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“現在,GPU計算的應用范圍已經大大拓展。除生物、石油等、流體模擬等傳統高性能計算領域都采用GPU做應用研究之外,在航空航天裝備研制、衛星遙感數據處理、氣象預報、海洋環境數值模擬、石油勘探數據處理、生物醫藥研究、金融工程數據分析、新材料開發和設計、計算結構力學、生命科學計算、流體動力學、計算機視覺、數據挖掘、數值分析等應用中都可以使用GPU。”戴榮表示:“GPU服務器需要在設計和用戶需求兩方面尋求突破。設計方面,GPU服務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,服務器的穩定、應用的加速效果和性價比是最受關注的。”
曙光此次推出的GPU服務器有三款。其中,基于曙光TC4600刀片服務器平臺的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機架式服務器為雙路服務器增加了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服務器大都是針對用戶需求定制的,主要面向高性能計算領域。現在的GPU服務器則更加通用。這是由于,在過去的幾年內,各種應用不斷地被移植到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集群監控管理軟件。”戴榮介紹,曙光已經可以向用戶提供從硬件到應用的一攬子解決方案,這是曙光推出GPU服務器的前提。
“與曙光合作推出GPU服務器,就是希望和曙光在應用方面做出更多合作,更好地幫更多領域的用戶解決問題。”NVIDIA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“加強科技創新,更好服務’三農’”。
今年是實施國家“十一五”規劃和××市“十一五”規劃的開局之年,也是實施××市農業科學院“十一五”科技發展規劃的起點。在建設社會主義新農村的號角下,這些規劃無疑為我們農業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、科技強農的歷史任務。他們成功培育出具有自主知識產權的“滬油”系列雙低油菜、“申優”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產品增產、農民增收做出了重要貢獻。
時代在進步,科技在發展,在實踐“十一五”、全面建設小康社會的進程中,作為一名新時代的年輕黨員,面對遠景目標和學科發展中的重大問題,我們是不是更需要多一份關注和思考呢?我們的研究成果究竟能夠在多大程度上轉化為生產力而為社會發展做出貢獻呢?我們的技術研究體系究竟能夠支撐多大企業的創新和可持續發展呢?而在這要害發展階段,作為各學科各崗位的有生力量,我們年輕黨員又該擔負起什么樣的責任呢?我想,我們要繼續和發揚老一輩優秀科技工作者的優良傳統,積極發揮艱苦奮斗、刻苦鉆研、團結協作的精神,爭做技術的轉化者和傳播者,讓科研成果惠及“三農”事業。
農業科技創新需要我們年輕黨員發揚艱苦奮斗、刻苦鉆研的精神。新時期,新任務,新要求!目前我國在果蔬加工轉化能力方面與發達國家有較大差距,而且在農產品加工領域仍有很多要害技術需要突破。例如計算機視覺識別與分級技術、膜分離技術、超臨界萃取技術、微波加熱與殺菌技術、超高壓加工技術等。所有這些都要求我們從事農產品加工的科技人員積極發揚艱苦奮斗、刻苦鉆研的精神。而面對農業科技創新中的更多的問題和挑戰時,我們該怎么辦呢?我想,我們年輕黨員應不畏艱辛,緊緊抓住本學科發展研究中的前沿問題,努力把握企業的生產創新動向,深刻了解農業生產應用中的具體需求,唯此我們才能更快的站在科研的制高點,作農業科技創新的排頭兵!
