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计算机学报 2007年第05期杂志 文档列表

计算机学报杂志综论

下一代互联网体系结构研究693-711

摘要：互联网发展到今天在很多方面已经无法满足用户的需求，面临着一系列问题，如安全性差、难以管理以及不可预测等．当前互联网的体系结构已经不能适应甚至阻碍互联网应用的进一步发展．文章对当前互联网体系结构存在的问题及面临的挑战进行了分析，并对国内外研究动态、在该领域的若干研究方向及提出的解决方案进行了总结评述．在此基础上重新审视互联网最初的基本设计原则是否符合当前和新兴网络应用环境的需求，并对互联网未来的发展进行了展望．

基于内容的音频与音乐分析综述712-728

摘要：机器听觉包括三大研究领域：语音信号处理与识别、一般音频信号分析、基于内容的音乐信号分析．其中，语音信号处理与识别早已成为一个传统的研究热点．随着信息科学与技术的迅速发展，基于内容的音频与音乐信号分析也逐渐成为一个新的研究热点，近几年来取得了大量研究成果．文章将对1990年以后该领域上所取得的研究成果进行综述，包括基于内容的音频或音乐信号自动分类、分割、检索以及音乐作品自动分析等内容．

计算机学报杂志研究论文与技术报告

计算机体系结构的统一模型729-736

摘要：提出了一种计算机体系结构的统一模型，将基于数据流计算与基于构令流计算的体系结构统一到基于指令流计算的体系结构上来，命名为Unified-ISA模型．使基于数据流计算的ASIC电路与基于构令流计算的RC Device电路的设计，统一为基于指令流计算的SIMD PE阵列上的程序设计．

基于一维标定物的反射折射摄像机标定方法737-747

摘要：一维标定物是指一组任意两点距离已知的共线点．基于一维标定物的标定方法相对基于二维、三维标定物的方法更加灵活，在实际中有很高的应用价值．文中提出一种基于一维标定物的反射折射摄像机标定算法．如果一维标定物包含5个或5个以上的共线点，则通过一维标定物的3次或3次以上的一般刚体运动，就能够标定反射折射摄像机的参数．算法分为两步：首先，使用一维标定物的图像和主点满足的不变量计算主点；然后，通过一维标定物图像所隐含的正交消影点信息，线性地求解绝对二次曲线的像（IAC），并对IAC矩阵进行Cholesky分解确定尺度因子和畸变因子．此外，文中方法还能够给出镜面参数的解析表示以及一维标定物相对于视球中心的位置．模拟实验中，作者在两种镜面配置下比较了文中的方法和基于圆环点的方法，结果表明文中的方法在不同的镜面配置下都能得到较好的标定结果．真实实验也验证了文中方法的正确性和可行性．

求解TSP的量子遗传算法748-755

摘要：量子遗传算法（QGA）在求解数值和组合优化问题时效率明显优于传统进化算法，但目前较多被用于求解组合优化的背包问题，为了充分发挥QGA的优点，文中用其求解TSP这一经典的NP难问题．首先，文中设计了一种利用几率幅值编码的新的编码方式，即利用几率幅值编码的量子个体与一组向量对应，而此向量又与一条可行路径一一对应．这样的编码方式不仅缩小了种群规模，占用较少内存，所得的解均可行，而且有效地增强了种群的多样性；其次，在量子个体上实施量子杂交，这一操作有利于保留相对较好的基因段；最后，为了加快算法的收敛速度，引入两阶段局部搜索，第一阶段主要针对实例中排列稀疏处的城市进行优化，第二阶段在第一阶段的基础上着重对排列密集处的城市优化．据此，设计了解TSP的一个新的高效的QGA，并证明了其以概率1收敛到全局最优解；测定算法性能的数值实验数据表明，该算法在种群规模较小，迭代次数较少的情况下就可以收敛到已知最优解．

一种基于动态近邻选择模型的聚类算法756-762

摘要：ROCK是Sudipno Guha等1999年提出的一个著名的面向分类属性数据的聚类算法，其突出贡献是采用公共近邻（链接）数的全局信息作为评价数据点间相关性的度量标准，而不是传统的基于两点间距离的局部度量函数．尽管ROCK在Mushroom等分类属性数据集上取得了很好的聚类结果，但该算法本身也存在一些缺陷和不足．首先，衡量两个数据点是否为邻居的相似度阈值θ需要预先静态指定，该阈值对聚类质量影响很大，在对数据集没有充分了解的前提下给出恰当的阈值是困难的．其次，在ROCK算法中，相似度函数sim仅被用于最初邻居的判断上，只考虑相似与否，而未考虑相似程度，使算法对θ值过于敏感．另外，ROCK还要求用户事先选定聚类簇数k．这些缺陷或者影响聚类效果，或使算法不便使用．该文深入分析了上述问题，并提出基于动态近邻选择模型的聚类算法DNNS，通过优选近邻来提高聚类质量．文中还定义了内聚度度量函数以指导聚类过程．对标准数据集VOTE和ZOO的实验结果表明，DNNS算法的fα指标优于ROCK和VBACC．

