中国科技论文

China Sciencepaper

  • 低存储开销的二进制循环分布式存储编码设计

    范永骏;刘杜鹃;代明军;王晖;陈彬;林晓辉;

    提出了一种基于循环移位及二进制相加操作的称之为RCBC码的分布式存储编码方案。为保证分布式系统的可靠性,将3个原始信息块映射成6个编码信息块,然后分别存储在6个分布式节点中,使RCBC码具有MDS(3,6)性质,即6个编码信息块中的任意3个信息块都可以恢复出所有原始信息块。通过对编解码复杂度、编码率和修复带宽进行分析,表明所提出的RCBC码具有编解码复杂度低、重建带宽小的优势。

    2015年20期 v.10 2339-2342页 [查看摘要][在线阅读][下载 263K]
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  • 无线传感器网络基于树的路由安全模型研究

    秦丹阳;贾爽;王尔馥;丁群;

    针对网络的安全性与稳定性较差问题,提出了以高效节能为前提,基于树的路由协议的安全模型(security model for tree-based routing protocols,SMTR),通过使用报文鉴别码和数字签名技术,为提高网络的安全性能提供了可靠保证。所构造模型还可以对常用报文鉴别码和数字签名技术在树的路由协议中的执行效果与能耗情况进行对比和评价,为提高无线网络的安全性提供新的解决方案。对安全模型评估与仿真结果表明,在安全模型中使用安全技术,能有效提高网络生存时间和安全性能,从而保证了数据的正确传输。

    2015年20期 v.10 2343-2350页 [查看摘要][在线阅读][下载 953K]
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  • 基于最小计数概要的无线传感器网络异常检测方案

    李国瑞;王颖;

    针对层次结构的无线传感器网络,提出了一种基于最小计数概要的异常检测方案。首先,将整个无线传感器网络划分成多个簇,使得簇内每个传感器节点位置临近且具有相似的感知数据;其次,由簇头节点收集成员节点感知数据的最小计数概要,并以Kullback-Leibler距离的方式与自身的最小计数概要进行匹配,从而识别异常节点。实验结果表明,与现有异常检测方案相比,所提出的方案具有较高的检测精度和较低的误报率,并且所需存储空间和传输能量消耗较低。

    2015年20期 v.10 2351-2355+2368页 [查看摘要][在线阅读][下载 828K]
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  • 大数据环境下最小单调约束闭包Hadoop并行关联规则

    李春青;李海生;梁婷婷;赵凯;

    针对传统关联规则算法存在较大规则冗余问题,提出基于最小单调约束闭包Hadoop并行化关联规则。首先,基于闭包算子约束规则等价关系集,给出了满足最小单调约束规则集,可有效地将约束规则集划分为不相交的等价规则类,降低冗余规则比率;其次针对大数据问题,采用Hadoop框架下Mapreduce并行计算模型,实现最小单调约束闭包关联规则的并行化计算,有效地提升算法对于大数据处理的可拓展性;最后通过在标准测试集上的实验对比,显示了所提算法的有效性。

    2015年20期 v.10 2356-2361页 [查看摘要][在线阅读][下载 636K]
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  • 物联网环境下的情境感知服务开发方法

    莫同;李伟平;褚伟杰;吴中海;

    针对传统web服务开发方法如传统软件工程方法,或面向服务的体系结构(service-oriented architecture,SOA)不适应灵活多变、数据量巨大的物联网环境的问题,提出了一种基于情境感知的物联网服务开发方法。该方法通过情境感知服务模型对服务进行建模,通过情境和场景概念建立物联网数据与服务间的灵活驱动关系,通过情境事件减少系统所需处理的业务数据量。阐述了该方法进行服务开发的过程,介绍了相关的情境感知服务开发工具。最后通过服务开发实例,说明了本文提出的方法的可行性。

    2015年20期 v.10 2362-2368页 [查看摘要][在线阅读][下载 549K]
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  • 基于分辨矩阵和Apriori算法的关联规则挖掘研究与应用

    杜晓明;代逸生;

