針對儀器儀表向高端產(chǎn)品的發(fā)展趨勢，課題提出并設(shè)計實現(xiàn)了一種基于嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)和ARM7微處理器為核心的控制平臺，使儀表的使用更加方便、智能。系統(tǒng)融合了嵌入式系統(tǒng)、USB通信、LAN通信、顯示等多項快速發(fā)展的技術(shù)，通過USB模塊和LAN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)了高端儀表與外部設(shè)備的通信，整個平臺具有高速、實時傳輸數(shù)據(jù)等特性，能夠廣泛地應(yīng)用于多種行業(yè)的現(xiàn)場測量中。 硬件方面，課題采用具有ARM7TDMI核的LPC2220微處理器作為系統(tǒng)的控制平臺，并結(jié)合應(yīng)用設(shè)計出了顯示模塊、USB通信模塊、LAN通信模塊。控制平臺通過USB通信模塊和LAN通信模塊，建立與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)處理通道，將與SPI接口連接的儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸處理。USB接口電路采用了Cypress公司的CY7C68001芯片，LAN通信模塊則采用了CIRRUSLOGIC的以太網(wǎng)控制器CS8900實現(xiàn)底層驅(qū)動。 軟件方面，首先將μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)移植到ARM7上，并在嵌入式μC/OS-Ⅱ環(huán)境下編寫了各硬件模塊的驅(qū)動程序。在驅(qū)動程序的基礎(chǔ)上設(shè)計了VFD顯示程序、USB通信和網(wǎng)絡(luò)通信等應(yīng)用模塊，驗證了數(shù)據(jù)處理平臺具有的各項功能。網(wǎng)絡(luò)通信模塊中，WEB SERVER在控制平臺實現(xiàn)，在上位PC上輸入服務(wù)器的固定IP地址，實現(xiàn)控制命令的發(fā)送、數(shù)據(jù)包的接收等功能。 經(jīng)測試，系統(tǒng)運行正常，較好的實現(xiàn)了各項設(shè)計目標(biāo)，從而證明了本文的方法是可行的。本系統(tǒng)為高端儀表的數(shù)據(jù)處理提供了一個有效的解決方案，具有良好的應(yīng)用前景。
上傳時間： 2013-06-06
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本書首版于1962年，目前已是第六版。得益于作者長期教學(xué)經(jīng)驗的積累，本書已被國外許多著名大學(xué)選為電子、電力工程領(lǐng)域入門課程的教材。作者從3個最基本的科學(xué)定律(歐姆定律、基爾霍夫電壓定律和基爾霍夫電流定律)推導(dǎo)出了電路分析中常用的分析方法及分析工具。書中首先介紹電路的基本參量以及電路的基本概念，然后結(jié)合基爾霍夫電壓和電流定律，介紹節(jié)點和網(wǎng)孔分析法以及疊加定理、電源變換等常用電路分析方法，并將運算放大器作為電路元件加以介紹；交流電路的分析開始于電容、電感的時域電路特性，然后分析RLC電路的正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，并介紹交流電路的功率分析方法，接著還對多相電路、磁耦合電路的性能分析進(jìn)行了介紹；為了使讀者更深入了解電路的頻域特性，本書還介紹了復(fù)頻率、拉普拉斯變換和s域分析、頻率響應(yīng)、傅里葉分析、二端口網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容。作者注重將理論和實踐相結(jié)合，很多例題、練習(xí)、章后習(xí)題還是正文中的應(yīng)用實例都取自于業(yè)界的典型應(yīng)用，這也是本書的一大特色。 本書可作為信息電子類、電氣工程類、計算機(jī)類和應(yīng)用物理類本科生的雙語教學(xué)用書，也可作為從事電子技術(shù)、電氣工程、通信工程領(lǐng)域工作的工程技術(shù)人員的參考書
上傳時間： 2013-05-27
