面向普适计算环境的嵌入式系统研究

服务提供与用户界面自适应问题是普适计算中的重要研究课题。嵌入式系统提供的服务对普适计算的服务起到了重要的支持作用;普适计算任务要获取用户的服务也需要自适应的用户界面来显示服务项目,嵌入式系统的自适应界面是合适的选择。但是,传统的嵌入式系统服务软件不能很好地实现上述目标。针对传统嵌入式系统服务模型的不足,首先总结了面向普适计算的嵌入式系统硬件结构,并将这种结构命名为计算元。随后提出了一种新的嵌入式系统服务提供模型,统一了用户上下文交互的标准信息格式。最后研究了该服务模型的实现。     

基于Markov链的嵌入式系统硬件可靠性研究

嵌入式系统产品在使用过程中经常出现硬件故障,从而影响系统的安全可靠性。从嵌入式系统硬件层面研究其可靠性。首先定义嵌入式系统硬件目标,简单介绍了Markov过程理论;建立了单个IP硬核和嵌入式系统硬件的Markov模型;应用所建立的模型,对嵌入式站间自动闭塞控制器硬件进行了可靠度计算和分析。实验结果表明,该Markov模型能够准确描述嵌入式系统硬件的状态变迁,并能计算和分析其可靠度,具有一定的实用价值。     

一种基于双代理架构的嵌入式Internet计算模型

随着芯片技术的发展以及互联网的个性化、移动化趋势，嵌入式Internet系统逐渐成为研究的热点。文章根据嵌入式系统的特点，提出了基于浏览界代理／智能代理服务器(双代理)的嵌入式Internet计算模型。该模型通过采用静态、动态缓存管理、页面压缩、协议优化等方法避开了嵌入式系统的弱点。从试验数据看，该模型较为有效地减少了数据传输量，达到了节约有限带宽、提高响应时间的目的。     

面向实时嵌入式机载软件的测试技术研究

文章对实时嵌入式机载软件的测试方法进行了研究，地对机载计算软件的时空约束，面向机器和容错计算每一系列特点，提出了一个适用于实时嵌入式机载系统的ＲＥＡＳＴ软件测试模型，并地该模型实现中的４个核心技术进行了简要的阐明，最后，介绍了以上软件测试方法在实际工程项目中的应用情况。     

嵌入式实时控制系统硬件可靠性及应用研究

嵌入式实时控制系统硬件故障是造成系统失效的主要原因之一,针对此问题,首先定义嵌入式实时控制系统硬件体系结构;然后分析嵌入式实时控制系统的可用性和失效模式,并对单个IP硬核和嵌入式实时控制系统硬件应用Markov链建立了可靠性模型;最后用所建立的模型,对嵌入式联锁控制器硬件进行了可靠度计算和分析。通过计算可知,所建立的可靠性模型能够描述嵌入式实时控制系统硬件的状态变迁,并能定量预测和分析其可靠度,模型具有一定的实用价值。     

组件式三层嵌入式数据库模型研究

近年来，随着移动设备设计制造技术和无线通信技术的发展，使得移动计算得到了大规模的应用。在进行移动计算应用开发过程中，嵌入式数据库的设计是一个关键环节，同时它也会遇到很多条件的限制。嵌入式数据库的设计需要在高效性，可移植性，可配置性，可扩展性等方面进行考虑。文章分析了目前数据库产品的设计特点，并针对嵌入式数据库的特点提出了一个组件式的三层设计模型。     

支持普适计算的多嵌入式系统

随着嵌入式技术的飞速发展和普适计算的广泛关注．普适计算和嵌入式系统二者的关系日益紧密。本文依据由Mark Werser提出的普适计算思想，结合普适计算的研究现状和嵌入式技术的发展趋势，我们提出了多嵌入式系统的新概念和多嵌入式系统的基础理论框架，描述了支持普适计算的多嵌入式系统理论的研究方向，并对今后的多嵌入式系统理论应用前景进行了展望。     

