【正文】 （ 20）提出視頻運動目標的檢測與跟蹤、基于多視頻傳感器全景圖拼接方面的新算法； （ 21）研制智能視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡互動電視搜索應用示范原型框架系年度 研究內(nèi)容 預期目標 絡互動電視搜 索應用示范原型系統(tǒng)； 統(tǒng)。 年度 研究內(nèi)容 預期目標 （ 13）研究全局和局部特征的本 征屬性分析方法，實現(xiàn)流形嵌入和降維； ? （ 14）利用 各層次特征間的關系，研究高維特征在應用中的降維處理； （ 15） 研究用戶標注、評價和訪問等交互屬性信息獲取方法 ； （ 16） 研究媒體對象間的鏈接等上下文信息的獲取與表示 ； ? （ 17） 研究高維、動態(tài)跨媒體多模態(tài)特征的融合機制； （ 18）研究數(shù)字媒體理解算法的性能測試、分析比較和可視化展現(xiàn)手段； （ 19）對比分析測試結果，改進數(shù)字媒體理解算法測試驗證平臺； （ 20）進行超分辨率視頻圖像復原與增強、自適應視頻監(jiān)控目標分類與識別等算法的研究； ? （ 21）進行電視節(jié)目的結構分 析、語義分析技術的研究 。 （ 14）研究底層特征、媒體對象和高層語義的多粒度描述 ； （ 15）研究多粒度媒體數(shù)據(jù)之間的關系映射； （ 16）結合自然語言處理和機器學習算法，研究跨媒體數(shù)據(jù)的層次化語義分析 ； （ 17）繼續(xù)建設規(guī)?；襟w數(shù)據(jù)庫； （ 18）研究用戶需求描述手段，建立需求感知模型； （ 19）建立面向監(jiān)控應用的視頻底層特征、中層特征和高層語義特征結合理解模型，開展運動目標行為分析、其進行識別 ； （ 7） 建立基于整體感知的圖像理解框架； （ 8） 根據(jù)層次化理論建立圖像物體模型并據(jù)此進行識別分析 ； （ 9） 利用譜圖理論提出新的顯著性分析模型； （ 10）提出有效利用多視圖特性的學習方法； （ 11）獲得對典型多義性對象學習方法進行分析的理論結果； （ 12）提出利用隨機文法進行特征建模的方法； （ 13）建立全局和局部特征結合的高效索引機制； （ 14） 建立反映底層特征、媒體對象和高層語義有機關聯(lián)的多粒度描述以及相互之間的關系映射模型 ； （ 15）建立實體、事件和關系的語義描述體系，實現(xiàn)跨媒體數(shù)據(jù)的層次化語義分析 ； （ 16）完成 3000 小時以上的媒體數(shù)據(jù)收集與建庫工作； （ 17）建立用戶需求描述與感知模型； （ 18）提出適應復雜場景監(jiān)控應用的自適應視頻分析算法，解決目前存在的場景整體感知能力弱、行為分析和事件分類不準確等問題； （ 19）形成可初步實用的用戶行為年度 研究內(nèi)容 預期目標 事件分類的研究； （ 20）研究電視節(jié)目的話題檢測、基于語義的搜索和個性化推薦方法； （ 21）結合實際應用，改進完善智能視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡互動電視搜索應用示范平臺。 系的表達； （ 12）建立多模態(tài)、 高維、 異構媒體 數(shù)據(jù) 的特征提取和 描述 方法。本項目將圍繞三個科學問題，對產(chǎn)品設計過程和設計模型的可用性、安全性、可靠性和可驗證性等可信性內(nèi)容進行深入研究。研究從單元幾何運算到高層次特征幾何運算的誤差傳播機制，設法統(tǒng)一同一階段的不同單元幾何運算的誤差精度控制方法，設法統(tǒng)一不同階段的單元幾何運算的誤差精度控制方法。在此基礎上，將形成產(chǎn)品設計過程的誤差精度統(tǒng)一表示理論和方法，研究誤差動態(tài)控制理論和技術，以適應在產(chǎn)品設計周期中各個階段以及迭代過程的誤差不斷積累及動態(tài)發(fā)生變化的情況。將進一步研究各多層次模型之間的精度度量理論和策略。 基于設計時序關系和邏輯關系的設計迭代求精 從時序性關系角度，產(chǎn)品設計流程與規(guī)范可以被描述為一系列時間節(jié)點所構成的子任務行為及其迭代的集合。 