多平台的知识管理器

多平台的知识管理器（共7篇）

多平台的知识管理器 篇1

摘要：分析我国当前服装零售的现状和特点,结合多平台销售模式的特点解析顾客档案管理对服装零售的直接意义和作用。通过顾客档案管理内容解析、顾客类型与服务需求进行顾客档案分类管理,并建立顾客投诉档案信息可行性实证研究,在多平台模式下顾客档案管理对服装零售的影响提出建设性意见和思路。

关键词：顾客,顾客档案,服装零售

我国是服装制造和消费大国,从服装加工到品牌自主研发、生产、销售,在互联网与通信技术飞速发展的今天,新平台的出现改变了传统的销售模式。探索多平台销售模式顾客档案管理给服装零售带来的影响,对中国服装产业的建设和发展具有重要意义。

1 顾客在服装零售中的意义

顾客,是指在市场经济中用金钱去购买自己所需要的服饰商品并得到相应的服务的自然人。“顾客至上”是所有企业的目标,顾客对企业的意义非常重要。随着市场竞争环境的不断变化,企业间的竞争不单是产品的竞争,而是企业外部顾客资源的较量。服装零售中也是如此,只有通过加快服装企业整体战略目标、管理体制、业务流程、价值链和实施的顾客忠实度间的竞争,顾客与服装零售商的关系可以概括为:

(1)服装零售的产生依赖顾客;是零售产出的前提和不可或缺的必要条件。

(2)顾客是服装企业和员工的服务和工作对象,企业要把顾客需求放在第一位。

(3)顾客是鲜活的,没有固定的数据,会变化;对顾客档案的管理要实施动态化操作。

(4)顾客是服装企业商业活动的重要组成部分,必须受到尊重。

(5)顾客的付出就是服装企业的收入,他们决定服装企业的生命。

(6)顾客在消费过程中的主导地位,顾客需求就是产品的价值。

2 多平台模式下顾客档案管理的作用

多平台模式就是线上线下联动的销售模式,有O2O模式、社会化媒体平台的创意联动销售和实时互动的销售;顾客根据自己的需求选择消费模式,无论哪种模式顾客都在其中占据主导地位。

(1)“回头客”也就是老顾客,是零售的稳定群体。在公司经营过程中,通过顾客档案资料,及时通知顾客到店购买自己喜欢的服饰商品,例如新品上市、打折、赠品等。

(2)顾客对该品牌的良好印象,品牌忠实度和信任感,节约双方的时间,能快速达成交易。

(3)认真分析顾客的需求,掌握顾客的喜好、尺码、消费能力、职业习惯等,设计更多能满足顾客需求的服装。

(4)老顾客带来的新顾客,使客户群不断壮大,从而增加营业额和利润。

(5)为VIP顾客提供优质服务,特殊节日礼物、折上折、改衣服务、送货上门等,提高顾客幸福感和忠实度。

3 顾客购买动机分析是顾客档案建设的重要部分

顾客购买动机是顾客实施购买活动的想法和愿望,并受顾客个人喜好、兴趣、学历、经济条件的影响。顾客购买动机分理智和感性两种,对服饰商品零售而言,最便捷有效的方法就是通过感性动机来预算自己的顾客消费,当大部分服装被顾客因为安全、价格、实用等感性动机而购买时,零售商还要根据顾客的购买动机建立档案并进行分析,同时重视服饰商品的价格、耐久性和舒适性等因素;通过顾客购买动机档案分析,任何服饰商品的购买都是感性动机和理性动机的相互作用产生的。根据顾客购买动机的变化实时关注顾客的需求,通过促销方式帮助顾客选择合适的服饰商品,并加强客户动机档案建设。

顾客购买动机档案分类大致有实用动机,新、奇、异等个性动机,方便动机、求廉价、储备、实惠、名牌、安全心理等8大类。通常影响顾客购买的因素有以下几方面:

(1)服饰商品本身的因素,包括色彩、款式、品牌、价格、质量等。

(2)顾客个人的因素,包括顾客的兴趣、喜好、年龄、性别、文化、名族、职业、地区。

(3)经济因素,包括顾客的个人收入、家庭收入等。

(4)媒介因素,包括服饰商品的品牌口碑、广告、展示等。

(5)销售模式因素,包括服饰商品的店铺布置、地点、品种、季节、购物环境等。

4 顾客档案的建立和实施

顾客有普通顾客、常客、固定顾客和VIP顾客四类,顾客档案内容主要有姓名、性别、年龄、通信地址、邮编、职业、月收入、手机号码、电子邮箱、顾客的服饰资料(包括喜欢的风格、款式、颜色、质地、尺码、消费区间)等;由于顾客资源具有稀缺性、增值性和储备性的特点。

4.1 顾客资源收集和维护工作

顾客资源是企业竞争的无形资源,企业清楚掌握顾客资源的构成各因素,就能给企业源源不断地输入能源;企业对顾客资源的判断和管理能力是企业发展的重要能力。只有能正确判断和把握顾客资源的企业,才能提高企业的竞争能力和产品综合实力。顾客资源的收集是顾客档案管理的前提,如何有效收集顾客资源是顾客资源管理的先行条件,通常:

(1)购买行为发生后,顾客资源的收集,例如对一次购买超过一定件数或金额的顾客,由店长邀请进行“顾客信息”填写。

(2)顾客有购买意向时,缺货但顾客有需要,请顾客填写“顾客信息”。

(3)促销活动,抽奖时,请顾客将自己的联系方式留下,方便以后联系。

(4)积分消费,办理“顾客信息”。

(5)产品市场调研时,请顾客填写“顾客信息”。

(6)各店铺收集的顾客信息每月底传给公司客户管理部门,建立统一的顾客档案。并及时根据顾客资料进行变更。

(7)根据顾客消费情况进行顾客等级分类,提供不同层次的服务。

4.2 顾客类型与服务需求情况档案分类

我们根据服装目标消费群体购买目的为前提和基础,进行目标市场定位并决定目标市场的赢利情况。顾客资源具有很强的匹配性和延展性,通常对顾客类型的划分有社会阶层地位、家庭情况、人体特征、心理因素等为依据;以便对顾客进行需求分析,提高顾客档案利用率。

(1)根据性别,分为男性和女性两种顾客群体;男性购物较女性理智,购物目的明确,自主性强;对于导购服务需求不大明显,甚至不大在意导购的介绍。

女性顾客是服装零售的生力军,最受店铺欢迎;女性逛街购物目标通常不明显,时常是作为享受过程,通常会买一些自己并不是很急需的服饰商品。女性大多数追求时髦,希望自己的品位跟上潮流,所以销售人员的服务很关注女性,女性的服务需求明显。

(2)根据年龄,分为婴幼、儿童、青少年、青年、中年、中老年和老年七大层次的顾客类型;根据年龄划分顾客层次是每个服装品牌自身定位的关键和预期市场,有利于品牌分析顾客群体的市场规模、增长趋势、品牌成长发展;是服饰商品组合的重要依据。