普适计算环境下的嵌入式设备监控模型

针对普适计算环境下对嵌入式Internet技术的要求,设计了一个面向非网络设备的嵌入式监控模型,通过该模型可以将不具备网络接口的设备连入Internet,实现远程监控;首先对该模型的管理系统和被管系统进行了描述;接着对该模型的主要功能模块SNMP管理器、SNMP代理以及嵌入式Web服务器进行了具体的设计;最后将该模型应用到了对UPS设备的远程监控中,并在实际应用中测试了其网络性能与实时性能,证明该模型能够很好的满足普适计算环境下的嵌入式技术应用的需要。     

Cortex-A57的轻量级人脸检测算法研究

针对高性能人脸检测模型参数量大、计算复杂度高，难以在嵌入式设备进行边缘部署的问题，对RetinaFace模型进行轻量化改进，提出一种轻量级人脸检测算法。采用MobileNetV2＿0.5×作为特征提取骨干，应用轻量的PANLite对多尺度特征进行双向融合，增强特征表征能力。采用RFBLite实现特征增强，在增大特征感受野的同时合并上下文信息。使用滤波器剪枝算法对训练后的模型进行剪枝处理，再次训练微调网络参数后部署到嵌入式端Nvidia Jetson Nano进行模型推理。实验结果表明，该轻量级模型能够以较少的参数量和较低的计算复杂度实现较高的人脸检测性能，且能在嵌入式平台上进行实时推理。     

复杂实时嵌入式系统建模与设计方法研究

提出了一种面向角色(Actor-Oriented)的复杂实时嵌入式系统建模与设计方法．该方法首先根据不同的计算模型(Computation Model)和不同的抽象层次(Abstract Hierarchy)将嵌入式系统划分为多个具有单一计算模型的子系统，然后按某一领域的专业知识构造这些子系统．再将这些子系统综合成一个整体模型，加以仿真．最后从调试好的模型自动生成软件代码和硬件描述语言，从而完成设计工作．还介绍了面向角色集成开发环境，并根据实例分析了该方法的有效性和优点。     

嵌入式语音识别系统的快速高斯计算实现

在基于隐含马尔可夫模型(HMM)的连续语音识别系统中,模型状态的高斯分布输出概率的计算会占到整个系统计算量的30%到70%。该文基于语音识别在缺乏浮点运算能力的嵌入式系统上的实现,给出了一种快速高斯计算的新方法。该方法使所有模型状态都共享一个有限的高斯输出概率集,以减少计算复杂度,并且无需重新训练模型参数。在嵌入式平台上的实验数据表明,识别速度能获得15%～25%的提高,而且识别率没有大幅降低。     

基于盲源分离和噪声抑制的语音信号识别

为了更准确地在噪声环境中对不同语音信号进行识别,提出了一种用于普适语音环境下的自优化语音活动检测(VAD)算法,该算法运用个性化语音命令自动识别系统的语音信号,并能够有效地从多个发声者的混合语音中分离出个体发声者的声音,通过跟踪语音功率谱的较高幅度部分和自适应地抑制噪声来检测发声者的语音信号;设计并实现了一种处理多个发声者任务的自动语音识别(ASR),免去了对干净的语音变化进行先验估计,直接利用噪声本身产生语音/非语音判决的阈值以完成自优化过程;使用语音数据库NOIZEUS进行了评价测试,实验结果表明,所提出的盲源分离和噪声抑制方法不需要任何额外的计算过程,有效地减少了计算负担。     

嵌入式系统上的实时语音识别算法

介绍了一种嵌入式系统上的孤立词语音识别算法.该算法基于连续隐含马尔可夫模型,根据嵌入式系统的特点,简化了经典的连续隐含马尔可夫模型,在主流个人数字助理（PDA）上实现了中等规模语音识别的实时处理,采用最大后验概率（MAP）自适应方法解决训练数据采集信道和PDA信道的不匹配问题.在系统的后端处理中,提出了一种基于置信测度的拒识方法改善系统的稳健性,最终使610个孤立词的识别任务,系统的等错误率小于5%;对集内发音拒识率为5%时,集内发音识别率达到95%.     

