計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)

楊恒，王慶

計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)

一種新的局部不變特征檢測(cè)和描述算法

楊恒，王慶

局部不變特征已經(jīng)被成功地用來(lái)解決計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域諸多實(shí)際問(wèn)題。文中提出一種新的局部不變特征檢測(cè)和描述算法，提取出的特征能夠?qū)πD(zhuǎn)、尺度縮放、光照等變化，甚至弱仿射變換保持不變。一般說(shuō)來(lái)，局部特征的提取分為特征檢測(cè)和描述兩個(gè)關(guān)鍵步驟。在特征檢測(cè)階段，首先在每一層尺度圖像上提取Harris角點(diǎn)，然后在以Harris角點(diǎn)為中心的固定大小的搜索窗內(nèi)搜索三維尺度空間的極值點(diǎn)作為局部特征點(diǎn)的位置和特征尺度，最后為每個(gè)特征點(diǎn)計(jì)算主方向。文中的特征檢測(cè)算法具有良好的可重復(fù)率性能。在特征描述階段，建立了梯度的距離和方向直方圖來(lái)描述局部特征，文中的特征描述子不但具有良好的匹配性能，而且維數(shù)更低，十分有利于提高圖像特征的匹配速度。大量的圖像匹配與圖像檢索實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了文中算法的有效性。局部不變特征已經(jīng)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在計(jì)算機(jī)視覺的許多領(lǐng)域，如寬基線圖像匹配、全景圖拼接、目標(biāo)識(shí)別、圖像檢索以及場(chǎng)景重建。局部特征能夠?qū)D像間旋轉(zhuǎn)、尺度縮放、視點(diǎn)變換、光照變化等圖像變化因素保持不變性，對(duì)物體運(yùn)動(dòng)、遮擋、噪聲等因素也可保持較好的可匹配性。局部特征建立在尺度空間的理論上，一般說(shuō)來(lái)，提取局部特征可以分為兩個(gè)關(guān)鍵步驟，即特征檢測(cè)階段和特征描述階段。特征檢測(cè)階段的任務(wù)是在尺度空間確定出關(guān)鍵點(diǎn)的位置、特征尺度及其主方向，這些參數(shù)就可以描述出一個(gè)局部圖像區(qū)域。特征描述階段的任務(wù)是為這個(gè)局部圖像區(qū)域建立描述子，該描述子應(yīng)該能對(duì)圖像間的各種變化因素保持不變，以確保特征能夠在這些變化因素的影響下保持較好的可匹配性。近十幾年來(lái)，許多局部特征檢測(cè)和描述算法被提出。本文提出了一種新的局部不變特征檢測(cè)和描述算法，并應(yīng)用于寬基線的圖像匹配與檢索。在局部特征檢測(cè)方面，本文提出Harris Difference算法，首先以多尺度的Harris角點(diǎn)作為初始點(diǎn)，然后在其附近一定范圍內(nèi)搜索DoG函數(shù)的局部空間極值點(diǎn)作為特征點(diǎn)的位置和尺度信息，最后為每個(gè)特征點(diǎn)計(jì)算主方向。

來(lái)源出版物：計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào), 2010, 33(5)：935-944