根据每个年龄层次的特点,制定服装销售模式、价格定位、品牌区间和服务需求是品牌成功的关键;通常婴幼、儿童、老年三大层次的顾客追求的是舒适,青少年、青年追求动感,中年、中老年追求品味;婴幼、儿童的需求通常就是父母的购物需求,青少年对新事物接受能力强,喜欢新的产品,是服装零售商最好的细分市场,流行、廉价、个性是取悦和吸引青少年的关键。中年随着社会阅历、收入、地位的提高和稳定,这一层次的顾客是服装零售商最关注的。

(3)根据经济收入,分为上、中上、中、中下、下五层;根据顾客的社会和文化背景、职业特点、家庭收入以及相关因素,分析得出所属消费层次,并对服饰商品进行组合制定价格区间是服装品牌成长的关键。上层是社会富有的阶层,这类顾客讲究穿着,对购物环境、服务需求明显,通常会忠实自己喜欢的设计师并进行定制。

中上层是中产阶级,他们追赶上层群体的生活。追逐时尚,但是受收入的限制,不能满足消费欲望,能以低廉的价格购买高品质的服装是他们最乐意采购的。中层的顾客购买价格是他们关注的重点,选购的特点是服装的流行性,对品牌、设计师等不关注。中下层的顾客他们购买的服装一般都比较便宜;下层的顾客由于生活水平低,对服装要求低一般不重视服装。

(4)根据情绪又可以分冲动型、理智型、忠实型。人们的任何行为都受到情绪的影响,购物也是。顾客群体中有冲动的也有理智的,他们根据自己的情感和情绪,控制自己的购买行为。冲动型顾客往往很难克制自己,看到喜欢的服装会不考虑就下手,不考虑实用、价格等情况;理智型的则要经过分析再决定是否购买,对款式、材料、品质、实用各个方面权衡后决定,比较客观、理性;忠实型顾客对某品牌或设计师的服装非常喜爱,对特定的服饰商品有着特殊的感情,例如品牌信誉、服务过程、时尚潮流等。

4.3 顾客档案的运用拓展

顾客档案的建设和管理是企业动态竞争优势的基础,是企业发展战略的出发点和归宿点,是企业成长的关键;创建顾客资源的动态价值链管理新模式,是实现顾客档案管理的有效根本。

顾客档案的运用在日常生活中,时刻都在发生。就服装零售业通常顾客档案的运用会有以下五种方式:

(1)服饰商品进行各类活动或新品上市、促销、清仓时,根据顾客档案及时通知顾客,提高服饰商品发售的知情率,利于服饰商品信息发布;公司各类活动信息及时传达给每位顾客。

(2)新品上市宣传手册、货品情况、款式、设计理念等信息通过顾客档案及时传递给顾客。

(3)根据顾客档案,进行顾客分析,掌握顾客需求情况,对于追求时尚的顾客,在新品上市时通知顾客,方便购买;对于关注价格的顾客,在促销时及时通知,大大提高顾客购买率。

(4)提高服务水平,每逢节假日和特殊节日,根据顾客档案向顾客送去温馨祝福和小礼物。对重要客户,开展换货、送货上门等特殊服务。

(5)公司建立网站,在BBS上让顾客发表自己的意见和建议,同时开展电子商务。

4.4 顾客需求满足档案体系建设原则

(1)树立“顾客至上”理念,多与顾客沟通。

(2)加强员工培训,提高服务水平。

(3)加强企业内部管理,提升管理质量。

(4)建立顾客投诉档案,争取一次性解决投诉;降低投诉的影响,提高顾客的品牌忠实度。

4.5 顾客档案的信息化建设

利用信息技术对顾客档案进行无缝对接,实现服装零售内部价值链的不断更近和创新;保障整个零售业务的各个环节和快速反应,实现价值链的网络化提升。构建和运用好顾客资源档案,是服装零售取得良好业绩的关键,将顾客信息进行收集、整理、细化,确立目标顾客和潜在顾客,是营销方式得以展开的基础和手段。

5 结论

顾客是企业最终目标,是企业实现价值和取得利润的根本。服装零售业一定要重视对顾客资源档案的管理,并在零售过程开展的前、中、后不忘产品质量和服务水平,为企业带来长期的资源。同时,对顾客档案的管理能力和运用水平决定企业的生存和发展能力,只有系统、全面的构建顾客档案资源,关注顾客需求,提高服务水平;将顾客档案建设,放在企业发展的重要地位,理解顾客和管理顾客,才能赢得

参考文献

[1]刘建新,陈雪阳.基于顾客资源的动态竞争优势[J].北京工商大学,2006(6):21-27,45.

[2]刘明菲,赵静静.顾客资源管理能力与企业脆弱性关联分析[J].华中农业大学,2010(1):94-98.

[3]黄钰珺.信息技术与商场顾客档案[J].商场现代化,2006(3):23-24.

多平台的知识管理器 篇2

一、多租户网站云平台

1、多租户网站云平台逻辑结构

多租户网站云平台形成一个逻辑结构表, 主要划分为元数据存储区, 业务数据存储区, 快速访问区。租户之间利用ID进行表内的信息交流。元数据主要是用来存储租户的所有信息及其相关的字段信息, 这些数据对象和字段, 用于记录租户的数据模型, 通过预先定义完整, 给予租户进行使用, 同时, 有部分数据对象和字段是根据租户的需求, 实现个性化的定制。业务数据区是平台系统中业务数据处理的中心, 元数据模块与业务数据模块的关联, 可实现元数据的使用和操作, 同时两者之间又有隔离, 因此, 构建的动态调整数据库结构是具备双向作用的。快速访问区是通过预先保留近期系统租户经常使用的数据结构及数据, 这样有利于租户能够快速地获取最近的数据, 并达到高效使用的目的, 对系统查询过于复杂的情况有积极的改善作用。

2、数据存储区域的关系

上述平台的逻辑结构表中, 元数据区作为存储租户的信息, 主要是通过租户信息表来实现租户ID和详细的信息存储, 而字段信息表来完成对所有租户可能会使用上的不同类别的字段和相关类型。租户信息表和字段信息表是元数据存储区的组成部分;而部分字段则需通过特殊数据的说明来进一步的区分与使用, 包括索引项、唯一字段、外键等。业务数据区的组成包括了不同的业务表, 而与元数据区的结合, 这是通过关联表来实现, 在实际查询使用中, 关联表链接ID来实现数据的查询获取。快速访问区中, 通过存储常用的数据信息, 如门户网站信息发布中的标题、作者和内容等, 上述的数据通过算法的处理, 如LRU替换算法, 来实现预留信息的存储和更新。

二、元数据驱动

多租户数据存储结构采用元数据驱动方式支持网站云平台中租户对数据的表示和访问需要。在这种方式下, 将租户业务数据与其描述信息分开表示和存储。这些描述信息作为元数据, 存储在数据库的元数据存储结构中。业务数据被存放在专用来存储业务数据的共用存储结构, 并提供索引等措施加快访问。彼此之间则通过各种关联表互相关联。

通过关系代数的基本论证, 在元数据的驱动中, 各个租户的数据得到很好的隔离, 在数据库系统中, 数据有序存储, 而在系统运行时, 各个租户根据自身ID可以方便地查询到属于自己的数据内容。