协同组编辑中基于地址空间转换的一致性维护方法763-774

摘要：组编辑中的一致性维护问题在CSCW中是一个重要的技术挑战．文章介绍了一个基于地址空间转换的方法．对于并发操作，地址空间转换方法将文档的地址空间回溯到操作产生时的状态，操作可以直接在这个地址空间下得到执行．与操作转换方法相比，地址空间转换方法仅仅需要决定新操作的位置，避免了操作转换过程中操作间相对位置信息的丢失，不仅可以满足CCI模型，而且可以对Undo操作提供更好的支持．通过证明每个站点字符节点间维持一致的顺序，对应字符节点拥有相同的标记，文中给出了算法对于一致性维护的证明．同时，操作执行的平摊代价可以优化到O（logn）．

基于重叠表达的多基因进化算法775-785

摘要：受生物基因片段重叠表达现象的启发，文中提出了一种新的基于重叠表达进化算法——MEOE（Multigene Evolutionary algorithm based on Overlapped Expression）．文章具体描述了MEOE的基因表达结构及相应的算法．不同于已有的工作，在MEOE中作为遗传物质的基因具有重复表达的概率，同时算法融合了免疫算法关于浓度的计算技术．文章对MEOE算法作了较为全面的分析，讨论了算法在表达空间、可表达性、性状遗传上的特点，并与传统算法作了相应比较．详尽的实验证明，MEOE算法在速度上是GEP的2．5～9．4倍．在高次函数发现问题上MEOE算法的成功率比GEP提高至少一个数量级．另外，通过实验证明了基于密度的概率选择函数在高次函数发现问题上具有一定优势．

一种基于层次距离计算的聚类算法786-795

摘要：针对广泛存在的层次编码型数据类型，提出了层次距离的新概念，证明了相关的数学性质，并在此基础上提出并实现了新的基于层次距离计算的聚类算法HDCA（Hierarchy Distance Computing based clustering Algorithm）．新方法克服了传统聚类算法标称型计算的缺陷，提高了聚类精度．针对聚类算法的中心点问题，提出了相应的层次编码型数据的快速处理算法，并从理论上证明了算法的正确性．实验表明，对比朴素处理算法，HDCA的性能明显提高．新算法已经应用到警用流动人口分析当中，取得了良好效果．

一种基于输运理论的多目标演化算法796-805

摘要：提出了一种根据输运理论中的粒子输运方程、相空间能量定律和熵增法则构造的一种能够准确、高效地求解多目标优化问题的多目标演化算法（MOPEA）．由于该算法使用了粒子系统从非平衡达到平衡的理论来定义求解多目标问题的Rank函数和Niche适应值函数，使得种群中的所有个体都有机会参与演化操作，以达到快速、均匀地求出多目标优化问题的Pareto最优解．数据实验显示，利用该算法求解多目标优化问题不仅能够使算法快速地收敛到全局Pareto前沿，同时由于该算法要求所有的粒子都要参与杂交和变异等演化操作，从而避免问题早熟现象的出现，并通过与传统演化算法的性能指标分析比较说明，使用该算法求解多目标优化问题具有明显的优越性．

基于抽象解释的代码迷惑有效性比较框架806-814

摘要：代码迷惑是一种以增加理解难度为目的的程序变换技术，用来保护软件免遭逆向剖析．代码迷惑是否有效是代码迷惑研究中首要解决的问题．目前对有效性证明的研究大都是基于非语义的方式．文章将语义与有效性证明联系起来，建立了基于语义的代码迷惑有效性比较框架，该框架能够为迷惑算法在静态分析这样的限定环境下提供有效性证明，而且也能严格比较迷惑算法之间的有效性，最后使用实例描述比较框架如何应用到证明代码迷惑的有效性．

