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近五年研究成果績效
    

一、近五年最具代表性之學理創新/實務成果、期刊論文/書籍發表、系統應用/技術突破之表現，並簡述國內外相關研究成果之比較。


1. 單張影像去霧之代表性研究，發展嶄新之多解析度馬可夫模型，達到更佳的去霧效果並加強視訊監控影像視訊品質。該研究已發表於IEEE Transaction論文：Yuan-Kai Wang, C.T. Fan, "Single Image Defogging by Multiscale Depth Fusion," IEEE Transactions on Image Processing, vol. 23, no. 11, pp. 4826-4837, 2014.  Impact Factor=5.071.
 
說明：去氣候化研究在電腦視覺領域已經成為一個重要的研究課題。透過去氣候化達到影像回復，可幫助一般電腦視覺方法克服氣候與光線影響，大幅加強物件偵測與影像辨識正確率。去氣候化研究中去霧為一個非常典型重要的問題，由於其為不適定性問題(ill-posed problem)，因此雖然在2003年~2013年間有國際頂尖學者發表新穎的論文嘗試解決本問題，然其理論基礎與成效都有所不足。本研究提出一個多層次深度融合方法，僅需透過單張影像資訊即可進行去霧影像強化，且透過機率融合模型以貝氏(Bayesian)方法進行能量最小化(energy minimization)與正則化(regularization)。本研究採用極具挑戰之複雜場景真實有霧影像進行實驗，與該研究領域頂尖之論文進行分析比較，並且成為首篇採用量化分析方式客觀評估去霧還原實驗的論文(在2014年本論文發表之前，此研究領域頂尖之論文都沒有以量化分析方式進行科學方法之比較評估，而是以質化論述方式進行實驗比較)。研究結果得到一致的實驗數據，證明本研究比起已有之頂尖方法可以非常有效的得到高品質還原影像。本論文自2014年11月發表後至2018年11月的四年期間，論文引用數已達79次(Google Scholar)。
 
2. 開發智慧型視訊監控雲端技術，整合多項複雜電腦視覺技術(動態人臉偵測、多攝影機融合、3D與2D地圖整合視訊監控、主動攝影機追蹤等)並以雲端虛擬技術(Virtualization)完成系統整合。該研究已發表於IEEE Transaction論文：C.T. Fan, Yuan-Kai Wang, C.R. Huang, "Heterogeneous Information Fusion and Visualization for a Large-Scale Intelligent Video Surveillance System," IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics: Systems, vol. 47, no. 4, pp. 593-604, 2017.  Impact Factor=5.131.
 
說明：此為本人參與交通大學「以視覺為基礎之智慧型環境建構」經濟部學界科專多年期整合型計畫(經濟部國家產業創新獎年度科專楷模獎)，負責擔任分項秘書與系統整合召集人所執行的成果，為智慧型視訊監控之系統實作。本成果曾在國際安全監控展覽(SecuTech 2011)發表時得到廣大迴響，聽眾約近兩百人；2014年將部分成果發表在頂尖國際會議International Conference on Pattern Recognition時更獲邀為Panelist進行專題演講與專題討論，聽眾超過八百人；2015年將該系統成果整理成學術論文投稿到IEEE期刊被接受而刊登，從論文投稿到接受僅5個月。本研究成果除發表期刊與會議論文外，也有三篇相關專利。
 
其他相關著作：
  • Yuan-Kai Wangand H.Y. Chen, "Intelligent Mobile Video Surveillance System with Multilevel Distillation," Journal of Electronic Science and Technology, vol. 15, no. 2, pp. 133-140, 2017.
  • Yuan-Kai Wang, C.T. Fan, J.F. Chen. “Traffic Camera Anomaly Detection,” International Conference on Pattern Recognition, Stockholm, Sweden, Aug. 24-28, 2014. (Industry best paper award nomination)
相關專利：
  • 王元凱，范景棠，黃才荏，"智慧型顯著區域方法及自動攝影機狀態判斷方法"，中華民國發明專利，專利證號I512638，2015。
  • 王元凱，范景棠，"日夜環境物件偵測方法"，中華民國發明專利，專利證號I425446，2014。
  • 王元凱，胡永祥，游超群，"智慧型監控分析系統與方法"，中華民國發明專利，專利證號I338504，2011。
 
3.發展GPGPU平行演算法以加速電腦視覺處理速度，研究GPGPU應用於高動態影像強化演算法以及智慧型視訊監控，並發表成果於SCI期刊論文：Yuan-Kai Wang, W.B. Huang, "A CUDA-enabled parallel algorithm for accelerating retinex," Journal of Real-Time Image Processing, vol. 9, no. 3, pp. 407-425, 2014. Impact Factor=1.514.
 
