Service-oriented smart home applications: composition, code generation, deployment, and execution

A smart home usually has a variety of devices or home appliance, instead of designing software for a specific home, this paper proposes a service-oriented framework with a set of ontology systems to support service and device publishing, discovery of devices and their services, composition of control software using existing control services that wrap devices, deployment, and execution of the composed service in an computing environment, monitoring the execution, and recovery from device failure. The ontology systems specify semantic information about devices, services, and workflows used in various smart home, and users can compose and recompose services for their specific needs. New devices, workflows, and services can be added into ontology. Most of the steps in this process can be automated including code generation. For example, service composition will be carried out in three steps: abstract workflow design, function construction, and device discovery, and different codes can be generated for different computing platforms such as Java and Open Services Gateway initiative environments. In this way, a variety of smart home can be constructed rapidly using the framework by discovery and composition using existing services and workflows. This paper illustrates this framework using a media control example to illustrate the ontology, discovery, composition, deployment, execution, monitoring, and recovery.     

可复用微处理器片上调试功能的设计与实现

为了方便软件与应用系统的开发与调试,提出一种可复用的微处理器片上调试方法.通过设计通用的调试指令集和增加调试模块,并扩展处理器内核功能,实现了断点设置与取消、内核运行的流水级精确控制、内核资源访问、任意程序段运行中特殊事件的统计等片上调试功能.该方法已在自主研发的SuperV_EF01 DSP上实现.在CMOS 90 nm 工艺下的综合结果表明,新增的片上调试功能不影响SuperV_EF01 DSP的关键路径时序,而芯片总面积仅增加了3.87％.     

基于网络图像的阿奇姆博多拼图

拼图是使用不同形式的素材进行组装的合成艺术.文中介绍了一种崭新的拼图创作方法,通过挑选主题相关的网络图像的前景抠图来表现一幅输入图像,能够生成奇异的具有阿奇姆博多风格的拼图.鉴于网络图像数据的海量规模,总能够找到合适的前景抠图来匹配输入图像的各个分割部分;通过将挑选的前景抠图按照一定的规则进行组装,使其在整体上可以从形状和颜色表现输入图像,而在局部每个前景抠图仍然可以辨识.实验结果和用户体验表明,采用文中方法可以有效地生成具有娱乐性的阿奇姆博多拼图.     

基于轮廓边拟合的软影映射算法

针对实时软影映射算法在绘制大面积光源时绘制效率不高的问题,提出一种基于轮廓边拟合的快速软影映射算法.该算法在场景阴影映射图中的固定尺寸的块内拟合轮廓边直线,并用一种层次化的数据结构来保存拟合的轮廓边直线;再利用反投影轮廓边直线的方法快速地计算着色点的可见性,生成真实的软影效果.实验结果表明,与现有的算法相比,文中算法在不显著降低软影质量的基础上有效地提高了绘制效率.     

三维标量场并行等值面提取与绘制技术

通过研究并行等值面提取与绘制的各项关键技术要点,面向三维标量场的特点,在sort-last并行绘制模式的基础上提出一个三维标量场并行等值面提取与绘制框架.该框架在任务分配时采用静态分配的模式,在等值面提取时采用Marching Tetrahedra等值面提取算法,在并行绘制与场景合成时采用预先构建绘制节点控制模型的混合场景并行绘制合成算法.实验结果表明,该框架能够有效地提高大规模时变三维标量场的等值面提取与绘制效率,满足实际应用的需要.     

折线链节点标注技术

针对传统多边形位置关系计算比较烦琐,以及简单多边形的理论难以拓展到一般多边形的问题,提出标注节点状态的方法.通过定义11种位置来描述折线链上每个节点的状态,再采用"线段端点与线段"和"线段端点与邻折线"的标注方法来实现任意折线链的标注,同时利用两线段分割预处理使相交仅发生在端点处,从而使算法更高效;然后给出折线链基本位置关系的节点特征,并且探讨了三维顶点的标注方法.该方法的标注原理简单、方法实用,算法空间和时间复杂度分别为O(n)和O(n2).实验结果表明,该方法对任意形状的折线链都能实现稳定标注;通过搜索节点状态特征可以求解折线链间的相互关系,还可以实现一般折线链的碰撞检测、相交区域计算以及多边形简单化分解等.     

连续体结构的参数化水平集统一优化

针对传统分步式结构优化设计的不足,提出一种同时进行结构拓扑、形状和尺寸统一优化的设计方法.首先采用水平集函数描述统一的结构优化模型和几何尺寸边界,通过引入紧支径向插值基函数将结构拓扑优化变量、形状优化变量和尺寸优化变量变换为基函数的扩展系数;然后取该扩展系数为设计变量,借助一种参数的变化表达3种优化要素对结构性能的影响,将复杂的多变量优化问题变换为相对简单的参数优化问题,有利于与相对成熟的优化算法相结合提高求解效率;进一步用R函数将其融合为一个整体,构造出统一优化模型,并用最优化准则法进行求解.最后通过数值案例证明了该方法的有效性和精确性.     

基于遥感变化检测的石漠化信息自动提取

滇黔桂地区被划定为限制开发区后,石漠化的研究变得越来越热,而信息提取是这些研究的重要内容。当前石漠化信息提取主要依据静态指标进行,鉴于静态方法的不足,在动态机理剖析的基础上,综合考虑石漠化的静态景观及其动态属性,以贵州和云南交界区域为实验区,1992年和2001年两个时相的TM/ETM+影像为数据源,研究遥感变化检测方法在石漠化信息自动提取中的应用。在几何校正和辐射校正的基础上对两个时相的影像实施差值变化检测,将实验区分为变化区和无变化区两类,根据石漠化机理进一步将变化区分为石漠化区和逆石漠化区,完成石漠化信息识别,经验证Kappa系数为0.854。结果表明:遥感变化检测方法对石漠化有较好的识别效率和精度,能够为石漠化的综合防治提供科学依据。     

一种基于偏最小二乘法的室外光照估计算法

针对固定视点下的室外场景在线视频光照求解问题,提出一种基于偏最小二乘室外场景实时光照估计算法.在离线阶段提取场景中对光照变化较为敏感的区域,并将这些区域像素值的均值与方差的无偏估计作为场景图像的统计参数,再利用偏最小二乘回归分析建立场景的光照参数与图像统计参数之间的模型;在在线阶段使用所建立的模型实时估计视频每一帧的光照条件.实验结果表明,使用该算法所求解的光照参数对虚拟物体进行绘制并将其融入视频中后,合成场景真实感很强.     

涡流阵列传感器半解析模型的直接FFT构建方法

针对分布式激励源涡流阵列传感器半解析模型的构建问题,提出了传感器半解析模型的直接FFT构建方法。该方法首先通过虚拟采样和FFT得到传感器导线界面处线电流密度的傅里叶变换系数,然后根据层状介质空间中场量傅里叶变换系数传递关系,经反FFT得到场量的空间分布。建模过程和数值计算结果表明此方法不仅简化了半解析模型的建立过程,而且直接将激励源导线宽度考虑在建模过程之中,提高了建模精度;建立了该传感器的应用物理模型,数值仿真结果表明该传感器对其周围介质空间的电磁属性较为敏感,可望将该类型的传感器运用于金属结构的在线监测之中。