AU400

AU400（精选七篇）

AU400 篇1

1 串行通信接口连接与设置

串口通信的数据传输方式有单工通信和双工通信。单工通信指检验仪器单向向计算机传输数据, 不考虑计算机是否接收到数据。双工通信指检验仪器向计算机传输数据, 计算机对数据进行校验分析, 如果数据正确, 则返回确认信息给检验仪器, 检验仪器收到确认之后进行下一条数据传输;如果数据不正确, 会返回否认信息给检验仪器, 检验仪器收到否认信息之后将会重新传输数据。

AU400全自动生化分析仪通过双工通信的方式和计算机进行数据通信, 所使用的是9针串口和计算机接口连接, 其连接方式是2和3交叉连接、5和5连接。

仪器和计算机进行联机时, 通信参数设置, 如表1所示。

2 检验数据接收

AU400通信数据传输是通过串口发送数据的, 因此设置通信接收程序接收方式为串口接收。根据通信参数设置相应的串口、波特率、数据位、停止位、校验方式等。等到仪器和通讯接收程序连接并且参数设置好后, AU400仪器和计算机就可以进行双向通信, 仪器检验结果出来后就通过串口传输到电脑上。数据接收软件中的数据结果如图1所示。

3 通讯数据分析

接收程序获取检验数据之后, 根据对应的数据格式, 查看数据说明文档, 编写相应的分析程序对数据进行分析, 仪器数据说明具体如表2所示。

针对AU400的数据说明文档, 编写通讯分析程序, 使用分析软件分析后的结果如表3所示, 最后保存到LIS系统中, 从而实现了检验仪器与LIS系统的联机应用, 提高检验工作效率。

4 双向通信程序交互流程

AU400仪器向LIS服务器发出查询样本的请求, 根据样本条码获取相应的信息。LIS服务器接收到消息之后, 将返回应答信息。如果服务器检索到对应条码的信息, 则返回相应的条码信息;如果服务器没有检索到对应的信息, 则返回无此条码信息。仪器接收到确认信息之后, 根据对应的样本检验项目控制仪器分析检验项目, 等检验结果分析好后, 仪器发送结果数据到LIS系统, 从而完成整个双向通信程序交互过程。

5 总结

检验仪器联机处理是LIS系统的主要环节, 检验分析通信接口则是仪器联机处理的工作重心。通过对仪器联机通信方式的分析处理, 使检验仪器能够很好的与LIS系统进行联机, 实现检验数据的传输、接收与分析, 有效提高检验工作效率。检验仪器联机处理改变了传统检验中手工录入的工作模式。最大程度地实现了自动化传输与控制, 保证了数据的准确性, 使实验室工作更加规范合理。

参考文献

[1]潘琼, 王庆伟.血球计数仪Mek_8222在LIS系统中的联机应用[J].医学信息, 2009 (7) :1-2.

AU400 篇2

1原因分析

该仪器已使用八年之久, 机房防尘不是很好, 灰尘在标本探测光源和透视窗多年积聚, 导致灵敏度降低, 有些待检标本检测不到。

2解决办法

打开急诊台上盖和急诊台附近台面板, 用软布和毛刷对标本探测光源和透视窗进行除尘。调节探测光源灵敏度旋钮。左旋或右旋灵敏度旋钮, 使灵敏度增加或降低。灵敏度降低会使待检标本数减少, 即漏检;灵敏度增加会使待检标本数增多, 即多检。通过除尘和调节探测光源灵敏度, 使检测到的标本数和待检标本数一致。

3急诊应急措施

3.1 在漏检故障情况下进行急诊检测

仪器设置:进入程序“仪器状态”→“急诊台状态”, 可以看到该仪器急诊台样品位置设置为:灰色圆圈代表该位置无样品杯, 白色圆圈代表该位置有样品杯;每一批标本都从急诊台的第一个位置依次往后放。正常情况下其标本序号→标本申请项目序号→标本在急诊台的位置序号→结果序号相互对应。例如:第一批和第二批各有5个急诊标本, 在急诊台正常和漏检情况下进行检测, 应用见表1-3。

第二批结果及下一批急诊检测依上述类推。

3.2 漏检结果分析

3.2.1 确定漏检标本

如第一批有漏检, 只得到4个结果, 进入程序“仪器状态”→“急诊台状态”, 例如 (4) 号位置为灰色, 按照仪器设置, 说明该位置样品杯没有被检测到, 仪器误认为该位置无样品杯。

3.2.2 各序号相互关系见表4。

㈠、㈡、㈢号结果正确, 可以发出报告;㈣号结果是执行 (4) 号申请、检测5号标本得到的结果, 为错检结果, 不可用;4、5号标本必须重检。如 (4) 、 (5) 申请项目相同, 则㈣号结果可以作为5号标本的结果发出报告。

4讨论

仪器在工作时, 不能打开急诊台上盖和急诊台附近台面板, 无法对探测光源和透视窗进行除尘和调节探测光源灵敏度旋钮。常规测定程序有大量待检标本, 将急诊标本按常规测定程序检测需要很长时间, 无法保证急诊需要。鉴于上述情况, 在漏检故障情况下进行急诊检测和将漏检结果进行分析, 对于及时发出准确报告, 保证临床诊疗有重要意义。可以看出漏检情况时的结果分析对申请项目相同的批量检测更有意义。全自动生化分析仪对工作环境要求很高, 例如温湿度、洁净度等, 在机房建设过程中一定要达到要求标准。仪器在使用过程中的维护保养也很重要, 例如定期的除尘、清洗等[2,3]。作为检验工作者, 只有平时将仪器安装调试、维护保养好, 使仪器处于良好的工作状态, 才能保证检验结果的及时准确, 更好的为患者服务。

参考文献

[1]王斌章.浅析全自动生化分析仪维护、故障分析.设备维修, 2009, 24 (1) :99.

