基于STM32的室内空气质量监测自适应调节系统

针对现代智能家居室内空气质量的健康问题,设计一种基于STM32单片机的室内空气质量监测自适应调节系统,整个系统使用模块化设计,由主控模块、传感器模块、串口转Wi Fi模块、显示模块、多级自适应调节模块组成。主要完成室内空气温湿度、AQI值的监测显示及自适应调节,使其维持在适宜人居住的范围以内。此外开发出相应的手机APP,通过串口转Wi Fi模块,实现监测数据在手机客户端的实时显示。实验表明:该系统运行可靠,灵敏度高,可实现对室内空气质量的实时监测、可视化显示、自适应调节及报警功能,在智能家居领域具有很好的应用前景。

样本熵融合聚类算法的森林火灾图像识别研究

针对森林火灾图像识别中遇到的漏检和误检等问题,提出了一种基于K-Means聚类下样本熵值判别算法。算法先将采集到的森林火灾图像进行色域空间转换,降低了视觉偏差在图像识别过程中的影响。然后采用K-Means聚类算法,通过HSV分量的欧氏距离准则,对火灾预期出现的图像子集进行聚类。在此基础上,通过样本熵对聚类后的图像子集权重进行辨别,区分类火灾区域和火灾区域的熵值统计差异,确认聚类筛选出来的图像子集是否存在火灾。实验结果表明,采用样本熵融合K-Means聚类算法对森林火灾图像识别能够有效提高识别正确率。经过60幅图像的检测,全部图像的火灾区域识别正确率提高到96.67%,平均识别时间为16.03 s。由于本算法具有较强的鲁棒性和便捷性,能够适应复杂背景下火灾区域识别工作,相对于传统K-Means算法具有更好的检测效果。

PDP低灰度级图像反伽马校正色彩还原方法

为了解决等离子体显示器(PDP)反伽马校正中低灰度级增强引起的色彩失真和偏移,提出了一种低灰度级图像色彩还原方法。该方法先利用HSI色彩空间模型对图像的色调、饱和度、强度分量进行分析,得到了色调恒常性和RGB三色校正的关系,然后计算出图像低灰度级增强的色彩补偿参数。最后将所得参数从HSI转换到RGB色彩空间,直接对RGB三基色分量处理,有较好的实时性和硬件可实现性。实验结果表明,该方法解决了伽马校正中的低灰度级图像色调偏移和色彩失真现象,校正后的图像色调和饱和度误差均小于2.2%,具有很好的色彩显示效果。

基于项目实践的民族高校工科专业应用型教学改革研究——以北方民族大学为例

民族高校工科专业应用型教学需要不断进行改革。针对民族高校工科专业在培养应用型人才中出现的生源差异大、理论课时压缩、理论与实践教学脱节、企业需求和人才培养目标不一致等诸多问题,可以提出基于项目实践的工科专业应用型教学改革方案。通过该方案的实施,将项目实践型的培养模式引入到本科教学中,加强实践教学力度,鼓励教师应用现代教学手段,为应用型工程人才搭建良好的培养环境。实践结果表明,基于项目实践的专业应用型教学改革适合于民族高校的应用型人才培养,促进了学生整体素质的提高,取得明显的教学效果。

基于行内MPD极值的自适应灰度编码PDP画质提升方法

为改善动态伪轮廓(DFC)及其引起的灰度级损失,提出一种基于行内运动图像干扰(MPD)极值的自适应子场编码方法。该方法通过计算一行图像内出现的DFC极大值及其位置变化判断图像运动状态,再根据图像不同运动状选择DFC极小的灰度编码。对静态图像采用无灰度级损失的全灰阶编码方式,对动态图像采用DFC极小的关键灰度级编码。该方法的运动状态判断和关键灰度级选择均基于行图像的MPD极值完成,实验结果表明:静态图像显示细节丰富完整,动态图像DFC可减轻30%。

基于项目实践模式的数字电路教学改革探索

针对当前数字电路教学过程中存在的学生主动性不足以及理论教学课时压缩的现象,项目组采用基于项目实践教学模式,将项目驱动教学方法引入课程教学过程中,进行理论教学、常规实验教学和项目驱动型实验教学三位一体教学改革,通过理论学习、仿真验证和实物制作的多环节训练,加强实践教学力度。实践结果表明,基于项目实践模式的数字电路教学改革增强了学生的学习主动性,培养了学生的团队合作能力、动手能力和创新意识,产生了良好的教学效果。