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經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得人們越來越注重生活質(zhì)量，對于有害氣體的檢測成為人們的迫切要求，我國氣敏傳感器發(fā)展迅速，但由于氣敏傳感器的高阻值特性及接口電路復(fù)雜等原因，氣敏傳感器測量裝置發(fā)展緩慢。在了解氣敏傳感器的氣敏機(jī)理及氣敏傳感器的工作原理的前提下，設(shè)計了一種新型的氣體濃度測量裝置，并將采集到的信號處理后通過無線傳輸設(shè)備傳送。該裝置以ARM7為內(nèi)核的LPC2131 作為微處理器，利用其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計算處理能力及控制能力,設(shè)計出了顯示氣體濃度值的測量電路。此外由于因LPC2131 內(nèi)部集成了多種硬件電路接口，有效地降低了成本，減小了裝置體積。 在無線傳輸部分，采用挪威Nordic公司的單片射頻收發(fā)器nRF403，nRF403工作在433或315MHz國際上通用的ISM頻段,雙工作頻段可以自由切換,FSK 調(diào)制解調(diào),采用直接數(shù)字合成DSS和鎖相環(huán)穩(wěn)頻PLL 進(jìn)行頻率合成,頻率穩(wěn)定性好,發(fā)射數(shù)據(jù)時無方向性要求,在高速移動和振動等情況有抗干擾能力。本測量裝置的設(shè)計主要包括硬件和軟件兩大部分。硬件部分由四部分組成：數(shù)據(jù)采集電路、ARM系統(tǒng)模塊電路設(shè)計、無線收發(fā)電路模塊、顯示模塊組成。軟件部分的設(shè)計包括：通道選擇程序設(shè)計、A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計、信號處理程序（算法）、無線收發(fā)程序、液晶模塊程序設(shè)計、以及PC端應(yīng)用程序設(shè)計。經(jīng)過實際的測量，本裝置可對外界氣體濃度進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，精度保持誤差在1.5％以內(nèi)。本裝置具有高靈敏度、小型、簡單、低耗等優(yōu)點。
標(biāo)簽： ARM 氣敏傳感器 無線傳輸系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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無線數(shù)據(jù)傳輸是指終端和監(jiān)控中心通過無線網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。本文以ARM處理器S3C2440A為核心搭建硬件平臺，選用Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)，實現(xiàn)了基于CDMA網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。 系統(tǒng)以ARM920T微處理器芯片S3C2440A和CDMA模塊Q2438F為實現(xiàn)核心。論文首先研究了基于S3C2440A微處理器的嵌入式系統(tǒng)硬件平臺的架構(gòu)，詳細(xì)分析了ARM最小系統(tǒng)中各個功能組成模塊；然后建立了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的arm-linux-gcc交叉編譯環(huán)境，重點研究了Bootloader和Linux內(nèi)核的配置與編譯，并且在硬件平臺上移植了Linux操作系統(tǒng)。在ARM嵌入式Linux開發(fā)平臺上，研究了基于Video4Linux的USB攝像頭采集圖像的解決方案，即在Linux內(nèi)核中加載Video4Linux模塊，通過V4L模塊提供的編程接口，操作USB攝像頭設(shè)備文件/dev/video0，并且采用內(nèi)存映射方式截取視頻，完成了圖像采集的軟件設(shè)計。此外，論文還研究了在Linux環(huán)境下PPP協(xié)議撥號上網(wǎng)的實現(xiàn)方法，即通過AT指令初始化CDMA模塊，使之附在CDMA網(wǎng)絡(luò)上，通過編寫腳本程序的方法建立PPP連接，獲得網(wǎng)絡(luò)運營商ISP動態(tài)分配給數(shù)據(jù)傳輸終端的IP地址，從而實現(xiàn)了無線模塊撥號上網(wǎng)功能。在無線終端通過PPP撥號上網(wǎng)后，采用了客戶端/服務(wù)器端模式，運行套接字(Socket)應(yīng)用程序，將設(shè)備采集到的圖像數(shù)據(jù)通過CDMA網(wǎng)絡(luò)后再經(jīng)過Internet傳送到監(jiān)控中心，實現(xiàn)了傳輸終端和監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。 論文研究和實現(xiàn)的基于ARM嵌入式Linux和CDMA網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)滿足設(shè)計要求，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。