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  • 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架构的嵌入式系统开发平台设计与应用研究

    嵌入式系统产品开发现已成为IT产业的主流发展方向之一,在不同应用领域的嵌入式系统产品开发中,都涉及到的一个共性关键技术是:嵌入式系统开发平台的研究与设计。 本文密切结合实际科研项目,采用软、硬件协同设计的研究方法,设计了一套基于ARM微处理器架构的嵌入式系统开发平台,为应用系统的开发者完成了大部分共性的底层设计工作,并针对现代酒店客房管理与控制系统的功能要求,以此平台为基础,开发了一个楼层机控制系统,并成功运用于深圳某国际大酒店的客房控制系统中,验证了本文研发成果的有效性和推广应用价值。 论文首先分析了当前国内外嵌入式系统的研究现状,然后研究了基于S3C44BOX开发板的硬件设计和实现过程,分别给出了电源模块、MCU核心模块、存储器模块、I/O接口模块、通信接口模块、调试以及系统扩展接口等主要模块的设计方法和电气原理图;使用CPLD实现了多功能JTAG调试器,在SDT环境下完成了硬件调试工作;研究了嵌入式操作系统的移植技术,针对VxWorks操作系统下载与应用,开发了适用于S3C44BOX的板级支持包,成功完成了BootRom和VxWorks两种映像的生成和加载;在论文的最后,研究了本平台在酒店客房控制系统中的实际应用方法,设计其作为楼层机的实现方案,讨论了网络通信与控制的工作原理,并给出了主要程序的流程图。

    标签: ARM 架构 嵌入式 平台设计

    上传时间: 2013-06-02

    上传用户:banyou

  • 基于FPGA的视频图像检测技术

    在图像处理及检测系统中,实时性要求往往影响着系统处理速度的性能。本文在分析研究视频检测技术及方法的基础上,应用嵌入式系统设计和图像处理技术,以交通信息视频检测系统为研究背景,展开了基于FPGA视频图像检测技术的研究与应用,通过系统仿真验证了基于FPGA架构的图像并行处理和检测系统具有较高的实时处理能力,能够准确并稳定地检测出运动目标的信息。可见FPGA对提高视频检测及处理的实时性是一个较好的选择。 本文主要研究的内容有: 1.分析研究了视频图像检测技术,针对传统基于PC构架和DSP处理器的视频检测系统的弊端,并从可靠性、稳定性、实时性和开发成本等因素考虑,提出了以FPGA芯片作为中央处理器的嵌入式并行数据处理系统的设计方案。 2.应用模块化的硬件设计方法,构建了新一代嵌入式视频检测系统的硬件平台。该系统由异步FIFO模块、图像空间转换模块、SRAM帧存控制模块、图像预处理模块和图像检测模块等组成,较好地解决了图像采样存储、处理和传输的问题,并为以后系统功能的扩展奠定了良好的基础。 3.在深入研究了线性与非线性滤波几种图像处理算法,分析比较了各自的优缺点的基础上,本文提出一种适合于FPGA的快速图像中值滤波算法,并给出该算法的硬件实现结构图,应用VHDL硬件描述语言编程、实现,仿真结果表明,快速中值滤波算法的处理速度较传统算法提高了50%,更有效地降低了系统资源占用率和提高了系统运算速度,增强了检测系统的实时性能。 4.研究了基于视频的交通车流量检测算法,重点讨论背景差分法,图像二值化以及利用直方图分析方法确定二值化的阈值,并对图像进行了直方图均衡处理,提高图像检测精度。并结合嵌入式系统处理技术,在FPGA系统上研究设计了这些算法的硬件实现结构,用VHDL语言实现,并对各个模块及相应算法做出了功能仿真和性能分析。 5.系统仿真与验证是整个FPGA设计流程中最重要的步骤,针对现有仿真工具用手动设置输入波形工作量大等弊病,本文提出了一种VHDL测试基准(TestBench)方法解决系统输入源仿真问题,用TEXTIO程序包设计了MATLAB与FPGA仿真软件的接口,很好地解决了仿真测试中因测试向量庞大而难以手动输入的问题。并将系统的仿真结果数据在MATLAB上还原为图像,方便了系统测试结果的分析与调试。系统测试的结果表明,运动目标的检测基本符合要求,可以排除行走路人等移动物体(除车辆外)的噪声干扰,有效地检测出正确的目标。 本文主要研究了基于FPGA片上系统的图像处理及检测技术,针对FPGA技术的特点对某些算法提出了改进,并在MATLAB、QuartusⅡ和ModelSim软件开发平台上仿真实现,仿真结果达到预期目标。本文的研究对智能化交通监控系统的车流量检测做了有益探索,对其他场合的图像高速处理及检测也具有一定的参考价值。

