英特爾中國研究院的“感知”盛宴
[導讀]2011英特爾信息技術峰會（IDF）的技術前瞻日上，英特爾中國研究院院長方之熙強調(diào)：“良好的用戶體驗非常重要，我們的前沿技術研究就是要充分滿足人們的這些需求?！庇⑻貭栆延?010年成立了用戶互動體驗研究院，研究人
2011英特爾信息技術峰會（IDF）的技術前瞻日上，英特爾中國研究院院長方之熙強調(diào)：“良好的用戶體驗非常重要，我們的前沿技術研究就是要充分滿足人們的這些需求?！庇⑻貭栆延?010年成立了用戶互動體驗研究院，研究人員來自于不同的背景和不同的技術領域，其中包括人類學家、社會學家、心理學家，以便更好地把握用戶體驗。
英特爾中國研究院的技術專家還介紹并展示了提前市場應用3～5年的幾項前瞻性嵌入式技術研究成果，如智能車聯(lián)網(wǎng)、社交電視、基于手勢的人機交互、3D臉部定位與跟蹤技術、LTE信號處理等，其共同特點是強調(diào)“感知”能力。
智能車聯(lián)網(wǎng)
據(jù)英特爾中國研究院應用工程師董春生介紹，利用智能車聯(lián)網(wǎng)，用戶可以在辦公室、酒店、餐廳等地方，通過手機、平板電腦、計算機等一切可以聯(lián)網(wǎng)的設備以無線方式與車載電腦互聯(lián)，并通過車上與車載電腦相連的CAN總線控制車內(nèi)空調(diào)的啟動，在寒冷的冬季或烈日炎炎的夏季，車主上車時，溫度可被調(diào)節(jié)到人體感覺舒適的程度。上述控制完全是在車門鎖住的情況下進行，因此安全性大可放心。
另外，通過給車輛安裝視頻傳感器（即雷達），使得車輛行駛時，可以通過車與車之間的聯(lián)網(wǎng)，為司機提供周圍其他車輛行駛狀況的信息，預防兩側及前后發(fā)生碰撞。還可提供輔助駕駛即其他安全功能。智能車聯(lián)網(wǎng)應用見圖1。
董春生表示：“其實上述應用市場上已有，我們只是基于凌動處理器系列和Meego操作系統(tǒng)開發(fā)優(yōu)化的智能車聯(lián)網(wǎng)平臺。當然，整車廠商也可以利用這個平臺滿足市場的其他需求，或提出新應用要求，我們提供各方面的技術支持?！?BR>
社交電視平臺（人臉識別系統(tǒng)）
據(jù)英特爾中國研究院研究員王鵬介紹，社交電視平臺使用計算機視覺和云計算技術，實現(xiàn)了臉部檢測與識別系統(tǒng)（見圖2），并據(jù)此提供用戶感知觀看和社交網(wǎng)絡體驗。具體應用包括：1.基于人臉識別系統(tǒng)存儲在電視系統(tǒng)中的人臉庫（在電視屏幕上顯示人臉庫圖標），實時監(jiān)控觀看者的性別、年齡和關注度等信息，根據(jù)監(jiān)控結果為其推薦個人喜歡的電視和廣告節(jié)目。2.可以實現(xiàn)電視與電視或電視與平板電腦之間的視頻聊天。3.基于實時用戶行為監(jiān)控，實現(xiàn)能效設備管理。
基于手勢的人機交互
英特爾與CETV合作開發(fā)的該系統(tǒng)，利用攝像頭和視覺計算技術，使設備識別手勢并理解用戶意圖，使屏幕上選定的目標圖像按不同手勢，實現(xiàn)上下左右旋轉、放大或縮小，從而進行人機交互。算法流程圖如圖3所示?？梢杂糜诩彝蕵?、遠程教育、醫(yī)療康復和交互式游戲等領域。
英特爾中國研究院科學家丁大勇強調(diào)：“主要是確定手的位置，并識別手勢含義。通常手距攝像頭1.5米～5米，不過目前，受光線影響，手距攝像頭3米以上時，深度識別率較低，會影響人機交互效果，今后會進一步優(yōu)化算法?！?D臉部定位與跟蹤技術
3D臉部定位與跟蹤技術原理如圖5～圖11所示。這次的技術與2010年IDF上的技術有了實質(zhì)性進步，去年只能對給定的靜態(tài)畫面模擬，今年可以對動態(tài)視頻進行3D臉部定位與跟蹤。德國奧迪2011年4月13日發(fā)布了小型SUV的新款“Q3”的概要。實車將在上海車展（AutoShanghai2011，4月21～28日）上展出。