三、XML业务数据转换

通过元数据驱动获得租户相应的业务数据之后, 由于之前对这些业务数据进行了统一格式的包装, 因此还需要对取得的业务数据进行转换以供平台使用。平台设计了一个通用模块, 用于在业务数据增删查改时, 对数据与统一格式的XML模板进行转换。

四、快速访问区

虽然元数据驱动可以方便地实现多租户数据管理, 但是由于关联表的存在, 多租户数据的查询常常需要多个表格的联合查询, 关联查询过多造成查询速度慢效率低, 为此, 本文实现过程中引入了快速访问存储区来弥补这方面的不足。

快速访问存储区由多个基本数据表组成, 这些表存放的是共用类型的应用数据和字段, 并且使用LRU算法来对数据进行更新。系统引入快速访问存储区的日的就是把这些共用程度高的数据单独存储, 保证良好的单次存取速度, 最终有效地提高系统的整体性能。快速访问区的表存储的是租户的业务数据, 当一个租户查询请求时, 根据租户的ID可以查询到所需要的数据。随着系统的应用, 快速访区的数据将会越来越多, 考虑到这种情况, 快速访问区还必须有索引结构, 这里的索引是建立在租户, 这个属性列上的, 这样, 租户查询时根据ID可以快速找到对应的数据项。通过索引结构, 可以有效地解决索引文件膨胀导致占用多个数据存储块的问题, 使用索引读取数据时减少了磁盘访问次数, 有助于提高数据库系统的访问效率, 提高吞吐量。

五、外部数据接口

在网站云建设的初期, 往往在云平台需要集成已有的数据, 租户只有这些数据进入平台后才能进行进一步的建设和改善。由于系统业务数据采用了XML进行统一格式的封装, 因此, 对于外部数据可以很方便地表示成统一的XML模板后保存到相应的表, 大大缩短了网站集成所需的时间。

六、结语

网站云平台要求是高效利用, 管理效率高, 但是在实际现实中, 却存在网站资源的利用率低等情况, 本次研究通过构建多租户的平台, 实现平台的可伸缩性, 在统一管理, 动态配置, 个性化实现的基础上, 有利于提升网站云平台的安全、高效。

摘要：如何构建多租户的网站云平台, 并实现该平台的安全高效性是数据管理的核心。本次研究针对多租户网站云平台的特点, 提出在逻辑结构表中, 构建多个存储区, 通过不同存储区的功能设置, 实现元数据的驱动和XML业务数据转换, 在平台内达到数据隔离完好、运行安全高效的要求。

关键词：多租户,网站云平台,数据管理,技术,实现

参考文献

[1]Hui M, Jiana D, Li G, et al.Supporting database application as a service[C].Proceedings of the2009IEEE International Conference on Data Engineering (ICDE’09) .Washington, DC, USA:IEEE Computer Society, 2009:832-843.

[2]朱翠苗:《一种改进的智能化SWJS云平台》, 《计算机与现代化》, 2011 (12) 。

多平台的知识管理器 篇3

关键词：煤炭企业,项目组合,信息管理平台,多Agent,网格技术

0 引言

随着煤炭企业的快速发展, 企业规模逐步扩大, 许多大型煤炭企业同时开发多个项目的现象成为常态。如何对多个项目进行有效管理以确保企业的可持续发展, 已成为煤炭企业急需解决的问题。项目组合管理技术可同时对多个项目进行管理, 有利于实现企业资源优化配置、提高企业核心竞争力的目标, 因此在煤炭行业得到了广泛应用[1]。

在煤炭企业进行项目组合管理的过程中, 需要借助项目组合信息管理平台来处理大量的项目管理信息, 使项目组合各参与方能及时了解整个项目组合的进展情况, 并能及时对出现的问题进行处理。目前很多煤炭企业已经建立了自己的项目信息管理平台, 但缺少从企业战略角度对项目组合进行总体控制的手段。为了在煤炭企业中顺利实施项目组合管理, 必须建立一个企业级的信息管理平台, 对整个企业的所有项目进行信息分析和处理。

本文对煤炭企业项目组合信息管理平台 (Coal Enterprise Project Portfolio Management Information Platform, CEPPMIP) 进行研究, 提出了基于多Agent和网格技术的CEPPMIP框架, 并对各组成部分的功能进行了设定和分析, 旨在为项目组合管理技术在煤炭企业的应用提供新的思路。

1 相关技术

CEPPMIP是指根据项目组合管理理念以及煤炭企业项目特点, 综合考虑项目组合管理过程中每个阶段的衔接关系、项目要素的平衡关系以及各参与方的协作关系, 利用相关信息技术, 使项目组合在实施过程中能顺利进行的信息平台。近年来, 商业化的项目管理软件不断涌现, 如Project 2003, WorkBench, P3, Psoft等软件[2]都已在项目管理实践中得到了应用, 也能够同时实现多个项目的一体化管理, 但与实现煤炭企业项目组合信息管理平台的功能要求还有一定差距。而CEPPMIP不同于单个项目信息管理系统, 它更强调项目组合管理中各个环节和各个阶段的信息交流, 使信息在项目组合全生命周期内都能完整准确地传递。CEPPMIP的用户对象是项目组合各参与方, 并为各层级的管理者提供及时准确的信息, 辅助管理者对项目组合实施管理。CEPPMIP体系结构如图1所示。

Agent是具有移动性、自适应性、社会性、反应性等特征的智能体, 多个Agent组成的集合称为多Agent系统, 系统中Agent之间可以相互协调和通信, 共同完成系统交付的任务[3]。多Agent系统支持分布式应用, 便于在异构的大规模复杂系统中使用。由于Agent之间可以互相通信, 提高了系统并行求解问题的能力。多Agent系统能为异构分布的复杂集成系统提供应用服务, 是构建CEPPMIP的良好解决方案, 实现平台的信息集成和共享功能。

网格技术能够将地理上广泛分布的异构资源融合为一个逻辑整体, 消除“信息孤岛”现象, 实现广域范围的资源共享和协同[4]。网格可以根据环境的变化提供动态服务和功能扩展, 易于构建多层次的服务体系, 解决项目组合信息管理平台的资源调度问题。集成网格技术的CEPPMIP可以实现项目组合各参与方的协作关系, 有利于项目组合管理信息的共享。

2 基于多Agent的CEPPMIP框架

本文将基于多Agent的CEPPMIP框架分为数据层、业务层和表示层[5], 如图2所示。数据层包括煤炭企业项目相关信息数据库、项目组合决策模型库和企业知识库。业务层包括办公自动化系统、决策层管理系统、工程项目组合管理系统、数据处理系统等功能模块。表示层为用户对象提供桌面应用界面, 并通过界面Agent实现用户权限的分配。

界面Agent的主要功能包括为用户分配系统权限、帮助用户细化查询结果、动态显示项目组合实施信息、接收用户操作请求、收集用户个性化需求信息等, 还可通过与调度Agent交互, 将用户操作指令传递给其他Agent。资源Agent负责对单个项目管理过程中的多个功能模块进行协同, 并与决策Agent交互, 为项目组合实施提供所需的信息。决策Agent主要用于控制项目组合管理流程, 实现项目组合管理目标。查询Agent通过与调度Agent交互, 根据调度Agent提供的查询条件, 在数据层进行搜索以得到所需的资源信息。

