電機工程學系
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歷史沿革
本系成立宗旨在整合電子、電機、資訊、控制等多學門之工程技術，以培養跨領域具系統整合能力之電機電子科技人才為目標，同時配合產業界需求、支援國家重點科技發展，以「系統晶片」、「多媒體與通訊」、與「智慧型控制與機器人」等三大領域為核心發展方向，期望藉由學術創新引領產業發展，全力培養能直接投入電機電子產業之高級技術人才，厚植本國科技產業之競爭實力。
本系肇始於民國92年籌設之「應用電子科技研究所」，經一年籌劃，於民國93年8月正式成立，開始招收碩士班研究生，以培養具備理論、實務能力之高階電機電子科技人才為目標。民國96年8月「應用電子科技學系」成立，招收學士班學生，同時間，系所合一為「應用電子科技學系」。民國103年8月更名為「電機工程學系」，民國107年電機工程學系博士班成立，完備從大學部到博士班之學制規模，進一步擴展與深化本系的教學與研究能量。
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Item 高空平台系統CDMA語音通話與位元錯誤之分析(2009) 劉益興; Yi-Shing, LiouHAPS(High Altitude Platform Station)為一運作在高公21公里處的高空平台，主要用於傳送寬頻應用，以及分碼多重存取 (code division multiple access，CDMA)為基礎的國際行動通訊系統-2000(IMT-2000)無線通訊，其頻帶分別為毫米波段和第三代行動通訊(3G)頻帶。本論首先主要研究在於HAPS系統的不穩定造成細胞在下鏈與上鏈容量的改變，提出兩種天線型式探討HAPS系統位移時對CDMA細胞系統的上鏈與下鏈容量的影響和細胞服務範圍受改變的大小，並且在下鏈部份應用碼的正交因子來說明對容量的改變。而後第二部份利用波束在地面的真實投影計算每個細胞主波束的投射位置，建構出無縫隙系統，並以最佳化理論計算各個細胞最佳的容量，比較最佳化前後的系統容量差異。最後一部份以多架HAPS系統擴大服務範圍，利用兩種通道模型simplified通道模型與Rice-lognormal通道模型計算細胞各層的容量，並且分析比較兩種通道模型所得結果之差異。Item 無線區域網路IEEE 802.11(e) 中以競爭為基礎的吞吐量與服務品質分析改善之研究(2009) 吳宗哲; TSUNG-CHE WU在現在這個資訊爆炸的時代，利用網路交換或是獲得所想要的資訊已經是非常普及了，其中，無線區域網路更節省了傳統有線網路所需要的硬體資源，更增加了移動的便利性，無異是在現有的思維中，提供了一種更快速方便的選擇。本篇論文便是建立在競爭無線區域網路資源的基礎上，針對現今的技術做進一步的分析與研究。本論文的第一個部分會提出一個新的802.11b DCF 的分析方法，藉由此分析法可以獲得在飽和時系統平均的吞吐量，而第二個部分則會提出一個建立在802.11b分散式協調功能(distributed coordination function，DCF)的機制上的改善方法，使得當通道較為壅塞時可以有效的減少碰撞發生的機會進而增進吞吐量，最後一個部分則會針對在802.11e加強型分散式通道存取(Enhanced Distribution Channel Access，EDCA）中的封包錯誤機率，研究不同等級間的吞吐量的改變與差異，並試圖改善錯誤機率產生的影響。