一种基于改进差别矩阵的属性约简增量式更新算法815-822

摘要：粗糙集方法提供了一种新的处理不精确、不完全与不相容知识的数学工具．属性约简是粗糙集理论的重要研究内容之一，已有的大多数属性约简算法主要考虑信息系统（或决策表）不变的情况，有关属性约简的增量式更新算法却报道不多．为此，文中提出一种基于改进差别矩阵的属性约简增量式更新算法，主要考虑对象动态增加情况下属性约简的更新问题．该算法可通过快速更新差别矩阵，在动态求解核的基础上，利用原有的属性约简有效地进行属性约简的增量式更新，因而可提高属性约简的更新效率．理论分析表明，该文提出的算法是有效可行的．

应用于片上系统中低功耗IP核设计的自适应门控时钟技术823-830

摘要：门控时钟技术一直以来是降低芯片动态功耗的有效方法．文章结合片上系统（SoC）的结构特性和设计特点，分析已有的各种门控时钟技术的优缺点，指出这些缺点是SoC设计中的严重障碍，随后抽象出IP核工作模型，提出了仅用非常简单的逻辑就可以方便应用于IP核的自适应门控时钟技术．这种技术在不影响性能的前提下，可以根据IP核的应用状况自动开关时钟，不但可以降低动态功耗，还可以结合门控电源技术降低漏电功耗．对一款真实SoC中浮点IP核的改造实验表明，在不降低性能的前提下，可以平均降低62．2％的动态功耗，同时理论上平均降低70．9％的漏电功耗．

基于存储技术的高速嵌入式处理器的设计与实现831-837

摘要：SoPC（片上可编程系统，System on a Programmable Chip）在嵌入式系统中有着广泛的应用，通常用FPGA（现场可编程门阵列，Field Programmable Gate Array）实现．一类嵌入式处理器，例如小波变换处理器、压缩和解压缩处理器、FFT处理器，都可以采用基于存储技术的设计方法．FPGA的片内存储资源相对较少，如何有效地利用FPGA的片内存储资源实现高速的嵌入式处理器成为需要研究的问题．文中以FFT处理器为例说明这种方法的有效性，通过采用一种地址映射调度策略和两种无冲突操作数地址映射方式，减少了所使用的FPG内存储资源，提高了处理速度．该FFT处理器在实际系统中起到了关键作用．

基于跨层协同设计的高效AODV改进路由算法838-844

摘要：为提高移动Ad Hoc网中AODV路由算法的性能，文章采用跨层协同设计的思路对它的HELLO消息机制进行改进，提出一种新的路由算法：CLAODV．在不影响功能的前提下，此算法调整了HELLO消息的控制层面，从网络层控制改为MAC层控制，缩减了HELLO消息的数量和内容．性能分析和仿真结果表明：与经典的AODV算法相比，CLAODV减少了开销，提高了效率，使吞吐率、时延和成功率等性能得到综合提升．

基于网络带宽非均匀划分的可分级码流无缝切换方法845-850

摘要：提出了一种新的基于无缝切换技术的可分级码流切换方法．首先建立了可分级码流的不等份带宽划分模型．在此基础上，按照对网络拥塞影响的重要性，将视频服务器的向上切换和向下切换分别处理，另外结合网络带宽的平均变化特性和瞬时变化特性，判断码流如何切换．实验表明文中方法能够更好地适应网络带宽变化，降低网络拥塞，提高图像质量的平滑性，平均PSNR比简单的无缝切换方法高0．4dB．

手势手语力效分析851-860

摘要：在非特定人手语识别研究中，数据差异性带来的矛盾已使其成为一个亟待分析的问题．从人体运动学、语言学等角度对手语理解，是解决差异性矛盾进而推动非特定人手语识别的有效途径．文章以运动观测科学规则，特别是拉班的力效理论为基础，归纳了造成手语数据差异的因素，提出了手势手语力效要素的定义和描述方法；继而给出了非特定人手语数据的归整策略，规整后的数据用于训练与识别．在多种实验环境下进行的评估结果表明，识别的效果得到了明显的提升．

基于视觉感知片组的多描述视频编码861-868

摘要：针对Internet视频通信中面临的随机丢包问题，提出了一种基于视觉感知片组的多描述视频编码方案（PSG-MDC）．方案依据H．264所采用的树型结构运动补偿，较大的宏块分割尺寸适用于平坦区，而较小的宏块分割尺寸可以刻画较为精细的图像纹理以及纹理丰富区域具有更高的视觉重要性的特点，对纹理丰富区域采用交替片组多描述编码，而对纹理不丰富区域采用固定片组多描述编码，并利用帧间／帧内的主片组对冗余片组进行运动预测．采用PSG-MDC方案有利于提高单边解码质量而且符合人眼视觉特性，同时有利于降低多描述的运动冗余度，而且不会明显增加运算复杂度．