为解决驾驶员疲劳检测问题, 提出了一种快速人眼开闭状态识别方法。该方法通过肤色模型识别人脸区域, 预处理后进行Gabor变换； 通过选取合适的尺度和方向提取出眼部明显的灰度特征, 对变换后的图像进行水平积分投影, 眼部有明显的尖峰, 进而通过峰平比识别人眼的开闭状态, 突破了传统积分投影方法只能进行人眼定位的局限。实验表明, 该算法具有较高的准确性, 并对光照变化有较好的鲁棒性。

针对商用锁相放大器或虚拟锁相放大器体积较大、 价格昂贵, 无法集成在便携式设备中的问题, 利用信号相干检测原理, 设计并研制了一种基于ARM7的便携式正交锁相放大器, 包括两路参考信号相互正交的相敏检波器。为验证各电路功能, 详细测量了各模块的输出信号波形。利用信号发生器模拟产生待测信号, 对两路相敏检波器的输入输出关系做了标定, 并重点对所研制锁相放大器的性能做了测试和表征, 包括量程、 均值误差、 选频特性和检测下限等。实验结果显示, 系统测量下限小于等于5 mV, 检测范围为5~3 000 mV, 均值误差绝对值小于等于10 mV, 满度测量误差小于等于1%, 待测信号允许带宽0~50 kHz, 3 dB频带宽度小于1 Hz, 达到了便携式仪器的测量要求。

为解决现有算法速度慢、 集成度低的问题, 提出了改进的算法。利用图像分割算法Grabcut对图片的前景进行分割； 高效地生成三分图, 并以此作为基于三分图的抠图算法Shared Matting的输入； 综合处理抠图结果。针对该系统的特点, 使用下采样技术对Grabcut算法进行优化, 加快分割速度, 并对三分图生成算法和Shared Matting抠图算法进行并行性加速。仿真实验结果表明, 该系统适用性较强, 可用性较好, 并能在短时间内利用较少的交互量取得较理想的抠图效果。

针对以往的矩阵分解方法不能保证分解结果非负的问题, 根据非负矩阵分解（NMF: Nonnegative Matrix Factorization）结果非负的特点, 提出了基于NMF的阴影检测方法, 并以此为基础将进一步引入的分块非负矩阵分解（BNMF: Block Nonnegative Matrix Factorization）应用于阴影检测。通过NMF/BNMF提取训练样本中阴影的亮度特征, 再根据特征识别测试样本中的阴影区域。实验结果表明,  与基于奇异值分解方法相比, 该算法的阴影检测细节更清晰, 具有更好的效果。

针对传统三维人脸重建算法精度不高的问题, 提出一种由粗到精的三维人脸稀疏重建方法。根据稀疏形变模型方法对待重建人脸的部分区域显著点进行重建, 得到第1步重建结果, 并在此基础上进行后续重建。将第1步的重建结果作为新的参考模型, 求取待重建人脸与参考模型的特征点的坐标投影距离, 从而求取参考模型的形变因子, 完成最终三维人脸的重建。由于两步稀疏重建的作用不同, 对重建过程中参数的选取也采用不同方式。实验结果表明, 该方法能有效提高人脸重建精度, 同时保持较快的重建速度。

为解决我国大额实时支付系统节点强度分布的测算问题, 提出用复杂网络的理论和方法对其建模的研究思路。经验证, 基于地区间支付数据, 这两个网络的节点强度分布都服从幂律分布, 但幂指数不同。另外,这两个幂指数会随着设置的阈值变换而变化。同时, 这两个支付系统网络都不具有小世界特性。

为更好地控制支付系统的风险, 针对已有的关于支付系统中日间流动性需求衡量办法的分析, 放宽了无对方风险和延迟支付的假设, 利用动态博弈方法获得了判断银行是否应该采用延时支付的依据, 并提出了衡量支付系统流动性风险大小的指标。这为各国中央银行在平衡流动性风险与提高支付系统效率时, 制定相关的日间信用政策提供了一定的理论参考。

为解决传统的关系型数据库在海量数据的存储和访问效率中存在的瓶颈问题, 提出了一种基于非关系型（NoSQL： Not only SQL）数据库的地学大数据高效存储方法。同时以MongoDB为代表, 通过C#语言编写测试程序, 与SQL Server在地学大数据的存储、 查询等方面进行了性能对比。结果表明, 与传统关系型数据库相比, NoSQL数据库的增、 删和查询耗时明显降低, 尤其是针对海量的非结构化、 半结构化数据, 其性能优势更加明显。

