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可應用於學生專注度之人眼開闔偵測研究

本論文提出一個即時的簡易偵測方式，著重於解決遠距離低解析度下，光源與雜訊干擾等問題，能使得眼睛在不同開闔程度下皆能擁有優良的辨識率。 　　藉由使用人臉偵測、局部影像擷取、眼睛區域決策與眼睛區域-可靠度檢查，截取出完整且無遮蔽物的眼睛影像，並且在低解析度時也能明確的找出眼睛位置。再使用簡易、快速且不受光源影響的紋理特徵分佈影像，強化開眼闔眼的對比，得到平順、破碎或群集分佈的二值化影像，分析其中平均值、變異值與分群數的差異，能有效的偵測眼睛狀態。 　　在實驗中可以證明，辨識速率非常的快，在一般複雜環境下表現優異，在遠距離中也並未受到外在環境的干擾。 　　眼睛狀態偵測可搭配人臉偵測與移動偵測，來推廣至學生專注度偵測應用，能有效的辨識出學生專心狀態。

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基於局部學習對車牌影像超解析化

由於監視攝影器材被廣泛地架設，視訊監控系統更顯得其重要性。這些攝影器材所儲存之視訊紀錄（Video Record）也常常變成警方辦案時重要之協助資源，藉由車牌辨識，可以找出違規車輛。為了節省成本，這些監視攝影機之解析度通常都不可能太高，加上監視器材通常被架設在路旁高處，監視器材與車子之間必然存在著相當大之距離；因此，超解析化可以讓原本太小而模糊不清之影像，將其放大而較不失真，可以看得更清楚，以利於後續之應用。 本論文先針對監視器之低解析度影像進行車牌擷取動作，接著再將取得之低解析度車牌進行超解析化之方法；本論文使用以學習為基礎之演算法，利用流形學習（Manifold Learning）之局部線性嵌入（Locally Linear Embedding, 簡稱LLE）概念，將輸入之低解析度車牌影像，經由事先取得一群高解析度及其對應低解析度之影像配對，藉由LLE之概念，從低解析度部分找出相似之局部幾何（Local Geometry），再利用其對應之高解析度部分，產生此輸入影像對應高解析度之模樣，組合成一張對應之高解析度車牌影像。 本論文提出之超解析化方法所產生的清楚車牌與使用一般放大方法在同樣放大倍率之下，細節上顯得更清楚及平滑。此外，此方法僅需使用單張影像即可，相較於傳統使用多張或連續影像，利用前後影像關係提升解析度之方法來得更快速及方便。

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以支持向量機為基礎之問卷填答識別研究

在現今電腦網路蓬勃發展的世代，部分的紙本問卷已轉成線上問卷，方便快速統計結果，然而仍然有許多電腦與網路不便使用的場合，例如：餐廳用餐、商店購物、銀行存提款、參加產品發表會或研討會、或是到政府機關洽公等，在這些場景中，通常不方便提供電腦及網路供問卷填寫，若要在第一時間取得意見回饋，紙本型式的問卷還是最直接且最便利的管道。而一般問卷設計，為了讓填答者方便填寫，以及快速統計填答結果，大部分會以選擇題方式呈現，不論是學術研究領域或是商業軟體，對這一類型問題的處理方式仍以計算填答區域中的可視點數量，作為是否有被標記之主要依據，然而雜訊問題以及填答者填答方式的多樣性（勾選、畫叉、塗滿等），經常讓這些計算可視點數的方法無法正確辨識選項是否被標記。 本論文提出一套完整的問卷處理流程，從空白的問卷自動擷取填答區域，並依照題目順序加以群組，輔助問卷設計者建立填答區域的model檔案；然後以支持向量機方法結合輔助判定規則，進行標記自動辨識，利用機器學習的途徑解決雜訊的問題，提高辨識正確率；同時嘗試利用「填答者意圖」的理念，嘗試解決填答者塗改答案的問題，而在實驗部份，以兩個真實的問卷應用驗證系統效能，另外，擴展系統功能為大學新生智慧財產權測驗進行評分。實驗結果顯示，SVM對於選項是否被標記的正確率達到99%以上；另一方面，以問題為基礎的正確率也達98%以上。最後本論文亦提出混合型支持向量機的作法來處理非一般性的選項符號，經實驗的結果顯示，將混合型支持向量機應用在上述的問卷與試卷，其正確率也都可達95%以上，表示混合型的SVM可應用於對正確率要求不是那麼高的問卷。

