Journal of Zhejiang University

Current Issue: <FITEE>

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering (former title: Journal of Zhejiang University SCIENCE C (Computers & Electronics), 2010-2014)

ISSN 2095-9184 (print); ISSN 2095-9230 (online); CN 33-1389/TP; Monthly.

FITEE is an international peer-reviewed journal indexed by SCI-E, Ei Compendex, DBLP, IC, Scopus, JST, CSA, etc. It covers research in Electrical and Electronic Engineering, including Computer Science, Information Sciences, Control, Automation, Telecommunications, and related disciplines.

Impact factor: 0.308 (2011), 0.297 (2012), 0.380 (2013), 0.415 (2014), 0.392 (2015), 0.622 (2016), 0.910 (2017), 1.033 (2018), 1.604 (2019), 2.161 (2020), 2.526 (2021).

Journal of Zhejiang University SCIENCE C

ISSN 1869-1951(Print), 1869-196x(Online), Monthly

2014 Vol.15 No.5 P.321-400

<<< CONTENTS >>>

Computer & Automation

PASS: a simple, efficient parallelism-aware solid state drive I/O scheduler

Hong-yan Li, Nai-xue Xiong, Ping Huang, Chao Gui

DOI: 10.1631/jzus.C1300258 Downloaded: 3686 Clicked: 7321 Cited: 0 Commented: 1(p.321-336) <Full Text> <PPT> 1938

Chinese summary <109> PASS：一(yī)種簡單、高效、并行感知(zhī)的固态盤I/O調度器

研究目的：随着半導體(tǐ)技術的日益成熟，基于半導體(tǐ)技術的固态盤被越來越多地應用到存儲系統。然而，由于固态盤與機械式磁盤性能特征不同，現有的面向機械式磁盤的軟件不能充分(fēn)利用固态盤的獨有特性，影響固态盤的性能發揮。現有Linux内核中(zhōng)的塊層I/O調度器都是面向機械式磁盤的，因此，本文提出一(yī)種優化的、充分(fēn)利用固态盤内部豐富并行性的I/O調度器--PASS。
創新要點：利用SSD底層豐富的内部特征，指導上層軟件的設計和實現更好協同性能。特别是，利用其内部豐富的并行性實現了一(yī)個簡單、高效的固态硬盤I/O調度器作爲Linux内核模塊，可以替代塊層的I/O調度器集成到内核中(zhōng)工(gōng)作。其性能優于現有的I/O調度器，同時提高了SSD壽命。
方法提亮：将邏輯存儲空間分(fēn)成若幹固定大(dà)小(xiǎo)的區域，并以區域爲調度單位輪流調度。每次發送請求時隻向區域發送與其内部并行性相匹配的請求數量，避免發送過多請求，引起性能下(xià)降。并且，将讀、寫請求分(fēn)開(kāi)，避免相互幹擾。
重要結論：針對固态盤内部豐富的并行性，優化設計塊層I/O調度器PASS，有針對性地在内核I/O調度層進行優化，充分(fēn)利用了固态盤内部并行操作單元之間和單元之内的并行性。基于多種工(gōng)作負載的實驗表明，PASS在性能上優于Linux内核中(zhōng)現有的四種I/O調度器。

關鍵詞組：固态盤；I/O調度器；并行性

Cross-layer resource allocation in wireless multi-hop networks with outdated channel state information

Wei Feng, Sui-li Feng, Yue-hua Ding, Xin Huang

DOI: 10.1631/jzus.C1300315 Downloaded: 3399 Clicked: 7660 Cited: 0 Commented: 0(p.337-350) <Full Text> <PPT> 2039