3 基于多Agent和网格技术的CEPPMIP

为了解决网格环境下煤炭企业项目组合中各参与方资源的异构问题, 可利用网格门户来实现各种信息平台的集成[6,7]。网格门户能够实现异构资源的集成以及提供友好的用户界面, 是整个信息平台的调度中心, 当其出现问题时会造成整个系统瘫痪。本文采用多Agent系统将网格技术与信息管理平台进行集成, 解决动态分布式信息平台的应用问题, 并实现面向过程流的服务集成, 使服务按照需求与信息平台进行交互。

3.1 CEPPMIP框架设计

基于多Agent和网格技术的CEPPMIP框架如图3所示。平台实现了网格服务资源与项目组合各异构信息平台之间的智能链接, 并利用不同的Agent实体提供不同层次的网格服务, 使各参与方的异构信息平台在保持完整的前提下都能使用相关网格服务。

3.2 功能Agent设计

CEPPMIP包括系统Agent、资源Agent、决策Agent、调度Agent、查询Agent和服务Agent这6种功能Agent。

系统Agent作为项目组合各参与方信息平台与多Agent网格服务平台之间的接口, 其任务是将各种异构资源封装为状态资源, 为网格任务的协作执行提供数据保障, 并通过与其他Agent的交互对网格环境变化做出反应。系统Agent利用资源属性列表实现对各异构平台资源的监控, 并根据调度Agent的请求提供相关资源。系统Agent将各异构信息平台封装为通用的网格资源, 使用统一的平台通信格式将各异构信息平台接入CEPPMIP。

资源Agent聚合了相关资源和服务, 将调度Agent的任务请求映射并绑定到可用的服务资源上, 并提供满足任务求解需求的授权资源列表。资源Agent的主要功能是发现可用资源、协调应用程序执行过程和数据处理、监控资源使用情况以及处理资源故障。

决策Agent的作用是接收调度Agent分配的任务, 与资源Agent交互得到任务求解所需资源, 根据网格环境和任务复杂度决定是否对任务进行分解。决策Agent能与其他Agent协同完成任务, 并选择最优任务求解结果返回给调度Agent。

调度Agent是整个多Agent网格服务平台的核心, 能够在各个网格平台主机之间自主移动。调度Agent从服务Agent接收用户指令, 从资源Agent得到完成任务所需的资源列表, 接收查询Agent返回的Web Services信息。调度Agent通过系统Agent移动到网格节点并决定是否在此进行任务求解, 如果网格节点能够求解则将任务分配给决策Agent, 将返回的结果传送到服务Agent, 否则要求用户重新输入指令。

查询Agent的主要任务是与调度Agent进行交互, 根据调度Agent的查询请求在UDDI (Universal Description, Discovery and Integration, 通用描述、发现与集成服务) 注册中心搜索资源信息, 并移动到符合要求的网格节点, 将汇总的查询结果返回给调度Agent。

服务Agent的主要功能是实现用户和信息平台之间的双向通信, 使项目组合管理人员能与CEPPMIP进行交互, 并向平台提供信息和资源服务。服务Agent既能提供通用服务接口, 也能提供特定服务接口。其将接收的用户指令传递给调度Agent, 并将运行结果展示给用户。

3.3 CEPPMIP运行流程

(1) CEPPMIP通过服务Agent接收用户的操作指令和服务数据集, 并提交给调度Agent, 由调度Agent提供网格服务。

(2) 接收到调度Agent的服务查询请求后, 查询Agent向UDDI查询、获取并绑定服务, 并向网格服务工厂申请创建服务。

(3) 系统Agent获得网格系统接口的Web服务描述, 根据描述信息组织服务数据并生成调用服务程序。

(4) 调度Agent从系统Agent得到响应服务类型, 生成服务处理程序:发送资源申请给资源Agent, 发送服务请求给查询Agent, 发送任务求解请求给决策Agent。

(5) 资源Agent返回给调度Agent所需的资源服务列表, 并向决策Agent提供任务求解所需的资源。

(6) 决策Agent对分配的任务进行求解, 将结果返回给调度Agent。

(7) 调度Agent根据网格服务实例做出不同响应:如果服务失败, 调度Agent将重新申请、转换和绑定服务实例;如果服务挂起, 调度Agent将强行终止服务, 向相关Agent发送服务终止命令;如果服务顺利进行, 调度Agent将通过服务Agent把结果显示给用户, 并发送服务中止信息。

(8) 服务Agent将服务处理结果返回给用户, 所有服务结束。

4 应用实例分析

山东省某大型煤炭集团是集煤炭、煤化工、集装、路桥、电力、房地产、金融为一体的大型能源企业, 拥有26座煤矿、6 000余员工。近年来, 企业以建设现代化煤炭生产基地为目标, 投资20多亿元进行了矿井机械化改造, 并投资建设了5座选煤厂, 形成了完整的生产、洗选、集装和运输体系。企业从2002年开始实施ERP (Enterprise Resource Plan, 企业资源计划) 系统, 并不断完善企业信息平台, 2009年将项目组合管理的思想和方法应用于企业多项目管理中, 提高了企业的综合效益和管理水平。但随着项目组合管理各参与方信息平台的增加, 异构平台的无缝集成成为制约企业项目组合管理顺利实施的瓶颈。为此, 笔者将基于多Agent和网格技术的CEPPMIP应用于该企业的项目组合管理中, 通过实践验证了该CEPPMIP解决了以下问题。

(1) CEPPMIP利用系统Agent实现了各参与方信息平台的统一配置和管理, 不需要对原有信息平台进行任何改造, 通过共同提供相关网格服务提高了项目组合各参与方之间的信息交互能力, 解决了异构信息平台的“信息孤岛”问题。

(2) CEPPMIP将异构资源 (包括数据库、操作系统、应用程序和硬件设备等) 集成到一个信息平台下, 通过企业项目组合管理组织进行统一管理和分配, 而且组织中各成员之间可以协同工作, 提高了煤炭企业项目组合组织成员的协作能力。

(3) CEPPMIP可兼容各种异构信息平台, 并能同时响应多个资源服务请求, 实现了项目组合各参与方之间的资源共享, 提高了企业资源调度的智能性。CEPPMIP还能够对项目组合各参与方的应用软件进行集成, 解决了信息平台功能扩展冲突问题。

(4) CEPPMIP具有较强的容错能力, 当某个网格节点失效时, 平台可以迁移或交给其他网格节点完成任务, 提高了平台的稳定性。另外, CEPPMIP能及时处理平台运行过程中的各种故障, 并在网格节点保留备份信息, 保证了信息平台的可靠性。

5 结语

在对CEPPMIP结构和功能进行分析的基础上, 构建了基于多Agent和网格技术的CEPPMIP结构框架, 设计了各Agent实体的功能和平台运行流程, 为中国CEPPMIP的集成提供了参考。

参考文献

[1]马世革.论煤炭企业的项目管理战略[J].科技创业月刊, 2011, 24 (17) :67-68.

[2]刘丽静.综合信息管理系统在煤炭生产集团中的应用[J].工矿自动化, 2011, 37 (10) :111-114.

[3]史忠植.高级人工智能[M].3版.北京:科学出版社, 2011.