[2]杲莉芬, 潘万俊.全面加强全自动生化分析仪及检测结果的质量管理.中国社区医师, 2010, 12 (17) :155.

AU400 篇3

本届AU中国“大师汇”以“设计·领创·未来”为主题,为两岸三地的企业和设计人员搭建了空前盛大的行业交流平台,致力于汇聚创新设计智慧,用前瞻视野引领行业和社会变革。欧特克公司全球销售与服务高级副总裁史蒂夫·布卢姆(Steve Blum),欧特克公司亚太地区及新兴市场高级副总裁兼传媒娱乐部高级副总裁魏柏德(Patrick Williams),欧特克公司全球行业战略与市场营销高级副总裁Andrew Anagnost出席大会。逾百位来自工程建设业、制造业、传媒娱乐业领域的企业高层、行业专家和设计精英受邀出席大会并发表主题演讲和专题讲座,与超过1300名的参会者共同分享行业创新理念,透视前沿技术,展望行业变革趋势。

在大会首日的主会场,欧特克公司亚太地区及新兴市场高级副总裁兼传媒娱乐部高级副总裁魏柏德发表致辞,宣告2014欧特克AU中国“大师汇”正式开幕。他表示:“中国已成为全球未来发展变革的重要力量。着眼未来,我们将继续加强与各方合作伙伴的合作,为中国的创新设计与发展提供坚实的支持。在这段持续前行的精彩旅途中,欧特克将与中国广大合作伙伴、用户一道,不断以创新设计引领未来发展,助力中国真正实现‘中国设计’、‘中国创造’。”欧特克公司全球行业战略与市场营销高级副总裁Andrew Anagonost先生以大会主题“设计·领创·未来”发表了极具前瞻性的精彩演讲。

此外,大会首日还围绕工程建设业、制造业和传媒娱乐业开展了一系列主题论坛。来自华特迪士尼公司、山河智能装备集团以及Dans点石数码公司等众多行业用户在现场分享了欧特克诸多创新技术助力三大行业发展变革的丰富实践。从BIM技术的成功应用和发展趋势,最前沿的数字化样机和3D打印技术革新力量的展示,到欧特克在传媒娱乐领域创意之道的分享,精彩纷呈的主题演讲为参会者深入诠释了创新设计的买践经验,全面展现了技术与设计的独特魅力。

在传媒娱乐业论坛,欧特克传媒娱乐行业副总裁Marc Stevens就传媒娱乐业未来发展趋势及欧特克解决方案如何助力艺术家引领创新进行了深入解析,借助包括Maya、3ds Max等数字娱乐套件,艺术家们轻松打造电影特效、创造角色动画等,从而将创新思维转变为协同创作的生产成果。来自天津超级计算中心的阎伟主任分享了全球首创的天河“创意云”平台的搭建过程,并谈到欧特克动漫设计、影视特效和游戏开发软件的成功应用,不仅优化了整个项目的工作流程,也降低了项目制作成本。

AU400 篇4

进入信息时代, 汽车的智能化、个性化需求越来越高, 汽车驾乘中的安全、娱乐以及信息服务越来越受到重视。但现有大部分的车载系统都存在功能单一, 智能化低, 使用不便, 不易组网等缺点。随着无线宽带网络的发展、数字移动电视的建设、多媒体技术的应用, 集多种功能于一体的无线车载媒体处理系统应运而生, 它可广泛地应用于铁路、地铁、客运汽车等交通系统。

本文简要介绍了基于Au1200处理器, 包含无线传输、视频播放、视频监控等多种功能的嵌入式无线车载媒体处理系统的设计方案, 详细描述了基于ffmpeg的软压缩方法, 设计并实现了车载系统中视频监控部分的视频采集和视频压缩。

1 无线车载媒体处理系统简介

基于Au1200的无线车载媒体处理系统网络架构如图1所示。采用客户端/服务器架构, 由车载客户端、车站服务器及通信网络三部分组成。其中, 客户端选用AlchemyTMAu1200作为主控芯片。该芯片采用了MIPS32核心, 是针对数字多媒体播放器、汽车信息娱乐系统等应用领域设计的一款低功耗、高性能的嵌入式处理芯片。利用Au1200在媒体处理方面的优势及其丰富的外围接口, 无线车载媒体处理器的系统框图如图2所示。用户可以通过按键控制整个系统无线传输、视频播放、视频监控等多种功能[1]。

服务器端使用通用的PC机服务器, 为整个系统提供多媒体资源管理和无线网络服务。

每个装有无线车载媒体处理器的车辆, 可以通过无线网络连接服务器, 并按照指定的方式传输媒体资源。

2 无线车载视频监控的硬件设计

Au1200嵌入式处理器采用MIPS32核心, 能够支持包括MEPG-1, MPEG-2, MPEG-4, WMV9, H.263, MP3, WMA, ASF, AVI和JPEG等多种媒体格式, 其内部集成了专门的媒体加速引擎 (Media Acceleration Engine, MAE) , 不需要外部DSP, 因而可以简化编程环境并减少组件, 拥有丰富的片上资源和外部接口, 支持USB 2.0, IDE, CCIR656摄像头等接口[2]。无线车载视频监控硬件框图如图3所示[3]。

