基于DirectShow的脑机接口图像视觉刺激器

视觉刺激器是刺激脑电信号的重要方式.为了满足想象左右手运动的脑机接口系统的特定需求,为其提供人机交互界面,采用了DirectShow、多线程和并口通信技术,在DirectShow中自定义过滤器,设计并实现了基于DirectShow的实时图像视觉刺激器.系统的开发工具是VC++,运行环境是Windows,脑机接口的数据采集仪器为Biosemi公司生产的Active One多道生理信号采集系统.最后通过脑机接口实验证明:能在满足时间精度要求的前提下,完成图像刺激的控制、并口通信等功能,为想象运动脑电的效果提供了很好的保证.     

基于诱发脑电的人机交互系统的设计与实现

提出一种基于稳态视觉诱发脑电（SSVEP）的人机交互控制系统的设计方法。该系统采用闪烁刺激使操作者产生SSVEP信号,通过采集电路将信号送入PC中,由软件对其进一步处理和分析,提取出刺激器的闪烁频率,进而转换成相应的控制命令控制机械手臂操作。由于采用软硬件相结合的刺激源、信号逐级放大的电露设计、程序在线检测算法等,系统具有很好的人机交互的实时性和稳定性。检测算法对SSVEP的识别准确率达到90％以上。     

Hilbert-Huang变换在脑电信号提取中的应用

高频视觉刺激可以拓宽可用的视觉刺激频率,而且可以减轻使用者的视觉疲劳,使基于视觉诱发电位的脑机接口系统更加实用化。但高频视觉刺激下的稳态视觉诱发电位信号幅值过低不易进行特征提取。本文提出一种新的视觉诱发电位提取方法,结合Hilbert-Huang变换与快速傅立叶变换方法来提取脑电信号。实验结果表明,用这种信号处理方法可以准确提取出高频稳态视觉诱发电位信号特征量,而且可以将脑电信号中的眼电干扰去除,并应用于脑机接口系统中。     

基于虚拟现实技术的移动机器人视觉伺服控制系统设计

为了有效确保移动机器人视觉伺服控制效果,提高移动机器人视觉伺服控制精度,设计了基于虚拟现实技术的移动机器人视觉伺服控制系统。通过三维视觉传感器和立体显示器等虚拟环境的I/O设备、位姿传感器、视觉图像处理器以及伺服控制器元件,完成系统硬件设计。从运动学和动力学两个方面,搭建移动机器人数学模型,利用标定的视觉相机,生成移动机器人实时视觉图像,通过图像滤波、畸变校正等步骤,完成图像的预处理。利用视觉图像,构建移动机器人虚拟移动环境。在虚拟现实技术下,通过目标定位、路线生成、碰撞检测、路线调整等步骤,规划移动机器人行动路线,通过控制量的计算,实现视觉伺服控制功能。系统测试结果表明,所设计控制系统的位置控制误差较小,姿态角和移动速度控制误差仅为0.05°和0.12m/s,移动机器人碰撞次数较少,具有较好的移动机器人视觉伺服控制效果,能够有效提高移动机器人视觉伺服控制精度。     

基于DSP和ARM的便携式脑电信号处理系统的实现

为使脑一机接口技术(brain-computer interface,BCI)面向实用化、产品化,建立便携式的处理平台成为重要研究问题;系统采用现场可编程门阵列(FPGA)控制VGA显示器,设计了多功能视觉诱发刺激器,实时在线产生多种组合模式的刺激信号,诱发稳态视觉诱发电位;信号采集后放入到数字信号处理器(DSP)中,经过FIR滤波和FFT算法的处理后,得到辨识度较高的视觉诱发电位信号,并由无线将数据发送给STM32处理器,在LCD触屏上实时显示;实验结果表明系统实时采集、处理、显示脑电信号,相对于目前的BCI系统实现了多平台的便携式。     

基于虚拟仪器LabVIEW的脑—机接口系统

给出了基于瞬态视觉诱发电位的脑-机接口系统在LabVIEW环境下的实现方案。该方案的关键部分是视觉刺激器的设计和脑电信号的提取两部分。不同的刺激模块代表了多种可能的选择,受试者注视屏幕上其中一个目标,分析诱发电位可判别试者所注视的目标。采用累加平均和滤波的方法提高信噪比,用于提取微弱的脑电信号。该方案能有效地诱发出可识别的具有特征性的视觉诱发电位,并且通过离线的信号处理能够提取出所诱发的视觉诱发电位。     

