人脸识别技术继指纹识别、虹膜识别以及声音识别等生物识别技术之后,以其独特的方便、经济及准确性而越来越受到世人的瞩目。作为人脸识别系统的重要环节—人脸检测,随着研究的深入和应用的扩大,在视频会议、图像检索、出入口控制以及智能人机交互等领域有着重要的应用前景,发展速度异常迅猛。 FPGA的制造技术不断发展,它的功能、应用和可靠性逐渐增加,在各个行业也显现出自身的优势。FPGA允许用户根据自己的需要来建立自己的模块,为用户的升级和改进留下广阔的空间。并且速度更高,密度也更大,其设计方法的灵活性降低了整个系统的开发成本,FPGA 设计成为电子自动化设计行业不可缺少的方法。 本文从人脸检测算法入手,总结基于FPGA上的嵌入式系统设计方法,使用IBM的Coreconnect挂接自定义模块技术。经过训练分类器、定点化、以及硬件加速等方法后,能够使人脸检测系统在基于Xilinx的Virtex II Pro开发板上平台上,达到实时的检测效果。本文工作和成果可以具体描述如下: 1. 算法分析:对于人脸检测算法,首先确保的是检测率的准确性程度。本文所采用的是基于Paul Viola和Michael J.Jones提出的一种基于Adaboost算法的人脸检测方法。算法中较多的是积分图的特征值计算,这便于进一步的硬件设计。同时对检测算法进行耗时分析确定运行速度的瓶颈。 2. 软硬件功能划分:这一步考虑市场可以提供的资源状况,又要考虑系统成本、开发时间等诸多因素。Xilinx公司提供的Virtex II Pro开发板,在上面有可以供利用的Power PC处理器、可扩展的存储器、I/O接口、总线及数据通道等,通过分析可以对算法进行细致的划分,实现需要加速的模块。 3. 定点化:在Adaboost算法中,需要进行大量的浮点计算。这里采用的方法是直接对数据位进行操作它提取指数和尾数,然后对尾数执行移位操作。 4. 改进检测用的级联分类器的训练,提出可以迅速提高分类能力、特征数量大大减小的一种训练方法。 5. 最后对系统的整体进行了验证。实验表明,在视频输入输出接入的同时,人脸检测能够达到17fps的检测速度,并且获得了很好的检测率以及较低的误检率。
上传时间: 2013-04-24
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在VTS(Vessel Tramc Services船舶交管系统)系统中,雷达信号的处理器的能力己成为制约雷达目标录取、跟踪处理能力和可靠性以及整个VTS系统工作的主要因素。随着区域性VTS的建立,要求将雷达信号以最高的质量和最低的代价远距离传输,而达到这一要求的关键技术环节一雷达信息的压缩处理也将受到雷达信号预处理系统的影响。 因此,研究更有效的VTS雷达信号预处理系统是一项很有价值和实际意义的工作。本文是在前人研究成果的基础上,面向实际应用的需求,主要研究VTS雷达信号预处理算法的设计方法和实现手段,设计完成了一个数字化的雷达原始信号实时采集与处理系统。 本设计主要包括雷达信号的采集、杂波抑制处理以及与DSP芯片的信号传输。在硬件结构上,本设计采用FPGA完成信号的采集、CFAR处理和雷达信号检测器的设计,将大量的以前需要由DSP芯片来完成的算法移植到FPGA中实现,大大减轻了DSP芯片的工作压力,也减小了系统的体积。 在算法研究中,设计中重点讨论了杂波的抑制方法和目标的检测方法。本文在研究了大量现有的雷达信号杂波抑制及信号检测的算法的基础上,比较了各种算法的优劣,最终选择了一种适合本次设计要求的CFAR算法和双极点滤波雷达信号检测器在FPGA中实现。 论文中对设计中所采用的方法给出了理论分析、试验仿真结果和试验实际调试结果。通过本文所述的设计和实验,本文设计的雷达信号预处理系统对雷达视频信号的采集与传输都有很好的效果,所选用的杂波处理算法对雷达杂波、雨雪杂波和陆地回波都具有较好的抑制作用,能有效地处理雷达杂波中的尖峰成分,使信噪比得到较大改善。
上传时间: 2013-04-24
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视频序列中运动目标的检测是计算机视觉和图像编码研究领域的一个重要课题,在机器人导航、智能监视系统、交通监测、医学图像处理以及视频图像压缩和传输等领域都有广泛的应用。FPGA作为当今主流的大规模可编程专用集成电路,可以满足高速图像处理的需要。使用FPGA可以充分利用硬件上的并行性,从本质上改善图像处理的速度,使对大数据量的图像处理达到实时性。本文提出基于FPGA的运动目标检测系统,对以后算法的改进,输入输出图像大小的变化,图像采集和显示设备更换等都具有灵活性。 本文对目前运动目标检测的主要算法研究分析,根据背景减法的适用环境和特点提出改进的W4运动检测算法。该算法具备背景减法的优点,并且克服了W4运动检测算法在环境变化较快或环境变化较频繁条件下对运动目标进行检测的局限性。 本文首先在MATLAB中对改进的W4运动检测算法进行仿真,然后将算法移植到FPGA中实现。设计图像采集、图像检测和VGA显示等模块,完善运动目标检测系统。根据算法和运动目标检测系统的特点提出一种基于改进的W4算法的快速检测方法,该方法以块为单位进行运动目标检测,可以有效地提高图像处理的速度,使系统满足实时性要求。
上传时间: 2013-07-20
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在军事通信和民用通信的许多场合,都需要估计无线电信号的方向(DOA)。信号子空间方法是阵列测向方法中非常重要的一类。1979年Schmidt提出的 MUSIC算法是信号子空间方法的基础,具有高精度和高分辨的性能。但是由于算法的...
