隨著通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的不斷發(fā)展，對車內(nèi)（機內(nèi)）通話系統(tǒng)提出了更高的要求。本文以軍用車內(nèi)通話系統(tǒng)為主要應(yīng)用背景，實現(xiàn)對現(xiàn)有車內(nèi)通話系統(tǒng)的升級和改造，主要涉及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟件流程、相關(guān)接口及通信協(xié)議等內(nèi)容。 早期模擬車內(nèi)通話系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足數(shù)字化建設(shè)的需要。現(xiàn)役的數(shù)字式車內(nèi)通話系統(tǒng)普遍功能單一，不具備數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋６蚁到y(tǒng)組成單體設(shè)備種類多、接口不統(tǒng)一、兼容性差，較難實現(xiàn)通用化設(shè)計。 本文提出一種基于ARM+DSP架構(gòu)的多功能車內(nèi)通話系統(tǒng)。主要由多個語音終端、一個主控盒以及頭戴通信帽等硬件組成，最大可支持車內(nèi)16個乘員之間通話，具有群呼、組呼、選呼、強呼、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽到y(tǒng)內(nèi)乘員還可以通過主控盒與車外網(wǎng)絡(luò)的用戶進行通話或通信。 論文共分七章，主要內(nèi)容包括：（1）車內(nèi)通話系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢；（2）語音終端系統(tǒng)設(shè)計，包括軟硬件實現(xiàn)、通信協(xié)議等；（3）語音終端設(shè)計中幾個關(guān)鍵技術(shù)的分析和研究。 本文設(shè)計的語音終端話音質(zhì)量高，擴展功能強大，成本相對低廉，除適合在軍用通信領(lǐng)域外，在商用領(lǐng)域也具有良好的市場前景。
上傳時間： 2013-05-17
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隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，各種智能核儀器逐步走向自動化、智能化、數(shù)字化和便攜式的方向發(fā)展。針對傳統(tǒng)的多道脈沖幅度分析器體積大，人機交互不友好，不方便現(xiàn)場分析等的缺陷[5]。新型的高速、集成度高、界面友好的多道脈沖幅度分析器的陸續(xù)出現(xiàn)填補了這一缺點。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，以ARM為核的處理器技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，相比較單片機而言，它的主頻高、運算速度快，可以滿足多道脈沖幅度分析器的苛刻的時間上的要求。而且ARM處理器功耗小，適合于功耗要求比較苛刻的地方，這些方面的特點正好滿足了便攜式多道脈沖幅度分析器野外勘察的要求。同時，由于以ARM為核的處理器具有豐富的外設(shè)資源，這樣就簡化了外設(shè)電路及芯片的使用，降低了功耗并增強了產(chǎn)品的信賴性。另外，ARM芯片可以方便的移植操作系統(tǒng)，為多道脈沖幅度分析器多任務(wù)的管理和并行的處理，甚至硬實時功能的實現(xiàn)提供了前提。而且在ARM平臺使用嵌入式linux操作系統(tǒng)使多道脈沖幅度分析器的軟件易于升級。 智能化和小型化是多道脈沖幅度分析器的發(fā)展趨勢。智能化要求系統(tǒng)的自動化程度高、操作簡便、容錯性好。智能化除了需要控制軟件外，還需要軟件命令的執(zhí)行者即硬件控制電路來實現(xiàn)相應(yīng)的控制邏輯，兩者的結(jié)合才能真正的實現(xiàn)智能化。小型化要求系統(tǒng)的體積小、功耗小、便于攜帶；小型化除了要求采用微功耗的器件，還要求電路板的尺寸盡量的小且所用元件盡量的少，但小型化的同時必須保持系統(tǒng)的智能化，即不能減少智能化所要求的復(fù)雜的邏輯和時序的控制功能。為此采用高集成度的ARM芯片實現(xiàn)控制電路能滿意地同時滿足智能化和小型化的要求。