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1西安电子科技大学科研成果汇编徐州经济技术开发区人才办整理二〇一二年五月目录近两年部分获奖成果2异构无线网络安全技术及应用进化计算理论、方法及其应用密码新型算法的设计安全性分析与应用光谱图像压缩及其在嫦娥一号中的应用基于Petri网的自动制造系统死锁分析与控制研究跳频突发通信传输技术与应用光电成像系统模型及性能评估研究无监督新闻视频语义分割与标注算法研究基于网络探测的IP网络拓扑发现和性能分析的研究面向知识发现的内容管理系统具有多个经营单位的组织中跨单位知识共享研究应用技术成果宽带无线IP系统软件无线电技术短波多功能自适应通信控制器短波宽带全向天线VHF/UHF全向宽带小型化天线生命探测雷达相检宽带测频技术及高精度频率计MD—911系列电力电缆故障测试仪GX-E型地下管线探测仪巨型贮仓料位监控系统电力综合自动化现场总线控制系统粮库温、湿度计算机监控系统生活饮品细菌含量电子快速检测仪屏蔽方舱屏蔽效能自动测试系统嵌入式RFID卡识别便携装置及识别方法节能环保光源控制电路关键技术及工程应用磁性车载天线设计面向手机等移动终端的嵌入式手写体识别系统移动安防监控系统SmartTester2100网络测试仪高性能图像扫描输入技术设备加固型高性能绘图机氮化镓蓝光LEDLED瓦斯报警矿灯中小型医学影像数字化系统HGPACS用于远程监护的数字化心电记录仪零耗待电节能插座大功率LED照明灯脉冲激光器电源投影仪开关电源仪器仪表专用稳压电源3直流无刷电机驱动器电子镇流器-常规HID灯电子镇流器全彩LED灯恒功率控制器智能荧光灯组网控制系统多功能康复、训练仪便携式超短波高速跳频电台酒店客房管理系统矿井逃生、搜救及监控系统健康手机智能公交系统气体分析仪多表情人脸智能识别系统基于VR-Platform三维虚拟数字城市平台城市智能搜索引擎系统网络化智能监控系统面向自然语言的用户智能接口代理系统多媒体数据压缩编码与应用公路拌合站数据采集系统矿务局远程监测系统不停车刷卡收费系统新型油田节能系统工业电焊机智能节电控制器高可靠长寿命大功率LED驱动电源智能家居照明控制系统电源系列产品科研机构简介雷达信号处理重点实验室天线与微波技术国家重点实验室综合业务网理论及关键技术国家重点实验室电子装备结构设计教育部重点实验室计算机网络与信息安全教育部重点实验室智能感知与图像理解教育部重点实验室计算机信息应用研究中心近两年部分获奖成果异构无线网络安全技术及应用4一、项目简介：本项目属于无线通信及信息安全技术领域。紧密围绕国家的重大应用需求，结合异构无线网络安全中的主要技术难题，展开了深入、系统的研究，产生了一批具有自主知识产权的关键技术。二、主要研究内容：（1）针对多种安全认证机制并存的问题，提出了可扩展的安全体系架构，发明了基于网络层的集成身份认证方法，为用户自适应接入不同网络给出了有效的解决方案；（2）针对异构网络的安全互联互通问题，提出了端到端的认证加密参考结构，发明了端到端的身份认证和加密方法，有效防止了身份泄漏和用户伪装，保证传输信息的机密性和完整性；（3）针对终端和系统安全策略不统一的现实，发明了基于关联响应的实时安全自动更新方法和分等级的安全业务提供方法，解决终端与网络的安全策略不一致而导致病毒、蠕虫快速扩散的问题，保证安全业务提供质量；（4）将密钥分发协议和身份认证方法相结合，提出跨平台认证的分层分布式密钥管理方案，基于双重加密思想，发明了具有认证功能的密钥安全分发方法，实现跨安全域的认证和密钥分配，保证真实通信双方安全共享会话密钥；（5）结合多媒体业务对终端在漫游切换过程中的安全性和实时性需求，采用预认证和可证明安全的原理，发明了安全高效的终端漫游切换方法，达到了多媒体业务技术规范的要求。基于网络层的集成安全体系架构可扩展性强，集成了多种认证机制，实现了用户的多模身份认证。密钥安全分发、身份认证、漫游切换等方案达到了可证明安全的强度。