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“現(xiàn)在,GPU計算的應(yīng)用范圍已經(jīng)大大拓展。除生物、石油等、流體模擬等傳統(tǒng)高性能計算領(lǐng)域都采用GPU做應(yīng)用研究之外,在航空航天裝備研制、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)處理、氣象預(yù)報、海洋環(huán)境數(shù)值模擬、石油勘探數(shù)據(jù)處理、生物醫(yī)藥研究、金融工程數(shù)據(jù)分析、新材料開發(fā)和設(shè)計、計算結(jié)構(gòu)力學(xué)、生命科學(xué)計算、流體動力學(xué)、計算機視覺、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)值分析等應(yīng)用中都可以使用GPU?!贝鳂s表示:“GPU服務(wù)器需要在設(shè)計和用戶需求兩方面尋求突破。設(shè)計方面,GPU服務(wù)器需要通過接入盡量多的GPU來提高計算密度,同時控制好整機能耗,解決散熱問題;用戶角度來看,服務(wù)器的穩(wěn)定、應(yīng)用的加速效果和性價比是最受關(guān)注的?!?/p>
曙光此次推出的GPU服務(wù)器有三款。其中,基于曙光TC4600刀片服務(wù)器平臺的TC4600 CB60-G15-TG可在5U空間中插入4個GPU刀片和2個普通刀片,集成8顆GPU加速單元和12個英特爾Romley-EP處理器的計算能力,滿足對計算能力要求較高的用戶的需求;天闊I620-G15機架式服務(wù)器為雙路服務(wù)器增加了GPU加速卡,性能、擴展性突出;天闊W580I-G10工作站則提供了一款性能卓越的雙路GPU工作站。
“以前的GPU服務(wù)器大都是針對用戶需求定制的,主要面向高性能計算領(lǐng)域?,F(xiàn)在的GPU服務(wù)器則更加通用。這是由于,在過去的幾年內(nèi),各種應(yīng)用不斷地被移植到GPU平臺上。同時,曙光也投入了大量的工程師來研究適用于GPU的應(yīng)用軟件,幫助用戶盡可能高效的使用GPU,并推出了基于GPU的管理軟件 Gridview集群監(jiān)控管理軟件?!贝鳂s介紹,曙光已經(jīng)可以向用戶提供從硬件到應(yīng)用的一攬子解決方案,這是曙光推出GPU服務(wù)器的前提。
“與曙光合作推出GPU服務(wù)器,就是希望和曙光在應(yīng)用方面做出更多合作,更好地幫更多領(lǐng)域的用戶解決問題?!盢VIDIA公司全球副總裁潘迪表示。
大家好!
我叫方強,來自于作物林果所。今天我演講的題目是“加強科技創(chuàng)新,更好服務(wù)’三農(nóng)’”。
今年是實施國家“十一五”規(guī)劃和××市“十一五”規(guī)劃的開局之年,也是實施××市農(nóng)業(yè)科學(xué)院“十一五”科技發(fā)展規(guī)劃的起點。在建設(shè)社會主義新農(nóng)村的號角下,這些規(guī)劃無疑為我們農(nóng)業(yè)科技工作者進一步指明了前進的方向。近一二十年來,作物林果所的科技工作者很好地實踐了科技興農(nóng)、科技強農(nóng)的歷史任務(wù)。他們成功培育出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“滬油”系列雙低油菜、“申優(yōu)”系列雜交粳稻、“滬玉糯”系列糯玉米等作物新品種和桃、梨、葡萄等果樹新品種,為××、長江流域乃至全國的農(nóng)產(chǎn)品增產(chǎn)、農(nóng)民增收做出了重要貢獻。