支持產(chǎn)品全生命周期的交互設計系統(tǒng)的可驗證理論 產(chǎn)品設計系統(tǒng)的程序代碼可驗證理論 研究產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型中幾何算法和幾何操作的程序自動驗證方法，研究產(chǎn)品設計系統(tǒng)構件及其組裝的程序健壯性和可靠性。本項目擬研究將模型檢測應用于現(xiàn)代設計軟件核心代碼的自動驗證，通過謂詞抽象等方法縮減狀態(tài)空間和映射無窮域，避免狀態(tài)空間爆炸。同時將研究產(chǎn)品迭代設計過程中的需求一致性問題，解決設計系統(tǒng)過程中的功能需求的迷路問題，解決產(chǎn)品設計和驗證的信息孤島問題， 本項目將研究產(chǎn)品設計中的數(shù)據(jù)安全問題等。研究基于產(chǎn)品 CAD 模型的仿真計算理論與方法，研究基于 GPU 的計算方法，利用圖形卡的并行性能和高密集的運算性能，來實現(xiàn)一般意義上的計算，針對大規(guī)模數(shù)值計算部分進行 GPU 并行化。 并行仿真模擬計算得到的大規(guī)模數(shù)據(jù)，通過有效的可視化顯示，可以更有效地對產(chǎn)品設計功能性能進行分析驗證，本項目將研究基于特征分析的高質(zhì)量大規(guī)模數(shù)據(jù)可視化算法，研究面向多核、分布式 集群、 GPU、 GPU 集群以及網(wǎng)格環(huán)境的大規(guī)模仿真數(shù)據(jù)并行可視化算法。項目擬完成1520 項有自主知識產(chǎn)權的核心算法或軟件技術（包括技術專利和版權登記）。根據(jù)目前的工作基礎、未來五年的研究目標大致可分為以下三部分，具體敘述如下。 集成應用檢驗 結合汽車和 IC 裝備等復雜機械部件在現(xiàn)代設計方面的實際需求，研究開發(fā)現(xiàn)代設計大型應用軟件系統(tǒng)，并在實際應用中取得經(jīng)濟和社會效益。在進行共性基礎研究的同時，從頂層著手現(xiàn)代設計大型應用軟件平臺與系統(tǒng)的設計與研發(fā)，因為這個平臺是單元設計行為和設計過程可信性研究的集成試驗床，不盡早拿出這個平臺，各關鍵技術的測試與試運行就難以進行。因此，本項目具有理論與實踐緊密結合，理論指導實踐，實踐提出問題與需求，促進理論的深入與發(fā)展的特點。 ? 針對汽車和重大制造裝備等產(chǎn)品的設計全生命周期，分析產(chǎn)品各種數(shù)據(jù)表示及其關聯(lián)關系，研究各種數(shù)據(jù) 的異構和同構屬性，形成設計全生命周期的產(chǎn)品數(shù)據(jù)誤差統(tǒng)一表示理論和方法。 本項目將利用區(qū)間理論及其運算方法記錄并分析在產(chǎn)品設計周期中誤差的傳播和擴散機制，從而進一步挖掘誤差調(diào)控機理 ，進而提高設計和分析精度，分析和總結在產(chǎn)品設計周期中所涉及到的誤差種類。 ? 采用數(shù)據(jù)模型特征的提取方法，通過探索異構環(huán)境下各種特征的語義表示方法，確保特征在整個設計流程的一致性表述。 為此，將針對汽車和重大制造裝備等產(chǎn)品的設計全生命周期，分析產(chǎn)品幾何設計、結構設計、優(yōu)化設計以及迭代過程等所需要的各種數(shù)據(jù)表示，以及這些數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)關系，研究各種數(shù)據(jù)的異構和同構屬性，形 成設計全生命周期的產(chǎn)品數(shù)據(jù)統(tǒng)一表示理論和方法。 3. 針對產(chǎn)品設計軟件系統(tǒng)的程序代碼可驗證性理論的研究，其中的技術路線為： ? 分析產(chǎn)品設計軟件算法的 領域特征，兼顧可驗證的需求， 設計 算法 規(guī)范說明語言。為算法提供一種形式化描述語言是對其正確性進行檢驗的前提基礎。我們將采用 最弱前置條件和函數(shù)式語言解釋 等方法 ， 設計一個新的更低層次的內(nèi)存模型。為得到精確的程序抽象模型 ,重點研究 謂詞發(fā)現(xiàn) 和 冗余謂詞 消去技術。 4. 針對產(chǎn)品設計流程可信保障機理的研究，其中的技術路線為： ? 