为减少电路功耗和噪声, 基于0.35 μm n-well CMOS(Complementary Metal\|Oxide Semiconductor)工艺, 设计了320×240焦平面探测阵列的读出电路。该电路给出了一种新型单
级电容跨导放大器, 采样保持电路为相关双采样电路。电容跨导放大器采用稳定的偏置电
路。该电路每帧图像的输出时间为10 ms, 输出图像为100帧/s。

针对H.264/AVC标准采用统一量化参数对深度图进行压缩, 并不能很好地保留深度图的边缘, 解码后深度图像严重影响虚拟合成视点主观质量这一问题, 在H.264/AVC扩展多视点编码（JMVC：Joint Multi-view Video Coding）框架基础上, 引进一种新的面向虚拟视点合成的深度图编码方法。根据深度图结构特点, 使用Sobel算子分析深度图当前块的边缘信息。如果当前块中含有目标边缘信息, 则通过减少Q_P值进行压缩编码; 如果当前块中不含边缘信息, 则增加Q_P值进行压缩编码。通过计算所有16×16,8×8,4×4块的率失真代价, 选择最小的率失真代价的预测模式。实验结果表明, 使用解码后的深度图合成虚拟视点, 该方法在与原JMVC几乎同等比特率的情况下, 提高了虚拟视点的主观合成质量。

为满足车载显示设备低成本、 小体积、 高性能以及高可靠性的要求, 提出了一种基于片上可编程系统SOPC(System On a Programmable Chip)和乒乓存储显示技术的车载信息终端设计。以现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array)作为硬件载体, 构建了基于PowerPC软处理器的液晶显示器LCD(Liquid Crystal Display)控制单元, 并以电子控制单元ECU(Electronic Control Unit)的形式接入到汽车自动控制系统中, 形成具有汽车状态的监测与存储功能的人机交互系统。对系统进行了时序与功能仿真, 并通过了硬件平台的测试。实验数据表明, 该系统可以实时显示行车信息并提供流畅的视觉体验。

为了调制射频信号在传输过程中引入的相移, 设计了中心频率为4.0 GHz的反射型线性360°模拟移相器, 利用分支线型定向耦合器和变容二极管实现360°移相。为了增加工作带宽, 采用两个双分支定向耦合器级联构成三分支定向耦合器。同时采用带有串联传输线和短路终端的反射终端电路, 使电路更易调节, 以获得最佳线性度和最大带宽。最终给出了移相器的线性度和插入损耗的仿真和测试结果。结果表明, 该移相器移相范围为360°, 带宽为200 MHz, 中心频率移相误差小于15°, 插入损耗波动小于3.5 dB。

为研究湿敏元件的湿度敏感特性, 在了解湿敏元件导电机理的基础上, 采用复阻抗分析法研究湿敏元件的湿度敏感特性。根据矢量法测量原理设计出有效的阻抗测量电路, 可对湿敏元件在不同湿度下的复阻抗进行测量, 且可实现在不同频率信号下对湿敏元件复阻抗的测量。测量系统主要由程控信号源和相敏检波电路两大部分组成, 分别采用DDS(Direct Digital Synthesizer)技术和模拟乘法器实现, 结构简单, 易于实现。实验结果证明了整个系统设计的可行性。

在设计数据采集系统时, 为使采集系统前端输出信号的带宽与后端处理模块相匹配, 在建立高阶Σ-Δ调制器理论模型的基础上, 对A/D转换器中的量化噪声功率谱的整形过程进行了研究。理论分析和仿真结果表明, 结合了过采样技术的高阶Σ-Δ型A/D转换器能大大降低量化噪声。