LTE信號處理研究
目前，各種聯(lián)網(wǎng)設備呈指數(shù)上升，數(shù)據(jù)流量要求可擴展性、低成本及在網(wǎng)絡邊緣的智能處理能力。到2015年，處理器的性能提升只有6倍左右，而包處理面臨的挑戰(zhàn)則達200多倍。
對于目前沒有進行虛擬化的移動網(wǎng)絡，所有基站都要滿足峰值設計要求，且不能利用負載變化的特性。英特爾中國研究院研發(fā)經(jīng)理張帆表示，虛擬化技術可以利用負載模型，基站設計科滿足均值速率要求，并降低設備投資和運營成本，將極大提高移動網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)處理與傳輸能力。
中國移動提出了C-RAN（合作式無線接入網(wǎng)）計劃，其在中國廣大的城市地區(qū)具有很高的商業(yè)價值；在郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)，隨著光纖成本的下降，長期商業(yè)價值也會逐步提高。對此，英特爾中國研究院與中國移動合作正在研發(fā)C-RAN無線接入網(wǎng)方案。
該方案主要利用SandyBridge處理器具有的32KL11、32KL10、256KL2；高級矢量擴展（AVX）；以及16個256位FP、128位IntSMID寄存器等特性，對LTE中的最小二乘（LS）和最小均方差(MMSE)兩種信道估計算法進行優(yōu)化。在算法的創(chuàng)新表現(xiàn)在以下幾方面：
1.通過高并行度Turbo解碼器、混合MIMO解碼器，以及高效定點的傅氏變換和傅氏逆變換，實現(xiàn)基于英特爾SSE架構的算法設計。
2.通過快速LTETurbo交織器和快速速率適配，進行高效的數(shù)據(jù)搬移。
3.通過基于查找表的CRC和擾碼器降低計算復雜度。
Turbo譯碼器的設計、信道解交織和速率解匹配、上行接收機的結構及特性分別如圖12～圖14所示。
張帆還透露了該項目下一階段的研究方向，包括物理層、MAC/RLC層和實時處理的LTE基站驗證原型；CRAN虛擬化基帶池技術；智能邊緣處理技術。
英特爾中國研究院的技術專家還介紹并展示了提前市場應用3～5年的幾項前瞻性嵌入式技術研究成果，如智能車聯(lián)網(wǎng)、社交電視、基于手勢的人機交互、3D臉部定位與跟蹤技術、LTE信號處理等，其共同特點是強調(diào)“感知”能力。
智能車聯(lián)網(wǎng)
據(jù)英特爾中國研究院應用工程師董春生介紹，利用智能車聯(lián)網(wǎng)，用戶可以在辦公室、酒店、餐廳等地方，通過手機、平板電腦、計算機等一切可以聯(lián)網(wǎng)的設備以無線方式與車載電腦互聯(lián)，并通過車上與車載電腦相連的CAN總線控制車內(nèi)空調(diào)的啟動，在寒冷的冬季或烈日炎炎的夏季，車主上車時，溫度可被調(diào)節(jié)到人體感覺舒適的程度。上述控制完全是在車門鎖住的情況下進行，因此安全性大可放心。
另外，通過給車輛安裝視頻傳感器（即雷達），使得車輛行駛時，可以通過車與車之間的聯(lián)網(wǎng)，為司機提供周圍其他車輛行駛狀況的信息，預防兩側及前后發(fā)生碰撞。還可提供輔助駕駛即其他安全功能。智能車聯(lián)網(wǎng)應用見圖1。
董春生表示：“其實上述應用市場上已有，我們只是基于凌動處理器系列和Meego操作系統(tǒng)開發(fā)優(yōu)化的智能車聯(lián)網(wǎng)平臺。當然，整車廠商也可以利用這個平臺滿足市場的其他需求，或提出新應用要求，我們提供各方面的技術支持?！?BR>
社交電視平臺（人臉識別系統(tǒng)）