    为进一步提高关联规则挖掘的运行效率,在传统Apriori算法的基础上,提出了一种基于分辨矩阵和Apriori算法的关联规则挖掘算法。在数据预处理阶段,采用分辨矩阵对原始数据集进行属性约简,达到降维的目的;在关联规则挖掘阶段,采用位图来表示原始数据集,并在每一步运算过程中通过置信度阈值对特征集进行约简。应用实例和仿真实验表明,该方法在时间复杂度和空间复杂度都有了极大的改善,具有一定的应用价值。

    2015年20期 v.10 2369-2372页 [查看摘要][在线阅读][下载 387K]
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  • MOOC平台学习行为数据的采集与分析

    李帅;张岩峰;于戈;焦明海;

    慕课(Massive Open Online Course,MOOC)作为一种新的教育媒介,对传统的教育方式产生了巨大冲击。为了更好地了解学生在MOOC平台上的学习行为,首先采集了学生在东北大学MOOC平台上的学习行为数据,得到了学生的出勤率、学习时长及观看知识点情况等学习行为;并分析了学生在观看教学视频时的动作数据和学习其他材料时的行为数据。这些学习情况的分析将对MOOC上的教学有较大的辅助作用。

    2015年20期 v.10 2373-2376页 [查看摘要][在线阅读][下载 482K]
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  • 一种贝叶斯优化RSSI和ILS的室内定位算法

    刘欢;黄丽;杨晓;严春来;

    基于接收信号强度RSSI(received signal strength indicator)测距定位算法被广泛应用。针对WSNs(wireless sensor networks)中对定位算法要求定位精度高、功耗小的需求,提出了一种贝叶斯(Bayesian)优化RSSI和迭代最小二乘的室内定位算法。首先分析了RSSI测距模型;然后考虑室内环境对RSSI值的影响,采用贝叶斯概率模型处理RSSI的测量值,并筛选出"大概率"的RSSI值,再进行均值处理,从而获取精确的测距数据;最后利用最小二乘法估计未知节点位置,并依据Crossbow公司生产的Telos系列TelosB节点设计了测距实验,对获取的多组数据进行分析。实验结果表明,该算法具有低的平均定位误差和稳定的定位精度。

    2015年20期 v.10 2377-2381页 [查看摘要][在线阅读][下载 673K]
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  • 高效并行递归高斯SIFT算法的实现

    罗勇;叶正源;陈远知;

    针对传统尺度不变特征变换scale invariant feature transform(SIFT)算法中计算复杂度高、实时性差的问题,提出一种基于多核处理器的数据级并行递归高斯-尺度不变特征变换(recursive Gaussian filter-scale invariant feature transform,RGFSIFT)算法。利用四阶递归高斯滤波逼近尺度不变特征变换算法中的线性高斯滤波,通过EDMA数据传输技术,将图像数据分割为多块,分配到多个DSP核并行处理。实验结果表明:并行递归高斯-尺度不变特征变换算法的特征点重复率比SIFT算法的高;在图像特征点个数小于或等于500的情况下,多核并行递归高斯-尺度不变特征变换算法的平均加速比为17.97倍。

    2015年20期 v.10 2382-2385+2394页 [查看摘要][在线阅读][下载 511K]
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  • 一种基于类差分度的互信息特征选择方法

    任军;葛卫丽;陈家勇;

    通过引入类差分度,提出一种改进的互信息特征选择方法,并同时引入相对词频因子解决传统方法倾向于选择低频词的不足,合理地改善了特征选择的准确率,提高分类的精度和效率。文本分类实验结果表明,所提出方法的平均查全率和平均查准率分别提高了11.26%和8.04%,综合评价指标平均F1值提高了18.55%。

    2015年20期 v.10 2386-2389页 [查看摘要][在线阅读][下载 324K]
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  • 基于粒子群优化的NLOS环境的节点定位算法

    文恬;余小平;贾勇;

    无线传感网络的非视距NLOS(non-line-of-sight)环境是影响测距定位精度的重要因素。本文提出了基于粒子群优化PSO(particle swarm optimization)的NLOS环境的节点定位NLOS+PSO算法。NLOS+PSO算法采取惯性权重的非线性调整策略,提高了算法的收敛速度。同时,对目标值进行排序,摒弃性能差的粒子,可降低计算量。实验数据表明,在非视距环境中,所提出的NLOS+PSO算法可提高定位精度,抑制NLOS测距误差,提高收敛速度。

