上海大学学报(自然科学版)

黄铁军1, 高文1, 王国中2

2013, 19(3): 221-224. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.001

摘要 ( 2104 )

PDF (669KB) ( 1610 )

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数字音视频编解码技术标准AVS是我国自主创新战略实施的典型案例.在认真分析本领域国内外知识产权现状的基础上,相继制定了AVS 国家标准、广电行业标准和IEEE 国际标准,有力地支撑了我国数字视听产业“由大变强”的新格局.建立了由上百项自主专利组成的专利群,扭转了我国本领域相关企业长期受制于国外标准高额专利费而难以健康发展的被动局面.带动20多家芯片企业开发出了符合的芯片, 构建了“以我为主、全面开放”的完整产业链.全国20多个省市和多个国家采用了AVS标准播出的电视频道上千路.目前,中国的中央电视台正在部署采用这个标准进行高清立体节目的卫星播出工作.

AVS立体视频编码标准

马茜, 李栋, 汪启扉, 张永兵, 季向阳, 戴琼海

2013, 19(3): 225-228. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.002

摘要 ( 2354 )

PDF (1185KB) ( 1127 )

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AVS (audio video coding standard) 工作组是由中国信息产业部科学技术司批准成立的数字音视频编解码技术标准工作组, 其任务是制定面向国内和国际应用需求的一系列技术标准. 2008 年起, AVS工作组展开了双目立体视频编码标准的制定工作,即在AVS-P2 中采用双路拼接和双目联合预测两种立体视频编码方案, 并且为了支持不同终端的立体视频服务, 系统层分别对每种编码方案设置独立的内容描述子, 以告知接收端传输的内容与相关格式. 如今, AVS 双目立体视频编码标准的制定工作已接近尾声, 而多视点视频编码标准和自由视点视频编码标准的制定将成为AVS 3D Adhoc工作组下一阶段的研究目标.

一种基于变换系数拉普拉斯分布的HEVC码率控制算法

司俊俊, 马思伟, 王诗淇, 高文

2013, 19(3): 229-234. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.003

摘要 ( 3869 )

PDF (11467KB) ( 1941 )

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基于变换后残差信号的拉普拉斯分布特性, 提出了一种面向高效视频编码(high efficiency video coding, HEVC) 的编码树单元(coding tree unit, CTU) 级码率控制算法. 首先, 研究了量化参数、拉普拉斯分布参数以及拉格朗日乘数之间的关系, 并建立了模型. 然后, 根据每个CTU 的变换残差的拉普拉斯分布特性动态调整其量化参数, 以获取高效的编码性能. 此外, 通过与帧级码率控制算法相结合, 获得了更加精确的码率控制效果以及良好的编码性能. 实验结果表明, 所提出的码率控制算法可以获得比HEVC标准提案JCTVC-H0213和JCTVC-K0103中所述码率控制算法更优的编码性能.

一种基于CPU+GPU的AVS 视频并行编码方法

邹彬彬, 梁凡

2013, 19(3): 235-239. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.004

摘要 ( 2039 )

PDF (1182KB) ( 1722 )

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音视频编码标准(audio video coding standard, AVS) 中的视频标准具有较高的压缩性能以及较好的网络适应性, 能满足在数字视频领域广泛应用的需求. 提高AVS视频编码的速度、实现实时编码是满足数字视频应用需求的重要环节. 提出了一种基于CPU+GPU的AVS视频并行编码方法, 利用GPU 完成编码器的运动估值以及整数变换和量化. 实验结果表明, 该方法能实现对 1 920×1 080分辨率视频的实时编码.

视频编码中一种新的用于几何块划分的变换结构

袁媛1, 郑萧桢2, 何芸1

2013, 19(3): 240-244. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.005

摘要 ( 2008 )

PDF (3563KB) ( 1146 )

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针对几何块划分技术提出了一种任意形状的变换结构. 虽然几何块划分技术比现有视频编码标准中采用的块划分方式更为灵活, 但其所对应的变换结构并未得到合理设计, 从而导致变换效率下降. 因此, 提出对两个任意形状的残差块分别进行任意形状的变换, 并通过翻转的方法保留像素间的相关性. 实验结果表明, 将任意形状的变化结构应用于几何块划分技术可以节约1.16%~3.05%比特率.

