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高級中等學校組

利用深度學習改善自拍人像構圖

手機自拍像中常有人臉佔照片整體面積比例過大、構圖不佳的問題,針對此問題本研究運用深度學習提出改善方法。所設計的方法,主要包含四大部分:圖像擷取、圖像外擴、圖像填補以及圖像結合。圖像擷取中,我們運用Mask_RCNN和Closed_Form_Matting兩個演算法,結合兩者優點來生成遮罩,正確率可達87.5%;然後,藉由更改模型架構以優化與對訓練集做不同的前置處理,比較不同模型成效並修正,可對人像自動進行適當的外擴;此外,在圖像填補中,我們設計差集填補的方式來提升填補模型準確率;最後,自動將外擴後人像與填補後背景做圖像結合。實驗結果顯示,所設計的方法可有效地對圖像擷取與圖像外擴模型做優化,並將自拍像中過大的人像縮小至合理大小,形成結構均衡的照片。

Cheerios Effect 水面上微小浮體運動的影響

本實驗探討浮體在水面上聚集、吸引的現象,由測量運動討論其運動過程中所受各種力的變化。 討論兩球體吸引的模型,由位移與時間關係圖推測模型,發現其運動與時間接近指數變化,但後段卻有x2與時間t的線性關係。因此可推測其後段模型中阻力與速率成正比。 接著改以密度>1的圖釘,討論其運動與水面上凸高度之關係。發現除了速率與位移有對數關係外,其對數係數也與高度成正比。經由實驗,與容器壁的吸引運動可寫成與相吸運動類似的方程,再利用鏡像法加上修正項得出臨界距離。並由實驗得平均密度與受力的關係,以及表面張力與受力的關係。 未來將探討油滴在水面上的運動,進而發想不同的汙染物於水面上的聚集。

手勢密碼鎖

本研究目地是要以光敏電阻對光感的反應來代替一般的常見的鑰匙及感應卡,減少大眾平常需攜帶的解鎖物品。我們利用了我們的專業搭配了電子學、數位邏輯、Arduino的相關知識,而且我們使用偵測手的弧度製作出了兼具防盜、新潮的新世代智慧解鎖器。經由實驗證實,本文所設計的產品能正確的判斷出密碼的成功率達九成,並能成功的防止宵小的入侵。

應用網路爬蟲於社交軟體實現群眾互動平臺之研究

現今的大型活動,如校慶活動、新北耶誕城等,缺乏互動性與參與感,其中原因大多是群眾埋沒於手機的社交軟體所導致。而本研究將利用其便利與群眾互動特性,使用問卷抽查法探討大眾對於活動的觀點,應用網路爬蟲技術抓取貼文,設計一套能提高互動性的平臺,使用者只需在Instagram、Twitter等社交軟體中發布文章,系統會即時推播至活動中的大螢幕上,並且使用LineBot結合圖像辨識自動且快速審核貼文,另方面以後臺系統,方便活動單位常駐貼文輪播活動訊息、廣告與管理。綜上所述,本研究結果確實有效地提升活動互動性及樂趣,以時下流行的各種社交軟體,配合研究平台為各類大型活動量身打造,也能夠運用於政令宣導或文宣廣告等用途上,大幅提升活動的互動性與參與感。

數的循環

我們欲證明任意n個正整數(n>1)之數列,其相鄰兩數相減之絕對值形成一個新數列,重複這個"運算"之數列是否具有循環性,並試圖找出其循環節次。 例: 0000 2 3 4 2 3 0001 1 1 2 1 1 0002 0 1 1 0 0 0003 1 0 1 0 0 0004 1 1 1 0 1 0005 0 0 1 1 0 0006 0 1 0 1 0 0007 1 1 1 1 0 0008 0 0 0 1 1 0009 0 0 1 0 1 0010 0 1 1 1 1 0011 1 0 0 0 1 0012 1 0 0 1 0 0013 1 0 1 1 1 0014 1 1 0 0 0 0015 0 1 0 0 1 0016 1 1 0 1 1 0017 0 1 1 0 0 }〈a_2 〉=〈a_17〉=0 1 1 0 0, 其循環節次為17-2=15次 此"運算"的循環節次為15(週期為15)