[4]崔亚楠, 黄文明, 朱英.基于Agent的网格资源共享方法研究[J].微电子学与计算机, 2009, 26 (12) :112-116.

[5]吴功宜.计算机网络[M].2版.北京:清华大学出版社, 2006.

[6]方娟, 梁文灿.一种基于协同过滤的网格门户推荐模型[J].电子与信息学报, 2010, 32 (7) :1585-1590.

多进多出的高速视频缓存器设计 篇4

高速大容量缓存器被广泛应用于音视频系统中,然而速度快且容量大的缓存芯片价格往往昂贵到普通系统根本无法接受的程度,特别是不存在能针对多路数据进行多进多出缓存功能的专用存储器芯片。笔者提出了一种使用双沿动态随机存储器(DDR SDRAM)外加专用逻辑电路的设计方案。

本文设计应用在基于DVB-C的IPQAM调制器系统中,基本要求要能够缓存集合多路视频TS流的千兆IP数据,并对其进行多路高速分发,输入为2个甚至多个千兆网口,输出为至RF射频接口的数十个数据分发通道。在以往系统设计中,有人提出使用普通SDRAM芯片作为物理缓存单元[1],但是由于芯片工作速度限制,在基本位宽条件下,达不到上述系统的高带宽要求。若不提高芯片速度,单纯提高位宽,由于各位数据的延时不同,且SDRAM采用的3.3 V电压的上升下降沿过渡较宽,将导致芯片数据采样的稳定时间窗变窄,数据传输可靠性下降,同时由于位宽增大,引脚变多,造成设计复杂度的直线上升。而本文使用DDR SDRAM作为存储单元,在不改变系统时钟的情况下,利用时钟双沿传输数据,将同频率芯片的传输带宽在SDRAM基础上提高了一倍,很好地满足了高带宽缓存的需要。

系统在Altera公司的Stratix II FPGA[2]上实现,逻辑部分由核心控制器、DDR接口控制模块、内部FIFO与单路地址发生模块阵列等部分组成,其结构如图1所示。

核心控制器产生相应的控制命令,完成上电后的初始化复位,并在系统运行过程中,针对工作优先级,发出刷新指令、写操作指令和读操作指令;DDR接口控制模块则根据DDR芯片操作的基本时序,完成核心控制器指令的针对物理芯片的实现工作;由于DDR芯片的不可实时操作特性,必须使用内部FIFO进行基本的实时数据缓冲;而单路地址发生模块则和内部FIFO配合,完成对DDR芯片内部存储空间的映射工作。

2 DDR操作的最简指令集

DDR存储器是一种指令相对复杂的缓存芯片,它在上电后必须进行初始化操作才能使用,且不支持单周期的即时写入或读出,在其读取和写入操作前,必须首先激活操作相应的行单元,在读写完成以后,如果下一次再读写相同行单元,直接读写即可;若需读写不同行单元,则需要使用预充电指令关闭相应的行单元,以便下一次再激活不同的行单元。另外,DDR芯片由于其电容特性,数据保存在其中是不稳定的,需要在一定时间周期内对其进行刷新操作,以保证数据不会丢失。在DDR在操作过程中,有数十条操作指令来完成各种需求的读写、刷新、控制机制[3],但是在本设计中,将所有操作精简到4个指令集合,即可完成DDR存储器的所有基本功能:

1)上电初始化:在上电之后首先给予芯片200μs的稳态时钟,然后正确载入扩展模式寄存器和模式寄存器,并对所有Bank进行预充电,完成以上操作后最好再将芯片空闲200个时钟周期,而后即可正常操作。

2)连续突发读操作:先激活相应行单元,激活后连续读取指定长度数据,在读取过程中,地址线在连续突发模式需要列地址时刻装入下一组地址,需要注意的是,芯片突发一次读出多个数据后,下一个地址要相应递增,与前一次不是连续的。读完所有数据后,再使用预充电指令将相应行关闭。

3)连续突发写操作:同上述突发读操作,分为激活、写入、关闭。在写入时为保证输出数据能正确对应芯片IO采样的时间窗,需要在数据输出端作一定的数据相位超前。

4)刷新操作:对芯片进行等时间间隔的刷新操作,刷新频率高于芯片极限要求50%即可确保刷新的及时性。

按照以上4种指令设计的DDR芯片控制器,虽然牺牲一定读写效率,但可以极大地简化系统操作模式,减小DDR控制器的逻辑布线面积,便于FPGA实现。系统控制状态转移图如图2所示。

3 系统吞吐速率分析

3.1 系统输入输出速率

在本文应用中,1个IP包内装载7个188 byte的TS数据包,最终网络帧结构如图3所示。

由上图可计算千兆IP口载荷有效速率为

设备设计2个IP网口输入,当保证能完全缓存时,输出流率达到输入流率,则设计总吞吐率为

3.2 指令效率及所需芯片时钟频率分析

以下全部以半个时钟周期HCK(Half-CK)为计数单元,参照芯片手册可获得下面相关时序约束,在设计中保留一定裕量,使得即使降低DDR芯片工作频率也能保证完全正常运行。

在读周期中,需要先激活相应行

给予相应的列地址,并在读取过程中不断刷写,一次读取128个单元,使用最大周期CL=3。

在读完后,即刻加入预充电指令为

读取效率为

在写周期中,tCL由tDQSS和tWR代替,其他同读周期为

写入效率为

刷新指令周期为

平均刷写频率为

刷写等效带宽为

在系统设计过程中,需要考虑所需带宽,设计使用16位数据宽度DDR芯片MT46V32M16P-5B。根据上文设计分析可知其要求带宽为

则DDR芯片设计速率要求为

故本文中DDR芯片单沿时钟速率要求达到140 MHz以上,放宽一定裕量,采用至少工作在166 MHz的DDR芯片则完全可以满足设计需求。

4 资源消耗及时序约束的结构改进

4.1 标准MIMO缓存器

针对多路数据的缓存,设计了多进多出的缓存结构,对物理通道输入的数据流首先进行识别与分发,给每一路节目流配置一个输入缓存FIFO和一个输出缓存FIFO,结构如图4所示。

这样可以保证每路流在进入DDR缓存器前,都已经被对立缓冲,不会彼此间发生冲突。这种对各个节目流隔离的操作方式在输入输出路数较少时,效率较高且结构相对简单,能够非常方便地进行扩展。

但上述结构也存在一个问题,即一旦数据流数量过多,系统的规模及内部缓存容量将直线上升,而且由于DDR芯片输入数据接口的扇入数量急剧膨胀,会使电路生成一个多扇入宽比特的多选一选择器组合逻辑电路,将造成系统综合出的极限速度快速下降。