時代在進步,科技在發(fā)展,在實踐“十一五”、全面建設(shè)小康社會的進程中,作為一名新時代的年輕黨員,面對遠(yuǎn)景目標(biāo)和學(xué)科發(fā)展中的重大問題,我們是不是更需要多一份關(guān)注和思考呢?我們的研究成果究竟能夠在多大程度上轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力而為社會發(fā)展做出貢獻呢?我們的技術(shù)研究體系究竟能夠支撐多大企業(yè)的創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展呢?而在這要害發(fā)展階段,作為各學(xué)科各崗位的有生力量,我們年輕黨員又該擔(dān)負(fù)起什么樣的責(zé)任呢?我想,我們要繼續(xù)和發(fā)揚老一輩優(yōu)秀科技工作者的優(yōu)良傳統(tǒng),積極發(fā)揮艱苦奮斗、刻苦鉆研、團結(jié)協(xié)作的精神,爭做技術(shù)的轉(zhuǎn)化者和傳播者,讓科研成果惠及“三農(nóng)”事業(yè)。
農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新需要我們年輕黨員發(fā)揚艱苦奮斗、刻苦鉆研的精神。新時期,新任務(wù),新要求!目前我國在果蔬加工轉(zhuǎn)化能力方面與發(fā)達國家有較大差距,而且在農(nóng)產(chǎn)品加工領(lǐng)域仍有很多要害技術(shù)需要突破。例如計算機視覺識別與分級技術(shù)、膜分離技術(shù)、超臨界萃取技術(shù)、微波加熱與殺菌技術(shù)、超高壓加工技術(shù)等。所有這些都要求我們從事農(nóng)產(chǎn)品加工的科技人員積極發(fā)揚艱苦奮斗、刻苦鉆研的精神。而面對農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中的更多的問題和挑戰(zhàn)時,我們該怎么辦呢?我想,我們年輕黨員應(yīng)不畏艱辛,緊緊抓住本學(xué)科發(fā)展研究中的前沿問題,努力把握企業(yè)的生產(chǎn)創(chuàng)新動向,深刻了解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中的具體需求,唯此我們才能更快的站在科研的制高點,作農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的排頭兵!
農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新需要我們年輕黨員發(fā)揚團結(jié)協(xié)作的精神。國家“十一五”規(guī)劃中提出“要加快建立以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系,形成自主創(chuàng)新的基本體制框架?!笨梢?,我們的技術(shù)創(chuàng)新必須要與企業(yè)、生產(chǎn)、市場更加緊密地結(jié)合在一起。同時農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新也是系統(tǒng)工程,需要多學(xué)科的共同協(xié)作。例如,我們農(nóng)產(chǎn)品加工課題組就積極聯(lián)合園藝所青花菜育種課題組及青花菜種植企業(yè)進行農(nóng)委“蘿卜硫素提取加工工藝研究及中試產(chǎn)品開發(fā)”項目的聯(lián)合攻關(guān),以期在蕓苔屬蔬菜綜合利用、品種選育和功能產(chǎn)品開發(fā)上做出貢獻。這種多主體、多學(xué)科的合作已經(jīng)成為一種我們不能忽視的需求!所以我們年輕黨員要發(fā)揚團結(jié)協(xié)作的精神,緊緊團結(jié)在學(xué)科帶頭人的四周,努力構(gòu)建面向企業(yè)、生產(chǎn)、市場的科技服務(wù)合作體系和多學(xué)科的聯(lián)合攻關(guān)合作體系,唯此我們才能發(fā)揮出團體創(chuàng)新的力量,創(chuàng)造出更多的新技術(shù)和新成果。
