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计算机学报 2007年第01期杂志 文档列表

计算机学报杂志研究论文与技术报告

面向NAT用户的IPv6隧道技术研究1-9

摘要：目前只有Teredo协议是专为NAT用户设计的一种IPv6隧道技术．但是，该协议不能为用户分配固定的IPv6地址，不支持对称类型的NAT用户，并且不能有效防御源地址欺骗攻击．针对这些不足，文章基于客户端一服务器隧道模式和服务器的有状态特性，提出一种新的IPv6隧道技术Silkroad．Silkroad协议在网络中引入隧道服务器，负责为NAT用户分配IPv6地址，然后作为中继器转发用户和IPv6网络之间的数据流．针对客户端一服务器隧道模式的不足，对NAT用户之间的通信进行优化，有效降低了通信开销．Silkroad协议支持所有类型的NAT用户和IPv6网络进行互连，能为用户分配固定不变的IPv6地址，并且具有更高的安全性．

一种基于博弈论方法的模糊QoS单播路由机制10-17

摘要：下一代互联网NGI（Next—Generation Internet）需要提供服务质量QoS（Quality of Service）路由能力．一方面，由于NGI网络状态难以精确测量与表达，因此OoS路由基于的信息应该是模糊的．另一方面，随着网络运营的渐趋商业化，付费上网要求实现OoS计费，而网络提供方与用户的利益冲突要求实现双赢．该文设计并仿真实现了一种基于博弈论方法的模糊QoS单播路由机制．该机制由边评判、博弈分析和选路组成，通过适合隶属度函数对边做出模糊综合评判，通过博弈分析确定网络提供方与用户在边上的效用能否达到Nash均衡态，通过启发式选路算法使得在找到的路径上不仅用户的QoS需求得到满足而且双方的端到端效用达到或接近Nash均衡下的Pareto最优．仿真结果表明，同基于SPF（Shortest Path First）的单播路由机制和基于模糊塔的QoS单播路由机制相比，该机制具有较好的性能．

复分形网络业务的离散小波谱的特征属性及其参数估计18-26

摘要：研究发现，高速因特网的合成业务流具有复分形特性．研究统计过程的复分形结构及其特征属性是研究网络业务全尺度下的行为的重要内容．文中基于离散小波变换给出了一种小波谱函数的定义，它可以表征复分形过程的所有阶的统计特性．文中给出了谱函数存在性的证明，并给出了相应的特征属性和条件．最后，基于谱函数的定义，文中给出了小波谱函数的估计方法，并针对实际网络数据进行了小波谱分析．

一种基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议27-36

摘要：在路由协议中利用分簇技术可以提高无线传感器网络的可扩展性．当簇首以多跳通信的方式将数据传输至数据汇聚点时，靠近汇聚点的簇首由于转发大量数据而负载过重，可能过早耗尽能量而失效，这将导致网络分割．该文提出一种新颖的基于非均匀分簇的无线传感器网络多跳路由协议．它的核心是一个用于组织网络拓扑的能量高效的非均匀分簇算法，其中候选簇首通过使用非均匀的竞争范围来构造大小不等的簇．靠近汇聚点的簇的规模小于远离汇聚点的簇，因此靠近汇聚点的簇首可以为簇间的数据转发预留能量．模拟实验结果表明，该路由协议有效地平衡了簇首的能量消耗，并显著地延长了网络的存活时间．

用于约束优化的人工免疫响应进化策略37-47

摘要：基于克隆选择学说及生物免疫响应过程的相关机理，探讨一种新的人工免疫系统模型——人工免疫响应，提出用于解决约束优化问题的人工免疫响应进化策略；基于算法网络拓扑结构的分析表明，新算法比传统的进化策略（μ，λ）-ES具有更大的收敛概率．对10个标准测试问题的测试结果表明，与采用随机排序的进化策略和采用动态惩罚函数的进化策略相比，新算法在收敛速度和求解精度上均具有一定的优势．

多聚合过程神经元网络及其学习算法研究48-56

摘要：针对系统输入为多元过程函数以及多维过程信号的信息处理问题，提出了多聚合过程神经元和多聚合过程神经元网络模型．多聚合过程神经元的输入和连接权均可以是多元过程函数，其聚合运算包括对多个输入函数的空间加权聚集和对多维过程效应的累积，可同时反映多个多元过程输入信号在多维空间上的共同作用影响以及过程效应的累积结果．多聚合过程神经元网络是由多聚合过程神经元和其它类型的神经元按照一定的结构关系组成的网络模型，按照输出是否为多元过程函数建立了前馈多聚合过程神经元网络的一般模型和输入输出均为过程函数的多聚合过程神经元网络模型，具有对多元过程信号输入输出关系的直接映射和建模能力．文中给出了一种基于多元函数基展开的梯度下降与数值计算相结合的学习算法，仿真实验结果表明了模型和算法对多元过程信号分类和多维动态过程模拟问题的适应性．

有效的非完全结构XML查询57-67

摘要：讨论了有意义的非完全结构XML查询（NFS）结果的定义，提出了一种易于扩展的基于模式和实体的有意义判断模型——PE模型；基于PE模型，设计了具体的等价模式和等价查询项判断方法，提出了PE索引和I2P倒排索引，设计了一种有效的NFS查询算法来处理有意义的判断以及路径查询和关键字查询.实验表明，文中方法的查询质量和效率要优于XSEarch系统和Timber系统.