无线环境中，移动终端安全切换时延低于50毫秒，满足移动多媒体业务需求。本项目多项成果填补了技术空白，经济和社会效益显著，累计授权技术发明5专利43项，其中美国技术发明专利2项、欧洲技术发明专利7项、中国技术发明专利34项。采用本发明制定了国际ITU标准两项(ITU-TX.1124和ITU-TX.1125)。结合研究工作发表高水平学术论文135篇，其中SCI检索论文30篇，出版高水平著作7部(章)，同时开发了相关的安全系统，登记软件著作权4件。三、获奖情况：陕西省科学技术一等奖进化计算理论、方法及其应用一、项目简介：6从二十世纪40年代起，生物模拟就构成了计算科学的一个组成部分，进化算法是一类模拟生物进化过程与机制求解问题的自适应人工智能技术。广泛应用于组合优化、机器学习、信号处理、自适应控制和人工生命等领域，它是现代有关智能计算中的关键技术之一。一方面，进化论机理催生了进化算法这样新的人工智能方法和技术，从方法论上引领了人工智能领域的成功变革；另一方面，通过计算机模拟进化机理的应用，也证明了进化论的在科学计算和技术应用中的合理性，这不但扩大了进化论的受众群，而且为进化论的研究开辟了新的领域。但是，作为一种新的人工智能方法，进化计算不论是在理论研究还是算法本身及其实现上都存在不足。进化算法的不足也为其改进和进一步研究指明了方向。我们认为，从求解问题本身特点出发，这种针对算法的改进思路至少应该包括三个方面，其一，对进化算法本身算子的改进和丰富，以形成新的进化算法；其二，基于智能综合集成的观点，强调多智能系统的相互协作，实现优势互补，构成新的智能混合系统；其三，由于以遗传算法为代表的进化算法在模仿生物系统的能力方面还远远不足，因此有必要更广泛地挖掘与利用生物系统的智能信息处理特征，发展新的仿生智能系统。二、主要研究内容：本项目从理论、方法和应用三个层面上对进化计算进行了深入研究。建立了克隆选择计算的基本框架，系统地研究了免疫系统的自适应性、混沌特性、免疫记忆、免疫遗忘、免疫优势、非达尔文进化等机理，提出了一系列相应的克隆选择算法，证明了算法的收敛性，分析了算法的复杂度以及参数效应，为免疫计算理论与应用的进一步研究提供了理论指导和技术支持。提出了组织协同进化计算框架和模型；将多智能体系统与进化计算相结合，建立了多智能体进化计算框架。针对海量数据分类、数值优化、组合优化等问题设计了高效的解决方案，并证明了算法的收敛性。基于量子计算的特性，结合进化算法和克隆选择算法，提出了相应的量子进化算法和量子克隆选择算法框架，证明了算法的收敛性，分析了算法的复杂度以及参数效应。在海量数据分类、函数优化、TSP问题、N皇后问题、多维0-1背包问题、SAT问题、通信多用户检测、组播路由、系统逼近、超大规模集成电路布图、图像处理等问题上取得了具有我国自主产权的成果。特别是在7海量数据分类问题和超大规模集成电路布图问题上的研究取得了重大突破，相关成果在IEEETransactionsonEvolutionaryComputation上发表；在高维函数优化方面，能在线性时间内求解万维的优化问题；可在近线性时间复杂度内求解规模高达千万的N皇后问题。本项目成功将提出的算法应用于通信多用户检测、网络组播路由、控制系统逼近、图像处理等领域，并获得了具有自主知识产权的成果。创新点：（1）将生物免疫系统与进化计算相结合，首次提出了免疫计算模型，构造了相应的体系框架，从理论上给出了收敛性证明，并和子波网络相结合，用于多用户检测和图像处理；（2）首次考虑生物之间以及生物与环境之间的协作交流，构造了协同与多智能体进化模式，用于求解超高维函数优化，SAT问题，以及分类和大规模布图规划问题；三、获奖情况：陕西省科学技术一等奖。密码新型算法的设计安全性分析与应用一、项目简介：8本项目的主要研究内容是新型密码算法和密码协议的设计、安全性分析与应用。密码技术用来保护通信信息不被非授权者监听或窜扰。当前密码技术的突出问题是安全性与简洁性的矛盾。