【正文】 西安電子科技大學(xué)科研成果匯編徐州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)人才辦整理二〇一二年五月目 錄近兩年部分獲獎成果異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)及應(yīng)用進化計算理論、方法及其應(yīng)用密碼新型算法的設(shè)計安全性分析與應(yīng)用光譜圖像壓縮及其在嫦娥一號中的應(yīng)用基于Petri網(wǎng)的自動制造系統(tǒng)死鎖分析與控制研究跳頻突發(fā)通信傳輸技術(shù)與應(yīng)用光電成像系統(tǒng)模型及性能評估研究無監(jiān)督新聞視頻語義分割與標(biāo)注算法研究基于網(wǎng)絡(luò)探測的IP網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)和性能分析的研究面向知識發(fā)現(xiàn)的內(nèi)容管理系統(tǒng)具有多個經(jīng)營單位的組織中跨單位知識共享研究應(yīng)用技術(shù)成果寬帶無線IP系統(tǒng)軟件無線電技術(shù)短波多功能自適應(yīng)通信控制器短波寬帶全向天線VHF/UHF全向?qū)拵⌒突炀€生命探測雷達相檢寬帶測頻技術(shù)及高精度頻率計MD—911系列電力電纜故障測試儀GXE型地下管線探測儀巨型貯倉料位監(jiān)控系統(tǒng)電力綜合自動化現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)糧庫溫、濕度計算機監(jiān)控系統(tǒng)生活飲品細(xì)菌含量電子快速檢測儀屏蔽方艙屏蔽效能自動測試系統(tǒng)嵌入式RFID卡識別便攜裝置及識別方法節(jié)能環(huán)保光源控制電路關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用磁性車載天線設(shè)計面向手機等移動終端的嵌入式手寫體識別系統(tǒng)移動安防監(jiān)控系統(tǒng)Smart Tester 2100 網(wǎng)絡(luò)測試儀高性能圖像掃描輸入技術(shù)設(shè)備加固型高性能繪圖機氮化鎵藍光LEDLED瓦斯報警礦燈中小型醫(yī)學(xué)影像數(shù)字化系統(tǒng) HGPACS用于遠(yuǎn)程監(jiān)護的數(shù)字化心電記錄儀零耗待電節(jié)能插座大功率LED照明燈脈沖激光器電源投影儀開關(guān)電源儀器儀表專用穩(wěn)壓電源直流無刷電機驅(qū)動器電子鎮(zhèn)流器常規(guī)HID燈電子鎮(zhèn)流器全彩LED燈恒功率控制器智能熒光燈組網(wǎng)控制系統(tǒng)多功能康復(fù)、訓(xùn)練儀便攜式超短波高速跳頻電臺酒店客房管理系統(tǒng)礦井逃生、搜救及監(jiān)控系統(tǒng)健康手機智能公交系統(tǒng)氣體分析儀多表情人臉智能識別系統(tǒng)基于VRPlatform三維虛擬數(shù)字城市平臺城市智能搜索引擎系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化智能監(jiān)控系統(tǒng)面向自然語言的用戶智能接口代理系統(tǒng)多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼與應(yīng)用公路拌合站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)礦務(wù)局遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)不停車刷卡收費系統(tǒng)新型油田節(jié)能系統(tǒng)工業(yè)電焊機智能節(jié)電控制器高可靠長壽命大功率LED驅(qū)動電源智能家居照明控制系統(tǒng)電源系列產(chǎn)品科研機構(gòu)簡介雷達信號處理重點實驗室天線與微波技術