在研制的多道脈沖幅度分析器中，幾乎所有的控制都可以用控制芯片來實現(xiàn)，如閾值設(shè)定、自動穩(wěn)譜以及多道數(shù)據(jù)采集，在節(jié)省了元件的數(shù)目和電路板的尺寸的同時仍能保持系統(tǒng)的智能化程度。 Linux內(nèi)核精簡而高效，可修改性強，支持多種體系結(jié)構(gòu)的處理器等，使得它是一個非常適合于嵌入式開發(fā)和應(yīng)用的操作系統(tǒng)。嵌入式Linux可以運行的硬件平臺十分廣泛，從x86、MIPS、POWERPC到ARM，以及其他許多硬件體系結(jié)構(gòu)。目前在世界范圍內(nèi)，ARM體系結(jié)構(gòu)的SOC逐漸占領(lǐng)32位嵌入式微處理器市場，ARM處理器及技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)深入到各個領(lǐng)域，例如：工業(yè)控制，無線通訊，網(wǎng)絡(luò)，消費類電子，成像等。 本課題采用三星公司生產(chǎn)的ARM(Advanced RISC Machines，先進精簡指令集機器)芯片S3C2410A設(shè)計并研制了一種便攜式的核數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計方案。利用ARM芯片豐富的外設(shè)資源對傳統(tǒng)的多道脈沖幅度分析器進行改進和簡化。系統(tǒng)由前端探測器系統(tǒng)，以及由線性脈沖放大器、甄別電路、控制電路、采樣保持電路組成的前置電路，中央處理器模塊，顯示模塊，用戶交互模塊，存儲模塊，網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊等多個模塊組成。本設(shè)計基于ARM9芯片S3C2410，并在此平臺上移植了嵌入式linux操作系統(tǒng)來進行任務(wù)的調(diào)度和處理等。 電路板核心板部分設(shè)計采用6層PCB板結(jié)構(gòu)，這樣增加了系統(tǒng)可靠性，提高了電磁兼容的穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是多道脈沖幅度分析器的核心，A/D轉(zhuǎn)換直接使用了S3C2410內(nèi)置的ADC(Analog to Digital Converter,模數(shù)轉(zhuǎn)換器)，在2.5 MHz的轉(zhuǎn)換時鐘下最大轉(zhuǎn)換速度500 KSPS(Kilo-Samples per second,千采樣點每秒)，滿足了系統(tǒng)最低轉(zhuǎn)換時間≤5 μs的要求，并且控制簡單，簡化了外部接口電路。由于SD(Secure Digital Card，安全數(shù)碼卡)卡存儲容量大、攜帶方便、成本低等優(yōu)點，所以設(shè)計中采用其作為外部的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備,其驅(qū)動部分采用SD卡軟件包，為開發(fā)帶來了方便。本設(shè)計采用640*480的6.4寸LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示)屏作為人機交互的顯示部分，并且通過Qt/Embedded為系統(tǒng)提供圖形用戶界面的應(yīng)用框架和窗口系統(tǒng)。其中包括了波形顯示部分和用戶菜單設(shè)置部分，這樣方便了用戶操作。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存取方面是基于SQLite嵌入式小型數(shù)據(jù)庫而進行的。為了方便數(shù)據(jù)向上位機的傳輸，系統(tǒng)設(shè)計中采用XML(Extensible Markup Language，可擴展標記語言)格式來組織傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，通過基于TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)協(xié)議的Linux下Socket套接字編程，來進行與上位機或PC(Personal Computer,個人計算機或桌面機)等的連接和數(shù)據(jù)傳輸。
上傳時間： 2013-04-24
