基于人脸运动捕捉的表情动画仿真研究

基于运动捕捉的动画仿真技术是当前计算机动画的研究热点.基于光学式运动捕捉系统,文中提出了一种新颖的基于交叉映射的人脸表情动画重构方法.针对RBF构建静态全局映射时嘴唇上下部分光标出现的伪关联问题,文中构建了基于功能分区的RBF交叉映射方法.在模型驱动过程中,提出一种皮肤运动机理计算得出增强标记点运动,基于增强标记点实现了基于人脸分区驱动的RBF插值方法,改进了基于人脸分区模型驱动的仿真效果.此外,设计了预计算算法提升了交叉映射和动画仿真过程的实时效率.实验证明该方法能够将同一演员的运动捕捉数据应用于任意不同人脸模型,针对相应模型生成逼真的人脸表情动画.     

基于改进K均值的脸形聚类算法

针对海量人脸图像数据库检索时顺序匹配速度慢等问题,提出把聚类技术应用于数据库预分类,利用脸形特征对人脸图像自动聚类.首先用改进主动形状模型提取脸形特征,再用改进K-均值算法对人脸图像进行聚类.使用Hausdorff距离计算两个特征点集的相似度.实验表明,该算法的聚类结果比较稳定、精确且符合人类视觉认知特性.     

实时人脸特征提取

快速精确的人脸特征提取是人脸识别和表情分析的基础.文中提出了一种新型高效的视频人脸几何特征实时提取方法.视频输入图像以加权图形式表示,通过在加权图上的随机游动实现人脸像素级特征的自动提取,脸部特征包括外轮廓、眉毛、眼睛、鼻子和嘴唇.加权图采用8-邻接结构,定义在图的边上的加权值反映随机游动通过该边的似然度.随机游动模拟了一个各向异性的扩散过程,此扩散过程在滤除图像噪声点的同时保留下脸部特征点.随机游动从一些事先通过颜色和运动信息确定的、最具人脸特征的种子点开始,通过随机游动获得的人脸特征点以其原始形式统一保存在多个链表结构中,并根据人脸各部分的相对位置聚集成对应的特征点集合.有关人脸结构的先验知识通过Bayes方法结合到分析过程中.为了便于高层视觉计算,采用统计形状分析方法,将人脸特征点进一步表示成形状和配准信息,形状是具有仿射不变特性的几何信息,用于描述人脸的全局特征.形状的距离度量采用Procrustes距离.实验结果表明,提出的方法快速高效,能够实时地从视频中提取出人脸特征,在一定程度的光线变化、尺度变化、头部转动、手部干扰的情形下仍可以正常工作.     

Z箍缩等离子体的图像分幅诊断技术

具有时间分辨能力的高速分幅相机,其幅间间隔时间达到10ns,每幅曝光时间不大于5ns,一次可以获得8幅图像,图像分辨率为1376×1035,标准幅面可以达到Φ80mm,满足在阳加速器上进行的Z箍缩内爆实验所要求的超快分幅诊断,系统由高速分幅图像采集、远近端控制部分、触发时间同步系统组成,该技术以分幅原理获得大幅面的图像数据,具有图像特征清晰、空间信息详细的特点,为Z箍缩过程的研究提供了翔实的实验数据.     

嫦娥一号月面成像的高次函数形变模型匹配及超分辨率重建

分析了起伏地形在星载三线阵像机不同传感器上成像的形变模式. 针对嫦娥一号探月卫星2C级月面成像, 提出了在运动方向上用二次函数表示图像形变的线阵立体像机图像匹配方法. 用该匹配方法与标准相关方法相结合完成了嫦娥一号卫星成像的下视图与前视图、后视图的精确配准, 基于非均匀样本小波插值的超分辨率重建算法实现了嫦娥一号卫星月面图像的超分辨率重建, 增加了图像的可识别目标, 充分挖掘了嫦娥一号卫星的图像信息.     

基于视觉显著性的人脸文字区域提取

基于Matlab图像文字区域检测新方法对图文进行分离和显著性操作,并采用显著性度量对传统人脸文字区域检测的结果做进一步的显著性融合,实现了基于视觉显著性的人脸文字区域提取。实验结果表明,这种基于视觉显著性的人脸文字区域提取解决方案具有比较高的查全率和精确度。     

单张正面人脸图像的三维人脸重建方法研究

针对基于单张正面人脸图像进行三维人脸重建时所需脸部侧面深度信息缺失的问题，提出基于BP神经网络快速三维重建方法。通过建立BP神经网络估计出正侧面人脸数据的关系，从而由输入的正面数据得到侧面数据，并对BP算法做出改进，加速了算法的收敛，提高了拟合的精度。然后利用获取的人脸侧面数据调整CANDIDE-3人脸模型，生成近似图...     