(shù)國家重點實驗室綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)理論及關(guān)鍵技術(shù)國家重點實驗室電子裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計教育部重點實驗室計算機網(wǎng)絡(luò)與信息安全教育部重點實驗室智能感知與圖像理解教育部重點實驗室計算機信息應(yīng)用研究中心近兩年部分獲獎成果異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)及應(yīng)用一、項目簡介：本項目屬于無線通信及信息安全技術(shù)領(lǐng)域。緊密圍繞國家的重大應(yīng)用需求，結(jié)合異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)安全中的主要技術(shù)難題，展開了深入、系統(tǒng)的研究，產(chǎn)生了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)。二、主要研究內(nèi)容： （1）針對多種安全認(rèn)證機制并存的問題，提出了可擴展的安全體系架構(gòu)，發(fā)明了基于網(wǎng)絡(luò)層的集成身份認(rèn)證方法，為用戶自適應(yīng)接入不同網(wǎng)絡(luò)給出了有效的解決方案； （2）針對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的安全互聯(lián)互通問題，提出了端到端的認(rèn)證加密參考結(jié)構(gòu)，發(fā)明了端到端的身份認(rèn)證和加密方法，有效防止了身份泄漏和用戶偽裝，保證傳輸信息的機密性和完整性； （3）針對終端和系統(tǒng)安全策略不統(tǒng)一的現(xiàn)實，發(fā)明了基于關(guān)聯(lián)響應(yīng)的實時安全自動更新方法和分等級的安全業(yè)務(wù)提供方法，解決終端與網(wǎng)絡(luò)的安全策略不一致而導(dǎo)致病毒、蠕蟲快速擴散的問題，保證安全業(yè)務(wù)提供質(zhì)量； （4）將密鑰分發(fā)協(xié)議和身份認(rèn)證方法相結(jié)合，提出跨平臺認(rèn)證的分層分布式密鑰管理方案，基于雙重加密思想，發(fā)明了具有認(rèn)證功能的密鑰安全分發(fā)方法，實現(xiàn)跨安全域的認(rèn)證和密鑰分配，保證真實通信雙方安全共享會話密鑰； （5）結(jié)合多媒體業(yè)務(wù)對終端在漫游切換過程中的安全性和實時性需求，采用預(yù)認(rèn)證和可證明安全的原理，發(fā)明了安全高效的終端漫游切換方法，達到了多媒體業(yè)務(wù)技術(shù)規(guī)范的要求。 基于網(wǎng)絡(luò)層的集成安全體系架構(gòu)可擴展性強，集成了多種認(rèn)證機制，實現(xiàn)了用戶的多模身份認(rèn)證。密鑰安全分發(fā)、身份認(rèn)證、漫游切換等方案達到了可證明安全的強度。無線環(huán)境中，移動終端安全切換時延低于50毫秒，滿足移動多媒體業(yè)務(wù)需求。 本項目多項成果填補了技術(shù)空白，經(jīng)濟和社會效益顯著，累計授權(quán)技術(shù)發(fā)明專利43項，其中美國技術(shù)發(fā)明專利2項、歐洲技術(shù)發(fā)明專利7項、中國技術(shù)發(fā)明專利34項。采用本發(fā)明制定了國際ITU標(biāo)準(zhǔn)兩項(ITUT )。結(jié)合研究工作發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文135篇，其中SCI檢索論文30篇，出版高水平著作7部(章)，同時開發(fā)了相關(guān)的安全系統(tǒng)，登記軟件著作權(quán)4件。