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介紹了一種基于單片機控制的汽車多功能報警系統(tǒng)，它能對汽車的潤滑系統(tǒng)油壓、制動系統(tǒng)氣壓、冷卻系統(tǒng)溫度、輪胎欠壓及防盜進行自動檢測，并在發(fā)現(xiàn)異常情況時，發(fā)出聲光報警。闡述了該報警系統(tǒng)的硬件組成及軟件
上傳時間： 2013-05-22
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隨著人們安防意識的增強，視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用越來廣泛，許多公共場所，如學校、工廠、政府、銀行都設(shè)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖像處理技術(shù)及嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展，使得視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)有了很大的進步，功能也越來越豐富，單純的視頻畫面的監(jiān)控已經(jīng)不能滿足人們的要求。兼容豐富的通信協(xié)議、強大的系統(tǒng)控制管理功能和智能化的監(jiān)測能力的視頻監(jiān)控系統(tǒng)就成了當今視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究開發(fā)的熱點。 現(xiàn)在流行的視頻監(jiān)控的構(gòu)架大致分為兩類，一種基于數(shù)字信號處理器，一種基于通用微處理器。數(shù)字信號處理器擅長復(fù)雜的計算、音視頻處理，而通用微處理器適用于系統(tǒng)控制、管理。兩種方案可以滿足簡單的視頻監(jiān)控的要求，各自功能也相對單一。如果把兩種方案結(jié)合在一起，必定可以達到易于擴展多種功能的滿意的效果。 本文分析了現(xiàn)有的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的幾種方案，為了滿足視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能越來越豐富全面的要求，設(shè)計了一款基于ARM和DSP的雙處理器的視頻監(jiān)控平臺，該平臺易于進行功能的擴展和升級。系統(tǒng)采用三星公司的S3C2410 ARM9處理器和TI公司的TMS320DM642數(shù)字信號處理器，ARM負責視頻的傳輸和外圍控制，DSP負責視頻的采集和壓縮。本文主要著眼于平臺的軟件方面。硬件電路方面，主要介紹了視頻采集電路和ARM與DSP的通信電路。軟件方面，搭建了ARM嵌入式Linux操作系統(tǒng)平臺，開發(fā)了主機口(HPI)驅(qū)動程序，以及基于實時傳輸協(xié)議RTP的服務(wù)器端和客戶端程序。DSP部分，基于DSP/BIOS實時操作系統(tǒng)和RF5參考框架，開發(fā)了多任務(wù)的上層應(yīng)用程序。移植并優(yōu)化了MPEG-4編碼器，依據(jù)DSP/BIOS的類/微驅(qū)動開發(fā)模型，開發(fā)了SAA7111視頻編碼器的驅(qū)動程序。 經(jīng)過實驗測試，ARM端搭建的嵌入式Linux軟件平臺運行良好。DSP端視頻采集效率基本達到了25幀/秒的采集要求，經(jīng)過優(yōu)化的MPEG-4編碼器對CIF格式的圖像的壓縮編碼率為13幀/秒，視頻服務(wù)器可滿足視頻傳輸?shù)膶崟r性需要。該設(shè)計的基于ARM和DSP雙處理器架構(gòu)視頻監(jiān)控平臺在視頻監(jiān)控領(lǐng)域?qū)泻芎玫膽?yīng)用前景。關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控；嵌入式系統(tǒng)；Linux；驅(qū)動程序；視頻壓縮
標簽： ARM DSP 視頻 監(jiān)控平臺
上傳時間： 2013-04-24