農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新需要我們年輕黨員爭做技術(shù)的傳播者和轉(zhuǎn)化者。我想科研的目的是促進生產(chǎn)力的發(fā)展,而技術(shù)推廣正是農(nóng)業(yè)科技促進生產(chǎn)力發(fā)展中的重要環(huán)節(jié)。我所在的農(nóng)產(chǎn)品加工課題組日前與一個蒜姜產(chǎn)品加工企業(yè)進行了交流,由于受到產(chǎn)品老化和貿(mào)易壁壘等問題,他們迫切需要進行產(chǎn)品升級和技術(shù)更新,而我們的技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢和建議的市場前景好的產(chǎn)品形式得到了他們的認(rèn)可,我們很快就達成了初步的合作意向。由此看來,科技創(chuàng)新成果和新技術(shù)需要各種渠道才能得以應(yīng)用和轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力!所以我們年輕黨員應(yīng)積極利用與農(nóng)業(yè)合作社、企業(yè)建立合作關(guān)系、技術(shù)推廣活動、科技下鄉(xiāng)活動、科技人員蹲點、農(nóng)業(yè)技術(shù)孵化器和新技術(shù)新成果交易所等多種形式、渠道和平臺去推廣農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新成果和提高農(nóng)民的素質(zhì)。唯此才能使新的農(nóng)業(yè)科技成果得到更快的應(yīng)用,并經(jīng)受更多實際考驗而得以改進。
關(guān)鍵詞:人臉識別;嵌入式門禁系統(tǒng);設(shè)計
0 引言
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們的生活水平也日益提高,對安全的需求也越來越強烈。門禁系統(tǒng)作為人們安全防護的一個重要組成部分,受到了人們的普遍重視。傳統(tǒng)的機械鎖、單片機控制類的刷卡式等門禁系統(tǒng)由于需要近距離接觸,容易丟失、損壞和復(fù)制等缺點,已經(jīng)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的安全需要。而嵌入式人臉識別門禁系統(tǒng)作為人臉識別技術(shù)和嵌入式技術(shù)結(jié)合,生產(chǎn)出的門禁系統(tǒng),具有采集設(shè)備簡單,難仿冒,抗攻擊能力強,符合人們的生活使用習(xí)慣,安全性高等優(yōu)點,越來越受人們的青睞,并得到廣泛的應(yīng)用?;诖?,筆者對嵌入式人臉識別門禁系統(tǒng)進行了相關(guān)的介紹。
1 系統(tǒng)工作原理
門禁系統(tǒng)屬于公共安全管理系統(tǒng)范疇,本系統(tǒng)基于人臉的臉部特征作為唯一的特征,人臉識別技術(shù)主要通過分析人臉的全局特征和局部特征。從攝像頭中檢測人臉,然后通過分析人臉的特征值和相對位置關(guān)系就可以可靠的識別出一個人的身份信息。系統(tǒng)工作原理如下:
(1)門禁權(quán)限授予
本門禁系統(tǒng)目的是為了實現(xiàn)人員出入權(quán)限的控制及出入信息的記錄。通過門禁權(quán)限的授予,可以對門禁進行管理,限制未經(jīng)制受權(quán)的人員進出特定的區(qū)域,并且使已獲受權(quán)人員在進出上更加便捷。本系統(tǒng)設(shè)計中,用戶可以通過攝像頭采集同一個人的臉部的不同角度,姿態(tài)圖片,并登記相關(guān)的部門,姓名,工號等信息作為門禁授權(quán),建立人臉門禁權(quán)限數(shù)據(jù)庫。本系統(tǒng)授權(quán)的圖片最多只需5張,最少一張。
(2)門禁控制
用戶在需要進行控制的區(qū)域安裝門禁系統(tǒng)以后,當(dāng)有人員需要進出時,只需看著攝像頭來核對身份。系統(tǒng)對該人員的臉部進行檢測,識別,然后對數(shù)據(jù)庫進行匹配,以此來進行權(quán)限分析,如果已經(jīng)獲得授權(quán),那么計算機上會顯示該人員的部門,姓名,工號,識別時間等信息,驅(qū)動門鎖裝置開鎖,人員可以自行通過。若該人員未獲得門禁權(quán)限,那么門鎖不會打開,并且記錄同一個人違規(guī)的次數(shù),超過3次識別失敗,就會報警。
(3)門禁系統(tǒng)設(shè)置
可以在該系統(tǒng)中對人員的權(quán)限和信息進行注冊,更改,取消等設(shè)置。
(4)事件記錄
當(dāng)系統(tǒng)正常運行時,對各種出入事件、異常事件及其人員圖片進行記錄,保存在數(shù)據(jù)庫中,以備日后查詢。