用于治疗功能性胃肠疾病的植入式电刺激器设计

所设计的植入式刺激器用于治疗功能性胃肠道疾病。该刺激器利用μC／OS-Ⅱ实时操作系统内核来建立稳定高效的软件系统。基于STM32F103芯片的硬件系统完成产生刺激脉冲,采集胃肠道压力信号的任务。刺激器通过无线通信模块与外部控制器进行通信,接收外部控制器的控制命令,并将采集到的压力数据发送给外部存储器进行存储。实验结果证明：样机输出波形正常,可以准确发送所采集的压力信息,电刺激系统设置的参数范围大,可以应用在动物实验中。     

基于FPGA的脑机接口实时系统

给出了以FPGA为核心,实现基于瞬态视觉诱发电位的脑机接口实时系统的方案。该方案包括脑电采集电路、基于FPGA的VGA视觉刺激器和FPGA开发板三部分。用FPGA取代计算机,作为脑机接口的控制和信息处理器。利用VHDL编程,在FPGA中实时处理采集的脑电信号,提取并识别瞬态视觉诱发电位信号,转换为控制命令,反馈给视觉刺激器。实验结果表明,本方案可以有效地实现脑机接口实时系统,并达到较高的正确率和通信速度。     

基于图像视觉伺服的模糊比例积分微分控制系统

针对传统比例积分微分(PID)参数难整定、控制性能不理想等问题,将模糊控制理论与PID控制器相结合,构成模糊PID控制器。采用Eye-to-Hand视觉模型,引入图像视觉伺服机制,通过图像获取误差信号来实现对PID控制器三个参数K_p、T_i和T_d的实时在线自适应调整。最后在以PC机、CompactRIO、NI-9401、互补金属氧化物半导体(CMOS)摄像头、电机驱动器及无刷直流(DC)电机组成的打孔机视觉伺服运动控制系统上完成了实验。结果表明,基于图像的视觉伺服模糊PID控制器相对于传统PID控制器响应速度提高了60%,超调量降低了80%,鲁棒性也更好;不仅能提高孔的定位精度,还能边加工边检测。     

视觉知识：跨媒体智能进化的新支点

回顾跨媒体智能的发展历程,分析跨媒体智能的新趋势与现实瓶颈,展望跨媒体智能的未来前景。跨媒体智能旨在融合多来源、多模态数据,并试图利用不同媒体数据间的关系进行高层次语义理解与逻辑推理。现有跨媒体算法主要遵循了单媒体表达到多媒体融合的范式,其中特征学习与逻辑推理两个过程相对割裂,无法综合多源多层次的语义信息以获得统一特征,阻碍了推理和学习过程的相互促进和修正。这类范式缺乏显式知识积累与多级结构理解的过程,同时限制了模型可信度与鲁棒性。在这样的背景下,本文转向一种新的智能表达方式——视觉知识。以视觉知识驱动的跨媒体智能具有多层次建模和知识推理的特点,并易于进行视觉操作与重建。本文介绍了视觉知识的3个基本要素,即视觉概念、视觉关系和视觉推理,并对每个要素展开详细讨论与分析。视觉知识有助于实现数据与知识驱动的统一框架,学习可归因可溯源的结构化表达,推动跨媒体知识关联与智能推理。视觉知识具有强大的知识抽象表达能力和多重知识互补能力,为跨媒体智能进化提供了新的有力支点。     

广告制胜的先决要素——视觉强度

视觉强度是所有诉诸视觉的艺术和设计追求的目的之一。广告是视觉艺术。若要释放这股强劲的潜能,视觉强度是视觉力量的保证。视觉强度,即对于视觉客体来说,是指对视觉主体的刺激或冲击程度;对于视觉主体来说,是指接受视觉对象刺激或冲击的强度,也称视觉感知度。一个人对不同的视觉对象产生不同的视觉感知度,而同一个视觉客体对不同人也可产生不同的冲击或刺激程度。空间与时间的差异也可引起视觉强度的差异。     

城市标志设计及其传播在城市营销中的应用问题研究

城市标志设计作为城市视觉设计中最重要的组成部分,在城市营销体系中有着十分关键的作用。城市标志是当今城市品牌管理的一个首要手段,也是城市形象传播的首要媒介,它包含了城市的理念、环境、文化、地理、经济、社会等各方面的信息。通过城市标志的传播,可以把城市这个综合产品推销到整个社会和人群当中,让所有生活在城市中的人们更加了解和热爱这个城市,并与城市的发展和谐共生。     