其中包括:

(1) 视频监控输入部分:采用Omni Vision公司的彩色CMOS图像传感器OV9650作为系统的视频输入设备, 利用Au1200自带的CIM (Camera Interface Module) 接口, 可以方便地控制OV9650。通过I2C方式, 配置OV9650摄像头的工作模式, 通过CIM接口读入采集到的视频数据, 并映射到内存单元中。根据不同流向需求, 处理视频数据流, 实现系统的录制、存储、播放、传送等功能。

(2) 视频监控数据存放部分:通过ffmpeg软压缩方法, 将采集到的视频数据按指定视频格式实时压缩成文件存储于硬盘中。

(3) 视频监控数据的实时播放部分:采集到的视频数据映射到内存后, 将RGB视频数据直接输出到LCD缓冲区中, 即可实现监控视频在LCD设备中的实时播放。系统也支持视频输出到VGA接口的显示设备中实时播放。此时, 需要将数字视频数据转换为模拟视频数据。可采用ADI公司的ADV7123芯片实现三路高速、10位输入的高速视频数/模转换[4]。三路DAC可以分别处理红、绿、蓝视频数据, 实现模拟显示终端的高分辨率显示。

(4) 视频监控的远程传输部分:通过客户端系统的无线网卡 (支持802.11b/g) 连接无线局域网络[5], 将硬盘中的录像文件以无线的方式, 上传到服务器中进行保存。

(5) 用户控制部分:系统设计功能按键, 分别连接到支持中断的GPIO口上, 用户通过按键选择方式, 方便地对视频监控进行控制。

3 无线车载视频监控的软件设计

无线车载视频监控的软件部分主要包括[6]:

(1) 内核及驱动部分

系统使用Linux 2.6.11内核作为系统的内核, 通过make menuconfig命令, 根据用户需要配置合适的内核和驱动, 生成内核文件镜像。设备驱动程序与系统硬件紧密相关, 通过修改和调试后模块化的集成于内核之中[7]。所涉及到的驱动程序包括用户按键驱动、摄像头驱动、LCD/VGA显示驱动、硬盘驱动、播放器相关的MAE驱动和与无线传输相关的无线网卡驱动等。在此着重介绍系统摄像头驱动的关键部分。

在摄像头驱动中, 定义数据结构cimcmoscameraconfig对摄像头设备进行描述:

通过上述数据结构, 可以有效地描述摄像头设备的各种参数。其中, configcmd是一个十六进制的数组, 对应不同工作模式的摄像头配置摄像头寄存器。

驱动程序为上层应用提供了API接口, 通过对应fileoperations数据结构中的各个成员函数进行系统调用, 在上层程序中, 利用函数调用, 读取驱动中fileoperations的相应成员函数指针, 完成对应函数功能。在系统的CIM接口的驱动程序中做如下定义:

其成员函数分别完成了与Au1200 CIM接口相连摄像头设备的打开、控制、读写、映射以及释放等基本功能。例如通过ioctl操作对摄像头进行配置:

(2) 库与协议栈部分

为了支持上层应用程序的运行, 软件系统中还必须包含众多与之相关的函数库和协议栈。其中, 主要包括了与系统运行相关的基本函数库, 与音视频编解码相关的音视频编码库, 与用户界面相关的Qtopia库以及各种接口协议组成的协议栈[8]。

(3) 应用层部分

视频监控的软件流程图如图4所示。启动摄像头后, 将采集到的视频数据映射到内存中。通过输出控制, 选择视频数据的流向。其中, 数据处理部分主要涉及与ffmpeg相关的视频压缩处理。

(4) 用户控制部分

系统采用Qtopia-core-opensource-4.2.2开发用户界面。由于采用按键控制的方式, 需要将按键驱动程序添加到QT库中。通过中断的方式, 可以捕获按键信号, 并通过QT中的信号与槽的机制控制信号传输, 使得当每个按钮被按下时, 触发用户程序中的某个函数, 并将相应的信号量传递出去, 从而实现对整个系统的控制。

4 基于ffmpeg的软压缩方法

ffmpeg是一个开源免费的软件, 它提供了录制、转换以及流化音视频的完整解决方案[9]。使用ffmpeg软压缩的方式, 不增加系统额外的硬件开销, 对采集到的视频数据进行实时压缩。在视频处理应用程序的编写过程中, 需要按照ffmpeg定义的数据结构来描述视频数据, 调用ffmpeg中的各种库函数, 将摄像头采集到的视频数据按照设定的格式进行压缩, 并存成视频文件[10], 其处理流程如图5所示。

其中包括:

(1) ffmpeg初始化:定义与视频处理相关的数据结构AVFormatContext, AVOutputFormat, AVStream, AVCodecContext, AVCodec, AVFrame, AVPicture等, 并通过avregisterall () , avallocformatcontext () 等函数初始化相应的数据结构。

(2) 压缩参数设置:主要涉及到视频压缩的相关参数, 如帧率、视频分辨率、编码类型等, 通过avsetparameters () 函数进行设置。

(3) 图像格式转换和视频数据填充:按照视频监控要求, 利用imgconvert () 等函数对图像格式进行转换, 并将转换后的视频数据通过avpicturefill () , fillyuvimage () 等函数填充到AVPicture数据结构中, 以供编码器使用。

(4) ffmpeg视频编码:利用avcodecencodevideo () , avrescaleq () 等函数, 调用ffmpeg编码库进行视频编码。

(5) 文件存储操作:利用avwriteheader () , avwriteframe () , avwritetrailer () 等函数将压缩后的视频数据写入指定文件中。