入選年份：2015

一種基于聚集超級(jí)節(jié)點(diǎn)的P2P網(wǎng)絡(luò)信任模型

田春岐，江建慧，胡治國(guó)，等

摘要：針對(duì)對(duì)等網(wǎng)（Peer-to-Peer，P2P）中節(jié)點(diǎn)之間由于興趣愛好差異大、相互發(fā)生重復(fù)交易的可能性較小從而難以有效建立信任關(guān)系的現(xiàn)狀，文中提出一種新的基于超級(jí)節(jié)點(diǎn)的P2P網(wǎng)絡(luò)信任模型。該模型中節(jié)點(diǎn)以興趣相似而聚簇，節(jié)點(diǎn)之間信任關(guān)系被劃分為3種類型并被給予了各自的解決方案。同時(shí)，對(duì)于推薦信任信息中存在的虛假的、誤導(dǎo)性的和不公正反饋的問(wèn)題，文中還提出基于節(jié)點(diǎn)相似性的反饋信息過(guò)濾算法予以有效解決。最后的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該信任模型不但具有抗惡意節(jié)點(diǎn)攻擊的強(qiáng)壯性，同時(shí)在資源查詢時(shí)具有較低的查詢開銷和失敗率。P2P網(wǎng)絡(luò)提供了真實(shí)生活中人與人直接進(jìn)行交流的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，它的開放、匿名以及節(jié)點(diǎn)之間松耦合的關(guān)系等特性使其贏得了越來(lái)越多的Internet終端用戶的青睞進(jìn)而促使了P2P業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展。然而，也正是這些特性使得P2P中的節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)上可恣意散布非法內(nèi)容，濫用網(wǎng)絡(luò)資源，同時(shí)，節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)性又可造成網(wǎng)絡(luò)帶寬和信息存在的不穩(wěn)定，這大大破壞了正常的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，降低了用戶使用P2P網(wǎng)絡(luò)的積極性。在大規(guī)模P2P網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，節(jié)點(diǎn)之間的信任關(guān)系建立是目前一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文提出了一種新的基于超級(jí)節(jié)點(diǎn)的P2P網(wǎng)絡(luò)信任管理模型Super Trust。在Super Trust中，信任關(guān)系被劃分為3種：超級(jí)節(jié)點(diǎn)之間的信任關(guān)系、超級(jí)節(jié)點(diǎn)對(duì)普通節(jié)點(diǎn)的信任關(guān)系以及普通節(jié)點(diǎn)之間的信任關(guān)系，在具體給出各種信任度計(jì)算方式的同時(shí)，本文還提出基于節(jié)點(diǎn)相似性的反饋信息過(guò)濾算法以有效過(guò)濾掉信任信息里虛假的、誤導(dǎo)性的和不公正的反饋。本文還通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了信任模型的有效性和健壯性。仿真實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，本文提出的模型克服了已有模型的部分局限性，能夠有效處理簡(jiǎn)單惡意攻擊、詆毀、合謀欺詐及具有前端節(jié)點(diǎn)的合謀欺詐等各類惡意節(jié)點(diǎn)不同程度的攻擊方式，因而具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景及較好的工程可行性。

來(lái)源出版物：計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào), 2010, 33(2)：345-355

入選年份：2015

分布式計(jì)算環(huán)境下的動(dòng)態(tài)可信度評(píng)估模型

朱友文，黃劉生，陳國(guó)良，等

摘要：隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，分布式計(jì)算技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，這使得網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的信任問(wèn)題變得日益突出。參考社會(huì)學(xué)的人際關(guān)系信任模型，基于Dempster Shafer證據(jù)理論和Shapley熵，文中設(shè)計(jì)出了分布式計(jì)算環(huán)境下的動(dòng)態(tài)可信度評(píng)估模型，這一可信度評(píng)估模型清晰地反映了可信度的動(dòng)態(tài)性、連續(xù)性和不確定性等特性。該模型通過(guò)歷史交互信息獲得直接可信度，并根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的信用記錄和其直接可信度函數(shù)的信息量對(duì)其直接可信度進(jìn)行修正，然后綜合考慮修正后的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的直接可信度信息，利用Dempster規(guī)則合成計(jì)算出綜合可信度。最后利用仿真實(shí)驗(yàn)分析了新模型對(duì)可信度的評(píng)估效果，并對(duì)未來(lái)的工作做了展望?；贒empster Shafer證據(jù)理論和Shapley熵，本文提出了分布式計(jì)算環(huán)境下的動(dòng)態(tài)可信度評(píng)估模型，并實(shí)現(xiàn)了其主要過(guò)程的算法。本文考慮到了信任測(cè)度的可靠性和其所帶有的信息量大小的問(wèn)題，并將Shapley熵引入到可信度評(píng)估的過(guò)程之中，從而使得新方案的綜合可信度較準(zhǔn)確地反映了節(jié)點(diǎn)的行為方式。最后，我們通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)分析了新方案對(duì)可信度的評(píng)估效果。我們將來(lái)的工作是將本文的可信度評(píng)估算法應(yīng)用到實(shí)際的分布式計(jì)算系統(tǒng)中，進(jìn)一步討論其中相關(guān)參數(shù)的取值；同時(shí)研究更加實(shí)用和靈活的可信度評(píng)估模型，比如在保護(hù)推薦信息提供者的私有數(shù)據(jù)不會(huì)泄漏的條件下實(shí)現(xiàn)可信度評(píng)估的保護(hù)隱私的可信度評(píng)估模型等。在可信度評(píng)估過(guò)程中，不誠(chéng)實(shí)的節(jié)點(diǎn)可能會(huì)提供虛假的評(píng)估數(shù)據(jù)，干擾其他節(jié)點(diǎn)的評(píng)估過(guò)程，因此，在我們的方案中，利用每個(gè)節(jié)點(diǎn)的可信度記錄作為其信用因子，信用因子高的節(jié)點(diǎn)的直接基本可信度函數(shù)在形成綜合可信度的過(guò)程中擁有更高的權(quán)值；另一方面，在利用每個(gè)節(jié)點(diǎn)的直接基本可信度函數(shù)計(jì)算綜合可信度時(shí)，各個(gè)直接基本可信度函數(shù)所包含的信息量差別很大，因此不能對(duì)它們等同對(duì)待。

