研究室簡介
HFUT-TI DSP聯合研究室成立於1999年,由合肥工業大學計算機與信息學院與美國德州儀器公司合作,雙方投入大量資金、設備,致力於數位訊號處理器(DSP)教學和DSP套用系統的研究、開發。經過不懈的努力,研究室發展迅速,碩果纍纍,獲國家科技進步三等獎1項,省部級科技進步一等獎1項,二等獎2項,三等獎1項,四等獎2項,廳局級科學技術獎4項,國家專利三項,特別是“基於DSP的攜帶型多功能視頻圖像壓縮系統”和“嵌入式遠程視頻監控系統”,經省級專家鑑定為“國際先進,國內領先!”。研究方向
DSP技術及套用數位化浪潮正迅速席捲全球,DSP技術作為數位化最重要的基礎技術之一,憑藉其無與倫比的信息處理能力,無論在套用的廣度還是深度方面,都正以前所未有的速度向前發展。在國外,DSP晶片正被廣泛地套用於技術革命的各個領域;在我國,隨著DSP套用日益廣泛,業界對掌握DSP技術的人才需求甚為迫切。對於DSP技術的重要意義和發展前景,無論怎樣估計都不為過!本實驗室長期以來研發基於DSP技術的第三代視頻監控產品,承接了省"十五"科技攻關、教育廳、市科技局等多個相關項目,成果卓著,並與國內多家知名安防企業建立了合作關係。
多智慧型體分散式控制系統
工業控制系統的發展從集中、集散式控制系統(DCS)、現場匯流排控制系統(FCS)到智慧型控制系統(ICS),控制單元日益智慧型化,已經具備了智慧型體(Agent)的基本特徵,控制方式日益走向多智慧型控制單元協同工作的模式,整個控制系統已經具備了多智慧型體系統(Multi-Agent System, MAS)的雛形,基於多智慧型體的分散式控制系統是工業控制的發展方向。
2003年我們提出了“將控制系統中的感測器、執行單元和控制單元均升格為Agent,根據控制任務的需要形成動態Agent聯盟,以協作的方式低代價地完成控制任務”的思想。該方向的研究先後獲得了國家自然科學基金等4項基金的資助。
研究成果“基於MAS的分散式智慧型控制系統中聯盟形成機制”榮獲2010年安徽省自然科學二等獎。該成果不僅推動了智慧型控制理論的發展,同時豐富了MAS、計算智慧型等理論的套用,促進了學科交叉,具有重要的科學價值。隨著科技的發展,越來越多的複雜套用系統均可描述為分散式智慧型系統,如動態企業聯盟、感測器網路、災害應急回響等,因此該成果可以為這些系統的構建提供理論指導和方法依據,套用前景廣闊。
三維圖像和醫學圖像分析
三維圖像分析代表了圖像處理和分析領域的最新發展方向,本研究室在基於新型CMOS圖像感測器獲取的三維人臉圖像數據基礎上,開展三維圖像的特徵自動提取的研究,並結合機器學習的新方法和理論,開展三維人臉圖像識別等方面的研究。本研究方向的開展基礎是基於三維成像系統,因此,本研究方向在研究三維分析識別算法的同時,也開展三維成像系統的研究和試製。該研究方向目前和日本東京大學有著交流和合作。在研的科研項目有留學回國人員基金以及與中電集團某所的合作項目。在模式識別和人工智慧等期刊發表論文十餘篇。
醫學圖像分析是圖像處理分析領域的重要套用,有著非常廣闊的套用前景。目前研究室和安徽醫科大學第一附屬醫院,國外某著名影像公司開展合作,開展醫學圖像分割,醫學圖像配準,醫學圖像可視化,醫學圖像的計算機輔助分析和腫瘤的早期輔助診斷系統等方面的研究和開發。在該方向上目前在研安徽省自然科學重點研究項目一項。在中國圖像圖形學報等期刊發表論文十餘篇。
