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「研究方法論文」
利用雲端運算之架構建立在行動植物
辨識系統
Using Cloud Computing to Extend the Mobile
System of Plant Identification
簡報者: 潘輝銘
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Outline
 研究計畫之背景及目的
 文獻探討
 研究方法與步驟
 預期成果
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研究計畫之背景及目的 (1/5)
 雲端即是透過連接上網路中虛擬的強大系統由它們來
幫忙處理資料，雲端運算的基本技術：
 分散式運算 (Distributed Computing)
 網格運算 (Grid Computing)
 雲端運算的蓬勃發展，民眾可在遠端得到所需的資源
或服務，不需安裝其他的軟體，便能得到應用程式服
務，大幅的降低了用戶所需運算量及資訊成本。
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研究計畫之背景及目的 (2/5)
 雲端網路日漸扮演通訊領域重要角色的原因：
 存取網際網路的頻寬增加
 寬頻網路之費用降低
 第三代行動通訊(3rd-generation，3G)與無線網路技術
發展，近乎到家家有寬頻、處處可連網的時代。
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研究計畫之背景及目的 (3/5)
 根據TWNIC-財團法人台灣網路資訊中心的調查資料顯
示，歷次曾上網民眾曾經無線上網比例成長明顯呈現增
多的趨勢。
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研究計畫之背景及目的 (4/5)
 3G行動通訊的潮流興起，從最早只能單純提供文字
簡訊與透過電話筒通話的簡單功能，已轉變多樣化
的服務應用。
 根據國家通訊傳播委員會(NCC)的研究資料顯示：
2009年第一季台灣的行動通信用戶數約為2,567萬戶
手機門號人口普及率為 111.3% (每100位台灣民眾就
持有111個手機門號) 。
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研究計畫之背景及目的 (5/5)
 現今是個講求效率的時代，任何系統皆要求其即時
性和計算速度，以利用雲端運算技術建立在行動植
物辨識系統。
 即時拍攝擷取植物影像，將其上傳至植物機雲端終
端服務，透過影像處理可分析出每種植物皆俱有的
葉片特徵，在進行搜尋比對時，經過模糊集合計算
獲得加權分數，即可搜尋出此種植物的相關資訊。
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文獻探討 (1/4)
 雲端運算服務模式分為三大類：
 (1) 系統服務 (Infrastructure as a Service, IaaS)
硬體建設基礎，由提供者建立高成本的設備及可
擴充的架構。
 (2) 平台服務 (Platform as a Service, PaaS)
以雲端平台為基礎，由提供者架設一套雲端管理
系統與開發環境，並給予特定的應用程式及資料
庫，讓該平台可開發任何的軟體程式服務。
 (3) 軟體服務 (Software as a service, SaaS)
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以軟體應用程式為基底，可由提供者將以服務為
前提的應用商業化或個人化。
文獻探討 (2/4)
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文獻探討 (3/4)
 雲端運算部署模式：
 私有雲 (Private cloud)：企業內自行經營雲端的基礎設備
並提供企業內部服務。
 社區雲(Community cloud)：雲端的基礎設備共享給一些特
定的社區或團體。
 公共雲 (Public cloud)：雲端的基礎設備提供給一般民眾或
大產業團體。
 混合雲(Hybrid cloud)：雲端的基礎設備是兩個或兩個以上
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的雲組成，有其標準與專有技術，使數據和應用程序具有
可移植性。
文獻探討 (4/4)
 雲端植物辨識系統架構：
 植物辨識之系統建立於雲端伺服器，主要工作負責植物影
像辨識以及分析特徵值。
 用戶端為智慧型行動裝置或個人PC，取得植物資訊由使用
者上傳至雲端，經過計算後，搜尋雲端資料庫，再將獲得
的資料回傳給使用者。
 用戶與用戶間互相作溝通，將得知的資料結果上傳至分享
平台，促進同儕學習。
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研究方法與步驟 (1/8)
 第一部份：建置雲端運算環境，實現Infrastructure As A
Service (IAAS)的環境。
網路架構依節點連結方式的呈現稱之為「拓樸」
目前在雲端運算應用上，最常被使用的可區分為星狀網
路拓樸、環狀網路拓樸與階層式網路拓樸。
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研究方法與步驟 (2/8)
 各種網路拓樸各有其優缺點，本研究將在一個三階
層式雲端運算網路拓樸架構下，提出混合式負載平
衡排程演算法進行工作的分配，使需要被執行的工
作能快速的分配到適當的運算節點上。
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研究方法與步驟 (3/8)
 有效的改善每個運算節點的工作負擔，也可依據工
作的特性來選擇最合適的運算節點，提供各運算節
點之負載平衡與執行效率的品質保證。
Internet
標題
雲端資源管理者
子資源管理者
服務節點
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研究方法與步驟 (4/8)
 第二部份：建立核心的負載平衡管理模組，實現
Platform As A Service (PAAS)的環境。
期望透過負載平衡演算法建立一個具有高服務效能
的雲端運算系統環境。
負載平衡排程演算法針對工作分配，讓需被執行的
工作快速的配置到適當的服務節點，提供各服務節
點之負載平衡與執行效率的品質保證，有效的在最
短時間內完成使用者的工作需求的目標。
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研究方法與步驟 (5/8)
 雲端伺服器架設完成，開始建置植物辨識服務系統
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研究方法與步驟 (6/8)
 首先針對Camera拍攝植物的葉子進行影像處理，抓
取其葉子特徵值並給予分析，分析出來可得到三種
特徵(葉形、葉端、葉基)，剩餘特徵由使用者觀察
此植物的特徵進行點選。
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研究方法與步驟 (7/8)
 將特徵數值傳回雲端服務系統進行計算，並透過
Fuzzy分析；即使特徵值點選並不是正確的特徵，但
經過Fuzzy分析出相近的特徵會給予加權分數，完成
後會回傳資料庫中各植物的得分。
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研究方法與步驟 (8/8)
 當植物的特徵值越接近，得分會越高，並顯示出得
分最高的前幾筆植物供使用者參考。想要了解此植
物更詳細的資料，透過雲端提供詳細的植物資料庫
可給予使用者進行即時的學習。
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預期成果 (1/2)
 預期完成之工作項目
 建置三階層式雲端運算網路拓樸。
 探討負載平衡(Load Balance)演算法，提高植物辨識系統的
服務效能。
 文件錯誤修改及撰寫。
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預期成果 (2/2)
 本研究預估的具體成果
 更深入探討雲端運算網路拓樸的特性。
 擴增並分類建置雲端的植物資料庫。
 供多人上線且不會造成系統當機。
 處理速度更快，讓使用者快速得知結果。
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