2 系統(tǒng)設(shè)計思路
2.1 系統(tǒng)方案
目前常用的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方案主要有視頻采集芯片+DSP、視頻采集芯片+ARM,ARM+人臉識別算法軟件等方案。對于人臉識別門禁系統(tǒng)而言,由于DSP不支持操作系統(tǒng),因此不適合做嵌入式Linux的系統(tǒng)方案。而ARM作為系統(tǒng)控制比較好,DSP專門用來處理圖片,考慮到開發(fā)成本及實際應(yīng)用需求,筆者采用了ARM+Linux+人臉識別算法軟件的方案設(shè)計。首先搭建好ARM+Linux的系統(tǒng)軟硬件平臺,并將相關(guān)驅(qū)動程序也移植成功;然后,移植人臉識別運行OpenCV計算機視覺庫,為下一步移植和運行人臉識別程序提供環(huán)境,接著重點是優(yōu)化人臉識別技術(shù),或者采用更先進的人臉識別算法,從而提高識別率。
2.2系統(tǒng)硬件設(shè)計
該嵌入式人臉識別門禁系統(tǒng)的設(shè)計如圖1:
(1)控制CPU
本設(shè)計中的ARM9處理器采用S3C2440芯片,其主要功能是:采集攝像頭中的數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)以視屏的方式顯示在LCD上,通過觸摸屏來進行數(shù)據(jù)查詢和人員登記,門鎖驅(qū)動電路是通過CPU檢測到的識別輸出來控制門鎖,蜂鳴報警器用于違規(guī)人員嚴(yán)重違規(guī)時報警,并且CPU負(fù)責(zé)實時顯示或查詢?nèi)藛T出入記錄。
(2)攝像頭采集模塊
攝像頭采集模塊是通過SCCB總線來進行數(shù)據(jù)傳輸,可以使用ARM9的IO口模擬SCCB總線來傳輸,其實SCCB總線就是IIC總線的子系統(tǒng),將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給ARM9,然后ARM9會通過Camera解碼器、控制器來處理和控制數(shù)據(jù),通過V4L2驅(qū)動接口來訪問和操作視頻數(shù)據(jù)。
(3)LCD液晶屏模塊
LCD液晶屏模塊采用Linux自帶的Framebuffer機制來模仿顯卡的功能,將顯卡的硬件結(jié)構(gòu)抽象為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),然后通過Framebuffer的接口直接對LCD進行讀寫操作。圖2為LCD的接口電路。其中,VD[23:0]接口為LCD像素數(shù)據(jù)輸出端口,VSYNC和HSYNC為垂直和水平同步信號,ENABLE為數(shù)據(jù)使能信號,DOTCLK為像素時鐘信號,TSXM,TSYM,TSXP,TSYP等引腳用于觸摸屏的,LCD_PWREN為LCD電源使能端口。
(4)網(wǎng)絡(luò)接口
本系統(tǒng)采用了DM9000網(wǎng)卡芯片,自適應(yīng)10/100M的網(wǎng)絡(luò),可以使用普通的網(wǎng)線即可連接到路由器或者交換機??梢詫崟r的通過網(wǎng)線將出入管理的記錄以及攝像頭獲取的圖片保存在計算機中,便于以后查詢記錄。圖3為網(wǎng)絡(luò)接口電路。
(5)門鎖驅(qū)動電路
一般的門控鎖都是高/低電平來控制開/關(guān)。本系統(tǒng)采用PIC817光耦芯片來對門鎖控制模塊進行隔離控制,這樣可以增強了驅(qū)動能力,減少兩個模塊的干擾。在控制門鎖的時候,采用高阻態(tài)和低電壓來對門鎖開/關(guān)進行控制。
2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
本系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要分為三部分:Socket網(wǎng)絡(luò)通信;基于ARM9的人臉識別軟件設(shè)計;PCA人臉識別算法。
2.3.1 Socket網(wǎng)絡(luò)通信
該部分主要是在VS2010的平臺上利用MFC來完成軟件的設(shè)計,然后將數(shù)據(jù)保存到當(dāng)月的文件中。圖4為socket網(wǎng)絡(luò)通信建立的連接流程圖。