基于SimpleScalar的龙芯CPU模拟器Sim—Godson68-73

摘要：现代高性能通用处理器的设计越来越复杂，模拟器在处理器设计中所起的作用越来越大．龙芯2号是中国科学院计算技术研究所研制的高性能通用处理器．最早开发的龙芯2号的模拟器ICT—Godson是信号级模拟器，它模拟了处理器的所有细节，十分准确，但速度和灵活性有较大限制．文章基于Simple Scalar工具集，设计并实现了龙芯2号的模拟器Sim—Godson．Sim—Godson具有高速度和高灵活性的优点，且准确性也很高．在3．OGHz的Pentium4微机上，Sim—Godson速度约为500K指令／s．大部份测试程序在Sim—Godson上的IPC（Instruction Per Cycle）与ICT—Godson相差不到5％，达到了很高的准确性．Sim—Godson在龙芯2号的性能分析工作中发挥了重要作用．

EPIC微体系结构的存储级并行执行模型的研究74-80

摘要：描述了一种可以有效提高存储级并行（Memory Level Parallelism，MLP）的指令优化锁步执行模型——OLSM（Optimized Lock—Step execution Model）执行模型，并建立了一种能体现OLSM模型思想的层次存储结构．OLSM允许显示并行指令计算（Explicit Parallel Instruction Computing，EPIC）微处理器实现一定程度的乱序执行，解决了传统超长指令字（Very Long Instruction Word，VLIW）锁步执行的缺陷，可以充分利用结构中的大量计算和存储资源，最大化隐藏存储延迟、提高MLP．

一种基于XML的复合事件模型及其订阅语言81-90

摘要：基于内容的Pub／Sub系统能够为大范围软件集成提供松耦合的、可扩展的集成能力，越来越引起人们的重视．现存的方法主要集中在对单一事件的匹配，缺乏对复合事件模型及其订阅语言的研究．针对此问题，文章给出一种基于XML事件的复合事件模型及其订阅语言，该模型包括事件时序逻辑模型和事件复合模式，并扩展了XML—QL语言得到复合事件订阅语言EXML—QL支持事件复合模型和模式；最后，依据该订阅语言的特点构造复合事件匹配算法，给出该算法的分析和验证．

一种非线性数字滤波器的统一设计框架及其性能分析91-102

摘要：文章旨在研究非线性数字滤波器的统一设计框架问题．基于稳健统计理论和双边滤波思想，首先建立了一种鲁棒的图像复原统一能量泛函．该能量泛函充分融合了双边滤波的双重异性加权机制和稳健ρ-函数对边缘奇异点的鲁棒性处理机制，因而具有更强的边缘保持能力．随后，基于图像复原统一能量泛函的欧拉-拉格朗日方程，导出一种非线性数字滤波器的统一设计框架．特别地，在此统一框架下，双边滤波、数字TV滤波以及自适应平滑均可进行相应的扩展．同时，文中系统比较了各种稳健ρ-函数在边缘保持方面的鲁棒性，并提出一种新型边缘保持性稳健ρ-函数，即ρ（x）=σ^2（1＋｜x｜／σ）exp（-｜x｜／σ）＋σ^2．不论是视觉效果方面还是峰值信噪比方面，大量实验结果验证了文中统一设计框架的合理性和新型稳健ρ-函数的边缘保持性．

一种改进的AdaBoost算法——AD AdaBoost103-109

摘要：目标检测问题是计算机视觉领域最普遍和关键的问题之一．基于级联结构的AdaBoost算法目前被认为是较有效的检测算法，但是其在低FRR端的性能仍需改进．文章提出了一种针对目标检测问题的改进AdaBoost算法——AD AdaBoost．AD AdaBoost采用了新的参数求解方法，弱分类器的加权参数不但与错误率有关，还与其对正样本的识别能力有关．该算法能够有效地降低分类器在低FRR端的FAR，使其更适用于目标检测问题．新旧算法在复杂背景中文字检测的实验结果对比证实了新算法在性能上的改进．

