信号与信息处理


学科简介

2008年,安徽大学“信号与信息处理”学科被批准为省级重点学科。本学科点由安徽大学省级重点学科“电路与系统”生长而成,于2000年12月获准设立,并为国家211工程重点学科建设的学科之一。目前已成为教育部电能质量工程中心研究和开发的骨干力量;成为计算智能与信号处理教育部重点实验室的支撑力量;成为安徽省现代成像与显示技术重点实验室的组成单位。

在学科方向的特色凝练和结构布局方面,我们从原计算机视觉应用、图像分析与识别技术和信号处理理论与应用三个学科方向扩展成计算视觉、信号分析与模式识别、信号检测技术及应用和信号处理与嵌入式系统四个方向;学科布局更加合理,加强了硬件和技术集成的教学、科研和应用开发。学科从开始的跟踪前沿到能够把握学科方向和现状需要实现创造性地发展;使学科特色和优势更加突出,科学研究的贡献度显著增大。例如,突破现行的计算机视觉的局限性,提出了“计算视觉”的研究框架和新一代成像理论与技术;在信号处理方向,将现代信号检测、模式分析和硬、软件处理技术应用到电能质量检测、评估与治理等多个方面,产生了一系列具有国内领先和国际先进水平的研究成果。

学科点注重加强科学研究的交流,举办了第二届国际图像图形学学术会议和基于图像的建模与绘制技术高级研修班等形式多样的学术讨论和学术讲座。学科点利用安徽大学“211工程”建设经费和各种项目经费,先后购置了综合信号发生器、频谱分析仪、MOTOMAN机器臂等设备,进一步改善了本学科点的教学和科研条件,为研究生的培养和科研项目的顺利完成提供必要的实验平台。

本学科主要研究方向:

一、计算视觉。提出了“计算视觉”新思想,把先进的光电技术与现代物理和数学方法结合起来形成新研究框架,目前已开展的研究包括“计算成像”(传感与计算有效集成的技术路线而不是简单的、传统的几何光学成像加数字信号处理的方法)和“计算全息”(突破胶片记录时代的灰度值获取与显示的框架)等。在这方面已经开展了两项国家自然科学基金和一项教育部博士点基金的研究。

此外,积极推动目前计算机视觉的研究采用现代的数学工具,例如基于多视图几何的计算机视觉、基于偏微分方程(PDE)的图像处理理论等。在理论和应用方面都取得了很大的成效

二、信号分析与模式识别。本研究方向将现代数学的谱图理论(包括经典和新近发展的谱图理论)应用于模式匹配,主要对非精确图匹配、点模式描述下的形状匹配、非刚体形状匹配等问题进行研究,研究内容主要包括:结构图的生成、结构图的谱嵌入、点模式的向量表示及匹配、维数约简与扰动分析、形状拟合模型的建立、图的不变量的发现及获取等。研究成果在诸多领域中具有非常广泛的应用,如计算机视觉、目标识别、图像理解与分析、基于内容的图像检索和聚类、手写体字符识别、医疗诊断、网络搜索和DNA排序等。

在信号分析方面以鲁棒性和实时性为主,重点研究开发电能质量工程中共性、关键性、前沿性技术,主要研究开发内容包括:电能质量标准与评估、电能质量检测与分析、电能质量监测与控制、电力节能技术和产品等。研究成果可广泛应用于电力系统、冶金系统、电气化铁路、IT和IC行业、化工及其它工业,对我国配电网的安全、可靠、节电运行具有非常重要的意义。

三、信号检测技术及应用。主要研究特种电机电气参数检测技术、电力电子系统及运动控制系统中的信号检测技术、机械设备的在线监测和故障诊断技术等。

球形电动机可以在空间任意点进行定位,在仿人机器人的关节和手臂运动控制中有其它电动机不能比拟的优点。永磁球形步进电机转子的位置检测作为电机不可缺少的反馈控制环节,是电机控制系统中关键技术之一,并且它的分辨率直接影响到系统的控制精度。

在中高压变频、无功功率补偿等电力电子系统中,三电平变换器是目前研究和应用最成熟的多电平变换器之一。减少电力电子器件的损耗能提高逆变器的效率。信号检测的快慢和精度直接影响电力电子装置和运动控制系统的性能。