二、主要研究内容：本项目的主要研究内容如下：一、设计了一类新型流密码生成器——广义自缩序列生成器。该流密码生成器的第一个鲜明特点是结构非常简单，只需要一个m-序列发生器和一个线性组合器。该流密码生成器的第二个鲜明特点是优良的各种伪随机性质，包括最小周期，线性复杂度，游程长度，相关性质，稳定性以及抵抗各种已知攻击的能力。除此之外，广义自缩概念在理论上和应用上有着很大的指导作用和推广空间，还可应用于CDMA、扩频通信系统、软件模拟等方面。二、设计了一个概率背包公钥密码算法。该算法的主要创新点是“概率背包”，打破了多年来背包公钥密码“不安全”的传统结论，在安全性的前提下保持了背包公钥密码的简洁快速。三、密码学一般理论研究。其中包括：对国际分组密码标准AES构造了一种新型的密码分析方法，显著地降低了攻击复杂度；对一类密码函数——弹性函数，给出了一般性结论和一般性构造方法。四、密码算法的应用研究。所设计的一个公钥密码算法通过了国家密码管理局的审批，被命名为SSF42。SSF42被纳入国家商用密码管理，并在中国移动、招商银行、成都商业银行开始试用，且得到中国人民银行总行、中国工商银行总行、交通银行总行的高度重视。五、安全协议的研究。其中包括：扩展了安全协议形式化设计方法CK和BCP模型；提出了新的无线IP网络安全体系结构；对802.11i进行了深入的分析；利用形式化模型对WAPI进行了安全分析和改进；给出802.11i和WAPI兼容方案。以上研究申请了多项专利，其中一项已经获得授权。应用情况：所设计的一个公钥密码算法通过了国家密码管理局的审批，被命名为SSF42。SSF42被纳入国家商用密码管理，并在中国移动、招商银行、成都商业银行开始试用，且得到中国人民银行总行、中国工商银行总行、交通银行总行的高度重视。9发明专利《基于漫游密钥交换认证协议的无线局域网安全接入协议》已经被授权，成为无线IP领域注册知识产权的成果。丰富了密码应用的工具库。获得了产品化的成果将会成为金融系统信息安全等级提升的有效工具。三、获奖情况：陕西省科学技术二等奖光谱图像压缩及其在嫦娥一号中的应用一、项目简介：研究对干涉多光谱图像的大压缩比高效压缩编码方法。具体内容包括：干涉多光谱图像特性分析；帧间数据匹配方法研究；在光谱误差允许条件下空间信息10和光谱信息编码的码率分配方案设计；具有抗误码扩散和数据丢失能力的编码方案设计；最后基于这些方法形成一个对干涉多光谱图像序列进行无损到8倍压缩的内嵌编码方案设计。我们从光谱图像的特性分析开始，根据光谱图像和干涉多光谱图像的特性对我国“嫦娥一号”探月卫星上应用的图像压缩方法进行了深入研究，实现了一个性能高、复杂度较低的无损和近无损图像压缩系统原理样机。该压缩系统于2006年通过了探月卫星系统测试，并于2007年11月29日在轨运行工作正常，向地球正确传回图像数据；提出了一种空间维独立的干涉多光谱图像无损和近无损压缩方法；提出了一种基于率失真提升的感兴趣区域光谱图像压缩编码方法；提出了一种三维集合块分裂的光谱图像压缩编码方法；提出一种比特平面并行的率失真优化截取内嵌码块编码EBCOT方法及VLSI结构；提出了一种基于小波域匹配的干涉光谱图像压缩编码方法；提出了一种基于运动估计的感兴趣区域的干涉多光谱图像压缩方法；提出了一种基于行的实时提升小波变换的VLSI结构。本项目成果已成功应用于我国的“嫦娥一号”探月卫星。在压缩比为2时达到无损/近无损压缩性能，处于国内领先、达到国际先进水平，并具有显著技术创新。该成果恢复图像性能优良，获得的干涉多光谱图像数据应用于月球元素的探测，具有重要的科学意义和经济价值。该成果还应用于我国测绘卫星型号研制中的光谱图像压缩系统。具有重大的经济和社会效益。近年来采用各种类型的光谱成像技术获得的光谱图像（包括多光谱、高光谱和超光谱图像）可以同时获得被测目标的空间和光谱的丰富信息，在航空航天遥感、环境检测、资源勘测等方面具有重要的应用价值，因而得到非常迅速的发展及广泛应用。干涉成像技术在获得高光谱分辨率和空间分辨率的同时，也产