農業科技創新需要我們年輕黨員發揚團結協作的精神。國家“十一五”規劃中提出“要加快建立以企業為主體、市場為導向、產學研相結合的技術創新體系,形成自主創新的基本體制框架。”可見,我們的技術創新必須要與企業、生產、市場更加緊密地結合在一起。同時農業科技創新也是系統工程,需要多學科的共同協作。例如,我們農產品加工課題組就積極聯合園藝所青花菜育種課題組及青花菜種植企業進行農委“蘿卜硫素提取加工工藝研究及中試產品開發”項目的聯合攻關,以期在蕓苔屬蔬菜綜合利用、品種選育和功能產品開發上做出貢獻。這種多主體、多學科的合作已經成為一種我們不能忽視的需求!所以我們年輕黨員要發揚團結協作的精神,緊緊團結在學科帶頭人的四周,努力構建面向企業、生產、市場的科技服務合作體系和多學科的聯合攻關合作體系,唯此我們才能發揮出團體創新的力量,創造出更多的新技術和新成果。
農業科技創新需要我們年輕黨員爭做技術的傳播者和轉化者。我想科研的目的是促進生產力的發展,而技術推廣正是農業科技促進生產力發展中的重要環節。我所在的農產品加工課題組日前與一個蒜姜產品加工企業進行了交流,由于受到產品老化和貿易壁壘等問題,他們迫切需要進行產品升級和技術更新,而我們的技術創新優勢和建議的市場前景好的產品形式得到了他們的認可,我們很快就達成了初步的合作意向。由此看來,科技創新成果和新技術需要各種渠道才能得以應用和轉化為生產力!所以我們年輕黨員應積極利用與農業合作社、企業建立合作關系、技術推廣活動、科技下鄉活動、科技人員蹲點、農業技術孵化器和新技術新成果交易所等多種形式、渠道和平臺去推廣農業科技創新成果和提高農民的素質。唯此才能使新的農業科技成果得到更快的應用,并經受更多實際考驗而得以改進。
關鍵詞:人臉識別;嵌入式門禁系統;設計
0 引言
隨著社會經濟的快速發展,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。傳統的機械鎖、單片機控制類的刷卡式等門禁系統由于需要近距離接觸,容易丟失、損壞和復制等缺點,已經不能滿足人們日益增長的安全需要。而嵌入式人臉識別門禁系統作為人臉識別技術和嵌入式技術結合,生產出的門禁系統,具有采集設備簡單,難仿冒,抗攻擊能力強,符合人們的生活使用習慣,安全性高等優點,越來越受人們的青睞,并得到廣泛的應用。基于此,筆者對嵌入式人臉識別門禁系統進行了相關的介紹。
1 系統工作原理
門禁系統屬于公共安全管理系統范疇,本系統基于人臉的臉部特征作為唯一的特征,人臉識別技術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系就可以可靠的識別出一個人的身份信息。系統工作原理如下:
(1)門禁權限授予
本門禁系統目的是為了實現人員出入權限的控制及出入信息的記錄。通過門禁權限的授予,可以對門禁進行管理,限制未經制受權的人員進出特定的區域,并且使已獲受權人員在進出上更加便捷。本系統設計中,用戶可以通過攝像頭采集同一個人的臉部的不同角度,姿態圖片,并登記相關的部門,姓名,工號等信息作為門禁授權,建立人臉門禁權限數據庫。本系統授權的圖片最多只需5張,最少一張。
(2)門禁控制
用戶在需要進行控制的區域安裝門禁系統以后,當有人員需要進出時,只需看著攝像頭來核對身份。系統對該人員的臉部進行檢測,識別,然后對數據庫進行匹配,以此來進行權限分析,如果已經獲得授權,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限,那么門鎖不會打開,并且記錄同一個人違規的次數,超過3次識別失敗,就會報警。
(3)門禁系統設置
可以在該系統中對人員的權限和信息進行注冊,更改,取消等設置。
(4)事件記錄
當系統正常運行時,對各種出入事件、異常事件及其人員圖片進行記錄,保存在數據庫中,以備日后查詢。
2 系統設計思路
2.1 系統方案
目前常用的嵌入式系統設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而言,由于DSP不支持操作系統,因此不適合做嵌入式Linux的系統方案。而ARM作為系統控制比較好,DSP專門用來處理圖片,考慮到開發成本及實際應用需求,筆者采用了ARM+Linux+人臉識別算法軟件的方案設計。首先搭建好ARM+Linux的系統軟硬件平臺,并將相關驅動程序也移植成功;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境,接著重點是優化人臉識別技術,或者采用更先進的人臉識別算法,從而提高識別率。
2.2系統硬件設計
該嵌入式人臉識別門禁系統的設計如圖1:
(1)控制CPU
本設計中的ARM9處理器采用S3C2440芯片,其主要功能是:采集攝像頭中的數據,將數據以視屏的方式顯示在LCD上,通過觸摸屏來進行數據查詢和人員登記,門鎖驅動電路是通過CPU檢測到的識別輸出來控制門鎖,蜂鳴報警器用于違規人員嚴重違規時報警,并且CPU負責實時顯示或查詢人員出入記錄。
(2)攝像頭采集模塊
