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  • 基于ARM的人脸识别系统设计与实现

    人脸识别技术作为生物识别技术之一,是模式识别在图像领域中的具体运用,其应用前景非常广阔,可以应用到身份证件的鉴别、自动门禁控制系统、银行取款机、家庭安全,图片检索等领域。 人脸识别系统主要分为人脸检测定位,特征提取和人脸分类三部分。人脸的检测和定位,即从输入的图像中找到人脸及人脸存在的位置,并将人脸从背景中分离出来。在特征提取部分,先对原始人脸数据进行特征提取,之后原始数据由维数较少的有效特征数据表示并存储在数据库中,接下来进行人脸分类,在识别待测人脸图像时,将待测图像的特征数据与数据库中存储数据相比对,判断是否为库中的某一人,从而实现自动识别人脸的目的。 在过去的十年里,人脸识别技术一直是图像处理领域里具有挑战性的课题,随着研究的深入,许多人脸检测及识别算法被提出来。其中基于主成分分析的Eigenface的算法及其变形已经成为测试人脸识别系统性能的基准算法;同时Adaboost人脸检测算法,在PC上基本可以达到实时,在嵌入式产品广泛应用的今天,只有让人脸识别算法在嵌入式平台上实现,才能获得更广阔的应用,本文研究了在嵌入式平台上Adaboost人脸检测算法的性能。 嵌入式是后PC时代的一个亮点,目前已经应用在社会生活的方方面面。嵌入式产品的开发平台分为包括很多,如:DSP,ARM,PowerPC等等。本文采用的ARM9作为嵌入式开发平台,研究人脸识别在ARM平台的性能,为实用的嵌入式人脸识别系统的设计提供参考。 本文从PC平台的软件实现入手,分别实现了PC平台下的AdaBoost人脸检测算法和PCA人脸识别算法,分析了现象及结果,接下来搭建了基于ARM嵌入式系统的硬件平台,对AdaBoost人脸检测算法进行了硬件平台的移植,并得出相应实验效果。

    标签: ARM 人脸识别 系统设计

    上传时间: 2013-05-31

    上传用户:saharawalker

  • 基于ARM的指纹识别门禁系统的设计与实现

    随着数字化和网络化的发展,传统的门禁系统由于鉴别方式、速度和性能等方面的限制,很难满足安全可靠和网络化的控制需求。由于识别技术的不断成熟,基于人体生理特征的身份识别系统逐渐被人们开始采用,目前,从实用的角度看,指纹识别技术要比其它生物识别技术更安全和方便,这是因为人的指纹具有唯一性、不变性以及贴身性的特点。传统的门禁控制器常采用单片机开发,利用串行通信接口向远程上位机传送数据,多个门禁控制器一般组成RS485网络,通信线路专用且不易于实现网络控制和远程控制,而基于TCP/IP网络通信的门禁系统通过局域网传递数据,很容易实现远程控制和分布式管理。 文中设计了基于指纹识别和以太网的智能网络型门禁控制器。在ARM9和Linux操作系统上采用FPS200指纹传感器采集指纹图像和USB摄像头采集视频图像,以及采用以太网控制器芯片AX88796,实现了基于TCP/IP协议的网络门禁系统。 论文首先分析了门禁系统的研究背景、意义及国内外的发展现状,然后介绍了指纹识别网络门禁系统的总体结构,阐述了系统各个重要功能模块的硬件资源。根据系统的硬件资源搭建了嵌入式Linux的软件平台,移植了相关模块的驱动程序。论文研究了指纹识别算法,包括指纹图像预处理和指纹图像的特征提取和匹配,重点分析了指纹图像分割法,利用灰度梯度和灰度方差的结合设置一个合适的局部阈值对指纹进行分割。然后,阐述了门禁控制系统软件的总体设计,并重点介绍Video4Linux采集图像、指纹图像采集、GoAhead Web Server的应用以及系统运用TCP/IP实现系统门禁控制器和上位机PC之间的网络通信。 系统测试部分介绍了测试环境、测试方法以及测试内容。测试结果表明,本课题设计的指纹识别网络型门禁系统在稳定性、可靠性以及实时性方面达到了较好的效果。文章最后提出了一些在工作中遇到的问题,并对近几年来的一些新的研究趋势做了简单的总结与展望,指出了指纹识别网络型门禁系统未来的研究方向。