混合增强视觉认知架构及其关键技术进展

智能视觉系统虽然在大规模信息的特征检测、提取与匹配等处理上具备一定优势，但是在深层次认知上仍存在不确定性和脆弱性，尤其是针对视觉感知基础上的视觉认知任务，相关数理逻辑和图像处理方法并未实现质的突破，智能算法难以取代人类执行较为复杂的理解、推理、决策和学习等操作。为助力智能视觉感知和认知技术的进一步发展，本文总结了混合增强智能在视觉认知领域的应用现状，给出了混合增强视觉认知的基本架构，并对可纳入该架构下的应用领域及关键技术进行了综述。首先，在分析智能视觉感知内涵和基本范畴的基础上，融合人的视觉感知与心理认知，探讨混合增强视觉认知的定义、范畴及其深化过程，对不同的视觉信息处理阶段进行对比，进而在分析相关认知模型发展现状的基础上，构建混合增强视觉认知的基本框架。该架构不仅可依靠智能算法进行快速地检测、识别、理解等处理，最大限度地挖掘"机"的计算潜能，而且可凭借适时、适当的人工推理、预测和决策有效增强系统认知的准确性和可靠性，最大程度地发挥人的认知优势。其次，分别从混合增强的视觉监测、视觉驾驶、视觉决策以及视觉共享等4个领域探讨可纳入该架构的代表性应用及存在的问题，指出混合增强视觉认知架构是现有技术条件下能够更好地发挥计算机效能、减轻人处理信息压力的方式。最后，基于高、中、低计算机视觉处理技术体系，分析混合增强视觉认知架构中部分中高级视觉处理技术的宏观、微观关系，重点综述可视化分析、视觉增强、视觉注意、视觉理解、视觉推理、交互式学习以及认知评估等关键技术。混合增强视觉认知架构有助于突破当前视觉信息认知"弱人工智能"的瓶颈，将有力促进智能视觉系统向人机深度融合方向发展。下一步，还需在纯粹的基础创新、高效的人机交互、柔性的连接通路等方面开展更加深入的研究。     

直线特征的交互矩阵求取

直线特征在视觉跟踪、视觉伺服中具有重要作用, 但目前的直线交互矩阵的求取受到制约, 需要已知含有直线的平面在摄像机坐标系中的方程参数. 为摆脱含有直线的平面参数的约束, 本文利用两点的极坐标推导出直线的交互矩阵, 并给出直线交互矩阵求取方法. 经分析得知, 对于与摄像机光轴接近垂直的直线, 其在成像平面上的角度变化主要受摄像机姿态变化的影响, 对摄像机的位置变化不敏感. 对于与摄像机光轴平行的直线, 其在成像平面上的角度变化受摄像机旋转以及垂直于光轴平移 的影响较大. 实验结果验证了本文方法的有效性.     

基于网页界面的视觉构成要素分析

本文主要分析了构成网页界面的视觉要素,对构成要素进行了分类,并分别对每一类要素进行了具体分析,希望能为网页界面视觉设计提供一定的参考。     

Visual development of database applications

An exclusively visual approach to the development of database applications is introduced. Graphical tools and techniques are designed to represent all components of an application system, and all phases of the development process. Data, constraints, queries, transactions and programs are all expressed graphically. Analysis, design, maintenance, and even inference are carried out using graphical techniques. The visual approach is expected to be most appropriate for end users, and it is likely to encourage end-user participation in application development.     

基于背景原型对比度的显著性物体检测

针对传统显著性模型在自然图像的显著性物体检测中存在的缺陷,提出了一种利用背景原型(background prototypes)进行对比的视觉关注模型,以实现显著性物体的检测与提取;传统显著性模型主要通过计算区域中心与四周区域差异性实现显著性检测,而自然场景中显著性区域和背景区域往往都存在较大差异,导致在复杂图像中难以获得理想检测效果;基于背景原型对比度的显著性物体检测方法在图像分割生成的超像素图基础上,选择距离图像中心较远的图像区域作为背景原型区域,通过计算图像中任意区域与这些背景原型区域的颜色对比度准确检测和提取图像中的显著性物体;实验结果表明,基于背景原型对比度的显著性模型可以更好地滤除杂乱背景,产生更稳定、准确的显著图,在准确率、召回率和F-measure等关键性能和直观视觉效果上均优于目前最先进的显著性模型,计算复杂度低,利于应用推广。     

基于镜面反射型视觉传感器的车窗装配系统

机器人视觉伺服系统是机器人领域的一个重要研究方向,它的研究对于开发手眼协调的机器人在工业生产、设备制造等方面的应用有极其重要的意义。该文介绍了一种基于镜面反射型视觉传感器的车窗装配系统,着重介绍了该系统的设备构成、设计方案。最后分析了目前研究中存在的问题及今后的研究方向。     

关联中的意义——对视觉符号本质的思考

本文旨在由事物之间相关联的属性,探究视觉符号中的关联意义,结合现实生活中的实例和历史文化中的视觉符号语言,揭示其魅力以及视觉形象对人们的心理的导向性。同时结合笔者多年参与视觉传达设计的实践经验,分析视觉语言传达所要把握三点,即掌握关联、打破关联和建立关联。通过对其分析、总结,从而对视觉语言的关联意义进行剖析。