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基於人像解析的二階段多人物追蹤

多人物追蹤因其學術及應用的潛力而受到越來越多的關注。由於外觀變化和人物遮擋，它是一個具有挑戰性任務。在本論文中，我們遵循tracking-by-detection架構並提出了基於人像解析的兩階段追蹤演算法。首先應用一個預訓練的多人像解析模型作為人物檢測器，將人物定位並以像素級別區分成多個身體部位，以探索人物的細節。而論文中提出的兩個階段分別對應在線和離線追蹤模式。在第一階段，我們加入解析後的身體部位位置於運動模型，利用預測準確的空間信息來提高追蹤性能。基於第一階段的結果，我們對每個人像以其所屬的軌跡進行偽標籤，並通過第二階段的迭代標籤改進過程對人像所屬的軌跡進行最佳化。每組屬於同個人像的身體部位圖像集會作為輸入，並用來訓練用於識別特定影片中人物的分類器。為了分析在追蹤演算法中使用人像解析模型的優勢，我們根據多人像解析數據集並利用半自動的流程產生軌跡的標籤，以進行追蹤性能的評估。最後，我們基於SHapley Additive exPlanations (SHAP)值解釋所提出的追蹤演算法的模型，對影片進行全局及單一人像局部的說明。我們的實驗結果表明，透過使用人像解析模型，在線追蹤演算法的檢測精度比標準檢測器提高7.6%，同時也提高13.6%的關聯精度。利用我們實驗中的最佳運動模型所提出的方法也將關聯精度提高4.1%，並在HOTA指標上獲得81.54的分數。最後，第二階段相對於第一階段的方法，可以提升16%的關聯精度。

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無線群組網路下單位面積頻譜效率之分析與最佳化

本文研究了無線群組網絡的上行傳輸效能，我們考慮用戶設備們 (UE) 形成群組並用泊松群組過程（PCP）來建模，同時基站（BS）被部署在群組中心為用戶設備們提供服務。我們假設用戶設備所上傳的資料由最近的基站接受並解碼，其策略被稱為最近關聯策略。基於最近關聯策略，我們需要考慮兩種情況，第一種情況是當用戶設備及其服務的基站來自不同的群組，而第二種則是當用戶設備及其服務的基站是來自同一個群組。當我們得到基站位置的機率分布後，我們推導出兩種情況下干擾的拉普拉斯變換(LT)以及對應的上下界。我們透過干擾的拉普拉斯變換推導出成功傳輸機率。由於成功傳輸機率只能表達單次傳輸的效能，我們無法透過成功機率探討整體網路資源共享的效率，因此我們也考慮並分析單位面積頻譜效率（ASE），他代表每單位面積、單位頻寬、單位時間下的位元數。為了計算單位面積頻譜效率，我們需要以下三項：第一個是用戶設備的密度，第二個是成功傳輸機率，第三個則是傳輸速率。雖然用戶設備可以透過瞬時通道狀態資訊來動態調整自己的傳輸速率，但這將需要耗 費過多的訓練開銷，尤其是在密集網絡下更為嚴重。因為我們主要專注在每個群組都有極大的用戶設備個數下的情境，所以我們考慮用戶設備的傳輸速率是固定的以避免產生過度的訓練開銷。我們推導出單位面積頻譜效率的漸進下界和上界，並且證明當群組的用戶設備數趨近無窮時，上界和下界將各自收斂到非零常數，因而我們可以確保原本的單位面積頻譜效率可以被限縮在兩個非零常數間。此外，我們還嘗試找到最佳的訊號對干擾及雜訊比(SINR)的閾值來優化單位面積頻譜效率，但由於我們無法找到解的封閉形式，所以我們改用 ASE的漸進下界來找出最佳的訊號對干擾及雜訊比的閾值。