2.3.2基于ARM9的人臉識別軟件設(shè)計
在ARM9中,主要是在QT平臺上完成軟件設(shè)計。其中,主要功能是人臉識別的功能。首先打開攝像頭,從攝像頭中獲取一張圖片,加載人臉訓(xùn)練庫文件,推薦使用Opencv中的haarcascade_frontalface_atl.xml訓(xùn)練庫,當(dāng)然,如果需要自己制作訓(xùn)練庫,可以使用MIT人臉庫來進行訓(xùn)練。通過harr分類器來檢測圖片中是否有人臉,如果有,則將該區(qū)域作為一序列的矩形框返回。并從獲取到的該區(qū)域和人臉個數(shù)信息,根據(jù)人臉位置來進行人臉截圖,然后對截取下來的人臉圖片進行灰度變換,直方圖均衡化等處理后,進行特征提取,最后,將特征數(shù)據(jù)與之前所有錄入的人的特征值進行搜索匹配。當(dāng)相似度超過設(shè)定的閾值,則將匹配結(jié)果輸出,并在數(shù)據(jù)庫中讀取該人員的信息并顯示。圖5為人臉識別流程圖。
2.3.3 PCA人臉識別算法
PCA算法主要作用是通過對人臉圖片數(shù)據(jù)進行降維來映射到底維的子空間,從而獲取主成分。具體步驟如下:
(1)初始化數(shù)據(jù)
//每一行表示一個樣本
CvMat*pData=cvCreateMat(總的樣本數(shù),每個樣本的維數(shù),CV_32FC1);
CvMat*pMean=cvCreateMat(1,樣本的維數(shù),CV_32FC1);
//pEigVals中的每個數(shù)表示一個特征值
CvMat*pEigVals=cvCreateMat(1,min(總的樣本數(shù),樣本的維數(shù)),CV_32FC1);
//每一行表示一個特征向量
CvMat*pEigVecs=cvCreateMat(min(總的樣本數(shù),樣本的維數(shù)),樣本的維數(shù),CV_32FC1);
(2)PCA處理,計算出平均向量pMean、特征值pEigVals和特征向量pEigVecs
cvCalcPCA(pData,pMean,pEigVals,pEigVecs,CV_PCA_DATA_AS_ROW);
(3)選出前P個特征向量(主成份)并投影,結(jié)果保存在pResult中,pResult中包含了P個系數(shù)。
CvMat*pResult=cvCreateMat(總的樣本數(shù),PCA變換后的樣本維數(shù)(即主成份的數(shù)目),CV_32FC1);
cvProjectPCA(pData,pMean,pEigVecs,pResult);
(4)重構(gòu),結(jié)果保存在pRecon中
CvMat*pRecon=cvCreateMat(總的樣本數(shù),每個樣本的維數(shù),CV_32FC1);
cvBackProjectPCA(pResult,pMean,pEigVecs,pRecon);
(5)重構(gòu)誤差的計算
計算pRecon和pData的"差"即可。
3 系統(tǒng)測試
為了驗證本文所述的人臉識別系統(tǒng)的優(yōu)越性,進行了一系列的綜合測試。實驗人臉數(shù)據(jù)庫可提前準(zhǔn)備好,并且每個人只保存5張人臉圖像,圖像可以是多姿態(tài)多角度的。此外,實驗要求光線較好、完整人臉的條件下進行,并對6名成員分別進行了100次的測試,測試分析結(jié)果如表1所示,從表1可以看出,該人臉識別系統(tǒng)的總平均識別率高達99%。
4 結(jié)束語
綜上所述,嵌入式人臉識別門禁系統(tǒng)作為一種新興的門禁系統(tǒng),具有使用方便,可接受性強,簡單直觀,識別精度高,速度快,不易仿冒等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于出入口控制等領(lǐng)域,具有廣闊的市場應(yīng)用前景。本文設(shè)計了一個嵌入式人臉識別門禁系統(tǒng),該系統(tǒng)操作簡單,靈活方便,造價低廉,性能穩(wěn)定。經(jīng)測驗,該系統(tǒng)的識別精度高,可有效保障小區(qū)、公司等地方門禁進入的安全,值得大力推廣應(yīng)用。
參考文獻