基于云平台的医学影像可视交互平台

针对传统医学影像可视化软件难以实现跨平台访问,以及有限的影像数据的存储和体绘制能力,且缺少协同可视化共享的机制,本文提出一个基于云平台的医学影像可视化平台.利用云平台超大的存储容量以及强大的图形图像处理能力,在云端进行医学图像的编解码、分割及高级体绘制,然后本文提出支持协同可视化的自适应医学元数据和图像数据传输协议,通过浏览器和云端的实时交互以及浏览器和浏览器的对等传输,实现了影像的各种二维和三维协同可视化交互功能.实验结果表明,我们的平台不仅能以协同方式支持大容量数据的二维实时浏览和伪彩映射,而且支持三维的高级分割和体绘制操作,并且有较好的实时交互性.     

基于创意拐点的计算机辅助草图设计技术

草图是设计师进行产品设计创新活动的重要载体.草图设计是设计师的脑、眼和手三者互动,设计思维和草图表达相互推进的过程;草图设计过程可以抽象为创意拐点图.为了对草图设计过程提供有效的支持,本文提出了一种基于创意拐点的计算机辅助草图设计技术.建立了基于草图行为识别的创意拐点规则推理模型,基于该模型来识别草图设计过程中的创意拐点,并通过对规则进行粗粒化来解决模型的过拟合问题.在此基础上,生成作为草图设计过程记录的创意拐点图,以记录创意过程,辅助设计师草图设计.最后构建了基于创意拐点的计算机辅助草图设计原型系统CASCP,并通过实验初步验证了创意拐点识别方法的有效性,给出应用CASCP完成的草图设计实例.     

面向电子书画创作的虚拟毛笔模型

如何设计一个与用户友好交互、实时响应, 并且具有丰富艺术表现力的基于虚拟画笔的绘图环境是计算机图形学和计算机人机交互领域长期以来研究的热点与难点问题 . 提供对艺术作品电子化创作的软件环境的支持不仅富有理论研究价值, 而且有着广阔的市场应用前景, 同时对信息时代中国传统艺术的创新与电子化变革有着重要的意义. 文中提出了面向书画创作的基于实体造型技术的虚拟毛笔的模型以及利用它进行交互式电子书画创作的计算模拟框架. 根据上述模拟框架, 并研发了一个面向交互式电子书画创作的虚拟毛笔原型系统. 实验结果表明, 用户可以利用虚拟毛笔创作出艺术表现力非常丰富的电子书画作品. http://www.cs.hku.hk/~songhua/e-brush/提供了有关这一研究课题最新进展的资料.     

一种非结构化数据库的四面体数据模型

文中针对非结构化数据管理提出了一种四面体模型.该模型用4个刻面分别描述了一个非结构化数据的基本属性、语义特征、底层特征以及原始数据等组成元素,并描述了这些元素之间的内在联系.设计了四面体模型的实现结构以及数据操作语言.四面体模型能够实现各类非结构化数据的统一的、集成的以及关联的描述,并能够支持关联检索和数据挖掘等智能检索服务.最后给出了一个视频样例库中数据的描述与操作实例.     

事件驱动、面向服务的物联网服务提供方法

物联网无缝集成了用户域、信息空间域和物理空间域,实现了＂人—机—物＂的动态协同,其应用常常涉及到跨业务域甚至跨组织的用户、业务流程和物理实体的实时动态交互.因此,物联网服务系统往往需要集成多个分布式的企业应用系统从而形成一个大规模复杂服务系统来实时协作完成一定的业务目标.目前,大多数已有研究工作主要集中于解决不同实体和应用系统间在动态交互环境下的互联和互操作问题.然而,如何在信息的提供方和消费者之间按需的分发感知信息、并基于物理世界所发生的变化动态的实时协同相关的企业服务或者业务流程做出快速反应尚没有系统深入地研究.为此,本文结合事件驱动架构和面向服务架构的设计思想,提出了一种事件驱动、面向服务的物联网服务提供方法,该方法能够便捷地支持感知信息的按需分发和聚合,并实现事件驱动的跨业务域甚至跨组织的服务动态协同.这种实现了＂时间、空间和控制＂解耦的服务提供方法极大地增强了物联网服务系统的灵活性和敏捷性,允许系统及时地对物理世界的动态变化做出快速响应.最后,通过实际部署的区域集中供热监控及热计量物联网应用进行了验证.     