为解决传统FAT格式文件数据按顺序存取方式无法适应在大容量存储设备中大规模目录文件的读取查询操作等问题, 在嵌入式文件系统中采用磨损平衡算法及位图存储技术对NandFlash存储介质实现Flash域磨损优化, 并对嵌入式文件系统的索引存储和空闲目录进行优化管理。系统使用仿真器进行仿真程序开发, 并在基于ARM9 MagicARM2410开发板进行仿真实验。实验结果表明, 该文件系统能实现其基本功能, 其可行性得到验证。

为快速判断高度场场景点的通视性和可见范围, 满足交互式应用的需要, 提出低复杂度高度场基于可见二叉树的凸包树简化方法。通过对高度场数据在8个方向的线性扫描, 确定每个高度场数据点的最大方位角, 构造凸包树型结构; 对凸包树信息进行分析, 构造可见性二叉树作为方向扫描存储结构, 在光照计算过程中有效提高可见点的搜索算法效率; 结合阴影图的间接光照计算, 实现了交互式帧率的动态低复杂度高度场绘制效果模拟, 降低计算成本。

在基于形式概念分析的中文领域本体学习中, 为提高概念格构建效率, 将概念格约简理论应用于概念格构建中。首先对基于语义依存分析获取的形式背景进行对象和属性约简, 然后基于约简的形式背景采用Godin算法构造概念格, 最后根据修复定理修复约简概念格, 得到完整的概念格。通过有关对萝藦科植物的文本学习, 得到一个萝藦科植物领域本体。实验结果表明, 引入概念格约简理论, 概念格的构建效率提高70%, 进而提高了领域本体构建的效率。

传统模糊C均值(FCM： Fuzzy C-Means)聚类算法应用于图像分割时, 因对噪声较敏感而达不到理想的分割效果。为此, 提出了改进的基于邻域隶属度约束的FCM图像分割算法。该算法通过对FCM目标函数添加空间邻域信息约束隶属度函数, 提高对图像噪声的鲁棒性, 使分割的结果更加符合期望。实验结果表明, 该算法对噪声具有较强的抑制能力, 图像分割时能获得较好的分割效果。

为克服传统计算机辅助教学(CAI: Computer Assisted Instruction）不能根据学生认知特点选择教学策略的弊端, 构建了双主型智能计算机辅助教学(ICAI: Intelligent Computer Assisted Instruction）系统。重点设计了ICAI系统中全面认知的学生模型, 论述了通过诊断获取并记录学生模型数据的过程。该系统的全面认知的学生模型为ICAI系统个性化教学奠定了基础, 能激发学生的学习兴趣和动机, 在实际教学中发挥其高效性和智能性。

为更好地给教师和学生提供相应的教学资源, 实现教学资源共享, 使学生更好地掌握相关知识, 通过基于ASP(Active Server Page)技术, SQL(Structured Query Language) Server 2005数据库结合的方式, 设计了一种网络教学平台。该平台通过多媒体技术与应用网络教学平台实现其动态性特征。经实践检验, 该设计更好地实现了师生的互通和交流, 使教学效果更加明显。

为了提高协同过滤算法的推荐精度, 从协同过滤算法中近邻用户/项目组的选择入手, 提出基于双重阈值近邻查找的协同过滤算法。该算法能充分利用现有的稀疏用户项目评分矩阵, 找出与目标用户相关性较强, 且能参与到评分预测过程中的候选用户。实验结果表明, 该算法相比传统的协同过滤算法及部分改进算法, 其推荐精度有一定提高, 对实际应用具有一定的参考价值。

针对军队软件系统设计质量难以控制的问题, 在参照CMM(Capability Maturity Model)的基础上, 提出军用软件研制能力成熟度模型。该模型可为军用软件的项目管
理标准提供技术支撑, 为军用软件项目研发管理提供理论保障, 降低军用软件研制风险, 科学控制软件系统设计各阶段的财政支出, 可推广应用到军事软件研制项目的实际开发中。

 针对构造公钥密码时, 出现函数单向性和陷门性矛盾的问题, 提出了一种新型的公钥密码体制单向壳核函数。根据HFE公钥密码的设计思想和结构特征, 给出了单向壳核函数的构造方案, 并研究了其能抵抗现有的主要攻击方法。与传统公钥密码体制相比, 单向壳核函数包容性更广, 变化更多, 安全性更高, 为人们提供了一种灵活性更强的公钥密码体制。