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電力線網路系統之網路品質量測研究

本篇論文中，針對HomePlug AV規格下的電力線通訊設備進行網路路徑特徵的量測研究，經由對其規格標準與廠商實作上的特色進行分析，提出於電力線通訊上量測網路特徵所需處理的議題，並由處理此議題發展出新的量測工具HTMProbe，能夠量測出在此種多重速率網路系統中，切換至最高傳輸模式下所需的最小量測速率，並同時量測出此網路的Link Capacity和Available Bandwidth，接著在不受干擾的測試環境下進行實驗，驗證電力線通訊此種多重速率網路系統量測上的議題，再透過利用現存的網路特徵評估工具進行實測，研究這些工具在此種網路量測上的侷限，並利用實驗驗證我們工具的可用性。 電力線通訊利用電力線路為傳輸媒介，其線路上存在多種未知的電器干擾，而此種干擾對於電力線通訊的影響程度將左右其效能，因此本篇論文利用實驗環境對多種電器進行實測，並從干擾的程度對於下載速率的影響進行分類，用以探討不同種類干擾與不同位置設置對於電力線通訊效能的影響，並實測電磁干擾濾波器對於電力線通訊效能的改善程度，發現其對於穩定電力線通訊有顯著的效果。

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運用NFC技術之室內導覽系統

近年來行動通訊環境成熟，利用手機等行動裝置定位的應用越來越普遍，然而衛星定位系統在室內環境中會受到建築物遮蔽的影響，產生定位精度不足的問題。現今已有的室內導覽系統大多採用Wi-Fi、藍芽或RFID的無線網路技術形成感測器網路來做定位，卻受限於各技術之物理特性及系統成本的考量使得效果不彰。而近期由RFID演變而成的近場通訊(NFC)技術崛起，集結了RFID之眾多優點與成本低的優勢，加上支援此技術的行動裝置紛紛推出，應用範圍被大大的擴展。因此如何藉由行動裝置實現使用者在室內環境作定位，並符合成本效益仍是現今重要的研究課題。 本研究為運用近場通訊技術在室內環境中發展定位功能，提供環境資訊及導覽的系統，並透過最短路徑演算法來提供最佳路徑的指引，可藉由此系統來解決在室內環境中無法使用全球衛星導航定位問題。我們利用Map Studio製圖工具所產生的室內平面圖作為地圖資訊系統的底圖，結合近場通訊技術快速讀取標籤內的地圖資訊來完成定位功能，其特性符合定位精確及成本效益的優勢。本研究所建立的系統可透過NFC智慧型手機配合展場等大型區域所安置的地圖標籤與位置標籤來快速取得導覽資訊，並使用內建的最佳路徑服務來引導使用者到達目的地。為呈現本系統在大型賣場、百貨公司、機場等場域的應用，我們以台北火車站為例，示範導入場域內定位、路徑搜尋與場域切換的功能，未來若能結合場域內店家的詳細資訊，可以發展成一個行動定位與商務整合的系統。