    标签: ARM 指纹识别 门禁系统

    上传时间: 2013-07-23

    上传用户:pwcsoft

  • 基于DSP和ARM的虹膜识别系统设计及实现

    生物识别技术是根据人体自身所固有的生理特征或行为特征来进行身份识别。与传统识别方法相比,生物特征的身份识别技术不存在携带不便、丢失、遗忘等问题。虹膜识别以其精确度高、稳定性好、高独特性、非接触等特点作为一种新兴的生物识别技术使它受到国内外研究人员的重视。 近年虹膜识别理论的发展十分迅速,到目前为止已经有虹膜识别系统投入了商业应用,但大多数此类系统都需要PC作为运行平台而缺乏灵活性。但是嵌入式应用是虹膜识别技术走向实际应用的必然趋势。因此本文提出了一个利用DSP+ARM实现虹膜识别嵌入式应用的一个方案。本系统由6个模块组成:电源管理和监控、虹膜图像采集、虹膜图像处理(DSP)、存储器(SDRAM和FLASH)、人机交互(ARM)以及数据传输部分。 在硬件设计方面介绍了DSP的有关知识和DSP系统硬件设计的过程,讲解了DSP系统各硬件模块的设计与调试。在软件设计方面介绍了利用CCS开发的设计流程和调试经验并且对于如何固化代码使系统硬件自举进行详细阐述,另外还介绍了如何基于WINCE利用ARM系统进行人机界面快速开发。 最后,文章对未来工作方向进行了简要的说明。

    标签: DSP ARM 虹膜识别 系统设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:hwl453472107

  • 基于ARM的915MHz射频识别读卡器研究

    射频识别(RFID,Radio Frequency Identification)是一种利用电磁波双向传输实现自动识别的技术。近年来,射频识别技术在物流、交通、身份识别等生产生活领域的应用日益扩大。相比于13.56MHz射频识别系统,915MHz射频识别系统在识别距离,阅读速度方面有更大的优势,是目前射频识别产品研究的热点。 本文在理解ISO/IEC18000-6C协议的基础上,首先研究用于本系统的基本理论,包括射频识别技术和嵌入式技术,提出一款基于ISO/IEC18000-6C协议的915MHz射频识别读卡器的解决方案。在硬件部分,以Intel公司开发的R1000作为射频收发模块的核心;选用ATMEL公司的ARM处理器AT91SAM7S256作为控制单元的主控制器,在ARM处理器上运行μC/OS-II嵌入式实时操作系统,采用多任务实现和其他功能模块的通信。软件部分为系统移植了μC/OS-II操作系统,使用C与汇编语言的混合编程编写Bootloader,编写了各种硬件设备的驱动程序,使用C语言实现了串行通信程序,实现与上位机通信并实现对程序的更新。本文所设计的射频识别系统具有模块化设计、高可靠性等特点。实验表明,这种设计方案能够达到ISO/IEC18000-6C协议要求。

    标签: ARM 915 MHz 射频识别

    上传时间: 2013-07-18

    上传用户:zklh8989

  • 基于ARM的家庭自动化系统的研究

    随着嵌入式技术的发展,ARM处理器以其独特的优势在计算机、电子和通信的各个领域得到广泛应用,将网络技术、控制技术和视频监控技术相融合,在更大程度上促进了家庭生活的信息化和自动化。系统采用先进的ARM处理器作为控制平台,与使用C51单片机相比,提高了性能,缩短了开发周期;与使用传统的PC机相比,兼顾了系统功能,又节约了成本,在家庭自动化领域具有较好的理论价值和广阔的应用前景。 本文在分析国内外家庭自动化发展现状的基础上,采用先进的ARM技术,给出了多模式网络通信方案,解决了家庭自动化系统对不同通信网络的兼容性问题,在公用电话网语音通信中,提出了通信状态机模型,讨论了电话按键检测和超时无选择的问题,对语音处理技术的实现进行了研究;在无线网络通信中,通过短消息的发送和接收,实现了远程用户和系统之间的信号传输,对系统无线GPRS通信的实现进行了技术研究;在远程图像监控的实现中,给出了单帧图像采集的实现方法,对C/S模式下远程监控技术进行了研究;为实现系统与终端之间的信号传输,给出了家庭内部控制网络接口设计方案,实现了家电设备控制和自动报警功能,在系统安全问题方面,给出了系统身份认证的实现方法。在此基础上,构建了一个低成本、高性能、高可靠性的家庭自动化系统。