三、獲獎情況：陜西省科學(xué)技術(shù)一等獎進化計算理論、方法及其應(yīng)用一、項目簡介： 從二十世紀(jì)40年代起，生物模擬就構(gòu)成了計算科學(xué)的一個組成部分，進化算法是一類模擬生物進化過程與機制求解問題的自適應(yīng)人工智能技術(shù)。廣泛應(yīng)用于組合優(yōu)化、機器學(xué)習(xí)、信號處理、自適應(yīng)控制和人工生命等領(lǐng)域，它是現(xiàn)代有關(guān)智能計算中的關(guān)鍵技術(shù)之一。一方面，進化論機理催生了進化算法這樣新的人工智能方法和技術(shù)，從方法論上引領(lǐng)了人工智能領(lǐng)域的成功變革；另一方面，通過計算機模擬進化機理的應(yīng)用，也證明了進化論的在科學(xué)計算和技術(shù)應(yīng)用中的合理性，這不但擴大了進化論的受眾群，而且為進化論的研究開辟了新的領(lǐng)域。但是，作為一種新的人工智能方法，進化計算不論是在理論研究還是算法本身及其實現(xiàn)上都存在不足。進化算法的不足也為其改進和進一步研究指明了方向。我們認(rèn)為，從求解問題本身特點出發(fā)，這種針對算法的改進思路至少應(yīng)該包括三個方面，其一，對進化算法本身算子的改進和豐富，以形成新的進化算法；其二，基于智能綜合集成的觀點，強調(diào)多智能系統(tǒng)的相互協(xié)作，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，構(gòu)成新的智能混合系統(tǒng)；其三，由于以遺傳算法為代表的進化算法在模仿生物系統(tǒng)的能力方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，因此有必要更廣泛地挖掘與利用生物系統(tǒng)的智能信息處理特征，發(fā)展新的仿生智能系統(tǒng)。二、主要研究內(nèi)容：本項目從理論、方法和應(yīng)用三個層面上對進化計算進行了深入研究。建立了克隆選擇計算的基本框架，系統(tǒng)地研究了免疫系統(tǒng)的自適應(yīng)性、混沌特性、免疫記憶、免疫遺忘、免疫優(yōu)勢、非達爾文進化等機理，提出了一系列相應(yīng)的克隆選擇算法，證明了算法的收斂性，分析了算法的復(fù)雜度以及參數(shù)效應(yīng)，為免疫計算理論與應(yīng)用的進一步研究提供了理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。提出了組織協(xié)同進化計算框架和模型；將多智能體系統(tǒng)與進化計算相結(jié)合，建立了多智能體進化計算框架。針對海量數(shù)據(jù)分類、數(shù)值優(yōu)化、組合優(yōu)化等問題設(shè)計了高效的解決方案，并證明了算法的收斂性?；诹孔佑嬎愕奶匦?，結(jié)合進化算法和克隆選擇算法，提出了相應(yīng)的量子進化算法和量子克隆選擇算法框架，證明了算法的收斂性，分析了算法的復(fù)雜度以及參數(shù)效應(yīng)。在海量數(shù)據(jù)分類、函數(shù)優(yōu)化、TSP問題、N皇后問題、多維01背包問題、SAT問題、通信多用戶檢測、組播路由、系統(tǒng)逼近、超大規(guī)模集成電路布圖、圖像處理等問題上取得了具有我國自主產(chǎn)權(quán)的成果。特別是在海量數(shù)據(jù)分類問題和超大規(guī)模集成電路布圖問題上的研究取得了重大突破，相關(guān)成果在IEEE Transactions on Evolutionary Computation上發(fā)表；在高維函數(shù)優(yōu)化方面，能在線性時間內(nèi)求解萬維的優(yōu)化問題；可在近線性時間復(fù)雜度內(nèi)求解規(guī)模高達千萬的N皇后問題。本項目成功將提出的算法應(yīng)用于通信多用戶檢測、網(wǎng)絡(luò)組播路由、控制系統(tǒng)逼近、圖像處理等領(lǐng)域，并獲得了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成果。