4.2 端口绑定结构MIMO缓存器

针对上节问题,需要一种改进的缓存结构方式,并不针对流的逻辑结构进行独立存储,而是针对流的物理端口进行快速缓存,如图5所示。

对于输入数据,给每一个数据包追加一个标识字段,然后直接放入一个较大的输入FIFO。在从FIFO写入DDR缓存时,再由标志字段对其进行判断,识别出是哪一路流以后,再调度其相应的地址指针,将其搬移到DDR存储器相应的位置上去。这样,对于每一路写入数据,只需要保存其上一次写入的终止地址即可,而不用对每一路都配置一个FIFO。这种结构对于类似IPQAM这种一个物理IP端口输入几十路流的设备,可以极大地降低系统的RAM资源消耗,简化设计功能,且DDR数据输入通道由于其物理输入端口较少,进行以上结构改进后,并不会降低系统缓冲性能。对于输出通道,也可以针对物理输出端口,进行缓存数量的优化,以物理端口为单元进行缓存绑定,但是这对系统会有一定的特殊要求,即需要提前获得输出数据的队列,以便进行调度,且不能满足某个数据流的实时输出请求,必须延迟一段时间,待缓存中前面的数据输出完毕,才可以输出当前请求数据。这就需要设计人员在系统设计时进行权衡,如果后级数据能够提前给出请求且对实时响应性能要求不高,则可以采用上述优化方式,然后若是后级要求非常完美的实时数据输出相应特性,则还是必须采用标准MIMO结构的输出缓存器。

5 缓存测试结果

为了测试系统的功能正确性,将嵌入上文模块的IPQAM设备接入千兆网,接收服务器输出IP视频流并进行调制输出由码流分析仪进行数据测试结果如图所示。缓存输出完全没有错误产生,数据经过缓存器缓存后进行了正确分发。

为了测试系统的吞吐速率,使用双千兆网接入,突发传输2个千兆数据流,实际每路工作速率约在650 Mbit/s,缓存整体吞吐率达到2.6 Gbit/s时仍正常工作。

6 小结

笔者提出并实现了一种多进多出的DDR缓存控制系统及对DDR操作的一种简化指令集,介绍了各模块的基本功能,并重点讨论了系统要求性能相应于DDR设计的影响。测试表明系统功能正确,在高吞吐率工作条件下能完全正常运行,可应用于各种需要高速大容量缓存的视频设备中。

摘要：以DDR SDRAM为基础,设计了在IPQAM调制器中使用的多进多出结构视频缓存器。对操作指令集进行了最简优化,并给出了带宽设计模型,最后提出了针对资源消耗和时序约束进行改进的设计结构。实际测试表明该系统达到了预期设计目标。

关键词：双数据率随机动态存储器,视频缓存器,多进多出

参考文献

[1]赵丕凤,徐元欣,赵亮,等.多路读写的SDRAM接口设计[J].电子技术应用,2002(9):11-13.

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多平台的知识管理器 篇5

1 理论基础

带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用其中v为液体的流动速度,B为磁场的磁感应强度。当速度方向与磁场强度方向垂直时,洛伦兹力最大。在管道中流动的液态分子,由于本身的电偶极特性、相互作用以及摩擦等因素,使分子(或固定粒子)一端带正电荷,另一端带负电荷,形成一个电偶极子,在磁场中运动的电偶极子受到洛仑兹力作用,并将受到一力偶矩的作用[1]

M軖e=l軆×F軋=P軋e×(v軆×B軑)(1)

其中,在磁化机理中,磁场对电偶极矩产生取向影响,影响了分子排列取向,进而影响液体的理化性质,达到有益的效果。一般要求设计出的磁化器其液体流动方向要与磁场方向相垂直,流体能够切割磁感线。

2 磁化器基本结构模型

磁处理器为管式形状,在轴向上可排列若干永磁体。永磁体为圆筒型,套装在非铁磁性材料制成的套管上,磁化方向为轴向。本模型采用4个永磁体,磁极为轴向排列,且相邻磁极不同。一种为异性磁极相邻型,其结构示意图如图1中(a)图所示,另一种为同性磁极相邻型,其示意图如图1中的(b)图所示。

3 ANSYS磁场仿真实现

3.1 模型前处理分析

采用二维磁场模拟实际磁场,选取国际单位制,直角坐标系。选取PLANE 53为单元类型。永磁体的性质为各项同性,矫顽力Hc=700000A/m,剩磁感应强度Br=1T,对于永磁材料,为改善精度,利用剩磁感应强度Br和Hc来计算磁导率:

假设导磁材料的相对磁导率为3000。

两类磁场边界条件[2]:(1)强制边界条件:强制A=const,磁力线平行于模型边界;(2)自然边界条件:磁力线垂直与模型边界(自然满足,不需要施加)

利用ANSYS前处理功能生成有限元模型,施加载荷及边界条件,利用适当的求解器即可求解出有限元结果、磁力线分布图、磁通密度的矢量图。

3.2 仿真结果分析

由于施加了磁力线平行边界条件,模型的上下两边界的磁力线平行是自然满足的,而左右两边界是强制性的,为消除这方面的影响,在分析的过程中忽略两端的结果。

(1)磁力线分布图

磁化器中空气间隙的磁场分布是分析的关键。仿真结果如图2。

图2中(a)、(b)图的对比可以看出,在N和S磁极接触附近,相同磁极相邻型磁化器在空气间隙中磁力线的分布是垂直于液体流动方向的,在其他地方是接近垂直的。满足流体流过磁化器时要切割磁力线的要求。而异性磁极相邻型磁化器在空气间隙中基本无磁力线,磁力线都集中在磁极和导磁材料上。

(2)磁通密度B的矢量图

图3中(a)(b)对比分析可以看出,在流经异性磁极相邻型磁化器时,基本不受磁场的影响,在磁化器空气间隙中基本不存在磁感应强度。然而,同性磁极相邻型磁化器空气间隙中,磁感应强度的分布是不均匀的,方向是不唯一的,但成规律性变化。在磁极接触附近,磁感应强度与其他地方的值相比较大。

由此可以看出,同性磁极相邻型磁化器相对于异性磁极相邻型磁化器有磁化效果的。

进一步对图1中(b)图同性磁极相邻型磁化器进行研究,把磁化器的空气间隙加大,并在此基础上去除导磁材料。观察其磁力线分布图、磁通密度的矢量图。

(3)磁力线分布图

图4中(a)和(b)可看出,无导磁材料时,磁力线是平行分布的,不满足要求。由图2和图4的(b)图可以看出不同的空气间隙其磁力线分布是不同的。

图3中(b)和图5中(b)相比,不同的空气间隙,其磁感应强度的大小是不同的,空气间隙加大后,空气间隙中的磁感应强度有所减小,但磁感应强度方向是相同的,且方向的变化规律性是相同的。可以看出,如果已知液体流经的空气间隙中所需要的磁感应强度,磁化器的结构尺寸是需要分析计算的。最佳的结构尺寸产生最佳的磁感应强度,从而产生最佳的磁化效果。对于无导磁材料的磁化器,空间磁感应强度的方向是平行于液体流向的。由此得知,磁化器结构是需要导磁材料的,才能使空气间隙中产生的磁感应强度能够垂直于液体流向,使磁化效果更好。

4 结论

(1)在磁化处理技术中,使用同性磁极相邻型磁化装置,其磁感应强度与液体流动方向是垂直的,且空气间隙磁感应强度的分布是不均匀的,方向是不唯一的,但呈规律性变化。使用异性磁极相邻型的磁化器是基本没有效果的,空间间隙中基本不存在磁感应强度。

(2)磁化器空气间隙的变化影响了磁场的分布。空间间隙加大使磁感应强度值有所减小,但是方向的变化规律是一致的。要达到所要求的磁感应强度,磁化器的结构尺寸必须达到一定的要求。

(3)在同性磁极相邻型磁化器中必须存在导磁材料,才能使磁力线、磁感应强度与液体流动方向垂直。

参考文献

[1]汪仲清.磁场对液态物质分子的作用机制[J].石油大学学报(自然科学版),1998,22(4):116-119.