    标签: ARM 自动化系统

    上传时间: 2013-06-21

    上传用户:yy307115118

  • 基于ARM的掌形识别门禁系统研究与设计

    自“9.11”后,随着人们对安防需求的升级,门禁控制系统得到日益广泛的应用,不断提高门禁系统的安全性成为研究的重要课题。第四代门禁系统结合了人体生物特征识别技术,利用人体本身具有的物理特征(如指纹、虹膜、脸型、掌纹等)或行为特征(如步态、签名等)来确定人的身份,取代或加强传统的身份识别方法。 论文采用掌形识别为控制方案,基于ARM920T内核的EP9315芯片为门禁系统CPU,设计和调试了系统的硬件平台。 论文研究了掌形识别算法,进行了三方面的工作。 首先研究了掌形中的手形特征,提出了一种基于骨架特征的手形识别算法,很好的克服了手指旋转给识别带来的干扰。 然后研究了掌形中的掌纹特征,通过系列图像处理,分离出手掌的三条主线,提取主线端点,并在主线上等间隔采样,利用端点和采样点进行匹配,拥有很高的识别率。 最后结合手形与掌纹特征,实现掌形识别。依据手形特征对掌形库进行粗分类,利用掌纹特征进行匹配,算法拥有很快的识别速度与稳定较高的识别率。对分类规则提出了新思路与方法。 论文还提出了基于ARM的门禁系统方案。成功设计了以基于ARM920T内核的EP9315芯片为CPU的最小系统,设计PCB图并制板,最后调试了系统的底层电路。 论文的研究设计工作,通过提高掌形识别算法的识别率,达到了提高门禁系统安全性的目的;ARM平台的设计与调试,在工程实际中有参考价值。

    标签: ARM 识别 系统研究 门禁

    上传时间: 2013-04-24

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  • 基于ARM和Linux的超高频读写器设计与实现

    UHF(Ultra High Frequency,超高频)RFID(Radio Frequency Identification,射频身份识别)技术是近几年刚刚开始兴起并得到迅速推广应用的一门新技术。该技术已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。但是,基于超高频频段读写器的研制在我国尚处于起步阶段,传统的超高频读写器都是在单片机的基础上实现的,这类读写器很难实现复杂的多任务功能;随着经济的飞速发展,能够与网络互联并且带有操作系统的超高频读写器越来越受人们的青睐与追求。针对这些问题,本文设计并实现了一种基于ARMS3C2410微处理器和Linux操作系统的超高频读写器,主要内容有: (1)分析了射频识别技术的发展历程和前景,以嵌入式技术为研究背景,结合软硬件开发平台,给出了一种基于ARM和Linux的超高频读写器设计思路,指出了选题研究的目的和意义。 (2)阐述了超高频读写器的原理及其应用,分析了读写器和标签之间进行数据传输时所用到的相关技术;在给出超高频读写器主要技术性能指标及功能要求的基础上给出了基于ARMS3C2410和Linux超高频读写器系统的总体设计,同时对系统构建过程中所用到的软硬件进行了器件选型。 (3)实现了超高频读写器系统硬件电路的模块设计,主要包括主控电路模块、存储电路模块、电源模块、以太网模块、液晶显示模块以及射频收发模块;阐述了各模块的组成原理与实现方法,完成了硬件电路的原理图绘制及PCB制板。 (4)根据系统的软件需求,构建了一个进行嵌入式开发所需的软件平台。建立了交叉编译环境以及NFS开发调试环境;移植了系统启动所需的引导程序bootloader;实现了嵌入式Linux操作系统内核、文件系统的配置与移植;给出了Linux系统下典型设备(触摸屏、网络接口、LCD)驱动程序的移植方法。 (5)结合实验测试环境,对超高频读写器输出功率,读写器发送命令以及标签应答波形进行了测试与分析;对读写器的整机性能进行了联机测试,给出了读写器系统的实际运行效果图,同时对测试结果进行了总结。 实际应用结果表明,基于ARMS3C2410微处理器和Linux操作系统的超高频读写器能够实现接入网络的功能,其读写速度、识别率以及识别距离等技术性能指标均达到或优于设计标准要求,该读写器在与PC机连接的情况下能进行数据处理,样机系统运行稳定可靠,达到了预期的设计目标。