直接转矩控制(DTC)是一种优良的控制策略,但它在实际应用中会因检测、计算延时而导致控制误差。研究用神经网络检测转矩,根据直接转矩控制的特点,将神经网络DTC 分为五个子神经网络,进行分别训练。神经网络可以提高直接转矩控制的性能。

四、信号处理与嵌入式系统。本研究方向开展数字信号处理嵌入式系统的应用研究。嵌入式系统反映当代最新技术的先进水平,20世纪90年代,在分布控制、柔性制造、数字化通信和信息家电等巨大需求的牵引下,嵌入式系统进一步加速发展。在众多嵌入式系统厂家参与下,基于ARM 系列处理器的应用技术在众多领域取得突破性进展。在嵌入式系统的高端应用中,进行多年技术准备的ARM 公司适时地推出了32 位ARM 系列嵌入式微处理器,以其明显的性能优势和知识产权平台扇出的运行方式,迅速形成32 位机高端应用的主流地位。面向实时信号处理算法的DSP产品向着高速、高精度、低功耗发展。

主要学术带头人

韦 穗:教授,女,博导、中国图像图形学会副理事长、教育部科学委员会委员、安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室主任、安徽省现代成像与显示技术重点实验室副主任、安徽省仿生感知与先进机器人技术重点实验室学术委员会委员、合肥工业大学教育部现代显示重点实验室学术委员会委员,《中国图象图形学报》、《模式识别与人工智能》、《Information Acquisition》、《机器人技术与应用》等杂志编委。曾任国家863机器人主题专家组成员、国家科学技术奖励信息科学评委会评审委员,获国家863计划智能机器人主题先进工作者和科技部授予的国家863计划先进工作者称号,获国家新产品奖、中科院科技进步二等奖、江苏省国防科学技术进步二等奖和中国科学院优秀教师等奖励,为第一批国务院政府特殊津贴获得者。

王群京:教授,男,博导,安徽大学副校长,兼任中国电工技术学会小功率电机专业委员会副主任委员,国际COMPUMAG中国部委员,全国工业自动化系统与集成标准化技术委员会工业机器人分会委员,安徽省电机电器与新能源发电专业委员会副主任委员,《电机与控制学报》编委、《中国博士后》编委等。指导博士研究生十多名、博士后二名。先后承担三项国家自然科学基金项目,承担其它国家级项目、省自然科学基金项目、安徽省“九五”、“十五”、“十一五”重点科技攻关项目和企业委托项目数十项。出版学术著作2部,获安徽省科技进步二等奖二项、三等奖一项,获国务院政府特殊津贴。

梁 栋:教授,男,博导,安徽大学教育部电能质量工程研究中心主任、电子信息工程学院 院长,长期从事信号分析与模式识别、电能质量检测与控制等方面的教学和科研工作,先后被评为安徽大学中青年骨干教师、安徽省高等学校中青年骨干教师培养对象、安徽省高等学校中青年学科带头人培养对象、安徽省学术技术带头人后备人选。近年来,先后承担各类科研项目32项,其中,主持国家自然科学基金、国家“863”计划等各类科研项目23项;以主要技术负责人参加国家自然科学基金等项目9项。在国内外学术期刊和会议上发表学术论文40余篇。先后获省科学技术三等奖1项、省科技进步四等奖1项、省高校科技进步三等奖2项、8项科研成果通过鉴定。担任的主要学术团体职务有:安徽省软件行业协会常务理事、专家委员会委员、安徽省电子商务学会常务理事。

高清维:教授,男,硕士生导师,中科大博士,安徽大学电子科学与技术学院电气工程系主任,安徽省自动化学会理事。长期从事小波变换、多尺度几何分析、分形理论及其在信号检测和图像处理中的应用研究和教学工作,有深厚的理论功底并能把理论与工程应用相结合,在研究生教学中深受学生的欢迎,对研究生培养起到重要作用。在国内外学术期刊上发表学术论文30余篇。现承担安徽省自然科学基金项目“基于Bandelet变换的SAR图像相干斑噪声消除研究”




  
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