为解决电子鼻在食物品质评价中的应用问题, 设计了基于金属氧化物半导体型气体传感器阵列和\{Labview\}虚拟仪器的电子鼻系统。该系统通过对不同样品进行信号采集建立气味数据库, 信号采集系统由STM32微控制器和24位模数转换器AD7794构成, 采集的信号通过串口被传输到PC(Personal Computer), PC接收数据后, 使用在Labview平台下搭建的上位机软件, 通过内嵌的Matlab脚本对数据进行整理, 最终利用PCA(Principal Component Analysis)对数据进行分析, 获取气味指纹。该系统通过对5种不同种类食用酱的挥发气体进行检测, 建立气味数据库, 进而实现对未知酱品的检测, 最终实现了对不同种类的食用酱准确区分的方法。

Android视频通讯应用中通常使用View类显示视频解码图像。为解决使用常用图像拉伸方式将解码到的视频图像实时放大输出时遇到的内存严重消耗和输出延迟的问题, 分析了问题的原因, 并研究了基于Android自带API（Application Programming Interface）或使用JNI（Java Native Interface）算法的即时图像放大显示方法, 对得到的图像放大效果和放大所需的时间进行实验分析, 并根据实验结果进行源代码分析研究, 发现改进的方法, 最终提出一个解决问题的最合适的方案。

为提高图像加密算法的安全性能, 提出了一种改进的AES（Advanced Encryption Standard）超混沌加密算法。该算法根据超混沌系统产生的混沌序列进行排列组成S盒, 对明文图像做像素值替换；利用加入外部密钥的混沌序列分别对图像像素点进行行、 列位置置乱, 并对加密算法的安全性能进行了深入分析。仿真实验结果表明, 该算法具有更高的系统安全性, 不仅具有较大的密钥空间和较高的密钥敏感性, 而且能有效抵抗统计攻击和差分攻击等。

针对云计算环境下新型服务模式的引入以及虚拟化技术的使用为信息安全带来一系列新的安全隐患问题, 对公共云的安全性进行研究。从用户安全目标数据安全性和云服务可用性及性能两方面入手, 全面分析公共云面临的安全威胁。设计了公共云安全参考框架, 提出从用户管理、 数据安全、 数据中心软硬件安全和控制权转移引发的安全问题加强公共云安全性。最后对云安全评估进行了讨论。实验结果表明, 该结构能整体提高公共安全性, 抵御各类安全威胁。

为了研究单稳态触发器的触发特性, 分析了555单稳态触发器的触发特性, 研究了电路输出状态与外加触发信号的关系。发现输入触发信号为周期性脉冲信号时输出信号对输入信号的分频作用, 从而扩展了单稳态触发器的应用方向。Multisim仿真实验证明了所述观点正确性。

为使行车更安全, 经过对非均匀点状结冰路面状况的观察与模拟, 将实验获得的正常路面的附着系数与非均匀点状冰路面的附着系数进行比对分析, 结合理论与实际, 从多方面论述了车辆在非均匀点状结冰的路面上行驶的安全状况, 为行车安全提供了有价值的参考。

针对跨域校园网在管理、 维护和扩展问题, 采用BGP/MPLS（Border Gateway Protocol/MultiProtocol Label Switching）VPN(Virtual Private Network)技术对跨域校园网进行规划。以OPNET仿真软件为平台, 先构建跨域的3个校区, 并按照业务系统划分3个VPN, 对网络进行配置, 实现各校区相同VPN业务之间的通信； 然后在每个校区增加一个VPN业务, 对网络进行扩展。对比扩展前后网络性能仿真结果可看出, 业务扩展后, P(Provider)和PE(Provider Edge)设备的CPU利用率比较平稳； 网络延时没有明显增加的趋势； 负载虽有增加, 但变化仍然比较平稳。在跨域校园网中应用BGP/MPLS VPN技术, 具有很好的扩展性。

为在网络数据中搜索到所需相关数据, 通过对基于后缀数组的全文索引结构的改进研究, 设计和实现一种降低空间占用率并有效提高索引速度的全文索引结构加权有向词图。通过实验证明, 加权有向词图在相同问题规模下能降低存储空间, 同时不影响检索的效率, 是一种更为高效的全文索引结构。