攝像頭采集模塊是通過SCCB總線來進行數據傳輸,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,將采集到的數據傳輸給ARM9,然后ARM9會通過Camera解碼器、控制器來處理和控制數據,通過V4L2驅動接口來訪問和操作視頻數據。
(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,將顯卡的硬件結構抽象為數據結構,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像素數據輸出端口,VSYNC和HSYNC為垂直和水平同步信號,ENABLE為數據使能信號,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)網絡接口
本系統采用了DM9000網卡芯片,自適應10/100M的網絡,可以使用普通的網線即可連接到路由器或者交換機。可以實時的通過網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為網絡接口電路。
(5)門鎖驅動電路
一般的門控鎖都是高/低電平來控制開/關。本系統采用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,采用高阻態和低電壓來對門鎖開/關進行控制。
2.3 系統軟件設計
本系統的軟件設計主要分為三部分:Socket網絡通信;基于ARM9的人臉識別軟件設計;PCA人臉識別算法。
2.3.1 Socket網絡通信
該部分主要是在VS2010的平臺上利用MFC來完成軟件的設計,然后將數據保存到當月的文件中。圖4為socket網絡通信建立的連接流程圖。
2.3.2基于ARM9的人臉識別軟件設計
在ARM9中,主要是在QT平臺上完成軟件設計。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,加載人臉訓練庫文件,推薦使用Opencv中的haarcascade_frontalface_atl.xml訓練庫,當然,如果需要自己制作訓練庫,可以使用MIT人臉庫來進行訓練。通過harr分類器來檢測圖片中是否有人臉,如果有,則將該區域作為一序列的矩形框返回。并從獲取到的該區域和人臉個數信息,根據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,將特征數據與之前所有錄入的人的特征值進行搜索匹配。當相似度超過設定的閾值,則將匹配結果輸出,并在數據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據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)初始化數據
//每一行表示一個樣本
CvMat*pData=cvCreateMat(總的樣本數,每個樣本的維數,CV_32FC1);
CvMat*pMean=cvCreateMat(1,樣本的維數,CV_32FC1);
//pEigVals中的每個數表示一個特征值
CvMat*pEigVals=cvCreateMat(1,min(總的樣本數,樣本的維數),CV_32FC1);
//每一行表示一個特征向量
CvMat*pEigVecs=cvCreateMat(min(總的樣本數,樣本的維數),樣本的維數,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,結果保存在pResult中,pResult中包含了P個系數。
CvMat*pResult=cvCreateMat(總的樣本數,PCA變換后的樣本維數(即主成份的數目),CV_32FC1);
cvProjectPCA(pData,pMean,pEigVecs,pResult);
(4)重構,結果保存在pRecon中
CvMat*pRecon=cvCreateMat(總的樣本數,每個樣本的維數,CV_32FC1);
cvBackProjectPCA(pResult,pMean,pEigVecs,pRecon);
(5)重構誤差的計算
計算pRecon和pData的"差"即可。
3 系統測試
為了驗證本文所述的人臉識別系統的優越性,進行了一系列的綜合測試。實驗人臉數據庫可提前準備好,并且每個人只保存5張人臉圖像,圖像可以是多姿態多角度的。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,測試分析結果如表1所示,從表1可以看出,該人臉識別系統的總平均識別率高達99%。
4 結束語
綜上所述,嵌入式人臉識別門禁系統作為一種新興的門禁系統,具有使用方便,可接受性強,簡單直觀,識別精度高,速度快,不易仿冒等優點,被廣泛應用于出入口控制等領域,具有廣闊的市場應用前景。本文設計了一個嵌入式人臉識別門禁系統,該系統操作簡單,靈活方便,造價低廉,性能穩定。經測驗,該系統的識別精度高,可有效保障小區、公司等地方門禁進入的安全,值得大力推廣應用。
參考文獻