創(chuàng)新點：（1）將生物免疫系統(tǒng)與進化計算相結(jié)合，首次提出了免疫計算模型，構(gòu)造了相應(yīng)的體系框架，從理論上給出了收斂性證明，并和子波網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，用于多用戶檢測和圖像處理； （2）首次考慮生物之間以及生物與環(huán)境之間的協(xié)作交流，構(gòu)造了協(xié)同與多智能體進化模式，用于求解超高維函數(shù)優(yōu)化，SAT問題，以及分類和大規(guī)模布圖規(guī)劃問題；三、獲獎情況：陜西省科學(xué)技術(shù)一等獎。密碼新型算法的設(shè)計安全性分析與應(yīng)用一、項目簡介：本項目的主要研究內(nèi)容是新型密碼算法和密碼協(xié)議的設(shè)計、安全性分析與應(yīng)用。密碼技術(shù)用來保護通信信息不被非授權(quán)者監(jiān)聽或竄擾。當(dāng)前密碼技術(shù)的突出問題是安全性與簡潔性的矛盾。二、主要研究內(nèi)容：本項目的主要研究內(nèi)容如下：一、設(shè)計了一類新型流密碼生成器——廣義自縮序列生成器。該流密碼生成器的第一個鮮明特點是結(jié)構(gòu)非常簡單，只需要一個m序列發(fā)生器和一個線性組合器。該流密碼生成器的第二個鮮明特點是優(yōu)良的各種偽隨機性質(zhì)，包括最小周期，線性復(fù)雜度，游程長度，相關(guān)性質(zhì)，穩(wěn)定性以及抵抗各種已知攻擊的能力。除此之外，廣義自縮概念在理論上和應(yīng)用上有著很大的指導(dǎo)作用和推廣空間，還可應(yīng)用于CDMA、擴頻通信系統(tǒng)、軟件模擬等方面。二、設(shè)計了一個概率背包公鑰密碼算法。該算法的主要創(chuàng)新點是“概率背包”，打破了多年來背包公鑰密碼“不安全”的傳統(tǒng)結(jié)論，在安全性的前提下保持了背包公鑰密碼的簡潔快速。三、密碼學(xué)一般理論研究。其中包括：對國際分組密碼標(biāo)準(zhǔn)AES構(gòu)造了一種新型的密碼分析方法，顯著地降低了攻擊復(fù)雜度；對一類密碼函數(shù)——彈性函數(shù)，給出了一般性結(jié)論和一般性構(gòu)造方法。四、密碼算法的應(yīng)用研究。所設(shè)計的一個公鑰密碼算法通過了國家密碼管理局的審批，被命名為SSF42。SSF42被納入國家商用密碼管理，并在中國移動、招商銀行、成都商業(yè)銀行開始試用，且得到中國人民銀行總行、中國工商銀行總行、交通銀行總行的高度重視。五、安全協(xié)議的研究。其中包括：擴展了安全協(xié)議形式化設(shè)計方法CK和BCP模型；提出了新的無線IP網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)；；利用形式化模型對WAPI進行了安全分析和改進；。以上研究申請了多項專利，其中一項已經(jīng)獲得授權(quán)。應(yīng)用情況：所設(shè)計的一個公鑰密碼算法通過了國家密碼管理局的審批，被命名為SSF42。SSF42被納入國家商用密碼管理，并在中國移動、招商銀行、成都商業(yè)銀行開始試用，且得到中國人民銀行總行、中國工商銀行總行、交通銀行總行的高度重視。發(fā)明專利《基于漫游密鑰交換認(rèn)證協(xié)議的無線局域網(wǎng)安全接入?yún)f(xié)議》已經(jīng)被授權(quán)，成為無線IP領(lǐng)域注冊知識產(chǎn)權(quán)的成果。豐富了密碼應(yīng)用的工具庫。獲得了產(chǎn)品化的成果將會成為金融系統(tǒng)信息安全等級提升的有效工具。三、獲獎情況：陜西省科學(xué)技術(shù)二等獎光譜圖像壓縮及其在嫦娥一號中的應(yīng)用一、項目簡介：研究對干涉多光譜圖像的大壓縮比高效壓縮編碼方法。具體內(nèi)容包括：干涉多光譜圖像特性分析；幀間數(shù)據(jù)匹配方法研究；在光譜誤差允許條件下空間信息和光譜信息編碼的碼率分配方案設(shè)計；具有抗誤碼擴散和數(shù)據(jù)丟失能力的編碼方案設(shè)計；最后基于這些方法形成一個對干涉多光譜圖像序列進行無損到8倍壓縮的內(nèi)嵌編碼方案設(shè)計。