面向互联网的信息处理

随着互联网海量信息的快速增长，由原来单一的以文本信息为主的信息处理发展成文本、语音、图像等多模态的信息处理．同时，用户的需求也从关键词搜索为主的信息获取向着基于语义理解的自动问答、辅助决策等智能交互的方向发展．本文从互联网服务信息处理特点以及用户需求变化出发，阐述了互联网信息处理面临的挑战和发展趋势．首先介绍了基于互联网的海量信息处理特点以及基本方法，然后分别阐述了互联网文本信息处理、语音信息处理、图像信息处理、位置信息处理的挑战以及发展趋势．最后介绍了如何对互联网的用户从属性、状态、兴趣3个维度进行建模，以满足用户个性化服务和商业分析的需要．     

基于知识结构的认证协议验证

认知逻辑的Kripke语义,已被成功地运用到分析无黑客存在的安全网络下的通信协议.提出认知逻辑的Kripke语义的一种简单而自然的形式,称之为知识结构,并把这种语义用到分析黑客存在的非安全网络环境中的通信协议,特别是认证协议.与类BAN的那一类逻辑相比,文中的方法可以直接转化成算法实现,对协议本身进行操作,而不需对协议进行一些难以把握的抽象判断.而且,在这套理论的基础上开发了安全协议分析器SPV.文中的方法是基于证明的而不是证伪的,即证明协议的正确性而不是找协议漏洞.     

主用户状态改变和低信噪比环境下的weight-p能量检测算法

在认知无线电网络中,主用户状态改变和低信噪比都会造成频谱检测的性能下降.本文提出了一种新的加权(weight-p)能量检测算法,用于抵抗主用户状态改变和低信噪比对认知用户检测性能的影响.为减少实现复杂性和节约需要的功耗,我们将weight-p能量检测器的最优权值建模成一个最小采样时间(MST)的优化问题,找出了最优权值和次优权值.仿真表明,在主用户状态改变和低信噪比的场景下,本文提出的weight-p能量检测算法可以提高认知用户的检测性能和降低虚警概率,并且在获得相同检测性能的前提下可以压缩检测时间.     

基于复杂网络挖掘的用户行为感知机制

用户行为感知是进行网络管理、安全检测以及应用趋势分析的基础.针对基于流量统计特征检测方法具有计算复杂度高和"概念漂移"的缺陷,提出了一种基于用户复杂网络图的用户行为感知机制算法(UBP-CN).算法将用户标识{IP,Port}和用户交互分别抽象为一个点和一条边,构建了用户复杂网络图;应用社团挖掘算法将复杂网络图划分为互不相交的行为子簇,使得用户之间的通信抽象为一种"社会团体";通过定义基于相对熵的"用户行为模式"(UBM),表征了各个子簇背后表现出的行为特性,并使用"UBM+Port"对各个子簇进行标签映射,实现了用户行为的有效感知.仿真结果表明:在不牺牲用户行为分类准确率的前提下,算法不仅能克服"概念漂移"问题,还能有效降低算法的计算复杂度.     