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隨著通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，尤其是今年3G牌照的發(fā)放，視頻業(yè)務(wù)在移動多媒體方面將會有更加重要的地位，所以在移動終端上實現(xiàn)支持高效視頻編碼標準的解碼功能就成為一項非常有實際意義的工作。 H．264作為新一代的高壓縮率的視頻標準，憑借其較高的壓縮率和優(yōu)秀圖像質(zhì)量，使得H．264只要利用較小的空間就能存儲更多的視頻數(shù)據(jù)，在更低的網(wǎng)絡(luò)帶寬條件下提供更優(yōu)質(zhì)量的視頻。然而高度的壓縮必然付出較高的硬件代價。如何能完成視頻良好解碼并能節(jié)約硬件資源成為研究熱點。 考慮到H．264視頻編解碼的計算復(fù)雜度，在硬件選擇上一般比較注重高性能處理器的選擇。計算目前主流的實現(xiàn)方式包括ASIC的專用集成芯片實現(xiàn)或者是DSP的軟件實現(xiàn)。ARM處理器伴隨技術(shù)的進步，尤其是對支持數(shù)字信號處理的功能加強后，在視頻編解碼領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。 本文以WindowsCE5．0和S3C2440A嵌入式平臺作為H．264解碼器的載體，研究的代碼版本是t264-src-0．14，主要進行了以下幾個方面的工作： 研究了H．264視頻壓縮標準和它的體系結(jié)構(gòu)，尤其是對解碼器部分進行了硬件要求的分析。 深入研究了WINCE5．0和ARM結(jié)合的平臺特性，根據(jù)實際的硬件平臺需要，定制了相應(yīng)的操作系統(tǒng)。 完成了基于T264代碼的解碼庫在WINCE5．0下的移植，并進行了相應(yīng)的代碼和算法的優(yōu)化并完成了基于WINCE5．0操作系統(tǒng)下播放程序的編寫。 通過實驗數(shù)據(jù)證明，在基于單核的ARM芯片中，主要靠軟件進行QCIF格式的H．264視頻解碼從而獲得良好播放效果的方法是有效的。
上傳時間： 2013-07-24
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目前國內(nèi)的大多數(shù)通用直流電參數(shù)測量設(shè)備，精度等級一般為0.5級或0，2級，精度更高的測量儀表(校表)一般為0.1～0.05級。而數(shù)字儀表使用的CPU大多數(shù)仍采用8位或16位單片機，由于其處理速度慢，不易實現(xiàn)更多的功能。軟件上還是采用匯編語言編程，流程上沿用傳統(tǒng)的線性程序，不便于軟件的升級和維護。而國外高精度的測量設(shè)備往往價格很高。為了更好地滿足計算過程中準確性、精確性、快速性以及日后客戶對儀表功能上的升級要求，克服目前國內(nèi)現(xiàn)行的直流電參數(shù)測量儀器存在的局限，同時獲得更高的性價比，本文在充分分析和吸收當前國內(nèi)外數(shù)字儀表的先進技術(shù)和經(jīng)驗后，研制了一種基于32位ARM和嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的智能直流校驗表，精度已達到了0.05級，該儀器是目前國內(nèi)直流電參數(shù)測量的最高性能儀器之一，可廣泛用于實驗室、計量院所、電力系統(tǒng)等部門作為0.1級、0.05級直流電壓、電流測量標準或現(xiàn)場檢測。 本文首先對直流表的各種測量功能和精度要求進行了分析，提出了儀器的總體框架和滿足測量精度要求的措施。本裝置硬件上采用ARM結(jié)構(gòu)，以恩智浦公司的ARM微控制器(LPC2134)為控制核心，實現(xiàn)測量、校準、通信和顯示功能。軟件上則基于嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ進行了儀表的總體程序設(shè)計。 在介紹了對直流表硬件電路的設(shè)計及驅(qū)動程序的編寫后，再簡單闡述了μC/OS-Ⅱ的一些基本概念和在ARM微控制器(LPC2134)上的移植，并詳細介紹了基于μC/OS-Ⅱ平臺應(yīng)用程序的任務(wù)劃分，在設(shè)計了全部程序后，探討了誤差的分類和產(chǎn)生原因，并對實驗結(jié)果進行了分析。
上傳時間： 2013-06-25
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文章介紹了西門子ＭｉｃｒｏＭａｓｔｅｒ變頻器的 ＲＳ—４８５通信協(xié)議，利用ＶＢ６．０中的ＡｃｔｉｖｅＸ控件ＭＳＣｏｍｍ６．０通信控件實現(xiàn)了Ｗｉｎｄｏｗｓ９８下單臺微機與多臺變頻器的串行通信控制，并能實
上傳時間： 2013-05-17
