传感器网络中一种基于时-空相关性的缺失值估计算法

在无线传感器网络中,感知数据的缺失问题不可避免,并且给无线传感器网络的各种应用带来了巨大困难.解决该问题的最好办法是对缺失数据进行准确估计.文中首先提出了一种基于感知数据时间相关性的缺失值估计算法,该算法采用线性插值模型,能够对较短时间内平稳变化的感知数据的缺失值进行较好估计;其次,文中提出了一种基于感知数据空间相关性的缺失值估计算法,该算法采用多元回归模型,同时考察多个邻居节点并联合地用其感知数据来共同估计缺失值.该算法不仅能够对非平稳变化的感知数据的缺失值取得较好估计效果,而且在给出缺失数据估计值的同时,还能够对用户给定的置信度给出缺失值的置信区间;基于上述两种算法,文中最后给出了一种自适应的基于感知数据时-空相关性的缺失值估计算法.该算法无论对于平稳变化还是非平稳变化的感知数据的缺失值均能取得较好的估计效果.作者在真实的数据集合上对文中提出的算法进行了测试,实验结果证明文中提出的基于感知数据时-空相关性的缺失值估计算法能够有效估计无线传感器网络中的缺失数据,具有可靠、稳定的估计性能.     

高聚物黏结炸药CT图像像素级裂纹识别方法研究

为了有效地提高裂纹识别精准度和改进裂纹表征方法,针对奥克托今(HMX)基高聚物黏结炸药(PBX)CT检测图像存在的暗视野、低对比度、高噪声等问题开展研究。利用裂纹的稀密性和局部方向性,结合非局部均值、拉普拉斯锐化和Gamma校正等方法对CT图像进行预处理,然后运用统计学方法直接提取裂纹特征点集,借助马氏距离对裂纹特征点的局部方向性和裂纹位置、走向及粗细进行判定并推演裂纹的扩展方向,最终通过像素灰度值拷贝实现HMX基PBX的CT图像中完整裂纹的精细识别。在三种PBX热力耦合加载损伤的CT图像上对文中提出的MDCE算法(Mahalanobis distance based crack extraction algorithm)与Canny算法和相位一致性方法开展对比实验研究。结果表明,提出的MDCE算法能清晰准确地提取出多种形态的裂纹,证实了该方法的有效性和高效性,显著提高了裂纹的识别和表征能力。     

考虑样本不平衡的模型无关的基因选择方法

在基因表达数据分析中,鉴别基因是后续研究中非常重要的信息基因.有很多研究致力于从基因表达数据中选出信息基因这一挑战性工作,并提出了一些基因选择方法.然而,这些方法(特别是非参数选择方法)都没有考虑不同样本类别中样本大小的不平衡性问题.考虑样本不平衡性和基因选择方法的稳定性,给出一个全新的与数据分布模型无关的基因选择方法.在类内变化小和类间差别大的策略下,选择敏感的度量函数提高方法的鉴别能力,同时,利用类内变化和类间差别的一致性来增加方法的稳定性和适用性.这一方法不但可以应用于两个类别的情况,也可以应用于多个类别的情况.最后,使用两组真实的基因表达数据对所提出的方法进行了验证.实验结果表明,这一方法比其他方法具有更高的有效性和稳健性.     

SAJ:以最小化空间代价为目标的F&B索引构建算法

F&B索引及其相关技术是XML结构化索引研究方面的热点问题.利用树模型XML文档特有的结构性质,以最小化空间代价为目标,提出了一种新的F&B索引创建算法.该算法以后根顺序遍历XML文档,通过合并节点构建F&B索引,避免了将整个文档读入内存,极大地减少了构建索引需要的空间.理论分析和实验结果表明,该算法在创建索引过程中拥有很好的时空性能,有利于F&B索引的广泛应用.     