終端內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議，可以通過CDMA網(wǎng)絡(luò)連接到互聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)傳輸實時性強(qiáng)，為用戶提供透明的數(shù)據(jù)傳輸通道。相比于傳統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)，它具有高可靠性、組網(wǎng)方便、可遠(yuǎn)程控制等特點，因此在電力自動化、環(huán)保、交通監(jiān)控等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，特別適用于移動環(huán)境、難于布線的場所和邊遠(yuǎn)地區(qū)。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式系統(tǒng) 儀的研制 渦流
上傳時間： 2013-06-11
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隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對住宅的安全性提出了更高的要求。由于視頻監(jiān)控具有直觀、方便、信息內(nèi)容豐富等的特點，而被廣發(fā)的應(yīng)用各種安防系統(tǒng)中。現(xiàn)有的家居監(jiān)控系統(tǒng)智能化程度低，無法更好的適應(yīng)家居安防系統(tǒng)的要求，因此研究并開發(fā)出適合人們需要的智能化家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有重要的意義。 本課題針對現(xiàn)有家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)的問題，選用SAMSLING公司基于ARM9核的S3C2410芯片作為CPU，擴(kuò)展了USB攝像頭、Internet芯片、紅外傳感器模塊、液晶屏、鍵盤等外圍設(shè)備，設(shè)計出一種基于ARM的智能家居網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的功能主要包括：攝像頭采集圖像并在LCD上進(jìn)行顯示；在戶外PC上可以通過網(wǎng)絡(luò)查看ARM端家中情況，圖像經(jīng)過壓縮后進(jìn)行傳輸；截取圖像進(jìn)行人臉檢測；當(dāng)檢測到人臉時，GPRS發(fā)送短信通知主人有入侵情況發(fā)生；檢測到人臉的圖像壓縮后進(jìn)行存儲。 本文介紹了系統(tǒng)各個硬件型號的選取，硬件的性能參數(shù)，硬件引腳和寄存器參數(shù)，設(shè)計了各個硬件之間的接口電路。系統(tǒng)的軟件部分采用嵌入式Linux作為操作系統(tǒng)，在目標(biāo)板上移植了引導(dǎo)程序、Linux裁剪后的系統(tǒng)和文件系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了攝像頭圖像采集和LCD上的顯示、基于膚色和模板匹配的人臉檢測算法、基于DCT變換的有損圖像壓縮算法、GPRS短信發(fā)送、圖像網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)溶浖δ堋?試驗結(jié)果表明，本系統(tǒng)能夠較好的實現(xiàn)預(yù)期的功能，具有較好的穩(wěn)定性和應(yīng)用前景。
標(biāo)簽： ARM 智能家居 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：四只眼
本文首先介紹了主流8位MCU(微控制器)的通用架構(gòu)，通過比較分析主流國際MCU半導(dǎo)體供應(yīng)商的MCU產(chǎn)品，結(jié)合作者在德國英飛凌公司的項目實踐，分析了英飛凌XC866系列8位MCU的架構(gòu)特點和功能特性。在此基礎(chǔ)上，介紹了該MCU芯片的系統(tǒng)集成方法，以及組成模塊的架構(gòu)和功能。 LlN協(xié)議是當(dāng)前廣泛應(yīng)用的車載局部互連協(xié)議，作為英飛凌XC866MCU上很關(guān)鍵的一個外圍IP，本論文在介紹了MCU架構(gòu)基礎(chǔ)上，設(shè)計實現(xiàn)了LlN控制器。LIN協(xié)議是UART在數(shù)據(jù)鏈路層上的擴(kuò)展，其關(guān)鍵是LlN協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層的檢測實現(xiàn)。本文給出了一種可靠，高效的協(xié)議檢測機(jī)制，從而使軟件和硬件更好配合工作完成協(xié)議檢測。