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“现在,GPU计算的应用范围已经大大拓展。除生物、石油等、流体模拟等传统高性能计算领域都采用GPU做应用研究之外,在航空航天装备研制、卫星遥感数据处理、气象预报、海洋环境数值模拟、石油勘探数据处理、生物医药研究、金融工程数据分析、新材料开发和设计、计算结构力学、生命科学计算、流体动力学、计算机视觉、数据挖掘、数值分析等应用中都可以使用GPU。”戴荣表示:“GPU服务器需要在设计和用户需求两方面寻求突破。设计方面,GPU服务器需要通过接入尽量多的GPU来提高计算密度,同时控制好整机能耗,解决散热问题;用户角度来看,服务器的稳定、应用的加速效果和性价比是最受关注的。”
曙光此次推出的GPU服务器有三款。其中,基于曙光TC4600刀片服务器平台的TC4600 CB60-G15-TG可在5U空间中插入4个GPU刀片和2个普通刀片,集成8颗GPU加速单元和12个英特尔Romley-EP处理器的计算能力,满足对计算能力要求较高的用户的需求;天阔I620-G15机架式服务器为双路服务器增加了GPU加速卡,性能、扩展性突出;天阔W580I-G10工作站则提供了一款性能卓越的双路GPU工作站。
“以前的GPU服务器大都是针对用户需求定制的,主要面向高性能计算领域。现在的GPU服务器则更加通用。这是由于,在过去的几年内,各种应用不断地被移植到GPU平台上。同时,曙光也投入了大量的工程师来研究适用于GPU的应用软件,帮助用户尽可能高效的使用GPU,并推出了基于GPU的管理软件 Gridview集群监控管理软件。”戴荣介绍,曙光已经可以向用户提供从硬件到应用的一揽子解决方案,这是曙光推出GPU服务器的前提。
“与曙光合作推出GPU服务器,就是希望和曙光在应用方面做出更多合作,更好地帮更多领域的用户解决问题。”NVIDIA公司全球副总裁潘迪表示。
大家好!
我叫方强,来自于作物林果所。今天我演讲的题目是“加强科技创新,更好服务’三农’”。
今年是实施国家“十一五”规划和××市“十一五”规划的开局之年,也是实施××市农业科学院“十一五”科技发展规划的起点。在建设社会主义新农村的号角下,这些规划无疑为我们农业科技工作者进一步指明了前进的方向。近一二十年来,作物林果所的科技工作者很好地实践了科技兴农、科技强农的历史任务。他们成功培育出具有自主知识产权的“沪油”系列双低油菜、“申优”系列杂交粳稻、“沪玉糯”系列糯玉米等作物新品种和桃、梨、葡萄等果树新品种,为××、长江流域乃至全国的农产品增产、农民增收做出了重要贡献。
时代在进步,科技在发展,在实践“十一五”、全面建设小康社会的进程中,作为一名新时代的年轻党员,面对远景目标和学科发展中的重大问题,我们是不是更需要多一份关注和思考呢?我们的研究成果究竟能够在多大程度上转化为生产力而为社会发展做出贡献呢?我们的技术研究体系究竟能够支撑多大企业的创新和可持续发展呢?而在这要害发展阶段,作为各学科各岗位的有生力量,我们年轻党员又该担负起什么样的责任呢?我想,我们要继续和发扬老一辈优秀科技工作者的优良传统,积极发挥艰苦奋斗、刻苦钻研、团结协作的精神,争做技术的转化者和传播者,让科研成果惠及“三农”事业。
农业科技创新需要我们年轻党员发扬艰苦奋斗、刻苦钻研的精神。新时期,新任务,新要求!目前我国在果蔬加工转化能力方面与发达国家有较大差距,而且在农产品加工领域仍有很多要害技术需要突破。例如计算机视觉识别与分级技术、膜分离技术、超临界萃取技术、微波加热与杀菌技术、超高压加工技术等。所有这些都要求我们从事农产品加工的科技人员积极发扬艰苦奋斗、刻苦钻研的精神。而面对农业科技创新中的更多的问题和挑战时,我们该怎么办呢?我想,我们年轻党员应不畏艰辛,紧紧抓住本学科发展研究中的前沿问题,努力把握企业的生产创新动向,深刻了解农业生产应用中的具体需求,唯此我们才能更快的站在科研的制高点,作农业科技创新的排头兵!