XML数据磁盘存储结构LDF&B及其查询处理方法

提出了一种基于F&B索引的XML数据磁盘存储结构LDF&B,并给出其上的一系列查询处理算法.一方面,它摒除了传统存储方法中相同的值信息重复存储带来大量冗余的问题;另一方面,引入的同带索引与反向索引结构大大减少了树的遍历操作和中间结果集的大小,提高了查询处理效率.理论分析与实验结果均表明,提出的算法高效地实现了disk-based F&B中无法处理的含值的查询,分支查询处理效率也得到显著提高,并具有较好的伸缩性.     

XCluster:基于聚类支持查询的XML多文档压缩方法

XML已成为各种网络应用中数据存储和数据交换的标准.XML数据管理面临的最大困难在于结构与数据混合存储导致大量数据冗余,这极大地增加了XML数据存储、交换和处理的代价.对XML文档进行压缩可以在一定程度上解决这个问题.但现有XML压缩方法大都仅压缩单文档中的冗余信息.利用XML文档间的相似性,提出一种支持查询的多XML文档压缩存储方法XCluster.XCluster先利用XML有根有序标签树上改进的pq-gram近似距离对XML文档集进行层次聚类;然后合并每个聚类结果子集中文档的结构得到结构代表并进行字典编码压缩;同时合并不同文档内同一标签下的值内容,并根据其数据类型进行相应编码压缩.实验结果表明,在真实和生成的XML多文档数据集上,XCluster比XGrind和XQilla具有更好的压缩效果和查询效率.     

无线传感器网络中一种近似Skyline 查询处理算法

由于无线传感器网络的能源有限,且在许多应用中Skyline 查询的部分结果即可满足用户需求,提出了一 种近似Skyline 查询处理算法,在满足用户查询需求的前提下最大化地节省能量.该算法仅需无线传感器网络中的部 分传感器节点回传其感知数据即可计算出Skyline 查询的一个近似结果集.由于该算法在处理查询时,每个传感器节 点只需考察自身数据信息即可决定是否回传其感知数据,而无须与其他传感器节点的感知数据进行比较,因此可以 避免大量的网内通信开销,从而节省网络能源.模拟环境下的大量实验结果表明,该算法可以根据用户的应用需求, 节能地处理传感器网络中的近似skyline 查询.     

图结构XML文档上子图查询的高效处理算法

研究了图结构XML数据上子图查询处理,给出了一系列高效的处理算法.基于可达编码,首先提出基于哈希的结构连接算法(HGJoin)来处理图结构XML数据上的可达查询.然后,该算法被扩展来处理特殊的二分图查询.基于这些算法和所给出的代价模型,提出了一般DAG子图查询的处理算法和查询优化策略.这些算法经过简单修改即可有效地处理一般的子图查询.理论分析和实验结果表明,算法具有较高的效率.     

XML数据流上的高效聚集算法

XML数据流的特点是所有元素和值仅允许扫描1次.针对XML数据流上的聚集问题,提出了高效的XML数据流聚集算法.这种算法不但能够有效地支持XML数据流上具有复杂结构聚集查询的处理,而且能够有效地支持具有递归结构XML数据流上的聚集查询处理.理论分析和实验结果表明,算法能够有效地处理XML数据流上的聚集查询。并且具有很好的可扩展性.     

一种基于数据划分的字符串相似连接外存算法

字符串相似连接操作具有广泛应用,因而将着重研究基于编辑距离的字符串相似连接.而现有的字符串相似连接算法大多为内存算法.实际应用中的数据集越来越大,有必要针对超大规模数据集研制字符串相似性连接外存算法.利用组合频率向量划分数据集,并提出了基于编辑距离的字符串相似性连接外存算法框架,证明了磁盘调度问题的难度并提出了不同的启发式磁盘调度方法.此外,还提出了基于该外存算法框架实现字符串相似性连接增量式计算的方法.实验结果表明,数据划分方法可以有效地过滤不相关的数据子集;磁盘调度算法能够有效减少磁盘IO次数;外存算法是高效的;增量式计算方法能够高效地处理数据更新.