Chinese summary <124> 無線多跳網絡中(zhōng)考慮過時信道狀态信息的跨層資(zī)源分(fēn)配

研究目的：針對無線多跳環境，考慮信道狀态信息時效性，進行系統性能分(fēn)析或動态資(zī)源優化算法設計，目前尚無文獻述及。在實際環境中(zhōng)，因節點的信道狀态信息或要通過多于一(yī)跳的傳輸從而反饋到基站或其它節點，反饋延時的影響往往在多跳網絡環境中(zhōng)占主導地位。因此，對于無線多跳網絡，有必要設計一(yī)個分(fēn)布式的、考慮信道狀态信息時效性的算法，以提高資(zī)源分(fēn)配的準确性。
創新要點：在信道存在相關性的前提下(xià)，基于瑞利衰落信道模型，利用瞬時信道狀态信息和過時信道狀态信息之間的條件概率密度函數，求得該條件下(xià)基于SINR模型的平均容量閉式解，研究了信道狀态信息過時對聯合信道分(fēn)配、功率分(fēn)配、擁塞控制的影響，通過考慮過時信道狀态信息補償了部分(fēn)性能損失。
方法提亮：首次利用條件概率密度分(fēn)布求得基于SINR模型的平均容量閉式解，并将這一(yī)方法運用到動态無線多跳網絡資(zī)源分(fēn)配，得到一(yī)個考慮過時信道狀态信息的分(fēn)布式資(zī)源分(fēn)配方法。
重要結論：本文首次在動态無線多跳網絡中(zhōng)考慮了過時CSI對跨層資(zī)源分(fēn)配帶來的影響，首次得到考慮過時CSI下(xià)的平均容量閉式解，并提出一(yī)種考慮過時CSI影響的聯合擁塞控制、信道分(fēn)配和功率控制的分(fēn)布式算法。相比于集中(zhōng)式優化算法，分(fēn)布式算法具有較低的計算複雜(zá)度，能夠改進網絡資(zī)源分(fēn)配的合理性，提高網絡總體(tǐ)效用，降低能耗。

關鍵詞組：無線多跳網絡；過時CSI；聯合跨層資(zī)源分(fēn)配；分(fēn)布式算法

A blind watermarking algorithm for 3D mesh models based on vertex curvature

Yong-zhao Zhan, Yan-ting Li, Xin-yu Wang, Yi Qian

DOI: 10.1631/jzus.C1300306 Downloaded: 4735 Clicked: 8791 Cited: 17 Commented: 0(p.351-362) <Full Text> <PPT> 1836

Chinese summary <40> 基于模型頂點曲率的三維網格盲水印算法

研究目的：三維網格模型具有不規則性、無序性和複雜(zá)多樣的攻擊手段等特點，用數字水印技術作爲三維模型版權保護的手段，是近年來多媒體(tǐ)數字信息安全領域的一(yī)個研究熱點。本文在總結已有算法的基礎上，結合均方根曲率波動值的概念，提出一(yī)種基于模型頂點曲率的三維網格盲水印算法，以提高水印嵌入的視覺掩蔽性和魯棒性。
創新要點：在保持三維模型數字水印算法較高魯棒性的前提下(xià)，結合均方根曲率波動值的理念，提出一(yī)個掩蔽性效果較好的三維模型盲水印算法。本文算法是個實用的算法，不僅能爲三維模型的版權保護提供有效的數字認證，而且能較大(dà)程度地提高3D模型的保真性。
方法提亮：以三維網格模型的頂點均方根曲率這個局部特征作爲嵌入基元，采用局部窗口方法計算波動值并确定頂點調制的程度，同時結合排序、單位化和分(fēn)塊等操作的靈活應用，形成本文提出的盲水印算法。該算法有效地提高了水印嵌入後的視覺掩蔽效果，更好地保持了水印算法的魯棒性。
重要結論：本文針對保持算法較高魯棒性同時提高三維模型水印嵌入的視覺掩蔽效果問題，結合均方根曲率和局部窗口的理念，提出一(yī)種三維網格模型的盲水印算法。對比實驗表明，該算法對三維模型嵌入的水印信息具有較好的掩蔽性，并且能夠有效抵抗頂點重排、旋轉、平移、均勻縮放(fàng)、噪聲、光順、量化、簡化攻擊等常見的三維模型水印攻擊。

