应用科学学报

2013年第六期中文目录

2013, 31(6): 550.

摘要 ( 1074 )

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2013(6)英文目录

2013, 31(6): 550.

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2013(6)封面

2013, 31(6): 550.

摘要 ( 575 )

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异构认知网络中基于非随机接入方式的对等接入策略分析

韩鹏，田华，谢威

2013, 31(6): 551-558. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.06.001

摘要 ( 1783 )

PDF (5532KB) ( 814 )

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针对无线网络环境中的异构网络提出了一种基于非随机接入方式的频谱接入策略——对等接入策略，其中两个异构网络关系是平等的，网络中的授权用户具有认知功能，并且一个网络中的授权用户能动态地接入另一个网络进行通信. 利用连续时间马尔科夫模型表征用户行为，并根据用户的阻塞概率和强制中断概率衡量系统性能，分析系统中用户的吞吐量. 与传统非共享接入策略进行对比，仿真结果表明对等接入策略能提高系统性能.

一种短小的高码率LDPC 码设计

巫光福，王琳

2013, 31(6): 559-563. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.06.002

摘要 ( 1431 )

PDF (1690KB) ( 1103 )

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提出一种高码率系统—–LDPC 码的构造方法. 在列重量一定的情况(通常列重量Wc >3) 下，构造满足给定围长条件的子矩阵，然后将该子矩阵和单位阵合并成LDPC 码的校验矩阵. 构造了28×76 和64×328 的校验矩阵. 仿真表明，这两个LDPC 码与校验矩阵为42×105、170×425、66×330 的LDPC 码在AWGN 信道下的
性能相比具有更好的BER. 同时还基于拟阵理论给出了Tanner 图的围长的充分条件，可用来构造给定的短围长LDPC 码. 短的高码率LDPC 码可用于未来的手持数字视频广播.

用于水下目标跟踪的多特征融合PSOPF 算法

刘立昕，卞红雨

2013, 31(6): 564-568. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.06.003

摘要 ( 1947 )

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针对前视声纳的成像特点，研究了目标多特征提取、多特征与粒子群优化粒子滤波(particle swarm optimized particle filter, PSOPF)的融合方法，设计了以自适应加权特征值为适应度值的优化跟踪算法. 该算法通过不断更新粒子群在搜索空间中的速度和位置，可实现粒子向高似然概率区域运动. 对声纳图像序列进行水下
目标跟踪实验，结果表明多特征融合PSOPF 算法可有效控制粒子贫乏和发散，提高系统鲁棒性，在降低粒子数目的同时提高了跟踪精度，满足水下目标跟踪的要求.

一种最优(k,p)进制转换算法

陈嘉勇1,2,3，张卫明2，胡金龙2，祝跃飞2，郭东辉1

2013, 31(6): 569-578. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.06.004

摘要 ( 2033 )

PDF (3236KB) ( 1497 )

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多进制编码和混合进制编码广泛应用于信息隐藏领域，影响其编码性能的一个关键因素是进制转换效率. 针对任意k进制序列到p进制序列的相互转换，提出一种高效的进制转换算法，并根据信息论证明了其最优性.利用新算法改进了KT-Lex文本隐写系统、网页等价标记隐写术、图着色编码和APPM编码等多种基于混合进制
编码和分组多进制编码的隐写术，有效提高了原方法的隐写性能. 理论分析和实验结果均表明了该算法的有效性.

低信噪比环境下语音检测的邻域极值差分信号功率谱分维算法

陈雪勤1,2，俞一彪1，赵鹤鸣1

2013, 31(6): 579-584. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.06.005

摘要 ( 1839 )

PDF (6148KB) ( 1299 )

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提出一种邻域极值差分信号功率谱的分形维值算法，并用于低信噪比环境下的语音活动检测. 在时域信号邻域范围内作极值差分检索获得邻域极值差分信号，进一步根据差分信号功率谱估计的最小误差求解分维值.在安静环境下，对正常语音和耳语音的语音信号活动检测(speech activity detection, SAD)性能与盒维相似，明显好于谱熵算法. 多种噪声环境下的SAD检测结果显示，所提算法的误检率远低于谱熵算法，在除白噪声以外各种条件下的误检率均低于盒维算法，且计算量约为盒维算法的5%. 实验表明，该算法在SAD检测和效率两方面具有良好的综合性能.