基于光纤延时线的低相噪光电振荡器与高灵敏度相噪测量系统的研制

采用双环注入锁定的方案来实现X波段超低相噪、小杂散光电振荡器(opto-electronic oscillator,OEO).基于近似线性理论,对注入锁定双环OEO建立了新的理论解析模型,并基于该模型分析了注入信号功率对注入锁定双环OEO相噪、杂散的影响.结果表明,适当的注入功率是同时保证低相噪与小杂散的关键.搭建基于光纤延时的载波抑制相噪测量系统,采用高线性度光电探测器与低相噪微波放大器来提高系统的灵敏度,并采用双通道互相关方案来进一步降低测量系统的噪底.实现了X波段OEO的超低相噪(-125 dBc/Hz@1 kHz,-145 dBc/Hz@10 kHz)与测量系统的超高灵敏度(-130 dBc/Hz@1 kHz,-168 dBc/Hz@10 kHz),国内无相当指标报道,接近国外文献报道过的最好指标.     

H.264中快速分数像素运动估计算法研究

为了减少分数像素运动估计的计算量,提出了一种快速分数像素运动估计算法.该算法根据块尺寸大小采用不同搜索策略:对16×16块采用改进的快速分级搜索算法,而对比16×16小的块采用基于方向的T形CBFPS搜索算法.实验结果表明,该算法在保证视频质量的同时大大减少了分数像素运动估计的运算量.     

迈向原子时间分辨的时间放大技术

如何观测碰撞类过程、爆轰类过程、高电压放电类过程, 如何观测和研究固体中声子和激子的衰变和迁移、光合作用的原初反应过程、原子壳层内的电子动力学行为, 这需要研究时间放大的理论和技术. 本文在短时间放大技术的基础上, 重点研究原子时间的光信息放大机理和极高速成像技术. 变像管极高速成像的时间分辨率已达亚皮秒量级（扫描型）, 成像频率已达 6×108~5×109 fps （分幅型）; 非管极高速成像能达到107~1014 fps的成像频率, 其高速形成机理涉及到利用光的速度、光的并行性, 利用光的振幅、位相、偏振、波长, 甚至要利用光子的量子特性; 电磁波和粒子波的级联系统里能够同时实现极高的时间分辨率和空间分辨率, 能突破光频波段海森堡测不准关系的制约.     

基于嵌入式技术的表面肌电信号数据采集系统的设计

介绍了一种基于嵌入式技术的数据采集系统的设计。该系统包括硬件和软件两部分。硬件主要由微处理器芯片SEP4020、前置放大处理电路、AD转换芯片、USB接口芯片等组成。软件采用操作系统μC／OS—II和虚拟仪器（VI）。在设计表面肌电信号前置放大处理电路时，对嵌入式实时操作系统μC／OS—II的移植和虚拟仪器的结构进行了重点分析。结果表明，此数据采集系统具有很好的实时性，能够完成对信号的分析、处理、显示。     

大数据背景下的信号处理

宽带信号、高维信号、高分辨信号以及多传感器组网技术的快速发展，使得信号采集数据增长率高于数据存储增长率和信号处理速度增长率，信号处理进入了大数据时代．本文指出了大数据背景下的信号处理的关键问题．对于多传感器组网具有的多样性和复杂性的海量信号数据，必须进行信息融合．本文介绍了信号融合的主要模型方法，分析了信息融合技术的发展趋势．智能传感网技术能降低对信号处理和通信容量的要求，有效地在大数据中提取有价值数据．本文给出了智能传感器的基本结构，阐述了智能传感器的计算方法．结合大数据容量信号对高速实时处理的要求，介绍了高速数字信号处理芯片以及高性能硬件平台发展现状，展望了高速信号处理核心技术的发展动向．     

基于ATmega8的智能CO_2变送器

本文以一种固态电化学型二氧化碳(CO_2)传感器TGS4161和ATmega8单片机为基础,提出了实现智能CO_2变送器的一种设计方素.该系统的特点是采用软硬件相结合的方法来弥补传感器自身所存在的不足.实验结果表明,该系统能够实现CO_2检测功能,而且成本较低,具有很高的实用价值和广泛的应用前景.     