一种新的基于图谱理论的图像阈值分割方法110-119

摘要：提出了一种新的图像阈值分割方法，该方法采用图谱划分测度作为区分目标和背景的阈值分割准则．采用基于灰度级的权值矩阵来代替通常所用的基于图像像素的权值矩阵来描述图像各像素的关系，因而算法所需的存储空间及实现的复杂性与其他基于图论的图像分割方法相比大大减少，从而有利于应用在各种实时视觉系统（如自动目标识别，ATR）．大量的实验结果表明：与现有的阈值分割方法相比，文中提出的方法具有更为优越的分割性能．

基于单水平集的多目标轮廓提取120-128

摘要：多目标轮廓提取是图像分割的重要研究内容．文章在Chan和Vese的无边界主动轮廓模型（简称CV模型）的基础上，提出基于单水平集的多目标轮廓提取算法．CV模型只能实现单目标的轮廓提取，主要原因是不能使水平集函数驱动的轮廓线在某些目标区域正确分裂，没有有效利用轮廓线的拓扑分裂信息．通过修正CV模型，引入标记模板，用于追踪零水平集的分裂情况，对不同的准目标区域区别处理；引入图像区域均值模板，用于估计可能淹没在背景区域中的目标区域，促使水平集函数在上述目标区域充分变形，使对应零水平集充分分裂，实现多目标轮廓提取．并且文章提供了一系列不同条件下的实验结果，并与其它类似的研究成果进行比较，结果表明，该文的工作是有意义的．

一种新的心脏核磁共振图像分割方法129-136

摘要：心脏核磁共振图像分割一直是医学影像分析领域的研究热点和难点，文中提出了一种基于梯度矢量流Snake模型的左心室分割方法．作为对梯度矢量流（GVF）的改进，提出了退化最小曲面梯度矢量流（dmsGVF）．该模型对弱边界泄漏有更好的鲁棒性；挖掘了左心室的形状特点，采用相应的形状约束，克服了由于图像灰度不均而导致的局部极小，也大大减弱了分割结果对初始轮廓的依赖；对于左室壁外膜的分割，挖掘了左室壁内、外膜的位置关系，通过重新组合梯度分量来构造新的外力场．这种外力场能够克服原始梯度矢量流的不足，使得室壁外膜边缘很弱时也能得到保持，以左室壁内膜分割结果作为初始化能够自动地分割出左室壁外膜．实验结果表明，该方法能高效准确地同时分割左室壁内、外膜．

基于多知识源的中文词法分析系统137-145

摘要：汉语词法分析是中文自然语言处理的首要任务．文中深入研究中文分词、词性标注、命名实体识别所面临的问题及相互之间的协作关系，并阐述了一个基于混合语言模型构建的实用汉语词法分析系统．该系统采用了多种语言模型，有针对性地处理词法分析所面临的各个问题．其中分词系统参加了2005年第二届国际汉语分词评测，在微软亚洲研究院、北京大学语料库开放测试中，分别获得F量度为97．2％与96．7％．而在北京大学标注的《人民日报》语料库的开放评测中，词性标注获得96．1％的精确率，命名实体识别获得的F量度值为88．6％．

计算机学报杂志短文

IEEE802．16e休眠模式算法的研究和改进146-152

摘要：IEEE802．16e为移动站点提供了大范围的无线接入，为了减少移动站点的功率消耗，它提出了一种节能机制休眠模式．移动站点在休眠间隔后进入监听间隔，检查其间是否有数据分组到达．如果有，它将进入清醒状态接收数据，否则，继续进入休眠间隔．草案中所提出的休眠模式指数增长算法在低业务量情况下，响应时间过长．文中提出了线性增长算法解决这一问题，理论分析了该算法的两个性能指标平均响应时间和平均能量消耗．并结合仿真实验，对比了这两种算法的性能，证实了后者具有较好的性能．进一步分析了休眠模式各个参数对上述两个性能指标的影响，对参数值的选取有重要帮助．

GP——基于规划图的遗传规划算法153-160

摘要：图规划是智能规划领域近年来出现的一种新的规划方法，对智能规划的发展有着重要的影响．图规划的规划产生过程分为两个主要步骤，首先用动作的前提条件和效果产生一个谓词和动作交错出现的图——规划图，然后在规划图中抽取规划解．而第二步往往更为困难和耗时．文章依据遗传算法对规划图提出一种新的解抽取方法，以一种简明、直观的形式给出染色体的编码方式，并在此基础上定义了各种遗传操作算子，将遗传算法引入图规划算法，充分利用遗传算法的并行全局搜索能力实现规划解的搜索．实验表明，在求解大规模的规划问题时，文中的遗传规划算法在求解速度和找到的规划解的质量两方面均显示出优越性．