(6) 采集结束:采集结束后, 利用avcodecclose () , avfree () 等函数释放内存资源, 退出程序。

ffmpeg提供功能丰富的音视频函数库, 包括libavcodec, libavformat, libavdevice, libavfilter, libavutil和libswscale等, 可为用户提供许多音视频处理相关的操作。系统应用程序中调用到的ffmpeg相关函数主要依赖libavformat库 (支持所有的普通音视格式的解析器和产生器的库) 和libavcodec库 (具有高效、高可复用的音频/视频编解码库) 。

5 结 语

本文介绍了基于Au1200无线车载视频监控的设计与实现, 着重介绍了基于ffmpeg软压缩方法对视频数据的压缩和存储的实现, 在实际应用中具有价值。

参考文献

[1]郑雅娟, 施芝元, 黄联芬.基于Au1200的无线车载多媒体终端硬件设计[J].现代电子技术, 2008, 31 (23) :127-129.

[2]AMD Technologies Inc.AMD AlchemyTMAu1200TMDataSheet[Z].2005.

[3]Omni Vision Technologies Inc.OV9650 Color CMOS SXGACameraChip (TM) I mplementation Guide[Z].2004.

[4]邓春健, 王琦, 徐秀知, 等.基于FPGA和ADV7123的VGA显示接口的设计和应用[J].电子器件, 2006, 29 (4) :1 325-1 328.

[5]侯娟, 王陆林, 刘贵如.基于S3C2440和WINCE的无线视频监控系统的设计[J].科技信息, 2007 (22) :54-55.

[6]Kari m Yagbmour.构建嵌入式Linux系统[M].O′Rilly Tai-wan公司, 译.北京:中国电力出版社, 2004.

[7]Jonathan Corbet, Alessandro Rubini, Greg Kroah-Hart man.Linux设备驱动程序[M].3版.魏永明, 骆刚, 姜君, 译.北京:中国电力出版社, 2006.

[8]郑灵翔.嵌入式系统设计与应用开发[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2006.

[9]李少春.基于ff mpeg的嵌入式视频监控系统[J].电子技术, 2007, 34 (3) :34-37.

AU400 篇5

1 加强管理, 改善工作环境

要保证全自动生化分析仪准确高效地运行, 良好的工作环境是非常重要的。笔者认为, 良好的工作环境应着重做好以下几点: (1) 生化分析仪应放置在灰尘少、通风良好处, 应避免阳光直射。空调不能直接对着分析仪吹, 避免温度骤变对仪器的影响。 (2) 要求正确连接地线, 接地电阻10Ω以下, 以防静电或电磁波对仪器的干扰。 (3) 室内温度18~32℃, 相对湿度40%~80%RH。 (4) 应配备足够容量 (UPS≥6KVA) 的不间断电源, 定期检查UPS稳定电源的工作状态[2], 以防止突然断电导致检测数据丢失, 或损坏控制计算机系统。 (5) 水质要求:电导率1μs/cm以下。水质不符合要求, 不仅会影响钙、镁等离子项目的检测, 还会造成电磁阀堵塞等故障。我室就曾发生过钙离子检测异常偏高的情况, 经与工程师沟通, 怀疑与水质有关, 在进水端加装初滤系统, 改善水质状况后, 该问题得到了解决。

2 建立逐级岗位责任制

检验科仪器操作人员是仪器的使用者和日常维护管理者, 必须具有高度的责任心和良好的职业道德以及娴熟的操作技能, 这些是每一名实验工作人员必须具备的素质。我们在实际工作中实行技术主管责任制, 对仪器的日常维护、仪器质量控制及使用故障排除和报修全面负责。各级技术人员都要有严格的职责分工和明确的岗位职责, 做到制度到岗、责任到人, 对仪器进行规范化操作并能较全面地掌握仪器的性能。

3 坚持做好仪器的运行记录

全自动生化分析仪属精密仪器, 对仪器的运行情况每天都要做详细的记录, 特别是当仪器出现故障时, 应及时找出原因加以排除;自己解决不了的故障, 应把详细情况告诉维修工程师, 请求帮助维护。在每次维修和保养后, 都应及时对仪器性能进行校验, 以确保仪器良好运行。

4 做好定标和质控

(1) 使用和试剂配套的标准品, 根据不同检测项目和试剂稳定程度以及室内质控结果选择定标频度, 认真做好校准记录, 保存原始数据。不要把剩余的试剂加入新开的试剂里, 以免污染新试剂, 影响检测结果。 (2) 做好室内质控和室间质评。要有专人管理质控, 重视室内质控、室间质评。定期参加室间质评, 可客观地反映该实验室的检测能力[3], 对失控项目要分析原因, 找出实验室存在的问题, 制订相应的改进措施, 确保实验结果的准确性。