在完成LlN控制器設(shè)計后，本文結(jié)合了XC866ADC的架構(gòu)，介紹了ADC模擬和系統(tǒng)的數(shù)字接口概念和實現(xiàn)要點，介紹了如何考慮分析選擇合理的數(shù)字接口方案。論文最后以XC866的系統(tǒng)架構(gòu)為基礎(chǔ)，提出了一種高效的基于FPGA的IP原型驗證平臺方案，并以LlN控制器作為驗證這一平臺的IP，在FPGA上成功的實現(xiàn)了驗證方案。論文同時介紹了從SOC設(shè)計向FPGA原型驗證轉(zhuǎn)換時的處理方法及工程經(jīng)驗，介紹了MCU及驗證平臺的測試平臺思想，以及基于FPGA原型和邏輯分析儀實時測試的MCU固件代碼覆蓋率測試方法。 目前8位MCU在中低端的應(yīng)用越來越廣泛，特別是目前發(fā)展迅速的汽車電子和消費電子領(lǐng)域。因此對MCU架構(gòu)的不斷研究和提高，對更多面向應(yīng)用領(lǐng)域的IP的研究和設(shè)計，以及如何更快速的實現(xiàn)芯片驗證將極大的推動MCU在各個領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣，將產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)和應(yīng)用價值。
上傳時間： 2013-07-14
上傳用戶：李夢晗
隨著對高處理能力、網(wǎng)絡(luò)通信、實時多任務(wù),超低功耗這些需求的增長,傳統(tǒng)8位處理器已經(jīng)不能滿足新產(chǎn)品的要求了,高端嵌入式處理器已經(jīng)得到了普遍的重視和應(yīng)用.ARM是目前嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的RISC微處理器結(jié)構(gòu),該文研究了基于ARM處理器的嵌入式系統(tǒng)的開發(fā),介紹了利用一款A(yù)RM微處理器和FPGA設(shè)計的四路E1中繼板卡的硬件結(jié)構(gòu)和工作原理,并在這個硬件平臺上進(jìn)行軟件開發(fā)的過程.該四路E1收發(fā)器能夠提供四條E1鏈路,把帶寬從2Mbps提高到8Mbps,能夠同時負(fù)載120個用戶的通信,解決了數(shù)字環(huán)路系統(tǒng)中卡槽數(shù)目限制的問題.目前,建立在G. 703基礎(chǔ)上的El接口在分組網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)、GSM移動基站及軍事通信中得到廣泛的應(yīng)用,傳送語音信號、數(shù)據(jù)、圖像等業(yè)務(wù).文中首先分析了當(dāng)前數(shù)字環(huán)路系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢,隨著網(wǎng)絡(luò)通信的用戶數(shù)目及信息量的猛增,拓寬數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ朗且豁椦芯繜狳c,這是開發(fā)四路E1收發(fā)器的一個目的.接著敘述了數(shù)字環(huán)路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理,即四路E1收發(fā)器的應(yīng)用環(huán)境,著重介紹了四路E1板卡在整個系統(tǒng)中所扮演的角色和嵌入式處理器ARM的體系結(jié)構(gòu)和特點,鑒于數(shù)據(jù)傳輸中對時鐘的要求比較嚴(yán)格,該文還介紹了FPGA技術(shù),應(yīng)用它主要是為系統(tǒng)提供各個精確的時鐘.然后,在分析了四路E1收發(fā)器的工作原理和比較了各類處理器特點的基礎(chǔ)上,提出了四路E1收發(fā)器的硬件設(shè)計,分別介紹了時鐘模塊、系統(tǒng)接口電路、存儲系統(tǒng)模塊、四通道E1合成器模塊、CPU模塊以及時隙交換模塊.接著,在研究分析了G.703和G.704等通信協(xié)議后,再根據(jù)系統(tǒng)要求提出了四路E1收發(fā)器的軟件設(shè)計.先介紹了實時操作系統(tǒng)RTXC,詳細(xì)闡述了ARM處理器啟動代碼程序的設(shè)計,然后給出了在此操作系統(tǒng)下軟件設(shè)計的整體結(jié)構(gòu),分四個任務(wù)分別闡述此軟件功能,其中詳細(xì)介紹了信令處理模塊、接口中斷處理模塊、系統(tǒng)運行監(jiān)測模塊和RC消息LC消息處理模塊.最后介紹了軟件和硬件的調(diào)試方法以及設(shè)計過程中的調(diào)試開發(fā)過程,整個系統(tǒng)設(shè)計完成后,經(jīng)過反復(fù)調(diào)試、測驗已達(dá)到了預(yù)期的效果,現(xiàn)正投入使用中.