多平台的知识管理器 篇6

1 试验装置

试验装置简图如图1所示, 2135Ca型柴油机、GW160型电涡流测功机、FC2000型发动机台架自动测控系统。试验使用0#柴油, 依据标准GB1105-87内燃机台架性能试验方法进行的。试验前调整好发动机, 使之处于良好的运行状态。试验时先对无磁化时的运行状况进行测试。安装磁化器, 让发动机运行一段时间, 再进行测试。在试验中分别使用了两个不同的磁化器, 磁化器1为FA-25型, 磁化器2为KE-D6型。两磁化器的结构相同, 但燃油流过的横截面积有所不同。采取试验磁化后燃油油样, 用悬滴法进行表面张力的测量。

1-底座;2-发动机自动测控系统;3-电涡流测功机;4-废气测试装置;5-发动机;6-磁化装置;7-油箱;8-油耗仪

2 试验结果及分析

2.1 柴油机特性试验结果及分析

图2是发动机转速在1 450 r/min时, 发动机油耗率、烟度和CO排放对比图。由图 (a) (b) (c) 可以看出功率较大时磁化器1的节能效果最好, 而磁化器2与原机相差不大。两个磁化器的排放性能都较好, 无论是烟度还是CO的排放, 与原机相比都有了很大的减少。其中, 磁化器1烟度的降幅在10%～23%之间, 磁化器2也在5%～20%之间。在大功率情况下, 磁化器1的CO排放量更少, 最大减少可达30%左右;在较小功率下两磁化器相差不大, 但比原机降低了25%左右。

图3是转速为1 300 r/min时的对比图。由图 (a) (b) (c) 可以看出在小功率情况下, 磁化效果不明显, 在较大功率情况下, 两磁化器的节能效果相差不大, 降低油耗率3%。就烟度来看, 磁化器1的效果相对较好, 降低了7%～20%, 磁化器2在小功率时效果不明显。图 (c) 可看出两个磁化器CO的排放与原机相比都有所降低, 降低了20%左右。

图4是转速为1 200 r/min时的对比图。在此转速下, 只有在功率较大的工况下, 节油率达5%, 其他情况效果不明显。烟度和CO的排放不理想。

2.2 磁化燃油表面张力的试验结果及分析

表面张力是液体表面层内分子力作用的结果。它是评价燃油品质的一个重要物理指标, 燃油的撕裂、破碎、雾化等过程以及油滴在行进过程中所受的阻力, 油蒸汽和油滴与热空气之间的传热混合都与燃油的表面张力有关。通过试验查看磁化前后燃油表面张力的变化。

2.2.1 磁化燃油理化性质变化的机理

柴油是由多种碳氢化合物组成的高分子化合物, 是抗磁性物质。在无磁场时分子内的电子轨道运动磁矩彼此方向相反且自旋运动磁矩也彼此相反, 相互抵消使分子固有磁矩为零。在外磁场中, 电子在旋转运动的同时附加地绕磁场进行运动, 产生与磁场方向相反的附加磁矩。所以, 每个燃油分子都获得了一个附加磁矩, 这些附加磁矩都逆着外磁场方向排列, 使分子排列发生变化, 分子容易滑移, 内聚力减少[3], 燃油磁化后其理化性质有所改变。

2.2.2 表面张力试验结果

本试验只对表面张力进行了测试, 由表1可以看出, 燃油经磁化后其表面张力是有所降低的。

2.2.3 表面张力与燃烧效果的关系

有关实验证明磁化后燃油的粘度、闪点和燃点也有所降低。在燃油理化性质中, 直接影响油的雾化质量和燃烧过程的燃烧特性参数主要就是燃油的粘度, 表面张力, 闪点, 燃点等。根据雾化理论, 燃油雾化形成的索泰尔平均直径d跟油液的粘度μ、表面张力σ之间有如下关系[6]

undefined

式中 ωf——燃油通过喷嘴的流量;

p——喷嘴的喷射压差;

k——喷嘴的特性常数。

在相同的油量和压差下, 粘度和表面张力降低, 液滴的d减小, 雾化效果提高。所以磁化后燃油喷入气缸后, 液滴平均直径减小, 与氧分子结合更充分, 改善了燃烧条件, 有助于燃料的完全燃烧, 达到了节油和降低排放的效果。

3 结论

磁化燃油技术对发动机的性能产生了影响, 通过磁化效应改善燃油的性质, 从而改善发动机的经济性和排放性是可行的, 且磁化器结构简单, 安装方便, 不需要外加能源, 具有实用价值。

(1) 在较高的转速下, 磁化效果更加明显, 油耗率能降低2%～5%, 烟度和CO的排放有了很大的降低, 最高达到了20%以上。相对来说, 在同一转速下, 较大功率的工况下效果更为明显。

(2) 不同的磁化器产生的效果是不同的, 综合试验结果可以看出磁化器1无论是在油耗率上, 还是排放性能方面都相对好些。

(3) 经磁化后的燃油与未磁化燃油相比, 其表面张力有所降低。

(4) 从磁化前后燃油表面张力变化的角度分析磁化器对柴油机性能的影响, 表面张力的降低提高了燃烧效果, 发动机性能也有所改善。

参考文献

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(7) 梁荣光, 简弃非.改善燃油物性降低车辆发动机有害排放和节能的试验研究 (J) .内燃机工程, 2000 (1) :1-4.

多平台的知识管理器 篇7

社会发展进入信息时代, 随着实践活动的扩大、深入和社会化需要, 人类需要去识别很多类的形式内容复杂的信息。人们已经不再停留在自己的耳朵和眼睛去直接获得这些信息, 而是使用计算机将文字自动的输入计算机。由于科技水平不断提高, 使得各种不同的研究对象得到“图像化”和“数字化”, 以图像为主的多媒体信息迅速成为重要的信息传递媒介, 图像中的文字信息包含了丰富的高层语义信息。提取出这些文字, 对于图像高层次语义的理解、索引和检索非常有帮助。

现在对于文字图像识别技术的研究[1], 还面临几个问题, 一是图像数据量大, 一般来说, 要取得较高的识别精度, 原始图像应具有较高的分辨率, 至少应大于64×64。二是图像污损, 由于目标环境的干扰、传输的误差、传感器的误差、噪声、背景干扰、变形等会污损图像。三是准确性, 位移、旋转、尺度变化、扭曲, 和人类的视觉一样, 目标和传感器之间存在有位置的变化, 因此, 要求系统在目标产生位移、旋转、尺度变化、扭曲时, 仍能够正确识别目标。四是实时性, 在军事领域的应用中, 大都要求系统能够实时的识别目标, 这就要求系统有极快的出来速度和识别效率[2]。