5 定期做好仪器的保养和维护

按照仪器维修保养手册认真做好每日、每周、每月、每季、每半年的保养程序及配件的更新。 (1) 每日保养:检查样品及试剂是否放好或量是否足够;检查冲洗样品针、试剂针、搅拌棒;检查分配器是否漏水或漏气 (有气泡) 。 (2) 每周保养:冲洗样品针、试剂针、搅拌棒。将样品针、试剂针取下, 用洗涤剂原液浸泡30 min后, 用去离子蒸馏水冲洗干净装上即可。搅拌棒用无水乙醇浸泡30 min后, 用去离子蒸馏水冲洗干净;执行W2冲洗程序, 对比色杯进行冲洗。每隔一周用5%的盐酸冲洗一次。执行光电校正photocal程序, 每次检查的吸光度与前一次吸光度差值小于0.03才可通过。 (3) 每月保养:清洗样品针、试剂针、搅拌棒与冲洗槽。清洗冲洗槽用棉棒沾上无磷白猫漂白液小心将冲洗槽擦干净;清洗冲洗头;清洗去离子水过滤器。 (4) 每季保养:清洗空气过滤器;更换去离子水过滤器, 样品针过滤器;清洗去离子水桶。 (5) 每半年保养:更换灯泡;清洁比色杯和比色杯轮盘, 将比色杯和比色杯轮盘放入5%的中性清洁液中浸泡24 h或放入2%的中性清洁液中用超声波洗涤器震荡10 min, 然后放入去离子蒸馏水中, 用超声波洗涤器震荡10 min, 以洗去残余的清洁液, 最后用吸水纸吸去多余水分, 常温下自然晾干后按正确安装程序放回比色杯, 盖好盖子;清洗废液管, 将废液管拆下, 放入2%AU2700洗涤液中, 用铜丝反复通洗, 然后用去离子蒸馏水洗净。

总之, 在日常工作中, 时刻关注生化分析仪的外部运行环境和仪器本身的运行状况, 正确地使用仪器, 精心地保养仪器, 才能更好地发挥仪器的性能优势[4,5], 为临床提供又快又准的检验结果。同时也能延长仪器的使用寿命, 为医院节能降支。

摘要：OLYMPUS AU2700全自动生化分析仪, 自动化程度高, 样品用量少, 检测速度快, 精密度高, 重复性好。正确地使用和保养, 才能更好地发挥其性能优势。本文依据该仪器操作手册和笔者的工作实践作出总结。

关键词：全自动生化分析仪,使用,保养,维护,定标,质控

参考文献

[1]王冬莲, 纪东辉, 周君.OLYMPUS AU2700全自动生化分析仪五种异常反应曲线的分析及处理[J].现代检验医学杂志, 2003, 18 (1) :55-56.

[2]周奎臣, 周奎娟, 李合峰.OLYMPUS AU2700全自动生化分析仪的使用与体会[J].检验与临床, 2009, 47 (22) :87-88.

[3]王治国.临床生化检测分析中实验室质量控制[J].中华检验医学杂志, 2007, 3 (47) :95-97.

[4]宿振国, 周玉明, 纪兵.OLYMPUS AU2700全自动生化分析仪常见报警分析及处理[J].实用医技杂志, 2004, 11 (1) :71.

AU400 篇6

关键词：表情,面部运动单元,关键点,子区域提取,最近邻,识别

0引言

在人机交互领域,随着科学技术的不断进步,人们对人机交互界面提出了更新更复杂的要求。优异的面部表情识别技术使得人机交互更加流畅和有效,受到越来越多国内外研究者的关注。

早在1872年,达尔文就在他的著作《人类和动物的表情》中详细阐述了人类表情和动物表情的区别和联系[1],并且生动说明了表情的进化过程。同时,他还指出面部表情不随人的性别,种族和国家的不同而改变。达尔文对面部表情的陈述可以看作面部表情研究的开端。1971年,美国心理学家Ekman和Friesen定义了6种基本表情:开心、难过、生气、害怕、惊奇以及厌恶。但是在人们日常生活中,这6种基本表情并不常常发生,面部表情通常表现在一些离散的面部肌肉的细微变化上,如生气的时候人的嘴唇会收紧,而难过的时候唇角则会向下倾斜[2]。

为了观测到面部表情细微的变化,1978年Ekman和Friesen又开发了面部运动编码系统(Facial action coding system,FACS)[3],这个系统包含44个运动单元,其中30个与解剖学中特定的面部肌肉运动相关,如AU1对应了眉毛内侧肌肉的上升,其余的14个在解剖学上没有特定的肌肉运动单元与之对应。采用FACS进行面部表情识别就是识别相应的运动单元,其应用非常广泛,是识别复杂面部运动单元的有效途径。

面部运动单元研究主要集中在单个AU的识别中,但是在现实生活中几个AU通常一起出现,因此识别几种AU组合更有意义。文章对Cohn-Kanade AU-Coded]Facial Expression Database[4进行了统计并结合文献[5],得出了4种常见的AU组合,即AU(1+2+5+27)、AU(15+17)、AU(6+12+25)和AU(20+25)。这些AU组合比单个AU更能表征面部表情。

文章首先介绍了LBP特征,接着提出了在关键点处选取子区域,在子区域内提取LBP特征的方法,最后进行了实验比较。

1 LBP描述子

LBP特征可以很好描述局部纹理信息,抗光照能力好并且易于计算,因此受到许多研究者的青睐。LBP特征最初由Ojala等在1996年提出[6]并应用于纹理特征的描述中,后来逐步应用到了各个领域,如生物医学图像的分析、图像的分割、遥感和航空影像的分析以及面部图像的分析等,其中在面部图像的分析中应用最为广泛。

基本的LBP算子是一个固定大小为3×3的矩形块,这个矩形块中的9个子块对应图像中的9个灰度值,将中心点邻域中的8个灰度值与中心灰度值相比较,大于等于中心灰度值的子块赋予值1,反之,则赋予值0。根据顺时针方向读取8个新赋的值,并把二进制值转化成十进制,该值就是这个3×3模块中心点处的LBP描述值(图1)。对于图像中给定的一点(x0,y0),其LBP的特征值可以用公式8表示为:,其中i=1gi表示给定点的3×3邻域中第i个点的灰度值,函数计算出图像中每个点的LBP描述值以后,对其进行直方图统计,最后就得到了整幅图像的LBP描述子。