多媒體信息檢索
多媒體檢索:多媒體獲取技術的進步和網際網路的發展給人們帶來巨大的多媒體信息海洋。如何高效地管理和訪問多媒體海量數據一直以來是多媒體技術研究中的重點。多媒體檢索技術主要研究海量多媒體數據的索引技術,多模態查詢的自適應融合技術。
多媒體問答:與檢索技術不同,多媒體問答致力於直接返回給用戶精確的答案而非根據相關性排序的列表。在Web2.0下,文本問答的研究從自動分析文本數據集產生答案轉向挖掘網路知識庫(雅虎問答)和利用“人計算(Human Computation)”得到問題的最佳答案。而類似的多媒體問答知識庫還在不斷構建之中,因此目前的多媒體問答技術仍利用多媒體檢索、重排序、多模態信息摘要等技術自動生成答案。
多媒體標註:多媒體標註又稱概念檢測,通過機器學習模型建立圖像視覺內容和高層語義概念(concept)之間的聯繫。因為底層特徵與高層語義概念之間存在的語義鴻溝,多媒體標註仍然是極具挑戰的研究課題。在社會化媒體廣泛興起的今天,如何充分利用用戶提供的標籤等信息提高多媒體標註的精度和效率是研究的關鍵。
移動多媒體:隨著手機和其他移動設備的迅猛增長,基於移動設備的多媒體處理與檢索成為一大熱點問題。移動多媒體的研究主要包括挖掘個人信息和通訊信息以實現移動平台上的個性化檢索、基於移動設備攝像頭的視覺化檢索等。
水下感測器網路
水下感測器網路(Underwater sensor networks, UWSNs)是由具有聲學通信與計算能力的感測器節點構成的水下監測網路系統。由於可以廣泛套用于海洋資源勘測、污染監測、輔助導航和戰術監視等領域,UWSNs已引起了各國政府和研究機構的關注,已成為當前研究熱點之一。近年來,水下感測器網路的研究已主要涉及水下通信技術、布置和組網、路由協定和定位跟蹤等方面。
研究室長期與美國休斯頓大學WiSeR實驗室和喬治亞理工學院BWN實驗室合作,著重研究了水下感測器網路中節點最佳化布置和能量有效的數據傳輸機制,並在國際通信領域權威會議GLOBECOM上合作發表論文多篇。2011年,該方向獲得國家自然科學基金項目“魚群啟發的水下感測器網路節點布置研究(61100211)”,和中國博士後基金面向項目“水下感測器網路節點布置研究(20110490084)”。
階段性研究成果已發表在《計算機學報》(2011.07)和《自動化學報》(2012.02)上,另有部分成果在XX水質遠程監測系統、淮河水文監測和安徽中小河流治理試點項目中得到了套用。
導航信息處理
該方向主要研究GPS/北斗導航定位、載體姿態測量、慣性導航、組合導航。近年來研究室承擔了多項軍工項目和企業委託課題,取得了多項研究成果,產學研效果顯著!
載體姿態測量是航空、航天、航海和陸地導航中的關鍵技術之一。研究室研製了一種GPS載體姿態測量系統:① 提出了一種“逆向求解整周模糊度的載體姿態測量方法”,可實現性好,測姿精度高,動態性能好;② 採用三天線測量載體三維姿態,比傳統的四天線測量系統成本更低;③ 實現了超短基線(20厘米)姿態測量,套用領域更廣。該系統不僅有助於打破“雙十八”限制,而且隨著我國“北斗”導航衛星系統的完善,算法可以移植到北斗平台,發揮更大的國防軍事和民用導航作用!
目前,研製的“GPS載體姿態測量系統”不僅測量精度和實時性達到了美國ADU5的同等技術水平,而且實現了“超短基線20cm”姿態測量等特色成果,該成果已在雷達天線對準等方面實現產業化和推廣。