關鍵詞組：三維網格模型；視覺掩蔽；均方根曲率；盲水印；抵抗攻擊

FICA: fuzzy imperialist competitive algorithm

Saeid Arish, Ali Amiri, Khadije Noori

DOI: 10.1631/jzus.C1300088 Downloaded: 3477 Clicked: 6420 Cited: 6 Commented: 0(p.363-371) <Full Text>

A vehicle re-identification algorithm based on multi-sensor correlation

Yin Tian, Hong-hui Dong, Li-min Jia, Si-yu Li

DOI: 10.1631/jzus.C1300291 Downloaded: 3613 Clicked: 7954 Cited: 2 Commented: 0(p.372-382) <Full Text> <PPT> 1737

Chinese summary <41> 基于多傳感器相關關系的車(chē)型重識别算法

研究目的：地磁傳感器可以用于車(chē)型識别及分(fēn)類。目前大(dà)多數地磁檢測系統采用單一(yī)傳感器節點進行識别。爲了降低單一(yī)節點識别帶來的誤差，本文引入一(yī)種多節點組成的地磁傳感器網絡。通過研究各節點之間的信号相關關系及時空關聯關系，結合特定交通流情況下(xià)的車(chē)型分(fēn)類錯誤模型，探讨多傳感器節點聯合檢測環境下(xià)的高精度車(chē)型分(fēn)類重識别算法。
創新要點：本文介紹一(yī)種基于多節點的車(chē)型識别感知(zhī)網絡，通過對該網絡組成成員(yuán)的相關關系的分(fēn)析，給出感知(zhī)網絡内各節點的時空關系模型，結合對實際工(gōng)程使用中(zhōng)出現的誤判斷錯誤集的分(fēn)類與糾偏，提供一(yī)種可靠的車(chē)型識别算法。
方法提亮：用于車(chē)型重識别的時空關聯算法具有如下(xià)三個特點：一(yī)、有效提高現有算法車(chē)型識别的準确率（如表3中(zhōng)大(dà)型車(chē)輛的識别準确率對比）；二、能夠準确辨識車(chē)輛停留在傳感器節點上造成的錯誤；三、能避免傳統檢測方法中(zhōng)分(fēn)由于兩個小(xiǎo)型車(chē)間距過小(xiǎo)而識别爲一(yī)個大(dà)車(chē)的錯誤。
重要結論：本文提出一(yī)種利用多傳感器檢測信号的相關關系對車(chē)型進行重識别的方法，能夠爲現有車(chē)型識别提供更加準确的輸入參數，進而提高車(chē)型識别準确率。理論與實踐證實，該方法利用多傳感器對同一(yī)車(chē)輛進行多次識别，減小(xiǎo)車(chē)型識别中(zhōng)因車(chē)距、車(chē)速、環境噪聲等幹擾造成的誤差，可以有效解決現有識别算法中(zhōng)無法處理的錯誤，如車(chē)輛停留、兩車(chē)粘滞等。

關鍵詞組：車(chē)型分(fēn)類；重識别；地磁傳感器網絡；相關關系；交叉匹配

A micro-machined thin film electro-acoustic biosensor for detection of pesticide residuals

Jing-jing Wang, Wei-hui Liu, Da Chen, Yan Xu, Lu-yin Zhang

DOI: 10.1631/jzus.C1300289 Downloaded: 4524 Clicked: 8965 Cited: 6 Commented: 0(p.383-389) <Full Text> <PPT> 2093