標(biāo)簽： FPGA ARM 處理器 中的應(yīng)用
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：夢雨軒膂
數(shù)字通信系統(tǒng)中，在實際信道上傳輸數(shù)字信號時，由于信道傳輸特性不理想及噪聲的影響，接收端所收到的數(shù)字信號不可避免地會發(fā)生錯誤。為了減小誤碼率，提高接收質(zhì)量，必須采用差錯控制編碼。對于數(shù)字視頻通信系統(tǒng)這類高碼率，高要求的系統(tǒng)，為了提供優(yōu)良的圖象質(zhì)量，采用差錯控制編碼尤為重要。 本文采用的DVB-T系統(tǒng)差錯控制技術(shù)是針對于數(shù)字視頻通信而設(shè)計的，提出了糾錯編碼結(jié)合交織技術(shù)的實現(xiàn)方案，即RS(204，188，8)截短碼、卷積交織、卷積碼三種技術(shù)的級聯(lián)。各技術(shù)中的參數(shù)設(shè)計為輸入的MPEG-2傳輸流(TS流)提供了便利，在編碼后可以保持傳輸流的幀結(jié)構(gòu)和同步字節(jié)不改變，使接收端的同步捕獲和同步跟蹤成為可能。 本文首先簡要介紹了差錯控制技術(shù)，DVB-T系統(tǒng)，以及硬件實現(xiàn)所用到的FPGA實現(xiàn)方法。然后分別研究RS碼、卷積交織、卷積碼的編解碼原理，并提出了三類技術(shù)的硬件實現(xiàn)方案。其中，重點論述了RS碼解碼的硬件實現(xiàn)。將RS碼解碼分為四個模塊：伴隨式計算，BM迭代，錢搜索和錯誤值計算，分別講述每個模塊的電路設(shè)計方案并給出仿真結(jié)果。最后，將該差錯控制系統(tǒng)應(yīng)用于一個輸出速率恒定的實際數(shù)字視頻通信系統(tǒng)中，按系統(tǒng)需要，加入了接口電路和速率控制的設(shè)計。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：gcs333
汽車儀表是駕駛員獲取汽車狀態(tài)信息的關(guān)鍵設(shè)備，對汽車的安全行駛起著重要的作用。近年來，隨著計算機(jī)、微電子和各種現(xiàn)場總線通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，汽車電子技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，汽車儀表盤上顯示的信息不斷增加，傳統(tǒng)的機(jī)械式、電氣式組合儀表越來越無法滿足使用的需求。特別是隨著汽車GPS導(dǎo)航、自動駕駛等新技術(shù)的日趨成熟，汽車儀表成為集顯示、控制、通訊、娛樂為一體的汽車綜合信息顯示中心已經(jīng)指日可待。 本文提出并設(shè)計了一種以ARM器件為CPU，以嵌入式Linux為操作系統(tǒng)的車載儀表盤系統(tǒng)。該儀表盤以嵌入式微處理器為核心，對汽車的各種信息狀態(tài)，如電池電壓、車速等參數(shù)進(jìn)行采集、處理、顯示和報警提示，駕駛員根據(jù)報警提示的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的處理，以使汽車安全正常行駛。儀表盤本身作為汽車CAN總線的一個節(jié)點，支持CAN通信，可以接收來自其它CAN節(jié)點的信息并顯示，也可以發(fā)送控制信息至其它CAN節(jié)點。該儀表盤在外型上不同于傳統(tǒng)的汽車儀表，其顯示端使用一個LCD顯示屏代替原有的顯示設(shè)備，汽車運行的所有狀態(tài)信息都在該屏上顯示，但為延續(xù)傳統(tǒng)的操作習(xí)慣，將原來的車速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速等用指針顯示的信息在顯示屏上以模擬表的形式顯示。并對越限工況和各種違規(guī)操作，在顯示屏上以圖形指示燈的形式閃爍顯示并同時以真人語音進(jìn)行提醒。 本文在簡要介紹了汽車儀表發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，重點論述了嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程和模式，包括開發(fā)平臺的搭建、驅(qū)動程序的開發(fā)、圖形顯示界面的開發(fā)和應(yīng)用程序的設(shè)計。在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中，硬件、軟件的可裁剪是其最大的特點，因此，增加功能模塊(比如本系統(tǒng)中用到的CAN通信模塊、音頻輸出模塊等)是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中的一個重點和難點，所以本文重點之一是放在驅(qū)動模塊的設(shè)計上。同時，作為信息顯示中心，信息顯示要求及時、準(zhǔn)確、有美感，因此，圖形界面的開發(fā)也是重點之一。 本課題所設(shè)計的汽車儀表，作為綜合信息顯示中心的一個雛形，可以方便地擴(kuò)展GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車后視攝像系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等模塊，相信進(jìn)一步的研究和開發(fā)，汽車綜合信息顯示中心將成為未來汽車上重要的一部分。