采用基于 WBS 的流程建模方法，并內(nèi)嵌元數(shù)據(jù)規(guī)則管理器，實現(xiàn)流程約束、規(guī)則約束和資源約束。 針對設計流程建模及資源約束機制的研究， 將 在模型驅(qū)動理論的基礎上，重點解決以 WBS 為核心的設計過程統(tǒng)一視圖問題及設計資源元數(shù)據(jù)的統(tǒng)一標準問題。 5. 針對產(chǎn)品功能和性能高效仿真優(yōu)化理論與方法的研究，其中的技術路線為： ? 采用光滑單元理論，提高線性插值單元的計算精度，實現(xiàn)低階單元網(wǎng)格的自適應分割，提升數(shù)據(jù)模型的網(wǎng)格生成質(zhì)量和生成速度。 ? 將仿真分析、優(yōu)化算法進行整合，構建一個高可信、全構件的設計仿真優(yōu)化集成應用平臺。 2. 調(diào)研并分析產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型的表示格式類型 、 標準 及其特征表示。 8. 研究 基于線性插值單元理論的高精度仿真計算方法 。 4. 形成針對汽車、軌道交通等特 定 行業(yè)設計流程及設計資源配置的 研究報告 。 8. 開發(fā)出基于 GPU的薄板成形及結構碰撞過程的計算機仿真軟件系統(tǒng) 第 二 年 1. 新實數(shù)表示下的各種復雜的精確實數(shù)運算算法 、 高精度的單元幾何運算以及誤差控制 研究。 6. 提出可信設計過程的安全保障體系理論 。 2. 提交至少一種數(shù)據(jù)模型格式轉換模塊并可演示 。 4. 算法規(guī)約說明語言 、 謂詞 抽象計算方法研究 5. 現(xiàn)代設計流程及設計資源配置情況調(diào)研 6. 支持可信設計過程的動態(tài) WBS的建模方法和理論 、 基于元數(shù)據(jù)的編碼及規(guī)則控制方法 研究。通過提出新型單元理論，并采用基于 GPU 的求解技術，以解決復雜產(chǎn)品功能和性能仿真優(yōu)化中的效率和可靠性兩大瓶頸問題，在此基礎上， 形成一個具有重大創(chuàng)新 和實用價值的仿真模擬和優(yōu)化設計平臺 ，并在我國的汽車設計制造中得到成功應用。 ? 探索基于 GPU、多核 CPU 以及分布式集群間任務高效劃分和實時調(diào)度方法，大幅度提高交互可視化呈現(xiàn)速度。 針對產(chǎn)品設計及流程的安全保障機制，將根據(jù)設計過程中的安全需求，在通用安全基礎設施的基礎上，重點解決設計過程的實體識別、基于信任的訪問控制機制、數(shù)據(jù)保護等問題。 ? 采用著色 Petri 網(wǎng)和模型檢測等形式化工具來保障設計流程中的各種一致性驗證。為了提高模型檢測技術在程序驗證中的能力，需要研究可滿足性模理論（ Satisifiability Modulo Theory, SMT）。 應用模型檢測進行驗證的最大困難來自于狀態(tài)空間爆炸問題。我們將在分析現(xiàn)有算法說明語言的基礎之上，基于一階邏輯和集合論，針對現(xiàn)代設計軟件常用的一些復雜數(shù)據(jù)結構及其操作，設計算法規(guī)范 說明語言。 ? 利用模型檢測技術，采用謂詞抽象和可滿足性模理論，實現(xiàn)代碼層面的程序驗證框架。在統(tǒng)一產(chǎn)品數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輕量化過程中，將建立有效的屬性繼承和傳播機制，從而盡可能讓數(shù)據(jù)在產(chǎn)品設計全生命周期中不丟失、能演化、能自動關聯(lián)。 產(chǎn)品設計與制造涉及產(chǎn)品設計、功能驗證和制造各個環(huán)節(jié)，為此需要研究建立產(chǎn)品設計全生命周期的產(chǎn)品數(shù)據(jù)統(tǒng)一表示理論和方法，統(tǒng)一不同階段不同環(huán)節(jié)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，可以減少因為數(shù)據(jù)不統(tǒng)一所造成的產(chǎn)品表達不一致性，從而為整個設計過程具有高效性、可維護性、可拓展性提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)表示。