基本的LBP算子只能选取3×3的矩形邻域计算每个点的LBP特征值,这样提取的LBP描述子不能很好地表征大尺度情况下的纹理特征。为了使得LBP算子能够有效描述不同尺度下的纹理特征,Ojala等又在2002年对基本LBP算子进行了扩展[7],把矩形邻域扩充到了圆形邻域,其圆形邻域的半径和邻域点的数目可以是任意的。

对于有p个邻域点的LBP算子,其特征的维数为2p,但文献[7]又定义了一个改进的LBP算子,即均匀模板(Uniform patterns)。当一个用二进制表示的LBP算子中0-1或者1-0的变化次数小于或者等于2时,这个LBP算子就被称为均匀的。如01000000和11111111都是均匀的。Ojala等在文献[7]中指出对于纹理图像,在邻域取(8,1)(8是邻域点的个数,1是邻域的半径)的情况下,其均匀模板占总数的90%;当邻域取(16,2)时,均匀模板占了70%。同时,使用均匀模板还能降低特征的维数,对于邻域取(8,1)的情况,均匀模板使得特征的维数从256降到了59。

2 基于关键点LBP特征提取

由于面部运动单元的变化与其关键点有着紧密的联系,故本文只提取与面部运动单元变化相关关键点处的LBP特征,Cohn-Kanade AU-Coded Facial Expression Database中给出了利用主动外观模型(Active appearance model,AAM)对人脸进行了配准,得到了68个关键点,如图2(a)所示(AAM配准的68个关键点)。由于上述识别的4种AU组合的变化不会引起人脸轮廓的变化,本文去掉通过AAM配准得到的轮廓处的17个点,最后共提取以51个关键点为中心的子区域LBP特征,如图2(b)所示(提取LBP特征的51个关键点)。

以关键点为中心的子区域大小的选择是任意的,但若子区域之间间隔太大,则会使得某些关键区域被忽视,从而使得有用的特征减少,若子区域之间的重叠部分太多,则会使得某些区域被重复提取特征,而造成信息的冗余。因此子区域大小的选择将会影响识别率。

每个子区域提取一个LBP描述子,这样一幅面部表情图像可得到51个LBP描述子,最后把这51个LBP描述子级联起来就是一幅表情图像的特征描述。若使用均匀模板LBP,则一幅表情图像的特征维数为59*51。

3 实验

实验数据选取Cohn-Kanade AU-Coded Facial Expression Database,从该数据库中选取了36个个体共313张表情图像,其中每个个体至少包含了上述4种AU组合中的一种。由于Cohn-Kanade数据库中的数据是以视屏序列的形式存储的,且每个序列从中性表情开始,即没有AU的运动,到AU运动的最高点结束,试验中取每个序列中最后3张图片,这样可以识别不同强度的AU。

之前已经讨论了以关键点为中心选取子区域大小的重要性,本文分别选取子区域大小为16×16,21×21,32×32和64×64进行实验,如图3所示。

图中可以看出在子区域取16×16时,各区域之间没有重叠,子区域大小为21×21时,子区域之间稍有重叠,子区域大小为32×32时,区域之间大约重叠一半,而对于大小为64×64的子区域,有的区域几乎全部重叠。

确定所选子区域的大小以后,对每个子区域提取LBP特征。以子区域的大小取64×64为例,如图4所示。

以输入图像中的关键点为中心取64×64的子区域,对每个子区域用均匀模板LBP提取LBP特征图,图中显示了输入图像前24个关键点的子区域的LBP特征图。对于一幅含有51个关键点的表情图像,其可得到51个LBP特征图,把这51个LBP特征图分别进行直方图统计,最后把51个直方图一次串联成一个大的直方图,这个大直方图就是一幅表情图像的特征。

本文分别选取子区域的大小为16×16,21×21,32×32和64×64进行实验,提取了每个子区域的LBP特征后,用最近邻分类器进行分类识别。实验结果如表1所示,从表中可以看出在子区域大小取32×32时,得到了最高的识别率。

为了显示提取以关键点为中心的子区域的LBP特征的优越性,本文还对正负面部表情图像进行了LBP特征提取,最后同样对最近邻分类器进行了识别。试验中把原来大小为490×640,包含背景的表情图像剪切为纯面部表情图像,其大小为128×128。实验分别把表情图像分成1×1,4×4和8×8个子块提取LBP特征,其识别结果如表2所示。从表中可以看出,对整幅表情图像进行LBP特征提取时,识别率极低,即使把表情图像分成8×8的子区间,再分别提取LBP特征,其识别率也远远低于在以关键点为中心提取LBP特征的方法。

由此可知,由于AU的运动与面部特定部分肌肉的运动有关,并且Ekman已经给出了每个AU运动相关的部位,在识别单个AU或者AU组合时,提取关键点出处的特征,不但使得识别率有了显著的提高,同时相比整幅图像分割成很多子区域的情况,也降低了特征的维数。

4 结束语

根据AU运动与特定肌肉变化有关的特性,本文提出了基于关键点的LBP特征提取方法并应用最近邻识别4种AU组合,以关键点位中心,在面部取子区域,并对该子区域提取LBP特征。同时,与对整幅图像提取LBP特征相比,该方法使得识别率有了显著的提高。

文章所选取的关键点是Cohn-Kanade数据库中用主动外观模型获得的,因此在实际的AU组合识别中,主动外观模型配准的正确率也对识别结果有很大的影响。同时,为了提取更多有效的特征,且AU运动对脸颊变化的影响更大,还可以把鼻子处的关键点插值到鼻子两侧的脸颊周围。

参考文献

[1]Darwin C.The expression of the emotions in man and ani-mals[M].Murray J,Reprinted by univ of chicagopress,2002.