新的基于统计熵功率的OCR算法及其DMCU实现

使用摄像头进行文字识别最大的问题在于图像抖动。为了有效地消除图像抖动并正确实现文字识别,提出了一种基于统计熵功率的新的识别算法。这种方法将采集到的数据作为随机信号处理。实验证明,此算法计算复杂度低,识别率高,适用于低成本嵌入式系统,在中国台湾俊亿公司24 MHZ 16位DMCU嵌入式系统上,获得了94％以上的正确识别率。     

指纹识别系统的设计与实现

本文研究了嵌入式指纹识别系统的设计方法与实现技术。通过构造以ADIADSP-BF533DSP为平台的硬件环境,实现了指纹识别的嵌入式系统设计,并且针对指纹识别算法对系统运行速度的影响进行了研究,给出了实验结果,证实了该方法能够较好的构造嵌入式指纹识别系统。     

基于DM6446达芬奇平台的人脸识别系统

文章提出了一种基于Vclip的优化碰撞检测算法,利用Vclip算法对AABB包围盒进行底层碰撞检测计算,用GPU的遮挡查询等特性进行三角形相交测试,以提高对虚拟物体进行碰撞检测的精确性与实时性。算法已成功应用于课题组自行研制的六自由度小型工业机器人的仿真控制系统中,实验结果表明,其算法具有高效、精确、实时性高等特点,能使控制系统对工业机器人的控制更为流畅。     

嵌入式语音识别系统设计

分析嵌入式语音识别系统设计的要点，提出了一种基于凌阳SPCE061A单片机的嵌入式特定人语音识别系统，重点讨论了嵌入式语音识别系统的相关算法及系统组成。该系统识别率高，价格低廉，可移植性好，已成功应用于智能机器人控制平台。     

基于DSP的指纹识别系统硬件平台设计

目前传统指纹识别平台通用CPU实现识别算法 ,此类平台在功耗和可移动性方面已不能满足市场需要。随着标准CMOS工艺制造 ,并且集成SPI,USB ,并行数据接口的指纹传感芯片的出现 ,以及DSP芯片在图像处理领域的广泛应用 ,采用基于DSP指纹识别系统结构是今后指纹识别技术的发展方向。文章详细介绍了如何搭建基于DSP的指纹识别系统的硬件平台。针对嵌入式系统的特点 ,重点讨论了传感器的控制方法和指纹图像的读取 ,分析了DSP的性能优点。最后讨论了最佳指纹图像的获取方法。该系统灵活性强 ,除了为进一步实现指纹识别软件提供了功能强大的硬件基础外 ,对研究和开发速度快、性价比高、识别率高的嵌入式指纹识别平台有着很大的参考价值     

Energy-aware distributed speech recognition for wireless mobile devices

Severe limitations in computational, memory, and energy resources make implementing high-quality speech recognition in embedded devices a difficult challenge. In this article, the authors investigate the energy consumption of computation and communication in an embedded distributed speech recognition system and propose optimizations that reduce overall energy consumption while maintaining adequate quality of service for the end user. This article considers the application of DSR traffic to both Bluetooth and 802.11b networks.     

UC／OS-II操作系统内核的改进

UC／OS—II是一种针对嵌入式设计的实时多任务操作系统，采用基于优先级的占先式任务调度算法，虽然效率高但比较单调。在实现TCP/IP协议中，这种内核调度方法对Intemet服务进程显得不适应。本文分析了UC／OS—II和Linux操作系统内核任务调度算法，在此基础上提出了一种改进UC／OS-II内核的方法，使其更适合于在嵌入式中实现Intemet服务。