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信息化社會的到來以及IP技術(shù)的興起，正深刻的改變著電信網(wǎng)絡(luò)的面貌以及未來技術(shù)發(fā)展的走向。無線通信技術(shù)的發(fā)展為實現(xiàn)數(shù)字化社區(qū)提供了有力的保證。而視頻通信則成為多媒體業(yè)務(wù)的核心。如何在環(huán)境惡劣的無線環(huán)境中，實時傳輸高質(zhì)量的視頻面臨著巨大的挑戰(zhàn)，因此這也成為人們的研究熱點。 對于無線移動信道來說，網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬是有限的。由于多徑、衰落、時延擴展、噪聲影響和信道干擾等原因，無線移動通信不僅具有帶寬波動的特點，而且信道誤碼率高，經(jīng)常會出現(xiàn)連續(xù)的、突發(fā)性的傳輸錯誤。無線信道可用帶寬與傳輸速率的時變特性，使得傳輸?shù)目煽啃源鬄榻档汀?視頻播放具有嚴格的實時性要求，這就要求網(wǎng)絡(luò)為視頻的傳輸提供足夠的帶寬.有保障的延時和誤碼率。為了獲得可接受的重建視頻質(zhì)量，視頻傳輸至少需要28Kbps左右的帶寬。而且視頻傳輸對時延非常敏感。然而無線移動網(wǎng)絡(luò)卻無法提供可靠的服務(wù)質(zhì)量。 基于無線視頻通信面臨的挑戰(zhàn)，本文在對新一代視頻編碼國際標準H.264/AVC研究的基礎(chǔ)上，主要在提高其編碼效率和H.264的無線傳輸抗誤碼性能，以及如何在嵌入式環(huán)境下實現(xiàn)H.264解碼器進行了研究。 結(jié)合低碼率和幀內(nèi)刷新，提出一種針對感興趣區(qū)的可變幀內(nèi)刷新方法。實驗表明該方法可以使用較少的碼率對感興趣區(qū)域進行更好的錯誤控制，以提高區(qū)域圖像質(zhì)量，同時能根據(jù)感興趣區(qū)及信道的狀況自動調(diào)整宏塊刷新數(shù)量，充分利用有限的碼率。 為了有效的平衡編碼效率和抗誤碼能力的之間的矛盾，筆者提出了一種自適應(yīng)FMO(Flexible Macroblock Order)編碼方法，可根據(jù)圖像的復(fù)雜度自適應(yīng)地選擇編碼所需的FMO模式。仿真結(jié)果表明這種FMO編碼方式完全可行，且在運動復(fù)雜度頻繁變化時效果更加明顯，完全可應(yīng)用在環(huán)境惡劣的無線信道中。 在對嵌入式PXA270硬件結(jié)構(gòu)和X264研究的基礎(chǔ)上，基本實現(xiàn)了基于H.264的嵌入式解碼，在PXA270基礎(chǔ)上進行環(huán)境的配置，定制WirtCE操作系統(tǒng)，并編譯、產(chǎn)生開發(fā)所用的SDK和下載內(nèi)核到目標機。利用開發(fā)工具EVC實現(xiàn)在PC機上的實時開發(fā)和在線仿真調(diào)試，最終實現(xiàn)了對無差錯H.264碼流實時解碼。
上傳時間： 2013-06-18
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UHF(Ultra High Frequency，超高頻)RFID(Radio Frequency Identification，射頻身份識別)技術(shù)是近幾年剛剛開始興起并得到迅速推廣應(yīng)用的一門新技術(shù)。該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理等眾多領(lǐng)域。但是，基于超高頻頻段讀寫器的研制在我國尚處于起步階段，傳統(tǒng)的超高頻讀寫器都是在單片機的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，這類讀寫器很難實現(xiàn)復(fù)雜的多任務(wù)功能；隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，能夠與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)并且?guī)в胁僮飨到y(tǒng)的超高頻讀寫器越來越受人們的青睞與追求。針對這些問題，本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于ARMS3C2410微處理器和Linux操作系統(tǒng)的超高頻讀寫器，主要內(nèi)容有： (1)分析了射頻識別技術(shù)的發(fā)展歷程和前景，以嵌入式技術(shù)為研究背景，結(jié)合軟硬件開發(fā)平臺，給出了一種基于ARM和Linux的超高頻讀寫器設(shè)計思路，指出了選題研究的目的和意義。 (2)闡述了超高頻讀寫器的原理及其應(yīng)用，分析了讀寫器和標簽之間進行數(shù)據(jù)傳輸時所用到的相關(guān)技術(shù)；在給出超高頻讀寫器主要技術(shù)性能指標及功能要求的基礎(chǔ)上給出了基于ARMS3C2410和Linux超高頻讀寫器系統(tǒng)的總體設(shè)計，同時對系統(tǒng)構(gòu)建過程中所用到的軟硬件進行了器件選型。 (3)實現(xiàn)了超高頻讀寫器系統(tǒng)硬件電路的模塊設(shè)計，主要包括主控電路模塊、存儲電路模塊、電源模塊、以太網(wǎng)模塊、液晶顯示模塊以及射頻收發(fā)模塊；闡述了各模塊的組成原理與實現(xiàn)方法，完成了硬件電路的原理圖繪制及PCB制板。 (4)根據(jù)系統(tǒng)的軟件需求，構(gòu)建了一個進行嵌入式開發(fā)所需的軟件平臺。建立了交叉編譯環(huán)境以及NFS開發(fā)調(diào)試環(huán)境；移植了系統(tǒng)啟動所需的引導(dǎo)程序bootloader；實現(xiàn)了嵌入式Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核、文件系統(tǒng)的配置與移植；給出了Linux系統(tǒng)下典型設(shè)備(觸摸屏、網(wǎng)絡(luò)接口、LCD)驅(qū)動程序的移植方法。 (5)結(jié)合實驗測試環(huán)境，對超高頻讀寫器輸出功率，讀寫器發(fā)送命令以及標簽應(yīng)答波形進行了測試與分析；對讀寫器的整機性能進行了聯(lián)機測試，給出了讀寫器系統(tǒng)的實際運行效果圖，同時對測試結(jié)果進行了總結(jié)。 實際應(yīng)用結(jié)果表明，基于ARMS3C2410微處理器和Linux操作系統(tǒng)的超高頻讀寫器能夠?qū)崿F(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò)的功能，其讀寫速度、識別率以及識別距離等技術(shù)性能指標均達到或優(yōu)于設(shè)計標準要求，該讀寫器在與PC機連接的情況下能進行數(shù)據(jù)處理，樣機系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，達到了預(yù)期的設(shè)計目標。
上傳時間： 2013-07-25
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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、機動性強,可廣泛應(yīng)用于各類門禁系統(tǒng)、戶外機動布控的實時監(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行遮罩掩磨、簡單圖像形態(tài)學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判別準則,利用類間散布矩陣的補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分類策略,提出并實現(xiàn)了基于支持向量機的嵌入式人臉識別和嵌入式人像比對系統(tǒng)支持向量機通過引入核技巧對訓(xùn)練樣本進行學習構(gòu)造最小化錯分風險的最優(yōu)分類超平面,不僅具有強大的非線性和高維處理能力,而且具有更強的泛化能力。本文研究了支持向量機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/服務(wù)器結(jié)構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)模型的遠距離人臉識別方案為解決嵌入式人臉識別系統(tǒng)在海量人臉庫中進行識別的難題,論文提出并初步實現(xiàn)了基于客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)模型的嵌入式遠距離人臉識別方案。 客戶機(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顯示輸出,從而實現(xiàn)基于客戶機/服務(wù)器無線網(wǎng)絡(luò)模型的嵌入式遠距離人臉識別方案。 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。
上傳時間： 2013-05-18
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