与组合误差之间的对应关系。在此基础上，设计了用于表征流水线ADC非线性特性的分立式维纳模型。对14位三级流水的AD6645芯片进行测试，结果表明流水线ADC器件的实际输入输出特征与该辨识模型的性质吻合。得到的误差分析结论与经过检验的模型结构可为数字后补偿方法中非线性逆模型的选取提供参考依据。

基于XForms的在线办公文档处理工具的设计与实现

樊〓凯，李〓宁，吴〓倩，刘〓鑫

2011, 33(4): 180-185. doi:

摘要 ( 411 )   PDF (735KB) ( 396 )   　　

办公文档处理过程具有MVC的特点，通过借鉴MVC模式，可将办公文档处理过程中的模型、视图、控制器相分离，使办公软件能够脱离文档格式的限制，实现与格式标准的无关性及组件的重用性。此外，通过数据层和表示层的分离，使办公软件可根据应用场景分离混合的文档信息，提供较为直观的文档浏览和编辑方式。本文讨论了实现在线办公文档处理系统的关键技术，通过分析现有办公文档处理软件中的MVC模型，给出更为合理地分离文档处理过程中的模型、视图、控制器的途径，研究了一种适合MVC模式的在线办公文档编辑方式，在此基础上实现一种基于XForms的在线办公文档处理工具。

医学影像学诊断报告书智能化书写方法研究

李自胜1,2,肖晓萍3,龚〓伟1,2,李光明1,2

2011, 33(4): 186-191. doi:

摘要 ( 466 )   PDF (1458KB) ( 597 )   　　

针对医学诊断报告书编辑效率低问题，本文提出了一种诊断报告书智能交互书写方法。该方法将报告内容分为既有文本、输入文本、单选文本和多选组合文本四种文本类型，利用XML语言来描述由四种文本类型生成的报告书模板，分别采用编辑框、单选框和复选框窗体控件界面，实现文档内容的智能交互书写，最后将报告内容用XML格式保存。实验表明，该方法缩短了诊断报告书的书写时间，为医学影像学诊断报告书快速书写提供了新的方法。

改进的Unscented Kalman滤波算法

申文斌，裴海龙

2011, 33(4): 192-197. doi:

摘要 ( 398 )   PDF (472KB) ( 392 )   　　

为了提高UKF的运算效率，本文分析了UKF中各参数对滤波效果的影响，给出了一种系统状态转移矩阵为线性变换时UKF的优化算法，并证明了本算法的正确性。针对野值影响UKF精度的缺陷，本文提出了使用新息判断野值是否存在的检测方法。对于野值存在的情况首先剔除野值，然后根据已经得到的滤波状态应用最小二乘法对当前状态进行预测估计，对于野值不存在的情况直接使用UKF滤波，最后推导了使用最小二乘法拟合野值存在时估计的合理性，从而证明了这种方法可以极大地提高UKF抗野值的能力。本文最后用具体的仿真实例说明了最小二乘法与UKF相结合算法消除野值的有效性。

SHSim：基于OSGI的智能家居的系统测试平台

黄若衡1,张〓磊2,陶〓品2,任英杰2,陈〓渝2

2011, 33(4): 198-202. doi:

摘要 ( 463 )   PDF (892KB) ( 449 )   　　

随着普适计算技术的发展，智能家居逐渐普及。智能家居在实际部署过程中往往需要集成很多不同的设备和应用服务，开展设备间的联调和系统集成测试工作通常比较困难。为了解决这个问题，本文描述了一个基于OSGI框架，适用于智能家居环境使用的系统测试平台SHSim。SHSim基于可配置化的动态机制，可以方便地增加新设备而不需要修改任何代码，实现了透明模拟功能——模拟设备不用修改（或者很少改动）即可迁移到真实设备，大大提高了测试平台的可用性。通过在智能家居项目的实际应用，验证了该系统测试平台可以有效地控制开发流程，减少整个项目测试成本，提高了开发效率。