Item 自動偵測振鈴現象於復原模糊人臉影像(2009) 邱志祥; Chih-Hsiang Chiu利用盲卷積進行復原模糊影像的已經廣泛研究了很長時間，但是一般的解決方法面對任何模糊影像仍然是一個巨大的挑戰。在這篇論文中，我們提出了一種新的人臉模糊影像復原方法，根據溫納濾波和辨識技術。嘗試數種不同的模糊圈半徑用於溫納濾波器和區域對比增強，更進一步加強被復原影像的紋理。我們所提出的系統可以自動確定較好的卷積模糊圈半徑，即是當我們在復原模糊影像時可以避免產生振鈴現象。Item 電泳式顯示器驅動方法研究與平台設計(2009) 葉嘉安; Jia-an Ye不同電子紙其畫面的解析度、速度與對比度的規格不同，面板設計者會採用不同的電泳材料與不同解析度的主動式矩陣背板來完成這些不同類型的電子紙設計，然而在不同的設計需求下，面板的電子特性與光學響應曲線也會非常的不一樣，因此一個好的顯示器的時序控制器，必須要提供簡單的方式來修改，因應不同顯示材質與不同背板設計的驅動波形。在本文中，我們提出一個用於主動式矩陣電泳顯示器可編輯的時序控制器。我們會探討驅動波形設計的原理，而且我們的時序控制器使用波寬調變的方式能夠支援各式不同的驅動波形。我們在文中提出的時序控制器其效能也在許多電泳顯示器測試平台上獲得驗證。Item 32位元小面積之嵌入式AES的FPGA設計與影像應用(2009) 張國煌; Kuo-Huang Chang高等加密標準(Advanced Encryption Standard, AES)硬體實現在現場可程式化閘陣列(FPGA)與特殊用途積體電路(ASIC)已經被很廣泛的討論，尤其是如何達到數十億產率的議題；然而在嵌入式硬體的應用上，低產率與小面積的設計在近幾年也開始被研究。 本研究提出一個小面積的硬體電路，採用32位元的架構來實現AES-128的規格，其中包含2組移位暫存器(Shift Register)來完成移列轉換(ShiftRow)的動作；並利用晶片內建的Block RAM來放置整合資料，完成位元組替換(SubByte)與混行運算(MixColumn)的動作；而以軟體來取代硬體的金鑰擴展(KeyExpansion)，來節省電路面積。透過上述所提出的方式在FPGA上所完成的實驗數據，其資源消耗為110個Slice、速度可達到75Mhz(每秒可處理29張640×480大小的彩色影像)，是在目前文獻中面積最小的設計。 為實現影像加解密的應用，本研究分別使用兩種方式來與上述32位元AES核心電路整合，其一為結合嵌入式系統與IP core的架構，屬於軟體與硬體的搭配；另一為只用硬體描述語言(HDL)來實現，較偏向硬體電路來控制。Item 居家型移動機器人之軟硬體設計與控制(2009) 謝伯楷; Po-Kai Hsieh本論文主要為設計與研製一居家移動機器人之軟、硬體架構，希望本移動機器人能在動態且複雜的居家環境中，成為能自我引導與全方位移動的自主性移動機器人。在複雜且動態的居家境中，可藉著全方位移動機器人敏捷的行動能力，完成居家照護的工作。本研究主要完成整合與設計下列各部份軟硬體架構，包括：全方向輪的運動方式、DC連續旋轉馬達的控制、場域可程式化邏輯閘陣列(FPGA)、影像訊號之距離量測系統與五軸機器手臂的控制。 另外，本論文利用下列兩個實驗來驗證所研製的居家移動機器人的效能與可行性。第一個實驗為利用模糊控制器控制居家照護機器人的移動，以便執行抓取目標物的工作，進而完成使用者所指定將某一目標物移至另一地點的任務。第二個實驗是先利用以DNA為基礎的適應性學習法則模擬居家移動機器人完成自動導航任務，之後將其演化後的參數使用於所研製的居家移動機器人上並實際測試居家移動機器人的自動導航能力。