面向网构软件的环境显式化技术

网构化软件处于开放、动态、难控的环境之中，需能感知并适应环境的变化，以持续提供用户满意的服务．传统软件构造技术缺乏对环境感知和适应的系统支持．本文在前期工作基础上，提出一种面向网构软件的软件结构，通过为软件系统配备先验的环境模型和环境规约来实现环境处理的显式化．进而，介绍了我们使用这种方式来处理开放环境之分布异步性、感知信息的不一致性以及环境中人类用户行为特性等的若干具体技术进展．而后，讨论了一种先验环境模型及环境规约的开发方法原理，给出了相应的环境驱动逻辑的静态表达与运行实现机制．该方法和机制可较好地支持环境处理与应用业务逻辑间的关注分离．     

多无人机协同搜索的模糊认知决策方法研究

搜索决策方法是影响多无人机协同搜索效能的关键.传统的搜索决策方法关注于使多架无人机形成对任务区域的协同全覆盖,采用基于概率搜索图和滚动时域控制的搜索决策方法,对复杂搜索任务的适应性有限.本文借鉴人类实施搜索行为的认知决策方式,提出面向多无人机协同搜索的三层结构的认知控制模型.基于该模型和模糊聚类思想对任务区进行认知匹配和约简划分;之后,应用二次模糊聚类对各架无人机进行面向协同搜索的任务区域分配,在此基础上,再应用滚动时域控制方法完成对无人机的搜索控制.从任务区域覆盖模式和目标发现能力两个方面,通过仿真实验分析了本文提出的协同搜索模糊认知决策方法的性能.     

基于组织的网构软件程序设计语言及其实现

作为Internet环境下的一种新的软件形态，网构软件的自主性、协同性、适应性、演化性及柔性体系结构等特点对传统的程序设计模型、语言和支撑平台提出了一系列挑战．本文基于组织抽象和agent技术提出了支持网构软件构造的程序设计语言OragentL．首先，OragentL将软件agent作为网构软件中自主实体的抽象，并在这一层面设计和封装系统的自适应和自演化逻辑．其次，OragentL将组织、角色等组织抽象作为一级编程实体，提供了角色扮演、角色组合、角色演化、基于角色的交互、基于组织的自管理等机制为网构软件的动态性特点提供了显式的语言设施和机制支撑．我们设计了OragentL的语法和形式化操作语义，并开发了Oragentburg作为OragentL网构软件的运行时环境，支持0ragentL程序的开发、编译、部署和运行     

面向网络的操作系统——现状和挑战

操作系统是计算机系统中最为关键的一层系统软件．长期以来，操作系统发展的主线是面向单机，追求更好地发挥计算机硬件的计算能力，同时为上层应用和用户提供更友好易用的接口．随着网络技术的发展，如何更好地支持网络构成了操作系统发展的一个重要辅线．近年来，由于互联网的迅速普及，面向网络的操作系统得到了广泛的关注，并逐渐成为操作系统发展的新主线．为了更好地管理互联网上的分布海量资源，同时为互联网时代的新型应用和服务提供支持，操作系统技术正在产生许多重要的变革．本文简要回顾了操作系统的发展历史，分析了在互联网时代操作系统面临的主要挑战．在总结现有面向网络的操作系统的研究进展的基础上，讨论了其主要特点和未来发展趋势．最后，也介绍了我们在此领域针对网构软件的研发尝试．     

基于中间件的软件系统特征交互问题在线检测与消除

作为主流的Intemet软件系统运行支撑平台，中间件必须支持越来越丰富的交互模式．交互的多样和复杂以及Intemet开放、动态、多变等特点导致非预期交互产生的几率逐渐增加．这些非预期的交互可能导致服务降级，功能损失，甚至系统崩溃等严重后果．文中从电信领域特征交互问题的角度研究Intemet软件中的非预期交互问题，并提出了一个基于中间件的在线检测与消除方法．首先，对中间件使能的系统交互进行分类，与电信系统进行多角度的比较，并分析了4个实例，从而论证了Intemet软件特征交互问题的存在并考察其与电信系统特征交互问题的异同．随后，提出了以运行时软件体系结构为核心的在线检测和消除方法．该方法在J2EE环境中得以实现并成功解决了4个实例．     