鉴于当前文字识别系统的发展现状[3,4], 如何提高印刷体文字的识别率仍是当前的研究热点, 如何在世界场景下识别文字将是文字识别系统发展的一个方向。此外, 如何构建具有版面自动分析、容错性强、识别率高、错误自学习自修正、易扩展特点的文字识别系统是文字识别自动化的研究目标[5]。所以, 图像文字识别技术的研究显得尤为重要。

1 图像预处理

1.1 图像的灰度转换

在文字识别系统[6]中, 输入系统的图像一般都是彩色RGB图像, 其包含了大量的颜色信息, 要是对图像进行处理会降低系统的执行速度, 加之RGB图像包含有很多与文字识别无关的颜色信息, 不利于文字的定位, 而灰度图像, 只包含亮度信息, 不包含色彩信息, 有利于文字识别系统后期对图像进一步的处理[7], 可以提高运行速度, 有利于下一步的文字定位。由于人眼对绿色最为敏感, 对红色的敏感度次之, 对蓝色的敏感度最低, 所以当在b>a>c的条件下, 可以得到较易于识别的灰度图像。一般情况下, I=0.3*R+0.59*G+0.11*B, 得到的灰度图像的效果最好。因此, 本文采用加权平均值方法进行灰度转换, 即对R、G、B的值加权平均:

R=G=B=a*R+b*G+c*B

其中, R、G、B分别表示红色、绿色和蓝色, a, b, c分别为R、G、B的权值。a、b、c取不同的值, 将形成不同的灰度图像。

1.2 图像的二值化

图像的二值化处理[8], 是对图像上的像素点的灰度值置为0或255, 即当所有灰度大于或等于阀值的像素点被判定为特定的物体, 其灰度值为255, 否则, 其灰度值为0, 表示其他的物体区域或者背景, 处理后的图像将呈现明显的黑白效果。图像的二值化, 可以将具有256个灰度等级的灰度图像经过合适的阀值选取后, 将像素的灰度级分成2级。经过二值化处理后的图像, 其性质只与灰度值为0或255的像素点的位置有关, 不再涉及到其他灰度极的像素点, 便于对图像作进一步的处理, 且数据的处理量和压缩量较小, 且获得的二值化图像仍旧可以反映图像整体与局部的特征。

为了得到理想的二值化图像, 阀值的选取至关重要。选取适当的阀值, 不仅可以有效地去除噪声, 而且可将图像明显地分成目标区域和背景, 大大减少信息量, 提高处理的速度。

2 文字区域处理

当包含文字信息的图像区域分割出来以后, 为了识别单个文字, 需要进一步将每个汉字从整块文字图像中分割出来。根据汉字是方块图形、具有大致的均匀尺寸的特点, 本文使用了最大宽度回归式字切分法, 利用在行切分时获得的汉字高度信息估计字的宽度, 以预测下一个汉字的位置。

3 特征提取

抽取单一种类的特征进行汉字识别[9,10], 误识率不易降低, 且抗干扰性也不易提高。因为这样所利用的汉字信息量有限, 不能全面反映汉字的特点, 对任何一种特征来说, 必然存在其识别的“死角”, 即利用这种特征很难区分汉字。从模式识别的角度来看, 若将汉字的全部矢量化特征所组成的空间称作空间 (i=1, 2, ...) , 那么利用整个空间的信息进行汉字识别, 由于提供的汉字信息很充分, 抗干扰性会大大增强。但是, 在实际应用中, 必须考虑到识别正确率与识别速度 (运算量) 及系统资源三者的折衷。所以任何一个实用的OCR系统只利用其中部分子空间的信息。由于信息的缺陷, 便不可避免地遇到识别“死角”的问题。

在这些方法研究的基础上, 我们选择了汉字的网格特征和方向特征进行汉字识别, 这些特征具有较强的抗干扰能力, 又有较强的描述文字局部结构的能力, 而且受笔画宽度的影响较小, 相得益彰, 使汉字识别的“死角”大幅减小, 从而提高识别率。

(1) 网格特征

将汉字点阵平均分成m×m份, 求出每个网格中黑点数所占整个文字黑点数的百分比。这样组成的一个m×m维的序列就是该文字的网格特征, 它体现了文字整体形状的分布。

网格特征的提取过程如下:

1) 设文字点阵为n×n, 将其分成8×8份。

2) 求出每份中的黑点数, 用P11, P12, …P18, P21…P88表示。

3) 求出文字总的黑点数P=P11+P12+…+Pl8+P21+…+P88。

4) 求出每份中黑点数所占整个文字黑点数的百分比Pij=Pij×100/P。

则特征向量P= (P11, P12, …P18, P21…P88) , 就是文字的网格特征, 如图3。

(2) 方向特征

对输入的文字点阵图像进行二值化和归一化, 并提取轮廓信息, 对轮廓上的每个点赋予一个或两个方向的属性, 方向取水平、垂直及正反45°共四个角度, 将文字点阵划分为n×n个网格, 计算每个网格中包括的4个方向属性的个数, 从而构成一个4维向量, 综合所有的网格特征, 形成一个4×n×n维的特征向量, 如图4。

4 分类器设计

经过多次试验与研究, 结论表明基于单个识别器原理不能从根本上提高系统性能, 应依靠多个分类器的识别结果的集成。多分类器集成即通过多个互补的分类器来改善单个分类器的性能, 得到一个可靠性更高的识别系统[11]。因此, 本作品采用最小距离分类器及最邻近分类器集成, 通过分类器设计上的优化, 进一步提高了文字的可以别率和准确率。

(1) 最小距离分类器:选用笔画密度总长度特征来进行第一层的粗分类。在这种方法中, 被识别模式与所属模式类别样本的距离最小。假定c个类别代表模式的特征向量用R1, …, Rc表示, x是被识别模式的特征向量, |x-Ri|是x与Ri (i=1, 2, …, c) 之间的距离, 如果|x-Ri|最小, 则把x分为第i类。

(2) 最邻近分类器:分别选用网格特征和方向特征相结合来完成第二层的分类匹配。最近邻分类器是在最小距离分类的基础上进行扩展, 将训练集中的每一个样本作为判别依据, 寻找距离待分类样本最近的训练集中的样本, 以此为依据来进行分类。

5 实验结果

在实验部分, 本文使用包含697个汉字的原始图像来进行测试。首先把该原始图片转化为灰度图像以便进行下一步的操作。通过回归式字切分法把整段文字分割成单个的字体, 测试效果如图5, 可以准确地分割每个汉字。最后, 采用多特征提取和多分类器集成的方法识别分割出来的文字, 并以文本框的形式输出, 测试结果如图6, 结果全部正确。

6 结语

多特征提取方法及多分类器集成方法使提高图像文字识别率成为可能, 其良好的识别效果引起了人们的普遍重视, 具有广阔的应用前景。本文基于多分类器集成方法实现图像文字识别, 使图像文字信息的处理及提取更具可行性。

摘要：本文本主要对图片文字提取展开研究, 首先读取图片进行预处理;然后针对网格特征和方向特征对图片文字进行特征提取;为了提高识别系统的可靠性, 采用多分类器集成方法, 即通过多个互补的分类器来改善单个分类器的性能。

关键词：图像文字识别,特征提取,多分类器集成,印刷体汉字

参考文献

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