[2]Tian Y L,Kanade T,Jeffrey F.Cohn facial expression anal-ysis[C]//Stan Z.Li,Anil K.Jain.Springer,Handbookof face recognition,2005:247-275.

[3]Ekman P,Friesen W.The facial action coding system:Atechnique for the measurement of facial movement[M].Pa-loAlto,Calif.Consultingpsycholo gists press,1978.

[4]Lucey P,Cohn J F,Kanade T,et al.The extended cohn-ka-nade dataset(CK+):A complete dataset for action unitand emotion-specified expression[C]//IEEE computer vi-sion and pattern recognition workshops(CVPPRW).2010.

[5]Mahoor M H,Zhou M,Veon K L,et al.Facial action unitrecognition with sparse representation[C]//IEEE Auto-matic face&gesture recognition and workshops.2011.

[6] Ojala T,Pietikainen M, Harwood D.A comparative study of texture measures with classification based on featured distribution[J]. Pattern recognition,1996,29(1):51-59.

AU400 篇7

传统的多媒体播放设备能够解码的音频格式单一, 造成众多音频文件无法播放;多数播放设备不支持外接存储设备, 只能靠内部少量存储空间供用户存储文件;大量产品均采用机械按键, 而机械按键使用寿命短、不易清洁;也有很多设备不能对电池进行充电, 只能通过一次性使用的电池供电。以上弊端不仅使得用户对多媒体娱乐的需求得不到满足, 而且在使用时也极为不便。

随着电子科学技术的发展, 以上不足和缺陷都得到了改善和弥补。目前, 许多芯片都提供了多种音频格式文件的解码, 使得播放文件的种类增加。其次, 对多种外接存储设备的支持也能使得用户随时便捷地更换和选择所需播放的内容。而触摸式按键也越来越普遍地应用于各个领域之中, 它不仅比机械按键的使用寿命长很多, 而且外观简洁新颖, 便于清洁。最后, 若采用锂电池并支持充电功能, 那么在节约用户开支的同时, 也更加环保。因此, 以上述功能为基础, 本文提供了一款触摸式多媒体播放器的系统设计方案。

1 硬件模块设计

1.1 主控模块

根据本系统的特点及需求, 采用AU7850作为主控芯片。该芯片内置增强型8051内核, 可解码MP3、WMA格式音频文件, 支持USB、SD卡和TF卡读卡功能, 内置两路音频线路输入通道, 同时也具有OTG和RTC等功能。AU7850共有48个管脚, 包含5组GPIO口, 多数GPIO口带有复用功能。其中9个GPIO口可复用为12位逐次逼近型ADC通道, 9个GPIO口具有PWM输出功能, 并有15个GPIO可供驱动LCD断码显示屏, 非常适合本设计的功能需求。该芯片的功能及结构原理框图如图1所示。

系统整体由主控连接并控制电源模块、外接存储设备模块、LCD显示模块、触摸按键模块以及音频输出模块等组成, 分别实现充电、读卡、显示、操作及播放等功能。

1.2 电源模块

电源模块包括迷你USB接口充电电路及锂电池保护电路。锂电池保护电路采用CT2101芯片, 该芯片共6个管脚, 内置高精度的电压检测与时间延迟电路, 可以避免锂电池因过度充放电、电流过大导致电池寿命缩短或电池被破坏[1]。AU7850芯片内置低压差线性稳压器模块, 系统采用5V锂电池供电并采用LED作为工作指示灯。当系统正常工作时, 指示灯为绿色;当系统电量不足时, 指示灯会持续闪烁提示用户及时充电;用户可以通过迷你USB接口对电池进行充电, 此时指示灯为红色, 提示用户正在充电。由于整机功耗在工作时较低, 而在休眠模式下MCU停止工作, 功耗会进一步降低, 因此本播放器在电池充电完毕后可保持长时间工作。这样用户不仅随时可以进行多媒体娱乐, 而且不需要使用一次性电池, 既方便又环保。

1.3 外接存储设备模块

为了使得用户更加便捷地进行播放文件的选择和更换, 系统提供了对外接存储设备的支持。目前, 使用较多的存储设备包括U盘、SD卡和TF卡等。本播放器能够同时支持以上3种外接存储设备的读取并对其中存储的MP3和WMA格式音频文件进行播放。由于系统采用24C02型号EEPROM (电可擦可编程只读存储器) 作为存储器件, 它是一种掉电后不会丢失数据的存储芯片, 因此可以通过该芯片实现音频文件的断电续播功能。同时, 利用AU7850内置的OTG功能, 系统可以通过USB接口与计算机或其他具有OTG功能的设备连接, 便能快捷地更换或相互传输存储设备内的存储内容[2]。此功能不仅使得播放器更加实用, 也丰富了其功能与应用。

1.4 LCD显示模块

播放器外部面板配带有LCD显示屏, 由于AU7850带有15路可驱动LCD断码屏的GPIO口, 因此显示模块采用4个COM口及11个SEG口用于LCD屏的显示[3]。AU7850内置RTC (实时时钟) 模块, 从而可以在显示屏上显示日期和时间, 方便用户查看。另外, 显示屏还可以显示音量大小、播放时间、播放模式、U盘状态、SD卡状态、TF卡状态和系统电量等状态。通过LCD显示屏, 用户可以清楚地了解到当前系统的状态, 体现了设计的人性化。