我們從光譜圖像的特性分析開始，根據(jù)光譜圖像和干涉多光譜圖像的特性對我國“嫦娥一號”探月衛(wèi)星上應(yīng)用的圖像壓縮方法進行了深入研究，實現(xiàn)了一個性能高、復(fù)雜度較低的無損和近無損圖像壓縮系統(tǒng)原理樣機。該壓縮系統(tǒng)于2006年通過了探月衛(wèi)星系統(tǒng)測試，并于2007年11月29日在軌運行工作正常，向地球正確傳回圖像數(shù)據(jù)；提出了一種空間維獨立的干涉多光譜圖像無損和近無損壓縮方法；提出了一種基于率失真提升的感興趣區(qū)域光譜圖像壓縮編碼方法；提出了一種三維集合塊分裂的光譜圖像壓縮編碼方法；提出一種比特平面并行的率失真優(yōu)化截取內(nèi)嵌碼塊編碼EBCOT方法及VLSI結(jié)構(gòu)；提出了一種基于小波域匹配的干涉光譜圖像壓縮編碼方法；提出了一種基于運動估計的感興趣區(qū)域的干涉多光譜圖像壓縮方法；提出了一種基于行的實時提升小波變換的VLSI結(jié)構(gòu)。本項目成果已成功應(yīng)用于我國的“嫦娥一號”探月衛(wèi)星。在壓縮比為2時達到無損/近無損壓縮性能，處于國內(nèi)領(lǐng)先、達到國際先進水平，并具有顯著技術(shù)創(chuàng)新。該成果恢復(fù)圖像性能優(yōu)良，獲得的干涉多光譜圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用于月球元素的探測，具有重要的科學(xué)意義和經(jīng)濟價值。該成果還應(yīng)用于我國測繪衛(wèi)星型號研制中的光譜圖像壓縮系統(tǒng)。具有重大的經(jīng)濟和社會效益。近年來采用各種類型的光譜成像技術(shù)獲得的光譜圖像（包括多光譜、高光譜和超光譜圖像）可以同時獲得被測目標(biāo)的空間和光譜的豐富信息，在航空航天遙感、環(huán)境檢測、資源勘測等方面具有重要的應(yīng)用價值，因而得到非常迅速的發(fā)展及廣泛應(yīng)用。干涉成像技術(shù)在獲得高光譜分辨率和空間分辨率的同時，也產(chǎn)生了很大的數(shù)據(jù)量，在幅寬為20公里、地面分辨率為20米、。由于衛(wèi)星數(shù)傳系統(tǒng)的傳輸速率的限制，研究對光譜圖像，特別是干涉多光譜圖像的壓縮編碼技術(shù)具有非常重要的意義。 二、主要研究內(nèi)容：早期的光譜圖像壓縮研究主要是在二維圖像域和一維光譜域分別采用一些去相關(guān)算法，為了獲得更好的編碼性能，國外學(xué)者提出了混合編碼方法的思想。但這些算法復(fù)雜度很高，壓縮性能也不高，不適合星上數(shù)據(jù)的實時處理。近年來，圖像編碼理論取得了一系列令人矚目的成果。2000年Taubman結(jié)合率失真優(yōu)化算法提出了EBCOT算法， 該算法被最新的國際編碼標(biāo)準(zhǔn)JPEG2000所采用。2000年 Pier Luigi Dragotti將SPIHT算法擴展為三維編碼方法并應(yīng)用于多光譜圖像壓縮，取得了更高的壓縮效率。，獲得了比對稱三維小波變換SPIHT方法更高的壓縮效率。為了進一步將圖像壓縮應(yīng)用于深空通信系統(tǒng)，美國JPL實驗室設(shè)計了具有更強抗誤碼和數(shù)據(jù)丟失能力的高效壓縮算法ICER和LOCO，并應(yīng)用在美國的火星探測器“機遇號”和“勇氣號”。創(chuàng)新點：（1）提出了一種空間維獨立的干涉多光譜圖像無損和近無損壓縮編碼方法，該方法可有效克服現(xiàn)有方法對干涉光譜圖像壓縮編碼時的算法復(fù)雜度高，編碼效率低，抗誤碼能力差和恢復(fù)圖像質(zhì)量較差的不足。該項創(chuàng)新點已獲得發(fā)明專利（）。（2）提出了一種基于率失真提升的感興趣區(qū)光譜圖像壓縮編碼方法（4）提出了一種三維集合塊分裂的光譜圖像壓縮編碼方法，對圖像進行無損和有損壓縮，其性