上传时间: 2013-07-17
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CCSDS组织(空间数据系统咨询委员会)于2005年公布了新的图像压缩标准,该标准算法采用基于小波变换的比特平面编码方法,支持无损有损压缩编码和精确码率控制并具有较好的抗误码能力和非常高的图像压缩性能,能满足实际应用中的多种需求。同时该算法具有较低的算法复杂度,易于低功耗硬件实现,并且对航天图像具有较高的适应性,因此,在航天应用方面具有广阔的前景。 本论文主要针对CCSDS图像压缩算法的FPGA硬件实现,在有限的硬件资源下,提出高速高效的CCSDS图像压缩编码器设计方案并在已有的FPGA硬件平台上加以实现。本文首先对CCSDS图像压缩算法的编码原理进行详细介绍;然后提出DWT、BPE和码流组织这三大模块的并行化硬件实现方案,并给出了进行批量仿真测试的仿真平台设计方案。最后在Xilinx VIRTEX-II FPGA平台上经过成功验证,测试结果表明系统各项技术指标可满足星载图像压缩的要求。
上传时间: 2013-06-13
上传用户:wanghui2438
神经网络控制算法作为一种比较成熟的智能控制算法,在空空导弹的理论研究中也得到了很多应用,但它的实际应用通常是通过软件实现的,而软件实现是串行执行指令,运行速度慢,可靠性低,很难满足实际导弹制导系统实时性的要求。控制算法硬件实现的最大特点就是可提高控制算法的实时运算速度和可靠性。本课题针对导弹制导系统,以FPGA为硬件平台研究神经网络控制算法的硬件实现。本文首先对BP神经网络算法思想进行了深入分析,并对BP网络的各个阶段进行了理论推导,最后对BP神经网络PID飞行控制算法进行了研究和总结,为硬件实现提供了理论基础。基于对上述理论的深入研究和分析,本文提出了一种适合FPGA实现该神经网络控制算法的硬件实现模型。在该模型中,神经网络各层之间采用串行执行数据方式,层间则采用并行运行方式,可有效提高系统的运算速度。由于模块化、层次化的自顶向下的模块化设计方法可有效减少错误的产生,是设计复杂大规模系统的理想设计方法。本文采用了此设计方法,通过把系统模块化,对各个子模块分别用VHDL硬件描述语言进行描述,并基于QUARTUS II软件开发平台进行综合和仿真,直到达到研究设计要求。最后将仿真程序源代码下载配置到具体的Cyclone II系列EP2C70 FPGA芯片中,应用于某实际导弹控制系统的研究。理论分析和实验结果表明该神经网络飞行控制算法的FPGA硬件实现是有效可行的,可满足系统实时性的要求,为制导系统的实际工程实现提供了基础。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:冇尾飞铊
·摘 要:本文研究了小波闽值图像的去噪方法,并与其它图像去噪方法进行了比较。对lena图像进行MATLAB仿真实验,得到了主观效果图和客观效果的PSNR。研究发现,小波阈值图像去噪无论主观效果还是客观效果都优于其他图像去噪方法。[著者文摘]
上传时间: 2013-06-04
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文中讨论了图像的高斯加性噪声模型和图像的稀疏性表示,提出了利用映射函数来描述图像的去噪过程,通过求解映射函数和利用映射函数对加噪图像的小波变换子带系数进行变换,达到了降低图像噪声并使加噪图像逼近原始图像的目的。经过实验比较,验证了本文算法的可行性和鲁棒性。
上传时间: 2013-10-21
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摘 要 针对现有单相机单光源视线追踪系统存在的几个问题:精度不高、头动受限以及标定复杂,提出了一种新的基于瞳孔?角膜反射(PCCR)技术的视线追踪方法.通过提出的瞳孔边缘滤波算法(RDPEF)和三通道伪彩色图(TCPCM)解决了近红外条件下瞳孔定位误差较大、瞳孔跟踪鲁棒性较差的问题,进而提高了视线特征提取的精度.通过提出的头部位置补偿方法以及个体差异转化模型,使二维映射模型允许使用者头部运动并且只需要单点标定.该方法提高了单相机视线追踪的精度和应用范围,为面向人机交互的视线追踪系统提供了有效的低成本解决方案.关键词 视线追踪;瞳孔定位;瞳孔跟踪;视线估计;瞳孔?角膜反射(PCCR)技术
上传时间: 2013-10-21
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针对城市道路交叉口的常发性交通拥堵现象,依据RFID检测系统的特点,提出了一种基于物联网前端信息采集技术的交通流检测方法。并且对城市道路交叉口采集到的交通流量相对增量、车辆的时间占有率相对增量以及地点平均车速等信息进行了对比性分析和统计推导,从理论上论证了交通拥挤产生时的交通流特点,然后以此为基础给出了交通拥挤事件出现时的判别准则,构造出相应的拥挤检测指标及判别算法。最后利用Matlab编程再结合实际交通测量数据验证了算法的正确性。
上传时间: 2014-12-28
上传用户:GavinNeko