說明：本人早於2010年開始即著手進行GPGPU在電腦視覺運算加速的研究，並先以高動態影像強化為研究題目。該研究針對GPGPU這類異質階層式記憶體(heterogeneous memory hierarchy)之硬體架構提出了數學模型與最佳化方法，並針對影像強化常見的資料平行模型(data parallel)提出一套方法以應用在GPGPU硬體。該研究的特點在於將演算法加速最困難的記憶體空間選擇問題建立了一個完整的數學模型，並針對影像常見的三大類運算：pixel-wise、block-wise、serial operations等，都提出記憶體最佳化與多執行緒最佳化的平行運算方法。該方法在CUDA架構上實現，比原硬體廠商提供的演算法工具程式庫有更快速的執行效能。該論文除發表在期刊論文外也曾刊登於頂尖的電腦視覺研討會CVPR。
 
其他相關著作：
  • Yuan-Kai Wang, W. B. Huang, "Acceleration of an Improved Retinex Algorithm," Proceedings of IEEE International Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), Colorado, USA, June 20-25, 2011.
 
4.開發嵌入式視覺技術，於ARM+DSP、ARM+FPGA、以及ARM NEON等雙核心或多核心嵌入式平台開發各種電腦視覺方法，並曾與5家以上的公司進行產學合作與技術移轉。該研究已經發表多篇期刊會議論文與專利。
 
說明：傳統同質多核心(homogeneous multicore)之嵌入式系統雖然已研究多時病友非常深厚的理論基礎，但並不適合電腦視覺與影像分析，就其因在於大量數位訊號處理運算仍需要數位訊號處理器(DSP)方可達高效能低供耗之運算。因此本人近年投入大量資源進行異質多核心(heterogeneous multicore)嵌入式系統之研究，探討其在電腦視覺之應用。多年來曾探索的硬體架構包含：多核心DSP、以FPGA為主之硬體來實作異質多核心、ARM與DSP單晶片整合之異質多核心、ARM與FPGA單晶片整合之異質多核心等。由於不同架構之硬體特性、軟體特性均不相同，因此各有其適用性。研究之應用範疇主要以智慧型視訊監控為主，研究重點在於實務探討與產學應用合作，因此相關研究成果已成為與產業進行產學合作之重要基礎。本研究成果除發表期刊與會議論文外也有數篇專利。
 
相關著作：
  • H.Y. Chen, Yuan-Kai Wang, "Hardware Design of Moving Object Detection on Reconfigurable System," Journal of Computer and Communications, vol. 4, no. 10, pp. 30-43, August 2016.
  • C.T. Fan, J.R. Chen, C.W. Liang, Yuan-Kai Wang, "Accelerating Multi-Scale Retinex using ARM NEON," IEEE International Conference on Consumer Electronics, pp. 77-78, 2014.
  • Yuan-Kai Wang, C. T. Fan, S. A. Chen, H. Y. Chen, "X-Eye: A Novel Wearable Vision System,"  IS&T/SPIE International Conference on Electronic Imaging, CA, USA, Feb. 2011.
相關專利：
  • 王元凱，陳泓諭，"即時視訊移動物件偵測之硬體平行化實現之裝置與方法"，中華民國發明專利，專利證號I526994，2016。
  • 王元凱，范景棠，"應用於可攜式電子裝置之多核心影像辨識方法"，中華民國發明專利，專利證號I543017，2016。
 

二、近五年協助產業發展績效：技術移轉、著作授權、產學合作、協助產業發展、實作研究上之成果與貢獻、產業規範/標準之建立。


技術移轉
  • 跨攝影機人物偵測與追蹤技術，2016。
  • 車道相機異常偵測技術，2015。
  • 相機異常偵測技術，2014。
  • 車道相機異常偵測技術，2013。
  • 異質雙核心嵌入式視覺開發技術，2013。
  • 夜間視訊監控技術，2013。
產學合作
  • 異質多核心嵌入式行人偵測系統開發，2013-2014。
  • 智慧型視訊監控之物件偵測追蹤及特徵畫面抽取之研究，2013。
  • 嵌入式手勢辨識技術，2013。
協助產業發展
  • 1. 交通大學電腦視覺監控產學研聯盟推動計畫，共同主持人，2016-2017。
  • 2. 交通大學電腦視覺中心電腦視覺產學聯盟，顧問，2013-2016。
  • 3. 交通大學深耕高階繪圖與立體視訊基礎技術研發中心，諮詢委員，2013。
產業規範標準之建立
  • 1. 人臉辨識效能評估之檢測標準。
 