來(lái)源出版物：計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào), 2011, 34(1)：55-64

入選年份：2015

一種面向虛擬化云計(jì)算平臺(tái)的內(nèi)存優(yōu)化技術(shù)

李亞瓊，宋瑩，黃永兵

摘要：虛擬化技術(shù)和云計(jì)算平臺(tái)的結(jié)合帶來(lái)了全新的資源整合和使用模式，基于虛擬化技術(shù)的資源按需分配與調(diào)度可以提高云平臺(tái)資源的利用率，提升云服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，并降低云用戶的總體擁有成本。但是，物理服務(wù)器的資源邊界限制了資源的全局優(yōu)化能力。文中引入了一種面向虛擬化云平臺(tái)的全局內(nèi)存優(yōu)化框架——通過(guò)引入由邏輯地址空間和全局?jǐn)U展地址空間構(gòu)成的雙層地址空間映射機(jī)制來(lái)構(gòu)建跨物理服務(wù)器資源邊界的高效、可靠的內(nèi)存資源抽象。同時(shí)，引入一種透明的頁(yè)面交換機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于虛擬機(jī)透明的空閑頁(yè)面回收，達(dá)到資源流動(dòng)的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該框架能夠很好地優(yōu)化云平臺(tái)中內(nèi)存資源配置，提升整個(gè)平臺(tái)的資源利用率，并對(duì)關(guān)鍵任務(wù)的執(zhí)行有顯著的加速作用。虛擬化技術(shù)和云計(jì)算平臺(tái)的結(jié)合帶來(lái)了全新的資源整合和使用模式，資源的按需分配和動(dòng)態(tài)流動(dòng)對(duì)于提高云平臺(tái)資源的利用率、提高云服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量和降低云用戶的總體擁有成本具有十分重要的意義。但是，傳統(tǒng)的虛擬化技術(shù)基本局限在一臺(tái)物理服務(wù)器內(nèi)部，缺乏虛擬化全局資源、優(yōu)化全局資源部署的能力。為了解決傳統(tǒng)虛擬化技術(shù)在內(nèi)存全局優(yōu)化上的問(wèn)題，本文引入了一種面向虛擬化云平臺(tái)的全局內(nèi)存優(yōu)化框架，通過(guò)引入雙層地址空間映射機(jī)制來(lái)構(gòu)建跨越物理服務(wù)器資源邊界的內(nèi)存資源抽象。為了能夠很好地兼顧效率和可靠性，本文通過(guò)釋放空閑內(nèi)存和使用遠(yuǎn)程內(nèi)存的方式來(lái)達(dá)到動(dòng)態(tài)調(diào)解虛擬機(jī)內(nèi)存分配大小的目的，而雙層地址空間及其映射機(jī)制提供可靠性保證。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步證明釋放空閑內(nèi)存空間對(duì)虛擬機(jī)性能的影響基本上可以忽略不計(jì)，同時(shí)通過(guò)把遠(yuǎn)程內(nèi)存作為附加的存儲(chǔ)層次的方式來(lái)調(diào)解內(nèi)存分配可以達(dá)到最大優(yōu)化內(nèi)存資源配置，并提高了關(guān)鍵應(yīng)用的性能。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果上看，通過(guò)基于雙層地址空間的調(diào)解機(jī)制，在基本不影響其它虛擬機(jī)性能的情況下，能夠提高關(guān)鍵虛擬機(jī)性能高達(dá)400%?；诒疚默F(xiàn)在的工作，未來(lái)的研究主要集中在空間映射中的全局優(yōu)化以及探索更加有成效的遠(yuǎn)程內(nèi)存使用方案。

來(lái)源出版物：計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào), 2011, 34(4)：684-693

入選年份：2015