    2015年20期 v.10 2390-2394页 [查看摘要][在线阅读][下载 531K]
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  • 多模情感数据库的设计与评价

    王宝军;薛雨丽;于适宁;毛峡;

    为解决多模情感数据库匮乏问题,设计了情感语音和人脸表情多模情感数据库,包含20人的共600段音视频片段,分别包括高兴、惊讶、嫌恶、生气、悲伤、害怕6种基本情感。为了确保情感数据库的有效性,对情感数据库进行了评价。该多模情感数据库可作为单模和多模情感识别算法的测试平台,对多模情感识别研究具有积极的促进作用。

    2015年20期 v.10 2395-2398+2432页 [查看摘要][在线阅读][下载 369K]
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  • 一种基于隐马尔可夫的软件可靠性监控方法

    周宇鹏;张鹏程;滕剑锋;李雯睿;

    可靠性是众多软件系统的关键指标之一。针对构件式软件系统,提出了一种对其可靠性进行监控的方法。对构件式系统中的每个构件,首先采集运行时数据对其进行隐马尔可夫模型建模,计算其单独可靠性;然后再对整个系统的运行时状态进行分析,再次映射到隐马尔可夫模型进行建模,计算整个系统的可靠性。实验表明,在构件式软件系统中,隐马尔可夫模型可以有效地反映系统的状态变化过程,基于隐马尔可夫模型的可靠性监控方法是可行的、有效的。

    2015年20期 v.10 2399-2404页 [查看摘要][在线阅读][下载 696K]
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  • 不同图像融合技术的融合性能分析比较

    原惠峰;杨风暴;张雷;牛涛;

    现有红外偏振图像融合算法多采用单一固定的融合技术对源图像进行描述,在实际融合中无法全面描述、提取变化的源图像差异特征,不利于融合。针对这一问题,对比分析了多种图像融合技术,归纳总结了不同融合技术在融合红外偏振与光强图像时的特点,引入了梯形模糊数构建客观评价指标阈值,对多组图像的融合效果进行对比分析。研究表明:小波包变换(wavelet packet transform,WPT),双树复小波变换(dual-tree complex wavelet transform,DTCWT),非下采样剪切波变换(nonsubsampled shearlet transform,NSST),非下采样轮廓波变换(non-subsampled contourlet transform,NSCT),主成分分析(principal component analysis,PCA)等融合技术能较充分地融合源图像的信息;WPT、DTCWT、NSST、NSCT、PCA、顶帽变换(Tophat)等融合技术较好地融合图像的边缘、轮廓;离散小波变换(discrete wavelet transform,DWT),多分辨率奇异值分解(multiresolution singular value decomposition,MSVD),Top-hat等融合技术的融合结果有明显的块效应、锯齿状边缘;当某一源图像提供的信息量较大时,PCA相比其他融合技术更具有优势,但会丢失重要的局部特征。

    2015年20期 v.10 2405-2411页 [查看摘要][在线阅读][下载 649K]
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  • 基于Kinect骨骼信息的手势识别

    赵飞飞;刘喆颉;吕玉祥;

    为了提高手势识别的精度和鲁棒性,设计了一套基于Kinect获取的骨骼信息的手势识别算法。该算法首先检测手势的起始点与结束点,然后在截取的图像中提取手势特征,最后用距离加权动态时间规整算法计算测试样本与模板的相似度,得出手势识别结果。通过对常用鼠标手势进行测试表明:本方法可以取得较高识别率,而且不受光照条件影响。

    2015年20期 v.10 2412-2415页 [查看摘要][在线阅读][下载 452K]
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  • 基于傅里叶图像分析的机织物密度检测

    潘如如;高卫东;李忠健;张杰;

    提出了一种基于傅里叶变换方法的机织物密度自动检测方法,以解决传统人工检测织物密度的耗时、费力问题。首先,介绍了所涉及的傅里叶变换理论、纱线图像重构和阈值分割方法;然后,从机织物图像采集开始,依次进行织物图像的傅里叶变换、频率特征分析、织物纱线重构、阈值分割;最后,在纱线分割结果中完成纱线的自动定位和计数,并计算出纱线密度。实验表明,所提出的织物密度检测方法是准确有效的,能够替代现有的人工分析方法。