    标签: Linux ARM 超高频 读写器

    上传时间: 2013-07-25

    上传用户:saharawalker

  • 基于ARM架构的嵌入式人脸识别技术研究

    嵌入式人脸识别系统建立在嵌入式操作系统和嵌入式硬件系统平台之上,具有起点高、概念新、实用性强等特点。它涉及嵌入式硬件设计、嵌入式操作系统应用开发、人脸识别算法等领域的研究;嵌入式人脸识别系统携带方便、安装快捷、机动性强,可广泛应用于各类门禁系统、户外机动布控的实时监测等特殊场合,因此对嵌入式人脸识别的研究工作具有突出的理论意义和广泛的应用前景。 本文是上海市经委创新研究项目《射频识别RFID系统-自动识别和记录人群的身份》(编号:04-11-2)与上海市科委AM基金项目《基于ARM和RFID芯片的自组织安全监控系统的研制》(编号:0512)的主要研究内容之一。论文从构建自动人脸识别系统所需解决的若干关键问题入手,重点探讨了基于嵌入式ARM微处理器的实时人脸检测、关键特征定位、高效的人脸特征描述、鲁棒的人脸识别分类器及自动人脸识别系统设计等问题的研究。论文的主要工作和创新点表现在以下方面: 1实现了结合肤色校验的Haar特征级联分类器嵌入式实时人脸检测,提出了基于人脸约束的人眼Haar特征RSVM级联分类器人眼检测算法和基于遮罩掩磨与椭圆拟合的瞳孔定位算法。 复杂背景中的人脸检测是自动人脸识别系统首先要解决的关键问题,通过对基于肤色模型和基于Haar特征级联强分类器的人脸检测算法的分析研究,综合两个算法的优点,提出了基于肤色模型校验和Haar特征级联强分类器的嵌入式实时人脸检测算法。实验结果表明,该算法不仅解决了复杂背景中的类肤色和类人脸结构问题,而且具有较高的检测率和较快的检测速度,同时对光照、尺度等变化条件下的人脸检测也具有较强的鲁棒性。 人眼检测与瞳孔定位在人脸归一化和有效人脸特征抽取等方面起着非常重要的作用,为了快速检测人眼并精确定位人眼瞳孔中心,论文提出了基于人脸约束的人眼Haar特征RSVM级联分类器人眼检测算法和基于遮罩掩磨与椭圆拟合的瞳孔定位算法,首先利用人眼检测分类器在人脸区域内完成对人眼位置的检测,然后通过对检测到的人眼进行遮罩掩磨、简单图像形态学变换及椭圆拟合实现瞳孔中心的精确定位。测试结果表明该算法只需几百毫秒便能完成人眼检测与瞳孔中心定位整个过程,在保证检测速度较快的同时,还能确保较高的定位精度。 2 针对传统线性判别分析法存在的小样本问题(sss),通过调整Fisher判别准则,实现了自适应线性判别分析算法及相应的人脸识别方法人脸识别中的小样本问题使线性判别分析算法的类内散布矩阵发生严重退化,导致问题无法求解。本文在人脸识别小样本问题的基础上,通过调整Fisher判别准则,利用类间散布矩阵的补空间巧妙地避开类内散布矩阵的求逆运算,通过训练集每类样本的样本数信息自适应改变调整参数,实现了自适应线性判别分析算法,实验结果表明,该算法能有效解决人脸识别中的小样本问题。 