基于增强现实技术的儿童电子书研究与发展

当前传统纸媒体受到多媒体信息与网络互联的冲击,发展空间受阻。结合增强现实技术,可以为纸媒体补充多媒体信息,增强与用户之间的互动交流。本文结合增强现实系统的一般开发流程,列举出当前较为成熟的增强现实电子书的开发流程,并从虚实配准技术、虚实融合技术与自然交互技术等三个方面总结了增强现实电子书的关键技术;梳理了国内外增强现实儿童电子书的应用研究现状,预测了增强现实儿童电子书的开发技术与应用方面的发展趋势,并提出融入交互设计技术以及构建增强现实儿童电子书开发与出版管理模型的研究思路。     

多范例自动需求建模和分析: 一种基于本体的方法

提出基于组织本体的问题领域描述, 用领域用户能够理解的术语与他们交互, 引导他们提供需求. 提出以问题领域描述为起点的多范例自动建模和分析方法, 提出组织结构的合理性, 组织目标的可实现性和组织过程的可行性等三个分析准则. 分析的结果可以进一步引导领域用户补充和修改问题领域描述, 分析完成后得到的问题领域模型可以作为前期需求文档, 为进一步的软件需求建模提供依据.     

基于潜在语义索引的超链接分析模型

为了更合理的排名Web文档本文提出了一个新的链接分析模型。该模型结合了基于马尔科夫链的链接分析技术和基于潜在语义索引以及文档聚类分析的内容分析技术，能很好的适应新增Web页面，并且能用来解决基于链接和基于内容的搜索引擎作弊以及上下文搜索和主题相关搜索问题。     

基于知识点本体的语义扩展研究

传统的基于关键字的信息检索不能很好地检索到相关的资源.通过分析教学领域知识点本体的语义相关性特点,提出了一种基于知识点本体的语义扩展算法.该算法通过将概念间关系进行分离,利用概念层次结构和关联关系并考虑多种影响因素分别计算语义相似度和相关度,进而综合量化成语义关联度进行语义扩展检索.实验表明,本文所提出的语义扩展算法能够有效地提高查全率、查准率,取得较好的检索效果.     

一种面向高性能计算的自主众核处理器结构

随着半导体技术进步,众核处理器已广泛应用于高性能计算领域.近年来,在国家"863"计划、"核高基"重大专项等项目的支持下,我国高性能众核CPU的研发水平也取得了长足进步.本文介绍一种面向高性能计算的国产片上异构众核处理器结构,通过统一指令系统、统一执行模型和支持一致性的主存共享,实现异构核心的深度融合.本文主要介绍了该处理器面向"存储墙"、"功耗墙"和"可靠性墙"的优化技术体系.该处理器已完成集成了256个运算核心和4个管理核心的原型芯片设计,峰值性能超过1 TFlops.     

一种自适应频谱成形器:在超宽带认知无线电中的应用

超宽带脉冲无线电(UWB-IR)在高速通信、高精度定位及穿墙透地等重要领域具有广阔的应用前景,它与认知无线电结合将进一步缓解频谱资源的紧张局势.然而,现有的UWB脉冲难以充分利用其频谱能量,导致其传输性能下降;同时,UWB-IR无法有效而灵活地进行频谱规避,从而无可避免地干扰其余授权用户.从数学插值理论出发,本文基于径向基神经网络提出一种通用频谱成形滤波器,进行合理简化后给出其简单硬件实现.该脉冲设计网络能快速跟踪UWB设备的工作环境,自适应地设计具有特定频谱的UWB-IR脉冲.当无授权用户工作时,它能最大化频谱利用率,改善UWB系统传输性能;当有授权用户时,在最大化非授权频段能量利用率的前提下,它能有效地规避授权频段,实现可靠频谱共享.理论分析和仿真表明,基于神经网络的UWB脉冲在频谱利用率、频谱规避性能及接收性能等方面均优于现有设计方案.