基于FPGA高速视频低压差分信号解码设计与实现

针对高温和电磁干扰等复杂环境对高速视频低压差分信号解码能力的影响,提出了一种高可靠性的FPGA解码解决方案。通过改善板上阻抗匹配、提高解码模块所在单元供电稳定性、增加解码程序的约束条件等措施,将FPGA串行解码理论频率从280 MHz提高到316 MHz,提高了12.86%。实验表明,改进后的设计能够在55℃高温和大电磁干扰的复杂环境下对视频数据进行正确解码,实现稳定的图像显示。

改进VMD算法消除脉搏波基线漂移研究

针对光电容积法采集的脉搏波信号容易受到干扰出现基线漂移的现象,提出了一种改进变分模态分解消除基线漂移噪声算法。算法先利用变分模态分解(VMD)将脉搏波信号分解成多模态分量,然后筛选出含有基线漂移的分量进行经验模态分解(EMD),并消除经验模态分解的余项,最后将全部模态重构。实验结果表明:该算法可以有效去除基线漂移,减少失真。与单纯使用EMD算法相比,改进VMD算法的含噪信号功率与降噪后信号功率比为0.26,均方误差为1.73,有效提高了信号的质量。

基于实测校正因子的实时伽马校正算法

针对等离子显示器(Plasma Display Panel,PDP)反伽马校正过程中因荧光粉亮度饱和以及APL临界切换引起的灰度级失真和闪烁现象,提出了一种基于PDP发光特性的实时反伽马校正算法。该算法采用实测关键灰度级亮度和基于图像APL的校正因子补偿算法,通过实测亮度和灰度级之间的对应关系实现了灰度级的线性输出,引入校正因子消除了不同图像切换过程时的闪烁。50 in(1 in=2.54 cm)PDP实验结果表明,该算法能够减少大面积暗场区域存在的闪烁现象,消除显示图像输出灰度的失真和反转,增强显示画面的细节,提高显示画质。此外,算法采用分段式多项式拟合进行实时反伽马计算,使算法具有处理速度快,对电路依赖性小等优点。

基于图像运动检测的子场编码优化算法

针对等离子显示器中运动图像产生的动态伪轮廓现象,提出了一种基于图像运动检测的子场编码优化算法。该算法在分析常用动态伪轮廓和运动补偿算法的基础上,通过检测图像数据的变化差值判断图像的运动状态,并通过图像运动状态选择不同的显示灰度构成方式:静态图像选择全灰度级编码,动态图像选择较少灰度级编码,通过优化编码方式消除图像的动态伪轮廓。实验表明,算法减少了不同运动速度的图像因算法引起的人工纹理,保证了静态图像的显示细节,达到改善显示图像画质的目的。此外,该算法还具有处理速度快,易于硬件实现等优点。

拼接式PDP数据传输中电磁干扰的消除

阐述了在拼接式等离子体显示器数据传输过程中遇到的电磁干扰问题,并结合实际工作从硬件的改进和软件的编程入手采用了低压差分传输和数字锁相等一些方法,增强了TSPDP的数据传输中抗电磁干扰能力,消除了图像抖动,增强了图像的稳定性。

面向系统能力培养的西部高校工程训练体系建设探究

针对新工科建设和工程教育专业认证对工程实践能力培养的要求,依据西部高校的特点,通过强化课程教学中的思政教育、构建“四位一体”的工程实训综合体系、创建多维度学习新模式、建立全过程的教学评价体系等措施,将教与学统一起来。通过完善课程思政教育、改善基本办学条件、强化学生竞赛环节、完善教学评价模式,不断加强学生工程素质教育,提高了学生创新能力和综合素质,提升了工程实训中心的综合实力,可为其他西部高校工程实训中心建设提供参考。

纳米MgO晶体制备及其二次电子发射系数理论研究

为了研究MgO晶体和二次电子发射效率间的关系,分析了直接沉淀镁盐法生成Mg(OH)_2以及三段式温度煅烧Mg(OH)_2制备MgO晶体的过程,并使用扫描电镜和XRD对制成的MgO晶体进行了表征。在此基础上,采用第一性原理对MgO晶体的能带结构和态密度进行了计算,分析了晶体表面的结晶取向对MgO二次电子发射系数的影响。实验结果表明,本方法制备的MgO为立方晶体,且晶粒尺寸均匀分布在40.65nm附近,晶面取向为(200)、(111)、(220),并沿(200)取向择优生长。常见的(110)、(100)和(111)三种晶面取向中,表面(110)取向的MgO晶体禁带宽度最低,材料表面的二次电子发射系数相对较高。