1.5 触摸按键模块

相比于传统的机械按键, 触摸按键操作方便、外观简洁且灵敏准确。触摸输入方式采用非接触式的按键技术, 因而使得其使用寿命远远超过机械按键, 而且可靠性也不会随着时间的增加而降低, 因此本系统选用触摸式按键输入方式[4]。AU7850带有9路12位逐次逼近型的ADC通道, 是一种采样速率低于5Msps的高分辨率应用的常见结构, 本设计采用7个触摸按键分别用于开关机、上一曲/快退、下一曲/快进、音量加、音量减、静音和播放模式的切换, 通过播放模式的切换可以选择播放U盘、SD卡或TF卡内的音频文件。当按键被按下时, 软件会对该按键通道进行ADC采样, 从而执行与之相应的功能。其中按键复用功能分别通过长短按来执行。触摸式按键使得外部面板不仅美观而且易于清洁, 具有良好的操控性。

1.6 音频输出模块

音频输出模块由滤波电路和功放电路所组成。音频信号经主控输出后, 传送至滤波电路中进行滤波, 而经过滤波后的音频信号更稳定, 高低音也会更加清晰和均衡。在滤波电路中, 可以结合软件程序, 通过控制三极管基极的高低电平来实现播放器的静音功能。滤波电路电路图如图2所示。

功放电路采用双声道音频功率放大器LM4863芯片, 该芯片采用5V电压供电, 可以输出高质量的音频功率。LM4863采用外部控制的低功耗关断模式, 立体耳机放大模式及内部热敏关断保护机制。因此, 功放模块能以单终端工作模式驱动立体耳机, 并且利用其电路特性减小如滴答声或爆裂声等噪声以及音频的失真度[5]。同时AU7850内置EQ和3D音效模式, 可以为用户提供高品质的音效享受。

2 软件模块设计

系统软件模块分为系统初始化、输入消息解析、设备控制、文件系统控制、播放控制、RTC控制和LCD显示输出等模块。软件程序采用C语言编写, 通过前后台方式构建和运行。程序最底层为一系列硬件驱动程序, 提供芯片各基本硬件单元的访问接口;中间层包括FAT文件系统解析、MP3和WMA头文件解析等;最上层则是不同模块的状态机, 主要包括文件系统、设备切换和播放控制等, 这些状态机根据用户的按键输入进行状态转换, 完成应用功能。系统构架基本流程如图3所示。

在系统初始化过程中, 会完成按键初始化、设备初始化、时钟初始化、系统时基初始化和系统中断初始化等功能。软件模块中设备控制、文件系统控制和播放控制3个模块为主要部分, 模块间的通信采用消息传递和全局变量机制。程序后台中断服务功能包括系统中断源总服务函数和1ms的时基函数。本设计中将Timer0设定为系统时基用于LED屏的应用, Timer0每1ms会产生1次中断, LED屏每5ms刷新显示1次可由如下代码实现:

3 结语

本文以改善和弥补传统多媒体播放设备的不足与缺陷为基础, 提出了一个可以更好满足用户需求的触摸式多媒体播放器设计方案。此设计使得播放的音频文件格式不再单一, 通过外接存储设备极大地增加了音频文件的存储容量。同时, 采用目前较为流行的触摸式按键替代了传统的机械按键, 并采用可充电式锂电池作为电源, 保证了设计的美观性与实用性。经反复测试与试用表明, 本播放器在使用过程中系统稳定、功耗低、高低音音效均良好、可保持长时间地工作, LCD屏也可以直观地反映出当前系统的播放状态, 并且方便用户查看日期和时间。设计中对硬件电路整体结构进行了简化, 使得所需的PCB板体积较小, 从而可以配上体积较小的外壳, 实现便携式产品的制作。通过完善以往多媒体播放器的不足之处, 使得本设计在今后市场上可以拥有更大的发展前景。

摘要：随着电子科学技术的发展, 多媒体播放设备在生活中无处不在。本文阐述了一种触摸式多媒体播放器的整体系统设计方案。此播放器选用AU7850芯片, 能解码MP3及WMA格式文件, 同时支持U盘、SD卡和TF卡的读卡功能, 从而可以从外接存储设备中进行音频文件的播放。播放器外部面板配备LCD显示屏实现多种功能的显示, 并采用触摸式按键来执行多种播放功能。系统采用5V锂电池供电, 可通过迷你USB接口对电池进行充电, 并带有锂电池保护电路, 防止过度充放电造成电池的损坏。此播放器对多种外接存储设备的支持使得其实用性大幅提高, LCD显示屏和触摸式按键也使得系统设计更加便捷化与人性化。

关键词：触摸式,多媒体,播放器,锂电池保护

参考文献

[1]田中俊.用于锂电池的保护芯片[J].电源技术, 2009, 33 (10) :887-888.

[2]彭冲, 阎波.USB2.0OTG控制器设计与验证[J].实验科学与技术, 2011 (4) :58-60.

[3]汪艳彬, 冯炳军, 袁国顺.一个带按键功能的LCD驱动电路设计[J].微电子学与计算机, 2009 (1) :34-38.

[4]田野, 廖明燕.基于充放电原理的电容式触摸按键设计[J].电子设计工程, 2010 (10) :142-144.