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水溶液之寬頻介電係數量測及分析

本論文主旨及貢獻在於提供新的方法及分析來求得水溶液之寬頻介電係數。綜觀目前學術上的研究，很多方法需要用到昂貴的儀器及周邊器材(例如特別訂做的波導管或阻抗棒)，卻只適合預估低介電係數的材料，其原因在於幾乎所有的經驗公式是無法套用在求高介電係數身上。因此，我們選擇回歸基礎電磁分析及設計演算法以克服高介電係數所帶來的挑戰。本文是以水(或水溶液)為例，由低頻率至高頻率，我們所使用的方法依序為電容法(300 KHz~30 MHz)、阻抗轉換法(150 MHz~1.5 GHz)、TRL校正法(300 MHz~1.7 GHz)、環狀微帶線共振法(500 MHz~5 GHz和3 GHz~9 GHz)及天線法(8.5 GHz~11.5 GHz)。各種方法的優缺點及建議的量測頻段會在文中列出。 時頻分析是求介電係數的關鍵技巧，本文提出兩種方法。第一種是對長度有限的S參數做反傅立葉轉換到時域訊號。在阻抗轉換法的章節，我們透過在時域上擷取想要的訊號達成介電係數在頻域上平滑化的效果。另外一種應用在天線法上的時頻分析被稱為「多重訊號辨識演算法」，其目的除了快速預估天線接收各個訊號所行經的時間外，並且確保我們在時域上所截出的訊號不會受到地面反射的干擾，使得成功求出介電係數的機會上升。 在本論文中，我們亦提出兩種以機器學習為背景的最佳化演算法。在天線法的章節裡，透過「自組織特徵映射演算法」快速整理及歸納，可有效率應用在解高維度聯立方程組；另外一方面，考量到每個實驗或多或少受到環境干擾使得量測到的介電係數含有雜訊，我們透過「高斯過程」畫出回歸線來整合所有的數據。它不僅能幫我們省去很多時間上的成本，更能以機率分佈估計下次實驗某頻率點將會得到的介電係數。 在論文中的所有電路可在PCB基板上透過蝕刻技術完成，本文所提出的演算法或訊號分析也有透過數值運算或HFSS模擬驗證以確保它們可以使用在其他水溶液上。

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老年人色覺處理以及其他色彩外觀的改善

此篇論文中，主要是針對老年人視覺模擬的研究與改善。首先會先介紹隨著年紀增加時，人眼內部激素產生的改變，進而影響對於亮度與顏色接收的感知。而後，我們將會模擬兩種基於不同假設下所得到的老年人視覺影像的模擬，在此我們將此兩種模擬方式分別稱為色相保持模型以及黃化模型，並針對這兩種模型模擬出的狀況進行亮度或顏色上的改善。我們的目標是希望能透過將原影像進行亮度或顏色補償，讓老年人觀看經過補償預處理後的影像能得到與年輕人接近的視覺感受。 並且，我們從黃化模型的模擬以及顏色補償的方法延伸至有害藍光濾除的應用，兩個問題可使用相同概念進行模擬以及可以使用相同的補償方式改善原本的模擬影像會出現顏色偏差的問題。另外，我們還會介紹另一個基於不同個體激素濃度差異而的顏色匹配方程式，並比較相同濃度不同年紀下顏色匹配方程式。 最後，我們介紹如何模擬三種色盲顏色外觀的方法，並介紹另一篇論文針對不同程度的色盲進行增強的預處理，希望色盲患者觀看經過增強後的影像，能擁有較好的視覺感受，不過在之後的討論可以看到，此方法僅能改善輕微程度色盲患者的問題。

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即時手寫辨識於視訊會議平台

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基於生成對抗網路時間序列產生器研究: 以窄頻電力線通訊循環穩態脈衝為例