基于运动特征的HEVC 快速帧间预测算法

胡锦雯, 滕国伟, 成益龙, 晏轲, 李国平, 赵海武, 王国中

2013, 19(3): 245-249. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.006

摘要 ( 2570 )

PDF (2235KB) ( 1658 )

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高效视频编码(high efficiency video coding, HEVC) 帧间预测方法相比于其他视频编码标准具有更高的编码效率, 但同时也带来了更高的编码复杂度. 为了加速HEVC 帧间预测过程, 提出了一种快速帧间预测算法. 该算法首先判断当前编码单元(coding unit, CU) 的运动特征, 然后根据不同的运动特征采取不同的优化措施以减少帧间预测时间. 基于HEVC 校验模型(HM6.0) 的实验结果表明, 该算法在基本保持传统算法性能的基础上, 编码时间平均可减少53.33%.

基于异步时钟的高速实时光OFDM 收发系统

汪敏, 虞礼辉, 冯俊飞, 傅磊, 徐朝星, 张洛玮, 宋英雄

2013, 19(3): 250-253. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.007

摘要 ( 2190 )

PDF (8460KB) ( 1255 )

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近年来, 由于正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)技术具有独特的优势, 已经在无线电领域得到广泛应用, 并开始被引入光通信中. 目前, 对于光正交频分复用(optical OFDM, OOFDM) 技术的研究, 主要集中在离线实验分析和基于全局时钟的实时分析. 提出了一种基于异步时钟的高速实时光OFDM收发系统, 通过实验实现了在25 km 标准单模光纤(single-mode fiber, SMF) 上可实时传输2.5 Gbit/s 光OFDM信号, 误码率小于1.2×10⁻⁵.

结合重排序和直方图平移的调色板图像可逆信息隐藏

任慧, 栗风永, 张新鹏, 余江

2013, 19(3): 254-258. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.008

摘要 ( 2385 )

PDF (6042KB) ( 992 )

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提出了一种新的调色板图像可逆信息隐藏方法. 首先, 将调色板的颜色重新排序, 使得相邻索引值对应的颜色尽可能相近. 然后, 对排序后的索引值直方图平移以嵌入秘密信息. 在嵌入过程中, 将对应的索引值改为与之相近的颜色索引值, 以有效缓解含密图像视觉质量的下降; 多次利用最大最小点, 大大提高了嵌入率. 实验结果证明, 本方法在保证可逆的同时显著提升了嵌入量, 并维持了较高质量的视觉效果; 同时, 对于索引值直方图无零点的情况同样适用, 克服了已有方法的局限性.

下行链路基站协同蜂窝系统中的功率分配和干扰消除方法

艾婷, 武卓

2013, 19(3): 259-265. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.009

摘要 ( 2048 )

PDF (2860KB) ( 922 )

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蜂窝间干扰是无线蜂窝网络中一个重要的性能瓶颈, 基站协同可以消除小区边缘用户受到的严重的蜂窝间干扰, 提高蜂窝系统的性能和频谱效率. 针对下行链路基站协同通信系统, 提出一种信道衰落补偿功率分配方法, 以及内部联合分布式空时编码(inner joint distributed space-time coding, IN-J-DSTC) 基站协同传输方案, 以抑制蜂窝边缘用户受到的严重的蜂窝间干扰. 仿真结果表明, 该方法可以根据信道状况, 在源基站及协同基站间自适应地分配信号发送功率, 同时明显消除蜂窝边缘用户所受到的蜂窝间干扰, 从而显著地提高系统的误码率性能.

整流天线组阵等效模型分析与实验

王业清, 杨雪霞, 江超

2013, 19(3): 266-270. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.010

摘要 ( 2015 )

PDF (15304KB) ( 1088 )

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将整流天线单元等效为一个直流源和负载的串联, 以此提出了整流天线串/并联组阵等效模型, 得到了整流天线的组阵形式及最佳负载与阵元个数之间的关系. 利用所设计的低功率密度应用整流天线单元, 通过ADS 软件仿真了二元并联阵, 并通过实验测试了二元串联阵与二元并联阵. 结果显示, 并联阵的仿真与实验结果及串联阵的实验结果均与组阵模型基本吻合, 从而验证了整流天线组阵模型的有效性. 提出了多元组阵的可行性方案, 为大规模阵列设计提供指导.