三、近五年國內外之成就與榮譽


Reviewer of SCI Journals (近五年)

International Journal of Computer Vision (2017), IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems (2015~2016), IEEE Access (2016~2018), IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics - A (2016), IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics-B (2013), IEEE Transactions on Circuits and Systems Part II (2013), IEEE Transactions on Fuzzy Systems(2014), IET Image Processing (2014~2016), IET Computer Vision (2016), Electronics Letters (2016~2018), Journal of Information Science and Engineering (2013~2017), Machine Vision and Applications (2013~2017), Imaging Science Journal (2017~2018), Applied Soft Computing (2013~2018), Pattern Recognition (2017), International Journal of Pattern Recognition and Artificial Intelligence (2013), Pattern Recognition Letter (2017), Journal of Internet Technology (2016).


Program Committee Member of Academic Conferences

International Conferences (近五年)
  1. IEEE International Conference on Pattern Recognition, 2014, 2016, 2018
  2. International Conference on Electronics and Electrical Engineering Technology, 2018
  3. International Conference on Digital Image Processing and Vision, 2018
  4. International Conference on Signal Processing, 2018
  5. International Conference on Signal, Image Processing and Pattern Recognition, 2018.
  6. International Conference on VLSI and Applications, 2018
  7. International Conference on Signal Processing and Machine Learning, 2018
  8. International Conference on Computer Science and Application Engineering, 2018
  9. Annual International Conference on Artificial Intelligence and Computer Engineering, 2018
  10. International Conference on Information Technology and Applications, 2018
  11. IEEE International Conference on Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing, 2013~2014
  12. International Conference on Computer Supported Education, 2017
  13. International Conference on Mobile Learning, 2013~2019.
Domestic Conferences (近五年)
  1. National Computer Symposium, 2013.
  2. 電腦視覺圖學與影像處理研討會IPPR Conference of Computer Vision, Graphics, and Image Processing (CVGIP), 2015.
  3. Information  Education  and  Technological  Applications  Conference, 2015, 2016
 

四、近五年在人才培育、研究團隊建立及服務方面的重要貢獻及成就：獲得各類教學獎項；所指導之學生曾獲之獎項及特出之表現。


教學獎項
  1. 中華民國私立教育協會大勇獎，2015。
  2. 輔仁大學教學卓越計畫翻轉教學課程獎勵，2016。
  3. 輔仁大學教師教授全英語專業課程獎勵，2014-2015。
 
指導學生競賽獎項
  1. 2018年 指導大學部學生參加ITSA程式競賽 績優
  2. 2018年 第十七屆離島資訊會議ITAOI 優良論文獎。
  3. 2017年 指導大學部學生參加輔仁大學電機工程系專題比賽 優等。
  4. 2016年 International Conference on Machine Learning and Cybernetics, Jeju, South Korea. 得到Best paper award(論文獎第一名)。
  5. 2016年 民生電子研討會，得到優良論文獎
  6. 2014年 指導研究生參加國際安謀公司全國性比賽 「ARM Code-O-Rama 設計競賽」得到第三名。
  7. 2014年 指導研究生參加智慧電子國家型計劃之全國醫療電子領域學生專題競賽，得到佳作。
  8. 2013年 指導研究生參加全國性比賽「IPPR技術創新暨產業應用獎競賽」，得到佳作。
  9. 2013年 指導大學部學生參加輔仁大學全校性比賽：系微盃APP程式設計暨創新應用競賽，得到優勝。
  10. 2013年 指導大學部學生參加輔仁大學電機工程系大學部學生參加專題製作競賽，有三組分別得到第一名、第三名與佳作。
 
其他獎項
  1. 科技部特殊優秀人才獎勵，2013-2019。
  2. 輔仁大學指標性期刊論文獎勵，2014-2019。
  3. 輔仁大學技術移轉獎勵，2013-2017。






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