循「密」尋謎,「克」不容緩—密克定理系列圖形幾何推論與證明

在數學書籍中有許多關於密克定理的資料,其中密克五圓定理有許多未被證明的性質,我們以幾何作圖為主,代數運算為輔進行研究,在我們的研究中針對原始圖形的定義產生原定義及新定義兩個部分,在原定義的圖形中,我們找到能建立在任意五邊形的五點共圓(即密克定理),以及條件限制更多的五圓共根心、三型四點共圓及三點共線等性質,新定義圖形也能發現類似的性質,不過新定義中性質的條件與原定義完全相反,我們將原定義的幾個推論都嚴謹證明出來,也找到原定義及新定義圖形的對應關係及比較,針對新定義圖形的推論也都有了初步的想法,甚至找出一些跟我們研究較無直接關聯的特殊性質,能在未來進行更深入的研究。

利用毛細管型可攜式液晶免疫分析法檢測水溶液中的牛抗體

本研究是利用液晶的光學紋理圖像,測量水溶液中牛抗體的存在。我們先以HSA做為實驗的基礎,來了解此液晶感測系統的特性,以及測量一些基本數據之後,再將此系統進行檢測牛抗體的研究,由於液晶容易受到周圍環境的變化而改變其排列方式,而其光學訊號也會隨之改變,若溶液中的牛抗體濃度達一定程度,即會產生特定的光學訊號,我們在本研究中使用毛細管作為觀察的基板,藉此成為便於觀察的感測系統。

行動式空汙追源裝置 以鉻酸鉀溶液吸光度測量還原性氣體濃度

本研究以光度計偵測鉻酸鉀溶液濃度,以其高氧化力特性,定量SO2與C2H2濃度。 結果證實氣體濃度與鉻酸鉀吸光度下降,有高度線性相關。SO2的最適方程式為:吸光度 = -0.2362 x (SO2體積%濃度) + 0.4472,偵測極限1.69%。C2H2的最適方程式為: 吸光度 = -0.146 x (C2H2體積%濃度) + 0.4492 ,偵測極限2.74%。並運用光度計原理,以3D列印與雷射雕刻製造機體,結合紫光雷射、風扇攪拌器、數位電錶與薄膜輸氣裝置,組裝「行動式420nm紫光雷射光度計」與氣體收集裝置,驗證鉻酸鉀溶在濃度10-4至0M之間,與光敏電阻值有高度線性相關:電阻值(kΩ) = 57044 x [K2CrO4] + 1.5309,R2為0.98。實際應用到乙炔測量,每公升乙炔使電阻值下降0.2041 kΩ,為行動式裝置,已能有效偵測氣體汙染事件,預防類似氣爆事件再發生。

連續三角形的延伸圖形問題

當兩個三角形的三個對應頂點的連線共點時,這兩個三角形的對應邊延伸出來的三交點會共線,這是笛沙格定理。若是對應頂點的連線不共點的情況,那麼延伸出來的三交點便不會共線,而是形成一個三角形。 本篇研究探討「對應頂點連線不共點」的「連續相似三角形」,根據愛可爾斯定理,可以方便的利用點對稱作出其他相似三角形。經過畫圖發現這些連續的相似三角形,相鄰兩兩一組作「延伸三角形」,這些延伸三角形會互相相似,而這樣的性質可以推廣到任意兩兩一組的情況。接著將連續相似三角形的性質再推廣,讓對應頂點不必共線,而是對應頂點距離比相等,仍然具有延伸三角形相似的性質。另外也發現了一些關於延伸三角形頂點的共曲線性質。

智慧安全帽

酒後騎乘摩托車是台灣最大的安全問題,因為台灣與其他國家相比,機車數量較其他國家多,酒後騎車案件數也逐年增加,往往因為交際應酬或生活壓力而喝酒,喝酒後意識不清,造成嗜睡或意識模糊等情況,讓酒駕騎士不知道自己在做什麼?因而造成車禍或是種種意外,不僅害了自己也可能傷害到其他人,106年1至11月酒駕肇事就有77人死亡,我們看到這個數字後感到非常震驚,因此讓我們想出更進一步的解決方法。