PDP瞬时残像及其改善方法

针对等离子体显示器(PDP)显示静态图像时产生的瞬时残像,通过研究瞬时残像的形成原因及其自恢复过程中的光电特性,提出了一种动态调整维持波形改善瞬时残像的方法。该方法根据图像的平均值(APL)对图像的运动状态进行检测,并根据APL动态调整维持波形上升期的能量恢复时间。在显示静态图像时减缓维持放电,可有效减轻瞬时残像的产生;显示动态图像时增强维持放电,可加速瞬时残像的恢复。国际电工委员会标准残像测试图像实验结果表明,瞬时残像恢复时间从440 s减少到270 s,缩短了38.61%,该方法能够有效加速瞬时残像的恢复,显著提高PDP显示画质。

基于高温制备的氧化钙镁复合薄膜光电特性研究

采用电子束蒸镀工艺制备氧化钙掺杂氧化镁复合介质保护膜并深入分析了制备温度对该复合保护膜透过率及二次电子发射效率的影响。实验表明,高温制备能够使复合薄膜表面形貌更为致密,结晶粒径增加,薄膜的透过率和发光效率提高。当制备温度为300℃时,复合薄膜的形貌更为致密平整,裕度从25V增加到32V,发光效率从1.70lm/W提高到1.91lm/W,提高了12.35%。

基于FPGA的PDP维持脉冲设计

介绍了PDP灰度级控制方法,对原设计作了改进并采用VHDL语言实现设计思想,对具体程序流程进行了阐述,结合FPGA器件和高压驱动电路得到光滑而平整的维持脉冲,从而实现了有效的灰度级控制。

气体放电对PDP残像形成的影响及其改善研究

针对等离子体显示器维持期气体放电过程引起的PDP残像,研究了持续气体放电过程对残像可恢复性的影响以及相同放电条件下显示单元三基色亮度变化情况,分析了气体放电过程与PDP残像形成之间的关系,提出了通过调整PDP显示过程中工作气体的放电强度,补偿气体放电过程引起亮度差异的方法来减轻显示残像,改善残像对显示画质影响的方法。实验结果表明,该方法能够减少残像产生后的恢复时间,改善显示残像,提高显示图像画质。

基于VMD分解的呼吸音频谱特征在COPD识别中的应用

慢性阻塞性肺病(COPD)早期诊断技术对疾病的治疗具有重要的作用,文中提出基于呼吸音最大瞬时频率(f_(Emax))特征的COPD疾病识别算法。算法选取指定k值的变分模态分解(VMD)将呼吸音分解,提取本征模态函数(IMF)分量,再对该IMF分量做Hilbert变换(HT)计算边际谱,得到最大瞬时频率f_(Emax)、瞬时频率幅值及特征能量等频谱特征参数。最后,利用主成分和线性判别分析对健康人群和COPD患者的呼吸音频谱特征参数进行研究,分析COPD与上述频谱特征参数的相关性。实验结果表明,上述参数中,f_(Emax)与COPD疾病显著相关,能够较好地区分健康人群和COPD患者,识别精度高达92.62%,可以作为COPD疾病早期筛查的一种辅助手段,具有较好的实际应用前景。

基于Arduino的3D打印机热床自平衡调节设计

针对3D打印机热床人工手动调节步骤繁琐及精度低的问题,提出一种自动平衡调节的方法,并设计了调平装置。此调平装置以Arduino mega 2560为主控模块,使用步进电机作为调平动作单元,结合螺杆传动,实现打印机热床平台的平衡调节;使用接触式限位开关,实现热床平台下降原点的定位;通过测试的方法编写校正路径程序,以模拟打印的方式实现3D打印设备与调平装置的协同工作。实验表明,采用的细分驱动可实现步距角为0.112 5°微调,大大提高了3D打印机热床平衡调节的精度;使用双重滤波的方法实现了通信脉冲序列的有效计数,并从软件层面解决了步进电机的抖动问题。

基于特征域聚类下Radon变换的火车票图像方向检测算法研究

随着我国交通服务行业的发展,火车票票面信息的自动化识别已经成为提升铁路服务效率的重要手段,针对票面信息识别系统中获取火车票方向不一致的问题,本文提出了一种基于特征区域聚类下Radon变换的方向检测算法。首先,算法通过k均值聚类对火车票图像进行聚类分块,消除复杂背景的干扰,提取到火车票信息区域;然后,通过数字形态学闭运算结合图像块操作保留能够反映火车票位置信息的图像方向特征区域;最后,利用改进的Radon变换检测出火车票的倾斜角度。实验结果表明:该算法的矫正正确率为97.8%,矫正的时间为16.79s;该算法能够消除图像复杂背景、方向特征区域领域像素点对方向检测的干扰,能够对全角度任意方向的火车票图像进行方向检测,具有较高的实用价值。