基于主机攻击图的攻击识别

钱权, 朱伟, 赖岩岩, 张瑞

2013, 19(3): 271-279. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.011

摘要 ( 1799 )

PDF (1274KB) ( 1135 )

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研究了一种基于主机攻击图的网络攻击识别方法, 其核心是定义一种SAGML 语言, 并利用该语言中的状态、行为和关系来描述攻击. 详细讨论了攻击图的状态结构和行为链结构, 以及基于XML 语言的攻击图构建和解析过程. 此外, 为了提高攻击图的匹配效率, 研究了攻击图的索引建立和匹配过程. 最后, 结合SYNFlood 和Peacomm 攻击示例, 介绍了该方法的应用过程.

针对三值光学计算机的C 语言扩展

高桓1,2, 金翊1,2, 宋凯1,2,3

2013, 19(3): 280-285. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.012

摘要 ( 2231 )

PDF (4825KB) ( 1203 )

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为了将三值光学计算机(ternary optical computer, TOC) 数据位众多和光学处理器硬件可重构性这两个特点应用于高级语言程序中, 提出并实现了针对三值光学计算机的C 语言扩充技术. 该技术中的用户可见部分包括一组C 语言扩充语句和一个用户运算请求文件自动生成软件模块, 其中扩充语句采用C语言函数的书写方式, 并采用专用字头SZG_ ; 运算请求文件自动生成软件模块将用户在给定界面中送入的运算方式和输入数据自动转换成预先制定的数据文件格式, 生成SZG 文件. 三值光学计算机返回的运算结果会自动保存在与运算请求文件相同的目录下, 且文件名由对应的运算请求文件名加后缀_R.SZG 组成. 用户不可见部分包括: 对扩充指令的编译进程、SZG文件生成机制、运算请求状况记录进程、运算结果接收进程和三值光学计算机端服务进程. 使用该技术, 用户不必改变编程习惯, 可直接在C 语言程序中使用三值光学计算机. 该技术已在由PC 机和嵌入式系统组成的三值光学计算机模拟环境中进行了实验, 实验结果表明, 该技术行之有效.

面向应用领域的软件质量特性分析

杜春业1,2, 张博锋1, 蔡立志2

2013, 19(3): 286-292. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.013

摘要 ( 1872 )

PDF (4758KB) ( 767 )

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随着信息技术的快速发展, 软件质量已经成为用户最为关心的问题. 但由于目前较难证明软件产品的正确性, 因此一直没有一个令人信服的软件质量评价方法. 特别是已有的软件质量评价方法基本上都采用同一种评价指标对不同领域的软件进行评价, 缺乏对不同领域软件的个性化评价指标. 针对不同领域的软件质量需求和应用, 提出了不同的软件质量评价指标, 为建立面向领域的软件产品基准体系提供依据, 以满足软件产业发展的需要.

基于随机矩阵理论的Markowitz 组合投资模型

唐晓清1, 白延琴1, 刘念祖2, 刘莹3

2013, 19(3): 293-297. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.014

摘要 ( 2264 )

PDF (836KB) ( 1255 )

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通过随机矩阵方法识别、消除极端或非无关抽样样本, 提高Markowitz 模型的参数估计精度, 改进应用Markowitz 模型的效果;同时, 针对抽样不足的情况, 使用Bootstrap 方法较好地解决了该问题.

基于投影矩阵秘密分享方案的安全性注记

王莉1,2, 王卿文1

2013, 19(3): 298-302. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.015

摘要 ( 1955 )

PDF (507KB) ( 772 )

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运用有限域上的正交投影矩阵, 对已有的门限秘密分享方案进行安全性分析, 在理论上严格证明了该方案的验证式存在安全漏洞: 任何一个参与者恶意提供伪份额而不被发现的欺骗行为能以不可忽略的概率存在.