    标签: FPGA 视频图像 检测技术

    上传时间: 2013-07-13

    上传用户:woshiayin

  • 基于FPGA的图像增强技术研究

    图像增强技术是数字图像处理领域中的一项重要内容,随着数字图像处理应用领域的不断扩大,快速、实时图像处理技术成为研究的热点。超大规模集成电路技术的飞速发展为数字图像实时处理技术提供了硬件基础,尤其是FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)凭借其高速并行、可重配置的架构和基于查找表的独特结构等优点使得在数字信号处理领域的应用持续上升。国内外,越来越多的实时图像处理应用逐渐转向FPGA平台。 本文基于FPGA的图像增强技术研究主要是针对空间域方法,这种方法是指在空间域内直接对像素灰度值进行运算处理,算法简单并且存在并行性,非常适合于用硬件实现。FPGA可以灵活地实现并行、实时处理图像数据,正是利用这一特点,本文提出了一种基于FPGA的图像增强处理系统设计。该系统采用SOPC技术,完成图像增强处理。文中给出了系统设计思路,并分析了该系统的结构及功能实现,说明了系统实现过程。其硬件平台的核心部分是Altera公司Stratix系列的.FPGA EPlS40芯片,采用自顶向下的设计方法构造图像增强处理功能模块,利用硬件描述语言vHDL对图像增强模块进行电路描述,并进行设计优化、仿真,在生成系统配置文件后加载到FPGA上进行板级调试。完成了基于FPGA的图像增强算法模块的设计,重点设计实现了点运算增强处理模块、中值滤波器模块,并对中值滤波器进行了改进设计实现,采用FPGA完成了对图像增强算法的硬件加速。

    标签: FPGA 图像增强 技术研究

    上传时间: 2013-06-16

    上传用户:songrui

  • USB2.0技术规范(中文).pdf

    USB2.0技术规范(中文).pdf,Intel公司开发的通用串行总线架构(USB)。本书规范了USB的工业标准该规范介绍了USB的总线特点协议内容事务种类总线管理接口编程的设计以及建立系统制造外围设备所需的标准 设计USB的目标就是使不同厂家所生产的设备可以在一个开放的体系下广泛的使用该规范改进了便携商务或家用电脑的现有体系结构进而为系统生产商和外设开发商提供了足够的空间来创造多功能的产品和开发广阔的市场并不必使用陈旧的接口害怕失去兼容性。

    标签: USB 2.0 技术规范

    上传时间: 2013-07-27

    上传用户:小儒尼尼奥

  • 采用FemtoCharge技术的高速、高分辨率、低功耗的新一代ADC

    先进的系统架构和集成电路设计技术,使得模数转换器 (ADC) 制造商得以开发出更高速率和分辨率,更低功耗的产品。这样,当设计下一代的系统时,ADC设计人员已经简化了很多系统平台的开发。例如,同时提高ADC采样率和分辨率可简化多载波、多标准软件无线电系统的设计。这些软件无线电系统需要具有数字采样非常宽频范围,高动态范围的信号的能力,以同步接收远、近端发射机的多种调制方式的高频信号。同样,先进的雷达系统也需要提高ADC采样率和分辨率,以改善灵敏度和精度。在满足了很多应用的具体需求,ADC的主要性能有了很大的提高的同时,ADC的功耗也有数量级的下降,进一步简化了系统散热设计和更小尺寸产品的设计。

    标签: FemtoCharge ADC 高分辨率 低功耗

    上传时间: 2013-10-22

    上传用户:meiguiweishi

  • 宽带射频功率放大器的数字预失真技术研究

    本课题主要研究对象为数字预失真技术中的功放模型的建立及数字预失真算法的研究。功放的数学模型主要分为无记忆模型和记忆模型,分析了不同模型的参数估计的方法。针对以往常见的模型反转数字预失真算法,课题分析并使用了新颖的间接学习(indirect learning)数字预失真算法,从而有效避免了无法对功放模型进行求逆的缺陷,并在此架构下仿真了不同功放模型的参数估计对于数字预失真效果的影响。针对WCDMA移动通信基站系统中使用的宽带功率放大器,使用ADS和MATLAB软件联合仿真的形式来评估整个DPD系统的性能并使用实际功放进行了测试。

    标签: 宽带 射频功率放大器 数字预失真 技术研究

    上传时间: 2013-10-12

    上传用户:问题问题

  • PICmicro中档单片机系列参考手册(中文资料)