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自動化演講錄製系統之虛擬攝影師

本研究的目的是發展一套自動化的演講拍攝系統，利用Kinect分析講者的行為，然後使用PTZ攝影機摸擬真實攝影師拍攝的效果，並且藉由網路傳輸達到攝影師與導播之間的溝通。 　　為了得知講者在PTZ攝影機畫面中的位置，本研究使用AdaBoost演算法來偵測講者的臉部區域。獲得該區域後，再利用平均位移（Mean Shift）追蹤演算法對該區域進行追蹤，讓PTZ攝影機可以持續得知講者的臉部位置。此外，使用Kinect的深度影像搭配高斯混合模型來辨識講者的手部姿勢，以及其彩色影像偵測講者是否使用雷射筆或指揮棒。 　　為了呈現最理想的畫面給聽眾，我們制定了一套適當的攝影機運鏡規則。在系統綜合所有講者相關的資訊後，PTZ攝影機會根據該運鏡規則自動拍攝畫面，並且傳送訊息告知導播。導播得到訊息後，即可搭配其制定的選鏡規則，決定是否選擇講者PTZ攝影機的畫面，呈現給聽眾。

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高速公路上車道標線偵測與前車碰撞警告系統

本論文之主要目的在發展道路標線偵測與前車碰撞警告系統。因為駕駛者在駕駛時容易被前方車輛或左右車輛無預警的行為影響，導致應變不及而發生危險，因此各車廠陸續開發出許多駕駛安全輔助系統，以保護駕駛者的安全。高速公路上道路標線偵測與前車碰撞警告系統中在駕駛安全輔助系統中扮演一個非常重要的角色。道路標線偵測可以協助系統判斷本車車輛異常跨車道的行為，並監控車輛前方的安全範圍。前車碰撞警告可以在左右車道車輛突然跨入本車車道或是本車前方車輛離本車太近時進行警告避免車禍發生。 本研究將行車紀錄器裝置在車輛的擋風玻璃上，拍攝前方車輛與標線，再輸入系統進行分析。本系統依功能可分為兩個子系統，道路標線偵測子系統與前方車輛偵測子系統。道路標線偵測子系統利用Sobel邊緣偵測技術及Hough transform線段偵測技術來擷取車道標線。前方車輛偵測子系統，在日間時利用Otsu’s method尋找適合之門檻值擷取出陰影特徵，並利用水平邊緣偵測車輛水平特徵，同時採用此兩項特徵進行影像中車輛定位；另外，在夜間或雨天時則使用YCrCb色彩空間的Cr component及HSI的Hue component擷取煞車燈顏色特徵，並透過煞車燈的對稱性進行車輛定位。 實驗結果顯示，本系統具高度的穩定性及可用性。雖然在隧道中前方車輛偵測的正確率較低，但在下雨天或是夜間視線極度不良時仍能正常運作。未來希望能發展成嵌入式系統裝置在各車輛上實際上路使用。 關鍵字：大津法、車道標線偵測、車輛偵測

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以計算方式研究基因體結構與變異

DNA定序技術在生物研究中扮演著日益重要的角色，透過將生物體DNA定序資料重組還原其基因體，可以獲得許多與該生物體相關的資訊。另外透過比較不同物種或生物個體的基因體，基因體上的結構性變異(structural variation)也被發現對於基因表現、疾病和演化有重要的影響。近幾年來，隨著定序技術的進步，發展出許多新的短序列定序平台，這些平台可以用非常低的成本得到大量的定序資料。然而，龐大的資料量與短的資料長度在使用計算方法還原基因體的問題上，帶來許多挑戰。除此之外，生物的基因體常常含有複雜的結構性變異，像是反轉(inversion)和位移(transposition)，傳統的序列比對演算法無法完整的比對含有結構性變異的序列，對於發生變異的位置也無法得知。因此，我們提出新的計算方法，能夠使用短序列定序資料重組基因體，以及比對兩組含有結構性變異的序列。 在重組基因體方面，我們提出了一個新的演算法，藉由採用”跳躍延伸” (jumping extension)的方式有效的將短序列定序資料重組還原其基因體。跳躍延伸的主要概念是透過定序資料兩層的重疊關係，將龐大定序資料中較有可能屬於同一區域的定序資料過濾出來，進而重組該區域的基因體內容。實驗結果顯示，本論文所提出的演算法相較於其他目前常見的方法不僅能得到較佳的重組結果，在記憶體的使用量上也相較的低。 在序列比對方面，我們提出了一個新的序列比對演算法來比對兩條含有反轉或位移的序列。透過比對包含反轉或位移事件斷點區域(breakpoint region)的序列，我們可以估計發生事件斷點的位置，進而還原事件發生之前的序列內容，再透過傳統的序列比對方法得到完整的比對結果。藉由所提出的演算法，我們分析UCSC網站上人類與黑猩猩的基因體資料，得到130處反轉事件的斷點與846處位移事件的斷點，以及該區域序列的完整比對結果。另外透過模擬的方式，我們試驗提出的方法在比對不同親緣關係物種序列的效果。實驗結果顯示所提出的方法適用於比對親緣關係高於大鼠(rat)與小鼠(mouse)的物種序列。 綜合以上所述，本論文所提出的計算方法能有效的使用短序列定序資料重組基因體，進而完整的比對含有反轉和位移的序列。除此之外，發生反轉以及位移事件的斷點位置也能夠被偵測出來。