    2015年20期 v.10 2416-2421页 [查看摘要][在线阅读][下载 598K]
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  • 基于广义预测控制的无刷直流电机控制研究

    韩蒙;张艳;

    提出基于广义预测控制(generalized predictive control,GPC)的无刷直流电机控制方法,采用双闭环结构的无刷直流电机控制系统,其中外环为GPC转速控制器,它以电机、逆变器等结构为被控对象,将给定转速、实时转速、实时电流作为输入,输出电流值作为内环控制器的输入;内环采用电流滞环控制,其输出作为逆变器的输入。使用Matlab搭建仿真模块并运行后,证明该方法模型要求低、抗干扰性强、控制效果良好。

    2015年20期 v.10 2422-2426页 [查看摘要][在线阅读][下载 919K]
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  • 近红外多光谱荧光分子成像系统的软件设计与实现

    祝永强;乔惠婷;贺进;李德玉;汪待发;

    针对自主研制的近红外多光谱荧光分子影像系统,采用模块化和分层设计方式设计了控制和分析软件,有效地实现了硬件模块访问和协调控制、反射和透射成像多光谱成像模式、自动化的数据采集、图像调整和滤波后处理、自发荧光扣除等功能,为用户提供了一体化的控制和分析平台。基于所设计的软件,采用反射和透射成像两种模式进行了小鼠活体荧光分子影像实验,有效地抑制了小鼠本体自发荧光对目标荧光信号的干扰,为荧光分子成像的研究提供了一种有效的工具。

    2015年20期 v.10 2427-2432页 [查看摘要][在线阅读][下载 835K]
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  • DSP控制的薄膜微阀组集成微流体驱动系统设计

    王晓雨;刘兴阳;吴剑;钱翔;

    提出了一种基于TMS320F28335DSP控制的微流控芯片气动微泵流体驱动系统,在Unger等制作的气动微泵基础上,将经典的六相控制方式简化为三相控制;在用气路致动频率控制微流道中流体流速的基础上,将气路开启占空比作为可能影响微流体流速的因素进行研究。DSP接收LabVIEW程序发送的参数后,产生相应的ePWM波形输出,驱动电磁阀驱动电路控制电磁阀状态,实现对微流控芯片上气路状态的控制,利用气路周期性地传递压力波,进而实现弹性薄膜的顺序形变,最终实现对流道内流体流速控制。针对500μm的微流体管道,可在8Hz致动频率下实现0~4μL/min的可调流速;驱动占空比为40%~65%时,可获得较好的流速平台。

    2015年20期 v.10 2433-2436+2462页 [查看摘要][在线阅读][下载 732K]
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  • 基于Colpitts振荡器的超宽带混沌雷达测距实验研究

    杨鹏;徐航;刘丽;李静霞;张建国;王冰洁;

    实验研究了基于Colpitts振荡器的超宽带混沌雷达系统的测距性能。该系统利用改进型Colpitts振荡器产生自相关曲线主峰半高全宽(full width at half maximum,FWHM)为0.5ns的混沌信号,可提供7.5cm的距离分辨率;用混沌相关法对回波信号与参考信号进行处理,可获得目标距离信息。实验分析了在自由空间和存在障碍物情况下系统对单目标的测距性能,并用后向投影(back-projection,BP)算法对空间中目标进行了扫描成像。实验结果表明:该系统具有穿透探测的能力,可以实现厘米级的高精度测距;通过合成孔径技术,可以实现二维成像。

    2015年20期 v.10 2437-2441页 [查看摘要][在线阅读][下载 742K]
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  • 含集总元件的平面微波电路Laguerre-FDTD分析方法

    文星;庄伟;刘升;唐万春;聂守平;

    利用等效电流源代替集总元件的贡献,将该等效电流源加入到Laguerre多项式表达的麦克斯韦方程中,推导得到了将电磁场和集总元件相结合的Laguerre-FDTD方法迭代式,克服了柯西稳定性条件限制。仿真了包含集总元件的微带电路,计算结果与Crank-Nicolson时域有限差分方法(CN-FDTD)、商用仿真软件ADS进行了比较,证明了所推导迭代式的正确性和有效性。