通訊系統的接收機設計需要考慮到外加雜訊的干擾，並適當地設計系統抑制這些干擾影響資訊傳輸效能。在接收機開發的階段，我們會利用雜訊建模的方式來評估雜訊干擾消除的效能。然而，傳統的「由下而上式」數學建模方法，不容易模擬複雜統計特性的雜訊信號。本研究針對窄頻電力線通訊系統中的主要干擾成分—循環穩態脈衝雜訊，進行建模的研究，目的在設計一個時間序列產生器，其產生的訊號不但在統計特性上能與真實窄頻電力線通訊中的加成性干擾很接近，而且也必須具備足夠的樣本多樣性。本論文基於生成對抗網路進行架構的改良修正，包括了: (1)擴大深度學習模型接受訊號的長度，使模型可以觀察到雜訊循環穩態的特性;(2)將損失函數替代為Wasserstein距離便於能更好的評估訓練集與生成集資料的分佈;(3)設計以雜訊的波形特徵對模型進行訓練的架構。訓練資料集除了採用兩種常見的模型來生成訓練資料外，我們也進行實際環境的量測作為訓練集資料，最後透過定量及定性分析選定最佳的生成架構。研究結果顯示以波形特徵作為訓練的生成對抗網路時間序列產生器在生成雜訊的品質上更接近於量測資料集。雖然此模型在頻譜響應上、時間波形特性上均有不錯的表現，但其循環頻率特性的表現上還有可改善的空間，建議未來可增加遞歸神經網路以及Transformer的架構，提高時間序列之間的相關特性之學習效果。

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基於廣義概度比檢定和領導式通道估測的正交分頻多工單輸入多輸出系統之解調性能分析

在現行的正交分頻多工(OFDM)系統中做數據解調時，領導信號(pilot symbols)經常穿插到均勻分布的子載波中以促進通道估測(channel estimation)。當分段頻散通道的衰減程度加劇時，基於廣義概度比檢定(GLRT)的原理，由等間隔擺放的領導符號輔助的通道估測能夠實現在同一個正交分頻多工塊中逐個符號的數據解調。為了進一步對抗更加衰減更加劇烈的分段頻散通道，採用單輸入多輸出(SIMO)天線分集系統可以增強基於廣義概度比檢定的解調性能。在本文中，對於所考慮的基於廣義概度比檢定的正交分頻多工單輸入多輸出系統解調，在固定和隨機分段頻散通道上採用各種二維的調變方式，分析推導出位元錯誤率（bit error rate, BEP）的上界和近似值，並通過模擬驗證其緊密性。數值分析顯示，當通道的衰減程度較小或單輸入多輸出系統的接收天線數足夠多時，位元錯誤率的上界表現出良好的緊密性，反之可以採用近似主導界線。透過推導出的界線，針對信號雜訊比、數據與領導信號功率比、天線分集、通道條件和領導信號長度等不同參數，分析且研究所考慮的基於廣義概度比檢定的正交分頻多工單輸入多輸出系統之錯誤性能特徵。

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毫米波駐波振盪器與雙向寬頻相移器之分析與設計

隨著技術的進步，人類邁入毫米波頻率領域與各種應用中。汽車雷達和通信是兩個重要的應用領域。前者個需求與日俱增，因為近年來自動駕駛汽車已成為趨勢。後者隨著5G通信的蓬勃發展而有所進步。隨著系統變得越來越複雜，如何在有限的電路當中加入更多的功能成為一個重要的議題。本論文針對上述兩種情況提出了各自的解決方案。 對於第一個電路，提出了操作在24 GHz / 77 GHz的雙頻連續調節駐波振盪器，以及根據對多模駐波結構的頻率進行數值分析得出的一組直觀的設計方針。這個雙頻振盪器是為汽車雷達應用而設計。而論文中提出創新的設計方針能使多模態 駐波振盪器的設計更加直觀。論文中將陳述包括如何將設計方針帶入實際的世紀中，以及為提高品質因數而付出的努力以及其他振盪器設計細節。 對於第二電路，提出了一種雙向雙頻可變增益移相器，其工作頻率為28 GHz / 39 GHz。它是雙向波束成形收發器的子系統，可為未來的5G通信提供新的解決方案。該電路由傳輸線延遲移相器和可變增益放大器組成。將在論文中敘述設計挑戰以及相對應的解決方式，包括雙向設計，系統上的考慮，相位變化和如何在有限的佈局面積中完成設計等挑戰。