據(jù)英特爾中國研究院研究員王鵬介紹，社交電視平臺使用計算機視覺和云計算技術，實現(xiàn)了臉部檢測與識別系統(tǒng)（見圖2），并據(jù)此提供用戶感知觀看和社交網(wǎng)絡體驗。具體應用包括：1.基于人臉識別系統(tǒng)存儲在電視系統(tǒng)中的人臉庫（在電視屏幕上顯示人臉庫圖標），實時監(jiān)控觀看者的性別、年齡和關注度等信息，根據(jù)監(jiān)控結果為其推薦個人喜歡的電視和廣告節(jié)目。2.可以實現(xiàn)電視與電視或電視與平板電腦之間的視頻聊天。3.基于實時用戶行為監(jiān)控，實現(xiàn)能效設備管理。
基于手勢的人機交互
英特爾與CETV合作開發(fā)的該系統(tǒng)，利用攝像頭和視覺計算技術，使設備識別手勢并理解用戶意圖，使屏幕上選定的目標圖像按不同手勢，實現(xiàn)上下左右旋轉、放大或縮小，從而進行人機交互。算法流程圖如圖3所示?？梢杂糜诩彝蕵?、遠程教育、醫(yī)療康復和交互式游戲等領域。
英特爾中國研究院科學家丁大勇強調(diào)：“主要是確定手的位置，并識別手勢含義。通常手距攝像頭1.5米～5米，不過目前，受光線影響，手距攝像頭3米以上時，深度識別率較低，會影響人機交互效果，今后會進一步優(yōu)化算法?！?D臉部定位與跟蹤技術
3D臉部定位與跟蹤技術原理如圖5～圖11所示。這次的技術與2010年IDF上的技術有了實質(zhì)性進步，去年只能對給定的靜態(tài)畫面模擬，今年可以對動態(tài)視頻進行3D臉部定位與跟蹤。德國奧迪2011年4月13日發(fā)布了小型SUV的新款“Q3”的概要。實車將在上海車展（AutoShanghai2011，4月21～28日）上展出。
LTE信號處理研究
目前，各種聯(lián)網(wǎng)設備呈指數(shù)上升，數(shù)據(jù)流量要求可擴展性、低成本及在網(wǎng)絡邊緣的智能處理能力。到2015年，處理器的性能提升只有6倍左右，而包處理面臨的挑戰(zhàn)則達200多倍。
對于目前沒有進行虛擬化的移動網(wǎng)絡，所有基站都要滿足峰值設計要求，且不能利用負載變化的特性。英特爾中國研究院研發(fā)經(jīng)理張帆表示，虛擬化技術可以利用負載模型，基站設計科滿足均值速率要求，并降低設備投資和運營成本，將極大提高移動網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)處理與傳輸能力。
中國移動提出了C-RAN（合作式無線接入網(wǎng)）計劃，其在中國廣大的城市地區(qū)具有很高的商業(yè)價值；在郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)，隨著光纖成本的下降，長期商業(yè)價值也會逐步提高。對此，英特爾中國研究院與中國移動合作正在研發(fā)C-RAN無線接入網(wǎng)方案。
該方案主要利用SandyBridge處理器具有的32KL11、32KL10、256KL2；高級矢量擴展（AVX）；以及16個256位FP、128位IntSMID寄存器等特性，對LTE中的最小二乘（LS）和最小均方差(MMSE)兩種信道估計算法進行優(yōu)化。在算法的創(chuàng)新表現(xiàn)在以下幾方面：
1.通過高并行度Turbo解碼器、混合MIMO解碼器，以及高效定點的傅氏變換和傅氏逆變換，實現(xiàn)基于英特爾SSE架構的算法設計。
2.通過快速LTETurbo交織器和快速速率適配，進行高效的數(shù)據(jù)搬移。
3.通過基于查找表的CRC和擾碼器降低計算復雜度。
Turbo譯碼器的設計、信道解交織和速率解匹配、上行接收機的結構及特性分別如圖12～圖14所示。
張帆還透露了該項目下一階段的研究方向，包括物理層、MAC/RLC層和實時處理的LTE基站驗證原型；CRAN虛擬化基帶池技術；智能邊緣處理技術。
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