3 提出了基于有效人脸区域的Gabor特征抽取算法,有效地解决了Gabor特征抽取维数过高的问题。 Gabor小波对图像的光照、尺度变化具有较强鲁棒性,是一种良好的人脸特征表征方法。但维数过高的Gabor特征造成应用系统的维数灾难,为解决Gabor特征的维数灾难问题,论文第四章提出了基于有效人脸区域的Gabor特征抽取算法,该算法不仅有效地降低了人脸特征向量维数,缩小了人脸特征库的规模,同时降低了核心算法的时间和空间复杂度,而且具有与传统Gabor特征抽取算法同样的鲁棒性。 4 结合有效人脸区域的Gabor特征抽取、自适应线性判别分析算法和基于支持向量机分类策略,提出并实现了基于支持向量机的嵌入式人脸识别和嵌入式人像比对系统支持向量机通过引入核技巧对训练样本进行学习构造最小化错分风险的最优分类超平面,不仅具有强大的非线性和高维处理能力,而且具有更强的泛化能力。本文研究了支持向量机的多类分类策略和训练方法,并结合论文中提出的基于有效人脸区域的Gabor特征提取算法、自适应线性判别分析算法,首次在基于Windows CE操作系统的嵌入式ARM平台中实现了具有较强鲁棒性的嵌入式自动人脸识别系统和嵌入式人像比对系统。 5 提出并初步实现了基于客户机/服务器结构无线网络模型的远距离人脸识别方案为解决嵌入式人脸识别系统在海量人脸库中进行识别的难题,论文提出并初步实现了基于客户机/服务器结构无线网络模型的嵌入式远距离人脸识别方案。 客户机(嵌入式平台)完成对人脸图像的检测、归一化处理和人脸特征提取,然后通过无线网络将提取后的人脸特征数据传输到服务器端,由服务器在海量人脸库中完成人脸识别,并将识别后的结果通过无线网络传输到客户机显示输出,从而实现基于客户机/服务器无线网络模型的嵌入式远距离人脸识别方案。 6 结合我们开发的基于ARM的嵌入式自动人脸识别系统和嵌入式人像比对系统,从系统设计的角度探讨了在嵌入式系统中进行人脸识别应用设计的思路及应该注意的问题虽然嵌入式人脸识别系统的性能很大程度上取决于高效的人脸特征描述和鲁棒的人脸识别核心算法。但是,嵌入式系统的设计思想对嵌入式人脸识别系统的性能影响同样值得重视。本文第六章重点阐述了嵌入式自动人脸识别应用系统的设计思路,并结合我们自主开发的嵌入式自动人脸识别系统和嵌入式人像比对系统从系统设计的角度探讨了嵌入式人脸识别应用系统设计中应该注意的关键技术问题。 结合本文提出的算法我们在PC上完成对人脸识别分类器的训练,然后在嵌入式ARM开发平台上实现了嵌入式自动人脸识别、嵌入式人像比对两个便携式人员身份认证系统,经测试运行效果良好。所提出的人脸识别算法不仅具有一定的理论参考价值,而且对于嵌入式系统应用开发、AFR应用系统开发也具有一定的借鉴意义。