Short‐term prediction of motorway travel time using ANPR and loop data

Travel time is a good operational measure of the effectiveness of transportation systems. The ability to accurately predict motorway and arterial travel times is a critical component for many intelligent transportation systems (ITS) applications. Advanced traffic data collection systems using inductive loop detectors and video cameras have been installed, particularly for motorway networks. An inductive loop can provide traffic flow at its location. Video cameras with image‐processing software, e.g. Automatic Number Plate Recognition (ANPR) software, are able to provide travel time of a road section. This research developed a dynamic linear model (DLM) model to forecast short‐term travel time using both loop and ANPR data. The DLM approach was tested on three motorway sections in southern England. Overall, the model produced good prediction results, albeit large prediction errors occurred at congested traffic conditions due to the dynamic nature of traffic. This result indicated advantages of use of the both data sources. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于虚拟仪器的电厂烟气湿法脱硫石灰石活性测控装置

针对石灰石活性测试研发了一种基于虚拟仪器的电厂烟气湿法脱硫石灰石活性测控装置。介绍了测试装置的工艺流程、系统硬件组成和系统软件设计。重点阐述了在虚拟仪器LabVIEW9．0开发平台上，系统主界面、数据的采集与控制、数据处理与管理等软件的设计。     

VLBI软件相关处理机研究进展及其在深空探测中的应用

甚长基线干涉测量（VLBI）是重要的射电天文技术，具有极高的空间分辨率，是国际上广泛采用的深空探测器高精度测量手段，相关处理机则是VLBI数据预处理的核心设备.由于VLBI观测数据的相关处理具有数据密集和计算密集的双重特点，目前绝大多数均由专用的大规模高速硬件相关处理机承担.随着通用计算机性能的迅猛发展，基于通用商用计算机的VLBI软件相关处理机的研究逐渐得到重视，并发展迅速，成为VLBI技术领域新的研究热点.软件相关处理机具有制造价低、复制容易、升级简便等特点，有可能在不久的将来，以深空探测领域为切入点，得以普遍应用，并且在常规天文数据相关处理中替代现有的硬件相关处理机。     

基于单片机及USB接口数据采集系统的设计

从工程角度出发，介绍了一种数据采集存储系统的设计方法，采用单片机为微处理器，PHILIPS公司生产的PDIUSBD12为USB接口控制芯片，给出了该系统的电路硬件设计与软件的实现方法。解决了传统数据采集系统可靠性差、操作繁琐、采样速度低、成本高的缺点，可作为一种新型的数据采集存储系统。     

三值光学处理器的数据位管理理论和技术

数据位众多是三值光学计算机的突出特点之一，如何有效地管理众多的数据位成为计算机科学领域的新课题．本文通过继承、更新、增补、归纳和梳理相关的研究成果，形成了比较系统的数据位管理理论和技术架构．这个框架包括下列概念和技术：1）数据位管理基本单位“算位”和“算道”，算位用于标记简单数据类型的数据位，算道用于标记复合数据类型的数据位．2）“计算量指标”用于标示一个任务的计算量规模，对大规模、中规模和小规模的任务、系统将采取不同的管理策略．3）“数据位物理形态”指出在数据传送的各个阶段数据位所占用的具体器件．4）“坏位替换”技术实现了用预留的冗余数据位及时替换失效的数据位，依靠这项技术，三值光学计算机具有对数据位软硬件故障的容错能力．5）“整体重构”技术采用定时重构所有数据位的策略，显著减少了重构过程对计算过程的打断次数．6）“数据位分配技术”将对不同规模的任务采用各不相同的规划策略．另外，文中还讨论了用这个理论指导设计三值光学计算机第三个实验系统（SDll）硬件的情况．SDll的设计目标是为探索如何应用三值光学计算机提供实验平台．SDll的光学处理器基本模块有1024个数据位，还有128个冗余数据位，而一个光学处理器可以包含16个基本模块，所以，一个SDll最多可以有16384个数据位，并有2048个冗余数据位．     

基于 FPGA的高速雷达信号实时处理

介绍了一种实现高速雷达信号实时处理的 IP核的实现方法.将采样率为4G/S的雷达采样信号分为16路采样频率为250M/S的信号并行输入给 FPGA芯片.然后,在芯片内对这16路信号进行并行处理,完成采样信号与特征库信号的相关计算.首先介绍了快速相关计算的方法和重叠相加法的原理,给出了用 FPGA实现快速实时相关计算框图.通过平台测试和仿真计算,结果表明,设计满足资源、时序以及精度等各方面要求     

宽带无线系统直接变频方式的设计与实现

为了进一步缩小宽带无线系统的体积、减小功耗，基于软件无线电的思想和专用的射频直接变频芯片，设计并实现了物理层直接变频方案。该方案使用MAX2831芯片实现射频与基带之间的直接变换，利用FPGA实现基带信号处理和射频模块的控制。详细讨论了方案的硬件结构和软件的设计方法，通过实验验证了直接变频前端的收发性能。实验结果表明，所设计的物理屡射频前端方案能够满足宽带无线通信的直接变频功能，且结构简单，便于工业应用。