Chinese summary <31> 基于薄膜電聲諧振器的農藥殘留傳感器

研究目的：過量農藥殘留是目前食品安全中(zhōng)的重要問題之一(yī)。現有的标準色譜、質譜方法和酶聯免疫等生(shēng)物(wù)傳感器無法進行高靈敏的、普及化的、在線和迅速的農藥殘留檢測。本文基于微機電系統技術，提出基于薄膜體(tǐ)聲波電聲諧振器（film bulk acoustic resonator, FBAR）的高靈敏生(shēng)物(wù)傳感器，并将其應用于農藥殘留檢測。對該傳感器的靈敏性、特異性、可靠性等應用特性進行研究。
創新要點：将ZnO壓電薄膜作爲産生(shēng)GHz頻(pín)段體(tǐ)聲波諧振的功能層，通過設計激勵電極，實現了在水中(zhōng)具有高Q值和高靈敏度的剪切波模式質量敏感換能器。在器件表面組裝具有特異敏感性的生(shēng)物(wù)抗體(tǐ)，實現對待測物(wù)質的生(shēng)物(wù)識别；采用基于競争性免疫反應的檢測方法，達到對典型農藥2×10⁻¹⁰ M的檢測極限。
器件特色：基于薄膜電聲諧振器的生(shēng)物(wù)傳感器，采用标準矽基半導體(tǐ)工(gōng)藝進行制造，能夠容易地實現大(dà)規模陣列和集成化。由于壓電薄膜的諧振頻(pín)率高，質量靈敏性比傳統石英晶體(tǐ)高2個數量級。器件采用橫向激勵的剪切波模式諧振，在反應液中(zhōng)的Q值達到470，爲生(shēng)物(wù)免疫反應的在線檢測提供了高性能的質量敏感平台。器件以生(shēng)物(wù)免疫分(fēn)子作爲特異性吸附的功能層，采用競争性反應吸附檢測方法，解決了質量敏感的選擇性問題。
重要結論：本文結合薄膜體(tǐ)聲波電聲諧振器的高質量敏感性和生(shēng)物(wù)免疫反應的特異性，實現了一(yī)種高性能的農藥殘留生(shēng)物(wù)傳感器。該傳感器靈敏度與傳統檢測方法相當，具有毫米量級器件尺寸，操作方法簡單，并能夠在線檢測，有望成爲目前複雜(zá)光學檢測系統和電化學系統的替代技術。

關鍵詞組：生(shēng)物(wù)傳感器；電聲諧振器；農藥殘留；免疫反應

Electronic Engineering

SVM based layout retargeting for fast and regularized inverse lithography

Kai-sheng Luo, Zheng Shi, Xiao-lang Yan, Zhen Geng

DOI: 10.1631/jzus.C1300357 Downloaded: 3281 Clicked: 7592 Cited: 5 Commented: 0(p.390-400) <Full Text> <PPT> 2073

Chinese summary <137> 基于支持向量機的反向光刻版圖重定向算法

研究目的：反向光刻技術又(yòu)被稱爲基于點的光學鄰近校正技術。由于它脫離(lí)了原始設計版圖拓撲結構的束縛，可以對版圖上的每一(yī)個點進行優化，相比于傳統光學鄰近校正技術，可以得到更好校正效果。但是，基于點的校正機制也使反向光刻技術比傳統校正技術更複雜(zá)，需要更長校正時間。針對這一(yī)缺陷，本文提出一(yī)種基于支持向量機的反向光刻版圖重定向算法，以減少反向光刻所需的叠代次數和校正時間。
創新要點：與傳統版圖重定向方法不同，本文提出的版圖重定向方法使用了與反向光刻匹配的基于點的版圖預偏移機制，試圖通過改變版圖上每個點的值，得到與最終優化版圖接近的重定向版圖。由于掩模上的點隻有0和1兩種取值，對版圖上點的值進行優化等同于對版圖上的點進行分(fēn)類；使用支持向量機實現此功能。
方法提亮：針對反向光刻技術，首次提出一(yī)種版圖重定向方法，通過對傳統反向光刻優化方法得到的優化結果進行學習，得到支持向量機模型。使用這些模型，對需要進行重定向的版圖上的每個點，根據他們的環境進行分(fēn)類。
重要結論：在不增加優化版圖複雜(zá)度的條件下(xià)，我(wǒ)們提出的版圖重定向方法可以得到十分(fēn)接近最終優化版圖的重定向版圖，同時減少70.8%的反向光刻優化所需要的叠代次數以及69.0%的優化時間。

關鍵詞組：反向光刻技術；光學鄰近校正；版圖重定向；支持向量機