    标签: ARM 架构 嵌入式 人脸识别

    上传时间: 2013-05-18

    上传用户:我们的船长

  • 基于ARM的嵌入式指纹识别系统

    生物识别技术代表了未来身份验证技术的发展方向,而指纹识别技术又是最可靠、最有效的生物识别技术之一。目前,指纹识别技术是优于其它生物识别技术的身份鉴别方法。这是因为人的指纹各不相同、终生基本不变的特点已经得到公认,特别是现有的指纹识别算法已达到识别迅速、准确可靠的水平,是完全可以商业化的生物识别技术。 传统的指纹识别系统多是基于PC平台,这种系统将指纹图像处理和指纹匹配甚至指纹采集控制都放在PC平台上,在获得了较高速度和开发效率的同时,缺点也是显而易见的,其体积庞大,成本较高。而已有的嵌入式指纹识别系统多是基于单片机和DSP的,不是在运算速度上受到硬件限制,就是在系统的扩展性、可维护性及用户交互上有诸多不足。 近年来指纹识别应用的普及对自动指纹识别系统的便携性和易用性提出了更高的要求,指纹识别技术正向着小型化和嵌入式的方向发展。在微电子领域,以ARM、DSP、FPGA为代表的嵌入式微处理器的性能飞速提高,为构建嵌入式系统提供了硬件保证。 ARM是当前最为流行的32位RISC处理器架构,目前ARM占RISC处理器市场的七成左右。三星公司的S3C2410是基于ARM920T内核的通用32位微处理器,它具有高性能和低功耗的特性,被设计用于手持设备和通用嵌入式系统。 嵌入式系统对操作系统和其上运行的软件有特别的要求。针对本课题所采用的ARM硬件平台,详细介绍了嵌入式操作系统Arm-Linux的移植。分别说明了交叉编译工具链的安装、引导装载器的移植和Linux内核的裁减和交叉编译过程。为了运行应用程序,还介绍了文件系统的构建。 指纹识别系统需要指纹采集设备。FPS200是Veridicom公司推出的第三代半导体指纹传感器,是一款专为嵌入式系统设计的高性能、低成本、低功耗的电容式固态指纹传感器。本文详细阐述了基于FPS200的USB接口指纹采集卡的设计与实现。 指纹图像处理与匹配是整个系统的重要环节,论文介绍了图像处理与匹配的一般概念,并提出了新的指纹匹配方法。指纹匹配是自动指纹识别中的一个难点。现有的指纹匹配方法大致可以归结为图形匹配和人工神经网络匹配两大类,本文提出的基于线段的特征点匹配算法属于图形匹配。 嵌入式系统需要完善的软件支持。随着嵌入式技术的飞速发展,用户交互界面也由传统的字符界面向图形界面转变,图形用户界面系统得到了长足的发展。MiniGUI 是一个非常适合于工业控制实时系统以及嵌入式系统的可定制的、小巧的图形用户界面支持系统。本文介绍了基于MiniGUI的可视化指纹识别软件设计。 综上所述,本文针对特定硬件条件,构建了定制的嵌入式操作系统;设计了支持USB数据传输的指纹采集卡;指纹图像的滤波、提取特征和指纹特征匹配均针对嵌入式系统的实际情况进行了优化;利用MiniGUI图形支持库完成了界面美观友好的可视化指纹识别程序。系统具有安全可靠、易于扩展、性价比高等优点。

    标签: ARM 嵌入式 指纹识别系统

    上传时间: 2013-08-02

    上传用户:小儒尼尼奥

  • 基于ARM的指纹采集系统研究

    随着信息技术的不断发展,安全、可靠的身份识别技术成为许多系统首先考虑的问题。指纹具有唯一性和稳定性,因此指纹采集技术是指纹识别技术中的最为重要的一个环节,伴随着生物识别技术的不断提高,以及指纹传感器的性能不断提升,指纹识别技术的应用越来越广泛。因此,高质量的采集指纹图像技术已经成为一个重要的研究课题。 本文的内容是基于ARM的指纹采集系统的设计。按照设计思想,系统主要包括两个大的模块:指纹图像采集模块、指纹图像传输模块。在设计工作中,根据系统的实现要求和本专业领域内最新技术的发展状况,确定了以Samsung公司的ARM7处理器S3C44BOX和ALTERA公司的复杂可逻辑编程器件EPM240为核心的系统组成方案。 本文主要做的工作有:首先介绍了指纹识别技术的基本原理和方法,通过对不同类型指纹传感器的比较选择了性价比较高的电容式指纹传感器。设计了以Samsung ARM和MBF200电容式指纹传感器为主要组成部分的电容式指纹采集系统。在ADS1.2编译环境下对ARM进行基于C语言和汇编语言混合编程的初始化程序,指纹采集程序以及数据传输程序;采用了USB技术实现系统与计算机之间的通讯,大大提高了指纹图像数据的传输速度;采用CPLD对系统各个芯片之间的信号进行逻辑控制;采用SST公司的闪烁存储器SST39VF160存放系统启动程序Boot loader。 本文首先描述了整个系统的总体方案,然后主要从硬件电路设计和软件编程两个方面对系统进行了详细的描述,硬件设计包括芯片的选型、核心芯片接口电路设计以及处理器的外围电路设计,软件设计包括系统主程序、指纹采集程序以及指纹数据通讯的流程图。最后列举了一些在调试过程中碰到的一些问题以及解决办法,并为系统进一步优化提出了建议。

    标签: ARM 指纹采集 系统研究

    上传时间: 2013-07-23

    上传用户:zhf1234