协方差矩阵结构的广义近似最大似然估计

顾新锋1,2，简涛1，何友1，郝晓琳3

2013, 31(6): 585-592. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.06.006

摘要 ( 1827 )

PDF (2615KB) ( 1307 )

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针对相关复合高斯杂波背景下相邻杂波纹理分量可能相同的情况，将杂波均匀分组进行推广，结合归一化采样协方差矩阵估计，提出了广义杂波分组的归一化采样协方差矩阵估计方法(generalized normalized sample covariance matrix, GNSCM). 利用最大似然估计方法，进一步推导了广义杂波分组背景下协方差矩阵结构最大似然估计的迭代过程，以GNSCM 为初始化矩阵进行迭代，得到协方差矩阵结构的广义近似最大似然(generalized approximate maximum likelihood, GAML) 估计. GAML 是对现有方法近似最大似然(approximate maximum likelihood, AML) 估计和约束迭代杂波分组估计(constrained recursive clutter-clustered estimator, CRCCE) 的推广，具有更强的杂波适应能力. 仿真结果表明，针对非均匀分组杂波环境，与AML 估计和CRCCE 相比，GAML 具有更高的估计精度，且相应的自适应检测器具有更好的恒虚警率特性和检测性能.

利用循环平稳性检测和支持向量机的调制信号分类

吴量1，江桦1，崔伟亮1,2

2013, 31(6): 593-600. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.06.007

摘要 ( 1582 )

PDF (6014KB) ( 1285 )

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非合作接收条件下调制识别算法预处理要求高，分类集有限，为此提出一种基于循环频率特征和支持向量机的调制分类方法. 利用信号循环累积量的循环频率为分类特征，不必进行参数估计和同步等预处理，在缺乏先验知识条件下对FSK、PSK、QAM、OQAM、CPOFDM、ZPOFDM等常见调制信号具有良好的识别效果. 该方法提升了盲接收环境下的分类效果，扩大了分类集. 理论推导和计算机仿真表明，该方法能有效提升非合作接收条件下的盲分类性能.

全局运动中结合改进C-1BT 变换的平移运动估计

席志红，初守艳

2013, 31(6): 601-606. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.06.008

摘要 ( 1562 )

PDF (3106KB) ( 915 )

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针对全局运动估计难以同时取得有效性和实时性的难题，结合限制型1比特变换法(constrained one-bit transform, C-1BT) 和自适应十字搜索法提出一种快速准确估计全局平移运动的方法. 该方法改进传统的C-1BT方法，利用自适应门限构造模板图像，并在提取图像的低比特面和模板图像时均提前判定零运动矢量区域. 根据图像间相似性测度可代表运动趋势强度这一原则设置自适应门限，选择一定运动幅度范围内可靠的宏块. 仿真结果表明，改进的自适应十字搜索法更充分地利用了时间和空间的有效性，在保证精度的同时极大地减少了搜索点数量.

多尺度自卷积方差显著性SAR图像目标检测

王国力，周伟，丛瑜，关键

2013, 31(6): 607-6. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.06.009

摘要 ( 1816 )

PDF (10086KB) ( 1578 )

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针对SAR图像中显著性目标检测问题，提出一种基于多尺度自卷积方差显著性的自适应检测算法. 该算法在对SAR图像多尺度自卷积运算基础上，通过计算MSAV得到方差显著图. 设计了一种自适应阈值检测器，完成SAR图像中显著性目标的检测. 实验结果表明，在复杂背景环境下，所提算法能有效检测出与人类视觉较为一致的显著性目标.

改进脉冲耦合神经网络及二维Otsu算法的光伏阵列阴影检测

胡蓓1，隆霞1，胡超1，段盼2，唐若笠1，段其昌1

2013, 31(6): 613-618. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.06.010

摘要 ( 1453 )

PDF (9021KB) ( 1035 )

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阴影对太阳能发电系统输出功率有极大的抑制作用，该文针对光伏阵列局部遮荫现象提出一种基于改进的脉冲耦合神经网络的阴影检测方法. 设置合适的初始参数，根据unit-linking PCNN（ULPCNN）算法进行阴影分割，利用二维Otsu算法自动选取迭代次数，以循环迭代过程中具有最优阈值的分割图像为最终分割结果. 仿真结果表明：该算法可检测出光伏阵列局部阴影，与传统的脉冲耦合神经网络算法及ULPCNN算法相比分割结果更好，操作更简洁.