Item 以霍夫轉換為基礎之智慧型快速車道線偵測(2009) 范耿豪車道線偵測在自動化駕駛佔有關鍵性的角色。在車道線偵測系統中， 為了減少非車道線物件的干擾，通常需要耗費非常大的計算量。此外，傳 統上利用霍夫轉換來偵測車道線，亦因繁重的計算量而降低其實用性。 本論文針對上述的問題提出一個新的解決方案。首先，將偵測範圍縮 小在靠近車輛的區域，以減少非車道線的物件干擾；再者，將車道線以直 線近似；接著透過訂定適當初始條件，以及利用最小平方誤差法，來得到 道路線的斜率；最後，利用霍夫轉換搭配直線方程式，來獲得車道線的位 置。 經由真實道路行駛所錄製的影片驗證，在特定條件如不同天候及震動 幅度較大的狀況下，可穩定且正確的偵測出主車道線的位置。此外在執行 速度方面，每張 640 × 480 的畫面平均只需 17 ms 即可算出車道線位置。Item 多輸入多輸出非線性系統之類神經網路適應性控制器設計(2009) 郭名峰; Ming-Feng Kuo本文將針對多輸入多輸出的典型與非典型的未知非線性系統，提出一個輻狀基底類神經網路適應性控制器，在針對典型未知非線性系統的控制器的架構中，我們運用輻狀基底類神經網路來近似未知的非線性函數，並且利用適應律來調整輻狀基底類神經網路的權重值，在運用倒階法來設計控制器時會造成基底多次微分的問題，而這個問題會往往使得設計出來的控制器無法運用在高階的系統，也因此我們在設計控制器的過程中加入一階濾波器來避免這類問題的發生，在針對非典型未知非線性的控制器的設計上，運用的方法與針對典型未知非線性系統的控制器相似，都是需要用到輻狀基底類神經網路來近似未知的非線性函數，以及用適應律來調整輻狀基底類神經網路的權重值，最後再加入一階濾波器來避免基底多次微分的問題，不過在這之前我們利用均值定理的特性，將控制器與虛擬控制器從非典型的函數中分離出來，才可利用設計好的控制器加以控制，當然我們也會運用李亞普諾夫定理來證明此控制器可以使系統達到穩定。最後附上一些範例模擬，從模擬圖中可得知系統輸出值會盡追蹤到參考訊號。Item 利用短時傅立葉轉換及支持向量機對心音訊號做自動分析(2009) 魏志兆; Chih-Chao Wei心臟疾病已成為國人第二大死因，大多數心臟疾病是由心瓣膜的不正常所造成。人的耳朵可經由電子聽診器聽取心音探查心臟疾病的類型，但解釋心音是一個非常特殊的技巧，必須要接受嚴格的訓練才能做正確的心音聽診。由於這個原因，自動心音分析的電腦系統將對醫務人員會有很大的幫助。本文提出了一種完整的心音分析系統涵蓋從分割心臟週期到最後確定心臟疾病的類型。心臟週期的分割與識別是根據短時傅立葉變換(STFT)和支持向量機(SVM)。實驗過程中，心音資料來源是來至德州心臟學會公開的心音資料，並非常有希望達到不錯的辨識率。Item 高動態範圍下的影像融合與色調重現(2008) 黃瑋琦; Wei-Chi Huang色調重現目的是去調整或映射高動態範圍影像，調整影像圖素的亮度以及更好的對比度。本論文提出一個完善的彩色影像系統對於在極高動態範圍下場景的影像拍攝。用五張不同曝光的原始影像作融合來拓展動態範圍的概念，搭配色調重現和局部對比增強演算法以重現原始影像的對比和細節。 系統首先融合多張不同曝光的原始影像以獲得更多的動態範圍資訊，融合後原始影像的有效動態範圍可以擴展到256倍，接著對影像在不同亮度下重複抽取邊緣以擷取影像的細節，我們所提出的色調重現演算法將所擷取到的最佳邊緣統計圖作等化以分配到更均勻分佈的區域。最後區域對比增強使影像的細部更明顯。經由實驗結果，我們提出的高動態範圍影像系統能夠在色調重現及色彩鮮明度上得到好的結果。