上傳時間： 2013-06-13
上傳用戶：情義強(qiáng)哥
嵌入式人臉識別系統(tǒng)建立在嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式硬件系統(tǒng)平臺之上,具有起點高、概念新、實用性強(qiáng)等特點。它涉及嵌入式硬件設(shè)計、嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)、人臉識別算法等領(lǐng)域的研究；嵌入式人臉識別系統(tǒng)攜帶方便、安裝快捷、機(jī)動性強(qiáng),可廣泛應(yīng)用于各類門禁系統(tǒng)、戶外機(jī)動布控的實時監(jiān)測等特殊場合,因此對嵌入式人臉識別的研究工作具有突出的理論意義和廣泛的應(yīng)用前景。 本文是上海市經(jīng)委創(chuàng)新研究項目《射頻識別RFID系統(tǒng)-自動識別和記錄人群的身份》(編號：04-11-2)與上海市科委AM基金項目《基于ARM和RFID芯片的自組織安全監(jiān)控系統(tǒng)的研制》(編號：0512)的主要研究內(nèi)容之一。論文從構(gòu)建自動人臉識別系統(tǒng)所需解決的若干關(guān)鍵問題入手,重點探討了基于嵌入式ARM微處理器的實時人臉檢測、關(guān)鍵特征定位、高效的人臉特征描述、魯棒的人臉識別分類器及自動人臉識別系統(tǒng)設(shè)計等問題的研究。論文的主要工作和創(chuàng)新點表現(xiàn)在以下方面： 1實現(xiàn)了結(jié)合膚色校驗的Haar特征級聯(lián)分類器嵌入式實時人臉檢測,提出了基于人臉約束的人眼Haar特征RSVM級聯(lián)分類器人眼檢測算法和基于遮罩掩磨與橢圓擬合的瞳孔定位算法。 復(fù)雜背景中的人臉檢測是自動人臉識別系統(tǒng)首先要解決的關(guān)鍵問題,通過對基于膚色模型和基于Haar特征級聯(lián)強(qiáng)分類器的人臉檢測算法的分析研究,綜合兩個算法的優(yōu)點,提出了基于膚色模型校驗和Haar特征級聯(lián)強(qiáng)分類器的嵌入式實時人臉檢測算法。實驗結(jié)果表明,該算法不僅解決了復(fù)雜背景中的類膚色和類人臉結(jié)構(gòu)問題,而且具有較高的檢測率和較快的檢測速度,同時對光照、尺度等變化條件下的人臉檢測也具有較強(qiáng)的魯棒性。 人眼檢測與瞳孔定位在人臉歸一化和有效人臉特征抽取等方面起著非常重要的作用,為了快速檢測人眼并精確定位人眼瞳孔中心,論文提出了基于人臉約束的人眼Haar特征RSVM級聯(lián)分類器人眼檢測算法和基于遮罩掩磨與橢圓擬合的瞳孔定位算法,首先利用人眼檢測分類器在人臉區(qū)域內(nèi)完成對人眼位置的檢測,然后通過對檢測到的人眼進(jìn)行遮罩掩磨、簡單圖像形態(tài)學(xué)變換及橢圓擬合實現(xiàn)瞳孔中心的精確定位。測試結(jié)果表明該算法只需幾百毫秒便能完成人眼檢測與瞳孔中心定位整個過程,在保證檢測速度較快的同時,還能確保較高的定位精度。 2 針對傳統(tǒng)線性判別分析法存在的小樣本問題(sss),通過調(diào)整Fisher判別準(zhǔn)則,實現(xiàn)了自適應(yīng)線性判別分析算法及相應(yīng)的人臉識別方法人臉識別中的小樣本問題使線性判別分析算法的類內(nèi)散布矩陣發(fā)生嚴(yán)重退化,導(dǎo)致問題無法求解。本文在人臉識別小樣本問題的基礎(chǔ)上,通過調(diào)整Fisher判別準(zhǔn)則,利用類間散布矩陣的補(bǔ)空間巧妙地避開類內(nèi)散布矩陣的求逆運算,通過訓(xùn)練集每類樣本的樣本數(shù)信息自適應(yīng)改變調(diào)整參數(shù),實現(xiàn)了自適應(yīng)線性判別分析算法,實驗結(jié)果表明,該算法能有效解決人臉識別中的小樣本問題。 3 提出了基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取算法,有效地解決了Gabor特征抽取維數(shù)過高的問題。 Gabor小波對圖像的光照、尺度變化具有較強(qiáng)魯棒性,是一種良好的人臉特征表征方法。