DSP技术及应用
数字化浪潮正迅速席卷全球,DSP技术作为数字化最重要的基础技术之一,凭借其无与伦比的信息处理能力,无论在应用的广度还是深度方面,都正以前所未有的速度向前发展。在国外,DSP芯片正被广泛地应用于技术革命的各个领域;在我国,随着DSP应用日益广泛,业界对掌握DSP技术的人才需求甚为迫切。对于DSP技术的重要意义和发展前景,无论怎样估计都不为过!本实验室长期以来研发基于DSP技术的第三代视频监控产品,承接了省十五科技攻关、教育厅、市科技局等多个相关项目,成果卓著,并与国内多家知名安防企业建立了合作关系。
多智能体分布式控制系统
工业控制系统的发展从集中、集散式控制系统(DCS)、现场总线控制系统(FCS)到智能控制系统(ICS),控制单元日益智能化,已经具备了智能体(Agent)的基本特征,控制方式日益走向多智能控制单元协同工作的模式,整个控制系统已经具备了多智能体系统(Multi-Agent System, MAS)的雏形,基于多智能体的分布式控制系统是工业控制的发展方向。
2003年我们提出了“将控制系统中的传感器、执行单元和控制单元均升格为Agent,根据控制任务的需要形成动态Agent联盟,以协作的方式低代价地完成控制任务”的思想。该方向的研究先后获得了国家自然科学基金等4项基金的资助。
研究成果“基于MAS的分布式智能控制系统中联盟形成机制”荣获2010年安徽省自然科学二等奖。该成果不仅推动了智能控制理论的发展,同时丰富了MAS、计算智能等理论的应用,促进了学科交叉,具有重要的科学价值。随着科技的发展,越来越多的复杂应用系统均可描述为分布式智能系统,如动态企业联盟、传感器网络、灾害应急响应等,因此该成果可以为这些系统的构建提供理论指导和方法依据,应用前景广阔。
三维图像和医学图像分析
三维图像分析代表了图像处理和分析领域的最新发展方向,本研究室在基于新型CMOS图像传感器获取的三维人脸图像数据基础上,开展三维图像的特征自动提取的研究,并结合机器学习的新方法和理论,开展三维人脸图像识别等方面的研究。本研究方向的开展基础是基于三维成像系统,因此,本研究方向在研究三维分析识别算法的同时,也开展三维成像系统的研究和试制。该研究方向目前和日本东京大学有着交流和合作。在研的科研项目有留学回国人员基金以及与中电集团某所的合作项目。在模式识别和人工智能等期刊发表论文十余篇。
医学图像分析是图像处理分析领域的重要应用,有着非常广阔的应用前景。目前研究室和安徽医科大学第一附属医院,国外某著名影像公司开展合作,开展医学图像分割,医学图像配准,医学图像可视化,医学图像的计算机辅助分析和肿瘤的早期辅助诊断系统等方面的研究和开发。在该方向上目前在研安徽省自然科学重点研究项目一项。在中国图像图形学报等期刊发表论文十余篇。
多媒体信息检索
多媒体检索:多媒体获取技术的进步和互联网的发展给人们带来巨大的多媒体信息海洋。如何高效地管理和访问多媒体海量数据一直以来是多媒体技术研究中的重点。多媒体检索技术主要研究海量多媒体数据的索引技术,多模态查询的自适应融合技术。
多媒体问答:与检索技术不同,多媒体问答致力于直接返回给用户精确的答案而非根据相关性排序的列表。在Web2.0下,文本问答的研究从自动分析文本数据集产生答案转向挖掘网络知识库(雅虎问答)和利用“人计算(Human Computation)”得到问题的最佳答案。而类似的多媒体问答知识库还在不断构建之中,因此目前的多媒体问答技术仍利用多媒体检索、重排序、多模态信息摘要等技术自动生成答案。
多媒体标注:多媒体标注又称概念检测,通过机器学习模型建立图像视觉内容和高层语义概念(concept)之间的联系。因为底层特征与高层语义概念之间存在的语义鸿沟,多媒体标注仍然是极具挑战的研究课题。在社会化媒体广泛兴起的今天,如何充分利用用户提供的标签等信息提高多媒体标注的精度和效率是研究的关键。
移动多媒体:随着手机和其他移动设备的迅猛增长,基于移动设备的多媒体处理与检索成为一大热点问题。移动多媒体的研究主要包括挖掘个人信息和通讯信息以实现移动平台上的个性化检索、基于移动设备摄像头的视觉化检索等。
水下传感器网络
水下传感器网络(Underwater sensor networks, UWSNs)是由具有声学通信与计算能力的传感器节点构成的水下监测网络系统。由于可以广泛应用于海洋资源勘测、污染监测、辅助导航和战术监视等领域,UWSNs已引起了各国政府和研究机构的关注,已成为当前研究热点之一。近年来,水下传感器网络的研究已主要涉及水下通信技术、布置和组网、路由协议和定位跟踪等方面。
研究室长期与美国休斯顿大学WiSeR实验室和佐治亚理工学院BWN实验室合作,着重研究了水下传感器网络中节点优化布置和能量有效的数据传输机制,并在国际通信领域权威会议GLOBECOM上合作发表论文多篇。2011年,该方向获得国家自然科学基金项目“鱼群启发的水下传感器网络节点布置研究(61100211)”,和中国博士后基金面向项目“水下传感器网络节点布置研究(20110490084)”。
阶段性研究成果已发表在《计算机学报》(2011.07)和《自动化学报》(2012.02)上,另有部分成果在XX水质远程监测系统、淮河水文监测和安徽中小河流治理试点项目中得到了应用。
导航信息处理
该方向主要研究GPS/北斗导航定位、载体姿态测量、惯性导航、组合导航。近年来研究室承担了多项军工项目和企业委托课题,取得了多项研究成果,产学研效果显著!
载体姿态测量是航空、航天、航海和陆地导航中的关键技术之一。研究室研制了一种GPS载体姿态测量系统:① 提出了一种“逆向求解整周模糊度的载体姿态测量方法”,可实现性好,测姿精度高,动态性能好;② 采用三天线测量载体三维姿态,比传统的四天线测量系统成本更低;③ 实现了超短基线(20厘米)姿态测量,应用领域更广。该系统不仅有助于打破“双十八”限制,而且随着我国“北斗”导航卫星系统的完善,算法可以移植到北斗平台,发挥更大的国防军事和民用导航作用!
目前,研制的“GPS载体姿态测量系统”不仅测量精度和实时性达到了美国ADU5的同等技术水平,而且实现了“超短基线20cm”姿态测量等特色成果,该成果已在雷达天线对准等方面实现产业化和推广。