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自動循跡小車

  • 基于ARM架構的嵌入式人臉識別技術研究

    嵌入式人臉識別系統建立在嵌入式操作系統和嵌入式硬件系統平臺之上,具有起點高、概念新、實用性強等特點。它涉及嵌入式硬件設計、嵌入式操作系統應用開發、人臉識別算法等領域的研究;嵌入式人臉識別系統攜帶方便、安裝快捷、機動性強,可廣泛應用于各類門禁系統、戶外機動布控的實時監測等特殊場合,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用前景。 本文是上海市經委創新研究項目《射頻識別RFID系統-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控系統的研制》(編號:0512)的主要研究內容之一。論文從構建自動人臉識別系統所需解決的若干關鍵問題入手,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設計等問題的研究。論文的主要工作和創新點表現在以下方面: 1實現了結合膚色校驗的Haar特征級聯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。 復雜背景中的人臉檢測是自動人臉識別系統首先要解決的關鍵問題,通過對基于膚色模型和基于Haar特征級聯強分類器的人臉檢測算法的分析研究,綜合兩個算法的優點,提出了基于膚色模型校驗和Haar特征級聯強分類器的嵌入式實時人臉檢測算法。實驗結果表明,該算法不僅解決了復雜背景中的類膚色和類人臉結構問題,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域內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、簡單圖像形態學變換及橢圓擬合實現瞳孔中心的精確定位。測試結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 針對傳統線性判別分析法存在的小樣本問題(sss),通過調整Fisher判別準則,實現了自適應線性判別分析算法及相應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散布矩陣發生嚴重退化,導致問題無法求解。本文在人臉識別小樣本問題的基礎上,通過調整Fisher判別準則,利用類間散布矩陣的補空間巧妙地避開類內散布矩陣的求逆運算,通過訓練集每類樣本的樣本數信息自適應改變調整參數,實現了自適應線性判別分析算法,實驗結果表明,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域的Gabor特征抽取算法,有效地解決了Gabor特征抽取維數過高的問題。 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。但維數過高的Gabor特征造成應用系統的維數災難,為解決Gabor特征的維數災難問題,論文第四章提出了基于有效人臉區域的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,縮小了人臉特征庫的規模,同時降低了核心算法的時間和空間復雜度,而且具有與傳統Gabor特征抽取算法同樣的魯棒性。 4 結合有效人臉區域的Gabor特征抽取、自適應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支持向量機通過引入核技巧對訓練樣本進行學習構造最小化錯分風險的最優分類超平面,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練方法,并結合論文中提出的基于有效人臉區域的Gabor特征提取算法、自適應線性判別分析算法,首次在基于Windows CE操作系統的嵌入式ARM平臺中實現了具有較強魯棒性的嵌入式自動人臉識別系統和嵌入式人像比對系統。 5 提出并初步實現了基于客戶機/服務器結構無線網絡模型的遠距離人臉識別方案為解決嵌入式人臉識別系統在海量人臉庫中進行識別的難題,論文提出并初步實現了基于客戶機/服務器結構無線網絡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,然后通過無線網絡將提取后的人臉特征數據傳輸到服務器端,由服務器在海量人臉庫中完成人臉識別,并將識別后的結果通過無線網絡傳輸到客戶機顯示輸出,從而實現基于客戶機/服務器無線網絡模型的嵌入式遠距離人臉識別方案。 6 結合我們開發的基于ARM的嵌入式自動人臉識別系統和嵌入式人像比對系統,從系統設計的角度探討了在嵌入式系統中進行人臉識別應用設計的思路及應該注意的問題雖然嵌入式人臉識別系統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,嵌入式系統的設計思想對嵌入式人臉識別系統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用系統的設計思路,并結合我們自主開發的嵌入式自動人臉識別系統和嵌入式人像比對系統從系統設計的角度探討了嵌入式人臉識別應用系統設計中應該注意的關鍵技術問題。 結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練,然后在嵌入式ARM開發平臺上實現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,經測試運行效果良好。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應用開發、AFR應用系統開發也具有一定的借鑒意義。

    標簽: ARM 架構 嵌入式 人臉識別

    上傳時間: 2013-05-18

    上傳用戶:我們的船長

  • 小波分析與信號處理.pdf

    小波分析經典,注重小波分析的基本理論。將一位小波理論和高維小波理論放在一起并行介紹。

    標簽: 小波分析 信號處理

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:duoshen1989

  • 短波電臺擴頻—自適應天線抗干擾系統的設計及FPGA實現

    自適應天線技術、擴頻技術是提高通信系統抗干擾能力的有效手段.本課題短波電臺擴頻-自適應天線抗干擾系統的目的是將自適應天線技術與擴頻技術結合起來,使短波通信系統具有對抗各種干擾的性能,保證在惡劣的電磁環境中實現正常通信.本文主要工作如下:·研究了強干擾環境下的PN碼同步,給出了設計中關鍵指標的選取原則;·分析了參考信號提取的原理,提出了適合于本課題的設計方案;·給出了擴頻偽隨機碼PN1、導引信號偽隨機碼PN2的選取方法;·基于FPGA,給出了系統設計中PN碼同步,參考信號提取的具體實現.