    2015年20期 v.10 2442-2446页 [查看摘要][在线阅读][下载 522K]
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  • 新型双陷波超宽带印刷天线的研究

    马建;庄伟;唐万春;沈来伟;周佳威;

    采用共面波导(coplanar-waveguide,CPW)馈电方式和渐变斧头形缝隙,实现了超宽带(ultra-wideband,UWB)天线。在该UWB天线的辐射贴片上刻蚀一个C形缝隙,并在渐变斧头形缝隙中加载支节谐振器,以抑制无线局域网(wireless local area network,WLAN)和全球微波互联网(worldwide interoperability for microwave access,WiMAX)频段对UWB系统的干扰,从而设计出了一种新型双陷波UWB天线。仿真和测量结果表明,该双陷波UWB天线的阻抗带宽为2.7~15.4GHz,在3.5GHz和5.5GHz处产生陷波,且在工作频段内具有良好的辐射方向图和稳定的增益。

    2015年20期 v.10 2447-2451页 [查看摘要][在线阅读][下载 885K]
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  • 基于操作模式的大型立式淬火炉温度控制方法研究

    刘琛;贺建军;喻寿益;

    针对大型立式淬火炉大时滞、非线性、强耦合、温度控制难于满足淬火工艺要求,导致产品质量不稳定的问题,提出了一种基于操作模式的温度优化控制方法来提高铝合金构件的成品率。根据操作模式的基本思想,给出了一种适合大型立式淬火炉生产过程的操作模式描述;采用灰色评估原理和方法,建立了淬火炉生产工况综合评估模型;通过该模型从历史数据库中筛选出优良的、各种批次的淬火温度曲线,结合淬火过程的初始信息和电热元件的通断比,得到相应批次的优化操作模式,组成优化操作模式库。在炉温状态匹配过程中,通过分类搜索的炉温匹配方法进行初始炉温的相似性匹配,快速找到优化操作参数,实现淬火过程温度的优化控制。实际运行结果表明,基于操作模式的温度控制方法能够实现大型立式淬火炉低超调快速升温、精确保温的控制效果。

    2015年20期 v.10 2452-2456页 [查看摘要][在线阅读][下载 577K]
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  • 一种全变分二范数有限差分小波域超声成像测井修正算法

    张健;王一举;余华平;

    针对超声成像测井中由于各种不确定因素而导致测井图像中出现带状异常区域的现象,通过分析目前修复异常区域所采用的常规方法,尤其是小波域修复方法的不足,提出一种能够有效解决该类问题的全变分二范数有限差分小波域超声测井图像修正算法。首先,设计了基于图像基于相邻行相关值与绝对误差值相结合的"链条"异常区域自动识别算法,实现对异常区域的准确定位。随后针对全变分小波域图像修复过程中出现的"分片常数"效应的影响,设计了一种全变分二范数有限差分小波域修复算法来有效消除该影响。通过实际测井资料处理结果与标准测井图像进行的效果比对证明,所提算法进一步提升了针对"链条"异常区域的修复效果,为后期图像资料中该类状况的修复提供了有效的解决方案。

    2015年20期 v.10 2457-2462页 [查看摘要][在线阅读][下载 673K]
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  • 基于信号传输模型的指纹井下目标定位算法

    王永星;华钢;徐永刚;尹洪胜;

    由于煤矿井下环境的特殊性,无线信号易受折射、散射、反射等因素的影响,造成了传统的定位技术得不到有效的发挥。通过分析煤矿井下巷道的无线信号传输模型,结合井下巷道自身的特点,提出了一种改进的信号强度指纹井下目标定位算法,利用均值滤波方法去除受多径效应或遮挡产生的野值点。实验结果表明,该算法能够很好地解决其他指纹定位方法在个别点上定位误差较大的问题,提高了总体的定位精度,获得了煤矿井下目标的理想定位结果。

    2015年20期 v.10 2463-2466页 [查看摘要][在线阅读][下载 461K]
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