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應用於第五代行動通訊之功率放大器與混頻器的研究

本論文包含兩個部分都是希望運用在第五代行動通訊系統中。第一部分應用在30到40 GHz寬頻連續反F類功率放大器，使用65奈米金氧半場電晶體製程設計。第二部分是應用於28 GHz高線性度升頻器，使用28米金氧半場電晶體製程設計。 論文中首先提出了一個應用在30到40 GHz連續模式反F(CCF-1)功率放大器設計以同時達到寬頻且高效率的表現。此電路為了實現連續反F操作，利用輸出變壓器並且在其中加入電容用來實現理想基頻與諧波阻抗設計。我們可以透過這種方式設計來減少匹配電路的設計複雜度與損耗，除此之外，在本章當中也討論放大器的線性度且電路的AM/PM失真因為輸出諧波匹配而有一定程度的改善。量測結果顯示本文提出的功率放大器在34 GHz有17.9 dBm的飽和輸出功率且大訊號頻寬包含從30到40 GHz，在此輸出功率下仍有35.8%功率附加效益，還得到15 dBm輸出功率的增益1dB壓縮點。在調變量測使用64-QAM的訊號下，此電路達到400MHz調變頻寬且有9.2 dBm的平均輸出功率和12.5 %平均功率附加效率，且錯誤向量大小(EVM)小於-28 dB。 另外提出一個在轉導級使用二階交互調變注入技術達到高線性度的升頻器，因此透過混和低頻輸入訊號和二階交互調變訊號可以在轉導級產生一個正的三階交互調變訊號，並且透過電晶體操作在三級區來放大此訊號，最後本電路展現出在寬輸入功率範圍下都有三階交互調變功率抑制。量測結果顯示此升頻器有-6.4 dB的轉換增益與-2.2 dBm輸出功率的增益1dB壓縮點，直流功率損耗為19 mW，而雙頻量測(two-tone measurement)則顯示明顯的三階交互調變功率抑制且輸出三階截點功率為10.2 dBm。除此之外，在調變訊號量測使用256-QAM的訊號下，此電路展現出在有三階交互調變失真抑制下輸出功率可以改善。

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應用於 X/Ku-Band 低軌衛星通訊地面站雙圓極化陣列 天線模組設計

本論文提出一雙圓極化天線單元，以堆疊式貼片天線為基礎，運作在低軌衛星頻段，分別為 10.7-12.75 GHz 與 14.0-14.5 GHz。以三層貼片天線架構設計，各層貼片呈十字形，結合周圍矩形寄生貼片提供寄生效應，兩個頻段模擬結果最大增益分別為 6.6 與 5.2 dBi，模擬輻射效率在 95% 以上。 以上述天線單元為基礎，本論文提出一鏡像擺放 2x2 陣列天線，可抑制正交極化，天線單元間距小於半波長。此 2x2 陣列可擴增為 4x4 與 8x8 大型陣列天線，具有寬頻、高增益、高交叉極化辨識度與低軸比等特性。 本論文設計一寬頻帶狀線雙工器供低軌衛星頻段使用，相位天線陣列結合雙工器與數位積體電路控制，天線陣列可實現波束成形。相較於以往切換式天線，此天線可同時收發訊號，且結合數位積體電路後仍有足夠頻寬，符合低軌衛星頻帶。 本論文完善了 X/Ku 波段升降頻器量測結果，結果與元件規格書相符，且升降頻器連接軟體定義無線電，測試收發訊號可得高辨識度 64-QAM 星座圖，能夠順利完成訊號收發。