为解决海量地学数据在数据集成与系统集成、 地学空间建模、 地学过程模拟仿真和矿产预测等方面缺少强大计算支撑平台的问题, 提出了基于G⁴I（Geology Geography Geochemistry Geophysics Information）的云计算网络服务子系统设计方案。概述了云计算技术, 探讨了采用云计算技术重构系统的可行性。设计并实现了云计算网络服务子系统的4层结构, 解决了新系统中资源调度、 数据存储、 数据管理和分布式编程等关键技术问题。

为实现对甲烷气体浓度的便携式快速检测, 设计一种基于STM32RBT6处理器的甲烷浓度便携式快速检测系统。该系统包含接触燃烧式甲烷气体传感器、 以集成运算放大器和数字电位器为核心的信号调整电路、 片上集成高精度数模转换电路、 铁电存储器、 集成USB（Universal Serial Bus）接口和液晶人机交互接口等。详细阐述了该系统的硬件设计和软件实现。系统的数据采集速率达到12 Mbit/s,与同类设计相比有显著提高, 通过基于VC++6.0的上位机软件绘制甲烷浓度变化曲线, 整个系统使用方便简洁。在实验室条件下进行实际测试, 配合上位机软件给出了实验结果。最终基于STM32的便携式甲烷浓度检测仪实现了对环境中甲烷气体浓度快速检测、 提升了检测系统给的性能。

针对捷联惯导系统（SINS: Strapdown Inertial Navigation System）误差模型在大方位失准角条件下非线性的特点, 对非线性滤波算法的研究具有十分重要的意义。扩展卡尔曼滤波（EKF: Extended Kalman Filter）精度低, 而且需要计算复杂的雅可比（Jacobian）矩阵； 而中心差分卡尔曼滤波（CDKF: Central Difference Kalman Filter）虽然精度稍高, 但计算量大, 且算法不稳定。为克服以上不足, 提出了迭代测量更新的平方根中心差分卡尔曼滤波(ISRCDKF: Iterative Square Root Central Difference Kalman Filter)算法, 并应用于SINS大方位初始对准中。通过滤波仿真, 进一步表明了ISRCDKF算法不仅具有更高的精度和收敛性, 同时具有较强的数值稳定性。

为精确反映数字式涡流传感器的输入输出特性, 为其非线性补偿提供可靠依据, 对传统BP（Back Propagation）神经网络进行改进, 利用LMBP（Levenberg Marquart Back Propagation）神经网络和RBF(Radial Basis Function)神经网络对涡流传感器的输入输出特性曲线进行拟合, 并将两者拟合结果进行对比研究。仿真结果表明, 在训练样本数量相等且中小规模网络的条件下, 采用RBF神经网络比采用LMBP神经网络进行曲线拟合的误差更小、 收敛速度更快且具有更高的拟合精度, 为工程实际中一维数据的拟合方法选择提供了依据。

针对使用强类型DataSet批量数据导入效率低下的问题, 提出了一种优化算法。在兼顾强类型DataSet节省开发时间特性的同时, 在分析强类型DataSet内部方法的工作原理基础上, 对数据库连接的状态加以控制, 使对离线数据集中的所有数据操作处于一个连接中, 从而避免了数据库连接的频繁开关操作。 实验结果表明, 数据的提取所耗费的时间远小于数据导入所用时间, 有效提高了批量数据导入效率。

为节约物流企业的信息化建设成本, 提高物流企业经营效益, 提出了一种区域性物流公共信息平台建设方案。该方案以云计算技术为基础, 融合了物流企业和政府职能部门的单独信息平台, 解决了区域内信息孤岛的问题, 实现了信息资源共享。方案中的技术构架与逻辑框架, 可以广泛应用于地区物流信息系统建设中。

为了将数字处理技术应用于视频公开课, 介绍了非线性编辑系统和它的发展趋势, 探讨了非线性编辑系统在视频公开课后期编辑中的选择和使用。将技术应用于视频公开课的后期编辑, 能制作出优秀的视频公开课, 更好地服务于教育教学。