    Microchip 公司是 The Embedded Control Solutions Company® (嵌入式控制系统解决方案公 司) ,其产品主要满足嵌入式控制市场的需求。我们是以下产品的领先供应商: • 8 位通用单片机(PICmicro® 单片机) • 专用和标准的非易失性存储器件 • 安防器件 (KEELOQ®) • 专用标准产品 欲获得您所感兴趣的产品列表,请申请一份Microchip产品线目录。该文献可从各地的Microchip 销售办事处获得,或者直接从Microchip的网站上下载。 以往,8位单片机的用户只选择传统的MCU类型,即ROM器件,用于生产。Microchip率先改变 了这种传统观念,向人们展示了 OTP(一次性编程)器件比 ROM 器件在其寿命周期内具有更低 的产品成本。 Microchip具备EPROM技术优势, 从而使EPROM成为PICmicro 单片机程序存储器的不二选择。 Microchip 尽可能地缩小了EPROM 和ROM 存储器技术之间的成本差距,并使顾客从中受益。其 他MCU供应商无法作到这一点,这从他们的 EPROM 和 ROM 版本之间的价格差异便可以看出。 Microchip的8位单片机市场份额的增长证明了PICmicro® 单片机能够满足大多数人的需要。 这也 使 PICmicro 单片机架构成为了当今通用市场上应用最广泛的三大体系之一。Microchip 的低成本 OTP解决方案所带来的效益是这一增长的助推剂。用户能够从以下各方面受益:  • 快速的产品上市时间 • 允许生产过程中对产品进行代码修改 • 无需掩膜产品所需的一次性工程费用(NRE) • 能够轻松为产品进行连续编号 • 无需额外增加硬件即可存储校准数据 • 可最大限度地增加PICmicro® 单片机的库存 • 由于在开发和生产中使用同一器件,从而降低了风险 Microchip 的 8 位 PICmicro单片机具备很好的性价比,可成为任何传统的 8 位应用和某些 4 位应 用(低档系列)、专用逻辑的替代品以及低端DSP应用(高档系列)的选择。这些特点及其良好的 性价比使PICmicro单片机在大多数应用场合极具吸引力。

    标签: PICmicro 单片机 参考手册

    上传时间: 2013-10-30

    上传用户:Zero_Zero

  • 单片机原理与接口技术实验教材

    前言智能仪表课采用了《单片机原理与接口技术》作为教材,这是一门实践性极强的课程,理论和实验教学的有机结合,是提高教学质量的唯一途径。为密切配合理论教学,针对SICElab赛思开放式综合实验/仿真系统,我们编写了配套的实验教材。SICElab赛思开放式综合实验/仿真系统采用了符合单片机开发过程的“仿真式”组合设计思想,使得所有的实验模块及CPU资源均全力对用户开放,从而充分满足“验证式”→“模仿式”→“探索式”→“开发式”的由浅入深的各种实验要求。赛思开放式综合实验/仿真系统采用伟福G6W仿真器,为用户提供了一个大集成软件环境,统一的界面,包含一个项目管理器,一个功能强大的编辑器,汇编Make、build和调试工具并提供一个与第三方编译器的接口,具有DOS/WINDOWS双平台,仿真器与实验平台分离,采用“仿真”方式进行实验,同时,允许进行脱机运行工作,所以,实验过程是与实际开发过程完全一致的。仿真器使用的是双“CPU”架构方式,100%资源出让,100%实时,100%无条件硬件断点,可满足学生实验,毕业设计,参加电子竞争,教师科研所需。第一章简单介绍了赛思开放式综合实验/仿真系统的组成(包括实验平台、仿真器、软件支持、开关电源),实验内容,实验方式,支持器件等。第二章选编了二十例验证式实验,包括实验平台操作,连接仿真器、PC机,利用DOS和WINDOWS平台软硬件结合的实验,按由浅入深原则排列。第三章选编了十六例模仿和探索开发式实验。教师和学生可根据课时和具体情况选择实验内容,或自行设计新的实验内容。由于课时所限,有的实验可让学生在课后开放实验室时完成,以提高学生动手能力,提高教学质量,培养学生创新精神。附录一介绍了综合实验平台各模块的电路图,附录二是实验平台键盘操作仿真方法说明。由于时间匆忙,加上编者水平有限,难免有错漏之处,请读者不吝赐教。

    标签: 单片机原理 接口技术 实验 教材

    上传时间: 2013-10-22

    上传用户:sunshie

  • 采用纳瓦技术的8/14引脚闪存8位CMOS单片机 PIC12

    采用纳瓦技术的8/14引脚闪存8位CMOS单片机 PIC12F635/PIC16F636/639数据手册 目录1.0 器件概述 2.0 存储器构成3.0 时钟源4.0 I/O 端口 5.0 Timer0 模块6.0 具备门控功能的Timer1 模块 7.0 比较器模块8.0 可编程低压检测(PLVD)模块9.0 数据EEPROM 存储器10.0 KeeLoq® 兼容加密模块 11.0 模拟前端(AFE)功能说明 (仅限PIC16F639)12.0 CPU 的特殊功能13.0 指令集概述14.0 开发支持15.0 电气特性16.0 DC 和AC 特性图表17.0 封装信息Microchip 网站变更通知客户服务客户支持读者反馈表 附录A: 数据手册版本历史产品标识体系全球销售及服务网点

    标签: CMOS PIC 14 12

    上传时间: 2013-11-17

    上传用户:qlpqlq