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以電子書發展身心障礙者職涯分析之研究

近年來電子書快速的發展，群眾看書吸收資訊的方式也有所改變。電子書擁有便於攜帶、具有多媒體格式、互動等等優點。各家廠商紛紛推出不同的電子書閱讀器以及電子書格式，新穎的電子書格式具有多樣化的多媒體呈現與使用者互動能力，可以為使用者帶來良好的電子書閱讀體驗。在蘋果公司所推出的iBooks電子書當中可以放入HTML5所架構出來的小工具，用意是可以讓電子書的提供者在電子書當中可以放入這些與書相關的小工具讓讀者使用。 職涯發展探索系統提供了一個線上平台，讓身心障礙者根據自已的現況做問卷，並且輔導社工可以對身心障礙者做出適當的輔導策略。 本研究利用職涯發展探索系統，將此系統架構在iBooks之上，利用widget所可以達到的功能，擴展此系統的能力。將職涯發展探索系統不只侷限在網路之上，也可以利用電子書便於攜帶的特性，讓此系統也可以隨處帶著走並且使用，並且我們要更多探討，HTML5以及Javascript所結合而成的widget，再加上iPad此硬體本身具有的能力，能為這個系統帶來什麼更多的改變與擴展。

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語言學習之影音索引技術研究

近年來網路的使用已成為人們生活中重要的一部份，由於網路頻寬的改善，及多媒體技術的蓬勃發展，在應用上更為多元。線上分享影音資訊已成為網路使用者之間溝通的重要橋梁，這些被分享的多媒體資訊已不僅限於娛樂、生活相關的內容。在此趨勢下，有許多教育單位將錄製的教材發布至網路上，提供網路使用者透過影片的方式學習。雖然在網路上影片取得容易，但是若想觀看影片中的特定段落，則需花費時間搜尋，因此本研究的主要探討議題為實現影音資料庫索引系統，利用索引技術增加學習影片內容的搜尋效率及準確度以及使用網頁技術製作出高互動性的瀏覽系統，提供學習者一個良好的學習環境。 本研究主要以Silverlight、JSP、XML、eXist等技術實現影音資料庫索引系統。我們針對教學用的多媒體材料影音呈現問題進行改善，對影片內容作分析，找出影片中的各個主題，依照主題分成數個段落，並為各主題擷取關鍵畫面作為縮圖並建立索引。接著我們以Silverlight網頁技術建構出簡易操作的使用者介面，搭配XML的結構儲存影片索引資訊，並以eXist資料庫有效管理XML文件。最後，結合JSP語言作影片索引搜尋的動作，不只可以同時搜尋到多部完整的影片內容，也可利用關鍵字搜尋影片片段，使查詢影片段落更快速，搭配高互動性網頁瀏覽系統呈現，增加學習效率。