二元齐次矩阵Padé-型逼近的计算

潘宝珍, 刘永, 潘鹿鹿

2013, 19(3): 303-307. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.016

摘要 ( 3019 )

PDF (465KB) ( 1001 )

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二元齐次矩阵Padé-型逼近的计算比较复杂, 而通过适当的变量代换, 可以将二元齐次矩阵形式幂级数转化为一元含参数形式的矩阵形式幂级数, 从而给出二元齐次矩阵Padé-型逼近构造性的定义. 为提高二元齐次矩阵Padé-型逼近的逼近解精度, 借助于误差公式推导出基于矩阵E_MN 的二元齐次矩阵正交多项式Padé-型逼近的分子和分母行列式表达式; 为避免计算高阶行列式, 建立了一种Sylvester-型递推算法. 最后, 通过数值算例验证了该算法的有效性.

一类具有病菌信息交流机制的时滞模型的稳定性

张仲华1, 孟庆勋2, 锁要红1

2013, 19(3): 308-314. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.017

摘要 ( 2054 )

PDF (624KB) ( 714 )

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考虑病菌的群体感应机理建立了一类人体免疫细胞与病菌竞争的时滞微观动力学模型, 并综合运用Liapunov 稳定性理论、中心流形定理及规范型理论等, 讨论了无菌平衡点的局部及全局渐近稳定性, 正平衡点的存在性、全局渐近稳定性无菌平衡点在奇异条件下的稳定性.

无信号交叉口行人过街决策行为分析

韦艳芳1,2, 时伟3, 邝华4, 宋涛1, 董力耘1

2013, 19(3): 315-318. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.018

摘要 ( 2357 )

PDF (1257KB) ( 1128 )

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通过分析拟合广西梧州市中心城区无信号交叉口的实测数据, 研究了行人的过街决策行为和过街速度, 并在此基础上, 引入了行人决策距离和临界安全距离两个概念. 实测数据表明, 交通平常期行人过街速度在平均速度附近变化: 如果考虑行人在路边的等待时间, 行人的平均过街速度为0.6 m/s; 如果不考虑行人在路边的等待时间,行人的平均过街速度为0.8 m/s. 经统计学D’Agostino法检验发现,交通平常期行人过街的平均速度分布不满足正态分布.

平面上凸曲线组合流

黄平亮, 周蓓蓓

2013, 19(3): 319-323. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.019

摘要 ( 2064 )

PDF (503KB) ( 964 )

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主要研究了两种新的平面凸曲率流: 一种是由保面积流和保长度流组合而成, 这种曲率流在演化过程中缩短了曲线的周长, 增大了曲线所围成的面积; 另一种是两种保长度流的“凸组合”, 这种曲率流的周长是常数, 而面积不断增大. 两种曲率流都具有全局存在性, 并且当时间趋于无穷大时, 曲线在C^∞范数下收敛到有限圆.

基于调制波周期归一化的片上SPWM 控制器设计与实现

江超, 胡越黎

2013, 19(3): 324-330. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.03.020

摘要 ( 2211 )

PDF (8716KB) ( 1435 )

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设计了一款片上正弦脉冲宽度调制(sinusoidal pulse width modulation, SPWM) 控制器, 提出一种基于调制波周期归一化的SPWM 实现方法. 以正弦调制波周期T为基准, 三角载波的周期为T/n(取n=10), 考虑到通用性, 所给出的设计方案是在对正弦调制波周期T作归一化的条件下, 离线解一组三角载波与正弦调制波的联立方程组, 计算出它们的交点(即SPWM 脉宽开关点) 相对时点值, 通过移位寄存器、加法器及相关算法实现输出波形在交点相对时点值处翻转, 得到一定载波比下的SPWM 波; 同时此控制器也通过捕获外部信号的周期, 输出经过变频后的SPWM 波; 对已嵌入此SPWM 模块的SHU-MV08a 进行验证, 并在ModelSim 上通过了寄存器传输级(register-transfer level, RTL) 功能的仿真验证; 最后, 在FPGA 开发板及所搭建的测试系统上进一步验证了其功能. 实验结果表明, 该设计具有实际可操作性, 且可用于任意调制波.

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