從而，采用迭代的策略，重新將其應用于產(chǎn)品設計周期中概念設計、幾何設計、結構設計和優(yōu)化設計以及迭代分析過程中，跟蹤、記錄和分析在產(chǎn)品設計周期中誤差的傳播和擴散機制，從而進一步修正誤差精度統(tǒng)一表示理論和方法。 首先將研究在單元幾何運算中的誤差精度控制理論和方法，研究在曲線曲面求交、延伸、擬合等運算中的誤差精度控制機理，分析其誤差產(chǎn)生機理和誤差可控類型。 （ 4） 在注意 建立自己的技術標準和規(guī)范的同時，更要認真學習，貫徹執(zhí)行國際相關標準，積極參加國際相關的技術規(guī)范聯(lián)盟，如： OMG、 XML、 RIG、 STEP等。 （ 2） 理論研究與實踐檢驗相結合 本項目的可信性理論具有鮮明的實踐性，無論是產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型的高精度表示模型，還是產(chǎn)品設計過程的一致性表示，既具有深奧的理論又貼近實踐。 三、研究方案 總體思路 項目將圍繞總體研究目標 和 主要研究內(nèi)容 ，結合以汽車設計為 應用背景組織實施研究技術方案，項目的總體研究思路和總體設計方案框架如圖 1 所示。 產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型的一致性驗證及產(chǎn)品功能與性能的高效仿真模擬 將研究以下關鍵內(nèi)容并取得重要進展： 產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型功能設計的仿真優(yōu)化； 復雜產(chǎn)品結構組合的高效仿真計算。力爭本項目 80％以上的研究成果、技術標準、規(guī)范和專利等被轉化到國家 863 計劃或科技支撐計劃，為我國現(xiàn)代設計大型應用軟件的研究開發(fā)與應用提供高效可靠的技術支撐，在汽車和 IC 裝備復雜機械部件的設計與制造領域?qū)嶋H應用，產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟和社會效益。 本項目總體研究水平力求進入國際先進行列，力爭在以下三個方面取得創(chuàng)新突破：產(chǎn)品數(shù)字模型表示的誤差控制和一致性理論與技術；設計系統(tǒng)程序代碼的正確性驗證理論與方法；產(chǎn)品功能和性能的仿真優(yōu)化設計理論與技術。通過建立高效的優(yōu)化設計模塊，建立自主研發(fā)的復雜產(chǎn)品設計優(yōu)化平臺。 產(chǎn)品功能和性能高效仿真優(yōu)化理論和方法 產(chǎn)品功能設計的仿真計算方法 研究基于產(chǎn)品 CAD 模型的仿真方法，研究產(chǎn)品幾何設計與功能設計迭代優(yōu)化仿真方法。 產(chǎn)品設計的可信性包括產(chǎn)品全生命周期的可維護性和可靠性，產(chǎn)品全生命周期從需求分析、概念設計、概要設計和詳細設計，再到產(chǎn)品的具體設計過程的幾何設計、結構設計到 CAE 仿真模擬，再到產(chǎn)品制造銷售、產(chǎn)品使用維護乃至產(chǎn)品回收處理等全過程，因此產(chǎn)品可信性設計不僅需要考慮產(chǎn)品具體的產(chǎn)品設計流程及其迭代設計，而且還需要考慮產(chǎn)品全生命周期的全過程質(zhì)量控制和管理。如何對算法 進行形式化規(guī)約說明，如何保證代碼的最終實現(xiàn)與算法的規(guī)約說明一致，是本項目要研究的重要內(nèi)容，為此，將研究基于類型論的命令式程序表示方法和算法的模塊化規(guī)范描述和證明等問題。邏輯關系在更深的層次上揭示了產(chǎn)品特征設計和數(shù)據(jù)流的相互作用和結構關系的相互制 約，包括設計目標的表征、設計特征提取及語義化描述；設計過程中語義演化及物理造型屬性的迭代過程。 產(chǎn)品設計過程的數(shù)據(jù)模型表示一致性 產(chǎn)品設計過 程中，從 CAD 的部件設計到 CAE 有限元優(yōu)化設計，再回到 CAD數(shù)據(jù)模型設計，設計過程迭代反復修改，但是整個設計過程需要考慮