各向异性图像扩散的多重网格格子波尔兹曼方法

黄彬1，严壮志1,2，周明1

2013, 31(6): 619-627. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.06.011

摘要 ( 1826 )

PDF (12422KB) ( 841 )

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为提高基于格子波尔兹曼(Lattice Boltzmann,LB) 模型图像降噪方法的计算效率和精度，提出了一种多重网格LB (multigrid LB,M-LB) 模型的降噪方法，即通过不同尺度网格的LB 模型实现各向异性图像扩散，在图像变化剧烈的区域采用较细尺度的网格，而在图像变化缓慢的区域采用较粗尺度的网格. 为验证M-LB 方法针
对斑点噪声抑制的效果与效率，对自然图像、合成图像、医学超声图像进行降噪处理，分别与现有的一种多重网格扩散方法和两种LB方法进行对比．实验结果显示，M-LB 方法较其他3 种方法抑制斑点噪声效果更好，降噪处理效率更高．

基于频繁模式的选择性集成

周红芳1，王啸1，赵雪涵1，饶元2

2013, 31(6): 628-632. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.06.012

摘要 ( 1484 )

PDF (849KB) ( 1060 )

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针对集成学习方法在处理大规模数据集时具有计算复杂度高、基分类器数目多、分类精度不理想的问题，提出一种基于频繁模式的选择性集成算法. 该算法利用频繁模式挖掘的原理，将未剪枝的集成分类器和样本空间映射为事务数据库，并利用布尔矩阵存储分类结果，然后从中挖掘频繁基分类器组成最终的集成分类器，达到选择性集成的目的. 实验结果表明，与集成分类算法Bagging、AdaBoost、WAVE 和RFW 相比，该算法减小了集成分类器的规模，提高了集成分类器的分类精度和分类效率.

Web服务组合系统扩展GSPN建模与化简规则

杨怀洲，王学龙

2013, 31(6): 633-642. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.06.013

摘要 ( 1601 )

PDF (3183KB) ( 1179 )

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使用广义随机Petri 网(generalized stochastic Petri net, GSPN) 对具有复杂时间约束信息的大规模Web 服务组合系统进行建模时，模型难以直观理解，并且会造成状态空间爆炸. 针对此问题提出一种扩展GSPN建模方法. 将不同类型的时间约束信息分别施加于模型的位置、变迁和弧，可以简洁直观地表达系统复杂时间约束
信息. 进而提出一组应用于扩展模型的化简规则，对模型中一些常用结构进行化简，克服了GSPN 缺乏通用化简方法以及难以在保留时间约束特征前提下进行化简的问题，减小了系统模型的状态空间. 多种模型下的化简示例表明，所提方法有效降低了系统性能分析的复杂度，适用于对大多数Web 服务组合系统进行快速性能分析.

多元时间序列的相似性匹配

吴虎胜1,2，张凤鸣1，张超1，李正欣1，杜继永1

2013, 31(6): 643-649. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.06.014

摘要 ( 1667 )

PDF (6035KB) ( 1888 )

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常用多元时间序列相似性匹配方法难以在高效刻画局部形态特征的同时考虑各变量间的相关信息. 针对此问题，提出一种动态窗口内多维拟合分段方法. 基于序列的局部形态特征抽象出各变量维度上拟合线段的倾斜角及持续时间，组成模式表示矩阵，并借助一种多元模式距离实现序列的相似性模式匹配. 与主成分分析法、基于点分布特征的匹配法对不同数据规模的数据集进行对比，验证了该方法的有效性，特别对于多变量、不等时间跨度的中等规模多元时间序列相似性匹配具有较好的效果.

变形ARIA 密码算法的新攻击

韦永壮1,2，苏崇茂1，马春波1

2013, 31(6): 650-655. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.06.015

摘要 ( 1637 )

PDF (2219KB) ( 1394 )

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ARIA 密码是韩国官方公布的分组密码标准算法，其分组长度为128 比特，支持128 比特、192 比特、256 比特3 种密钥长度. 该文检验变形ARIA，即采用相同S 盒的ARIA 算法抵抗中间相遇攻击的能力. 利用ARIA 算法结构，分别构造4、5、6 轮变形ARIA 的相遇区分器，并由此给出7 轮ARIA-192、8 轮ARIA-192、9
轮ARIA-256 的新攻击. 结果表明，如果ARIA 密码算法采用相同的S 盒，那么其安全性将明显降低. 该文还进一步说明：如果分组密码算法的非线性层与线性层组合不当，在采用时空折中方法时往往可打破数据复杂度和预处理时间复杂度等量交换的瓶颈，进而提高攻击效率.

对一种改进RSA 算法的密码分析

李云飞1,2,3，柳青1，李彤1，郝林3

2013, 31(6): 655-660. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2013.06.016

摘要 ( 1389 )

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运用Jochemsz和May寻找多项式小根的技术对RSA改进算法——客户端辅助RSA(CA-RSA)算法进行攻击，可以对CA-RSA 算法实现基于LLL 格归约算法的密码分析. 通过分析含有两个私钥指数的CA-RSA 算法的安全性，得到当两个私钥指数小于大数模N 的1/12 次幂时，CA-RSA 算法能在多项时间内被有效破解.

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