农业科技创新需要我们年轻党员发扬团结协作的精神。国家“十一五”规划中提出“要加快建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系,形成自主创新的基本体制框架。”可见,我们的技术创新必须要与企业、生产、市场更加紧密地结合在一起。同时农业科技创新也是系统工程,需要多学科的共同协作。例如,我们农产品加工课题组就积极联合园艺所青花菜育种课题组及青花菜种植企业进行农委“萝卜硫素提取加工工艺研究及中试产品开发”项目的联合攻关,以期在芸苔属蔬菜综合利用、品种选育和功能产品开发上做出贡献。这种多主体、多学科的合作已经成为一种我们不能忽视的需求!所以我们年轻党员要发扬团结协作的精神,紧紧团结在学科带头人的四周,努力构建面向企业、生产、市场的科技服务合作体系和多学科的联合攻关合作体系,唯此我们才能发挥出团体创新的力量,创造出更多的新技术和新成果。
农业科技创新需要我们年轻党员争做技术的传播者和转化者。我想科研的目的是促进生产力的发展,而技术推广正是农业科技促进生产力发展中的重要环节。我所在的农产品加工课题组日前与一个蒜姜产品加工企业进行了交流,由于受到产品老化和贸易壁垒等问题,他们迫切需要进行产品升级和技术更新,而我们的技术创新优势和建议的市场前景好的产品形式得到了他们的认可,我们很快就达成了初步的合作意向。由此看来,科技创新成果和新技术需要各种渠道才能得以应用和转化为生产力!所以我们年轻党员应积极利用与农业合作社、企业建立合作关系、技术推广活动、科技下乡活动、科技人员蹲点、农业技术孵化器和新技术新成果交易所等多种形式、渠道和平台去推广农业科技创新成果和提高农民的素质。唯此才能使新的农业科技成果得到更快的应用,并经受更多实际考验而得以改进。
关键词:人脸识别;嵌入式门禁系统;设计
0 引言
随着社会经济的快速发展,人们的生活水平也日益提高,对安全的需求也越来越强烈。门禁系统作为人们安全防护的一个重要组成部分,受到了人们的普遍重视。传统的机械锁、单片机控制类的刷卡式等门禁系统由于需要近距离接触,容易丢失、损坏和复制等缺点,已经不能满足人们日益增长的安全需要。而嵌入式人脸识别门禁系统作为人脸识别技术和嵌入式技术结合,生产出的门禁系统,具有采集设备简单,难仿冒,抗攻击能力强,符合人们的生活使用习惯,安全性高等优点,越来越受人们的青睐,并得到广泛的应用。基于此,笔者对嵌入式人脸识别门禁系统进行了相关的介绍。
1 系统工作原理
门禁系统属于公共安全管理系统范畴,本系统基于人脸的脸部特征作为唯一的特征,人脸识别技术主要通过分析人脸的全局特征和局部特征。从摄像头中检测人脸,然后通过分析人脸的特征值和相对位置关系就可以可靠的识别出一个人的身份信息。系统工作原理如下:
(1)门禁权限授予
本门禁系统目的是为了实现人员出入权限的控制及出入信息的记录。通过门禁权限的授予,可以对门禁进行管理,限制未经制受权的人员进出特定的区域,并且使已获受权人员在进出上更加便捷。本系统设计中,用户可以通过摄像头采集同一个人的脸部的不同角度,姿态图片,并登记相关的部门,姓名,工号等信息作为门禁授权,建立人脸门禁权限数据库。本系统授权的图片最多只需5张,最少一张。
(2)门禁控制
用户在需要进行控制的区域安装门禁系统以后,当有人员需要进出时,只需看着摄像头来核对身份。系统对该人员的脸部进行检测,识别,然后对数据库进行匹配,以此来进行权限分析,如果已经获得授权,那么计算机上会显示该人员的部门,姓名,工号,识别时间等信息,驱动门锁装置开锁,人员可以自行通过。若该人员未获得门禁权限,那么门锁不会打开,并且记录同一个人违规的次数,超过3次识别失败,就会报警。
(3)门禁系统设置
可以在该系统中对人员的权限和信息进行注册,更改,取消等设置。
(4)事件记录
当系统正常运行时,对各种出入事件、异常事件及其人员图片进行记录,保存在数据库中,以备日后查询。
2 系统设计思路
2.1 系统方案
目前常用的嵌入式系统设计方案主要有视频采集芯片+DSP、视频采集芯片+ARM,ARM+人脸识别算法软件等方案。对于人脸识别门禁系统而言,由于DSP不支持操作系统,因此不适合做嵌入式Linux的系统方案。而ARM作为系统控制比较好,DSP专门用来处理图片,考虑到开发成本及实际应用需求,笔者采用了ARM+Linux+人脸识别算法软件的方案设计。首先搭建好ARM+Linux的系统软硬件平台,并将相关驱动程序也移植成功;然后,移植人脸识别运行OpenCV计算机视觉库,为下一步移植和运行人脸识别程序提供环境,接着重点是优化人脸识别技术,或者采用更先进的人脸识别算法,从而提高识别率。
2.2系统硬件设计
该嵌入式人脸识别门禁系统的设计如图1:
(1)控制CPU
本设计中的ARM9处理器采用S3C2440芯片,其主要功能是:采集摄像头中的数据,将数据以视屏的方式显示在LCD上,通过触摸屏来进行数据查询和人员登记,门锁驱动电路是通过CPU检测到的识别输出来控制门锁,蜂鸣报警器用于违规人员严重违规时报警,并且CPU负责实时显示或查询人员出入记录。
(2)摄像头采集模块