但維數(shù)過高的Gabor特征造成應(yīng)用系統(tǒng)的維數(shù)災(zāi)難,為解決Gabor特征的維數(shù)災(zāi)難問題,論文第四章提出了基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取算法,該算法不僅有效地降低了人臉特征向量維數(shù),縮小了人臉特征庫的規(guī)模,同時降低了核心算法的時間和空間復(fù)雜度,而且具有與傳統(tǒng)Gabor特征抽取算法同樣的魯棒性。 4 結(jié)合有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取、自適應(yīng)線性判別分析算法和基于支持向量機(jī)分類策略,提出并實現(xiàn)了基于支持向量機(jī)的嵌入式人臉識別和嵌入式人像比對系統(tǒng)支持向量機(jī)通過引入核技巧對訓(xùn)練樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)構(gòu)造最小化錯分風(fēng)險的最優(yōu)分類超平面,不僅具有強(qiáng)大的非線性和高維處理能力,而且具有更強(qiáng)的泛化能力。本文研究了支持向量機(jī)的多類分類策略和訓(xùn)練方法,并結(jié)合論文中提出的基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征提取算法、自適應(yīng)線性判別分析算法,首次在基于Windows CE操作系統(tǒng)的嵌入式ARM平臺中實現(xiàn)了具有較強(qiáng)魯棒性的嵌入式自動人臉識別系統(tǒng)和嵌入式人像比對系統(tǒng)。 5 提出并初步實現(xiàn)了基于客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)模型的遠(yuǎn)距離人臉識別方案為解決嵌入式人臉識別系統(tǒng)在海量人臉庫中進(jìn)行識別的難題,論文提出并初步實現(xiàn)了基于客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)模型的嵌入式遠(yuǎn)距離人臉識別方案。 客戶機(jī)(嵌入式平臺)完成對人臉圖像的檢測、歸一化處理和人臉特征提取,然后通過無線網(wǎng)絡(luò)將提取后的人臉特征數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器端,由服務(wù)器在海量人臉庫中完成人臉識別,并將識別后的結(jié)果通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇蛻魴C(jī)顯示輸出,從而實現(xiàn)基于客戶機(jī)/服務(wù)器無線網(wǎng)絡(luò)模型的嵌入式遠(yuǎn)距離人臉識別方案。 6 結(jié)合我們開發(fā)的基于ARM的嵌入式自動人臉識別系統(tǒng)和嵌入式人像比對系統(tǒng),從系統(tǒng)設(shè)計的角度探討了在嵌入式系統(tǒng)中進(jìn)行人臉識別應(yīng)用設(shè)計的思路及應(yīng)該注意的問題雖然嵌入式人臉識別系統(tǒng)的性能很大程度上取決于高效的人臉特征描述和魯棒的人臉識別核心算法。但是,嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計思想對嵌入式人臉識別系統(tǒng)的性能影響同樣值得重視。本文第六章重點闡述了嵌入式自動人臉識別應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計思路,并結(jié)合我們自主開發(fā)的嵌入式自動人臉識別系統(tǒng)和嵌入式人像比對系統(tǒng)從系統(tǒng)設(shè)計的角度探討了嵌入式人臉識別應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)該注意的關(guān)鍵技術(shù)問題。 結(jié)合本文提出的算法我們在PC上完成對人臉識別分類器的訓(xùn)練,然后在嵌入式ARM開發(fā)平臺上實現(xiàn)了嵌入式自動人臉識別、嵌入式人像比對兩個便攜式人員身份認(rèn)證系統(tǒng),經(jīng)測試運行效果良好。所提出的人臉識別算法不僅具有一定的理論參考價值,而且對于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)、AFR應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)也具有一定的借鑒意義。
標(biāo)簽： ARM 架構(gòu) 嵌入式 人臉識別
上傳時間： 2013-05-18
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