摄像头采集模块是通过SCCB总线来进行数据传输,可以使用ARM9的IO口模拟SCCB总线来传输,其实SCCB总线就是IIC总线的子系统,将采集到的数据传输给ARM9,然后ARM9会通过Camera解码器、控制器来处理和控制数据,通过V4L2驱动接口来访问和操作视频数据。
(3)LCD液晶屏模块
LCD液晶屏模块采用Linux自带的Framebuffer机制来模仿显卡的功能,将显卡的硬件结构抽象为数据结构,然后通过Framebuffer的接口直接对LCD进行读写操作。图2为LCD的接口电路。其中,VD[23:0]接口为LCD像素数据输出端口,VSYNC和HSYNC为垂直和水平同步信号,ENABLE为数据使能信号,DOTCLK为像素时钟信号,TSXM,TSYM,TSXP,TSYP等引脚用于触摸屏的,LCD_PWREN为LCD电源使能端口。
(4)网络接口
本系统采用了DM9000网卡芯片,自适应10/100M的网络,可以使用普通的网线即可连接到路由器或者交换机。可以实时的通过网线将出入管理的记录以及摄像头获取的图片保存在计算机中,便于以后查询记录。图3为网络接口电路。
(5)门锁驱动电路
一般的门控锁都是高/低电平来控制开/关。本系统采用PIC817光耦芯片来对门锁控制模块进行隔离控制,这样可以增强了驱动能力,减少两个模块的干扰。在控制门锁的时候,采用高阻态和低电压来对门锁开/关进行控制。
2.3 系统软件设计
本系统的软件设计主要分为三部分:Socket网络通信;基于ARM9的人脸识别软件设计;PCA人脸识别算法。
2.3.1 Socket网络通信
该部分主要是在VS2010的平台上利用MFC来完成软件的设计,然后将数据保存到当月的文件中。图4为socket网络通信建立的连接流程图。
2.3.2基于ARM9的人脸识别软件设计
在ARM9中,主要是在QT平台上完成软件设计。其中,主要功能是人脸识别的功能。首先打开摄像头,从摄像头中获取一张图片,加载人脸训练库文件,推荐使用Opencv中的haarcascade_frontalface_atl.xml训练库,当然,如果需要自己制作训练库,可以使用MIT人脸库来进行训练。通过harr分类器来检测图片中是否有人脸,如果有,则将该区域作为一序列的矩形框返回。并从获取到的该区域和人脸个数信息,根据人脸位置来进行人脸截图,然后对截取下来的人脸图片进行灰度变换,直方图均衡化等处理后,进行特征提取,最后,将特征数据与之前所有录入的人的特征值进行搜索匹配。当相似度超过设定的阈值,则将匹配结果输出,并在数据库中读取该人员的信息并显示。图5为人脸识别流程图。
2.3.3 PCA人脸识别算法
PCA算法主要作用是通过对人脸图片数据进行降维来映射到底维的子空间,从而获取主成分。具体步骤如下:
(1)初始化数据
//每一行表示一个样本
CvMat*pData=cvCreateMat(总的样本数,每个样本的维数,CV_32FC1);
CvMat*pMean=cvCreateMat(1,样本的维数,CV_32FC1);
//pEigVals中的每个数表示一个特征值
CvMat*pEigVals=cvCreateMat(1,min(总的样本数,样本的维数),CV_32FC1);
//每一行表示一个特征向量
CvMat*pEigVecs=cvCreateMat(min(总的样本数,样本的维数),样本的维数,CV_32FC1);
(2)PCA处理,计算出平均向量pMean、特征值pEigVals和特征向量pEigVecs
cvCalcPCA(pData,pMean,pEigVals,pEigVecs,CV_PCA_DATA_AS_ROW);
(3)选出前P个特征向量(主成份)并投影,结果保存在pResult中,pResult中包含了P个系数。
CvMat*pResult=cvCreateMat(总的样本数,PCA变换后的样本维数(即主成份的数目),CV_32FC1);
cvProjectPCA(pData,pMean,pEigVecs,pResult);
(4)重构,结果保存在pRecon中
CvMat*pRecon=cvCreateMat(总的样本数,每个样本的维数,CV_32FC1);
cvBackProjectPCA(pResult,pMean,pEigVecs,pRecon);
(5)重构误差的计算
计算pRecon和pData的"差"即可。
3 系统测试
为了验证本文所述的人脸识别系统的优越性,进行了一系列的综合测试。实验人脸数据库可提前准备好,并且每个人只保存5张人脸图像,图像可以是多姿态多角度的。此外,实验要求光线较好、完整人脸的条件下进行,并对6名成员分别进行了100次的测试,测试分析结果如表1所示,从表1可以看出,该人脸识别系统的总平均识别率高达99%。
4 结束语
综上所述,嵌入式人脸识别门禁系统作为一种新兴的门禁系统,具有使用方便,可接受性强,简单直观,识别精度高,速度快,不易仿冒等优点,被广泛应用于出入口控制等领域,具有广阔的市场应用前景。本文设计了一个嵌入式人脸识别门禁系统,该系统操作简单,灵活方便,造价低廉,性能稳定。经测验,该系统的识别精度高,可有效保障小区、公司等地方门禁进入的安全,值得大力推广应用。
参考文献