    標簽: FPGA 短波電臺 擴頻 天線抗干擾

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:zzbbqq99n

  • 利用VC++實現漢字字模的提取與小漢字庫的生成

    漢字顯示是在只有西文操作系統的情況下, 以及一些無操作系統的小應用系統中, 需要經常用到的技術。如何得到漢字的字模是漢字顯示技術中首先必須解決的問題。本文利用VC++實現一種漢字字模的提取和小漢字庫的

    標簽: VC 漢字 字模 漢字庫

    上傳時間: 2013-06-08

    上傳用戶:yuying4000

  • 基于FPGA的雙自觸發脈沖激光測距關鍵技術研究

    激光測距技術被廣泛應用于現代工業測量、航空與大地的測量、國防及通信等諸多領域。本文從已獲得廣泛應用的脈沖激光測距技術入手,重點分析了近年提出的自觸發脈沖激光測距技術(STPLR)特別是其中的雙自觸發脈沖激光測距技術(BSTPLR),通過分析發現其核心部件之一就是用于測量激光脈沖飛行時間(周期)的高精度高速計數器,而目前一般的方式是采用昂貴的進口高速計數器或專用集成電路(ASIC)來完成,這使得激光測距儀在研發、系統的改造升級和自主知識產權保護等諸多方面受到制約,同時在其整體性能上特別是在集成化、小型化和高可靠性方面帶來阻礙。為此,本文研究了采用現場可編程門陣列(FPGA)來實現脈沖激光測距中的高精度高速計數及其他相關功能,基本解決了以上存在的問題。 論文通過對雙自觸發脈沖激光測距的主要技術要求和技術指標進行分析,對其中的信號處理單元采用了FPGA+單片機的設計形式。由FPGA主控芯片(EPF10K20TC144-4)作為周期測量模塊,在整個測距系統中是信號處理的核心部件,借助其用戶可編程特性及很高的內部時鐘頻率,設計了專用于BSTPLR的高速高精度計數芯片,負責對測距信號產生電路中的時刻鑒別電路輸出信號進行計數。數據處理模塊則主要由單片機(AT89C51)來實現。系統可以通過鍵盤預置門控信號的寬度以均衡測量的精度和速度,測量結果采用7位LED數碼管顯示。本設計在近距離(大尺寸)范圍內實驗測試時基本滿足設計要求。

    標簽: FPGA 自觸發脈沖 激光測距 關鍵技術

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:dapangxie

  • 小波變換研究及其FPGA實現

    傅里葉變換是信號處理領域中較完善、應用較廣泛的一種分析手段.但傅里葉變換只是一種時域或頻域的分析方法,它要求信號具有統計平穩,即時不變的特性.但是實際應用中存在很多非平穩信號,它們并不能很好的用傅立葉變換來處理.小波變換的出現解決了這個問題,它在處理非平穩信號方面具有傅立葉變換無法比擬的優越性.小波變換在通信技術、信號處理、地球物理、水利電力、醫療等領域中獲得了日益廣泛的應用.小波變換的研究成為了當今學術界的一個熱點.隨著現代數字信號處理朝著高速實時的方向發展,純軟件的程序式信號處理方法越來越不能滿足實際應用的需求,因此人們希望用硬件電路來實現高速信號處理問題.基于以上原因,該文在研究了小波變換的基本理論和特點的基礎上,重點研究了小波變換的VLSI電路構架,并用FPGA實現了它的功能.毫無疑問,該文所做的具體工作在理論和實踐上都有參考價值.論文中,在簡單介紹了小波變換的基本理論、特點和應用;對信號小波變換分解,重構的MATLAB算法進行了分析,為硬件實現奠定了理論基礎.論文在研究了小波核心算法MALLAT算法的基礎上,以直觀的圖形方式描述了算法的流程圖;并由此提出了基于VLSI的電路模塊架構.根據上述模塊結構,對相關模塊進行了硬件描述語言(VERILOG-HDL)的建模,并且在仿真平臺上(ACTIVE-HDL)進行了仿真.在仿真正確的前提下,該文選用了EP20K100BC356-1V芯片作為目標器件進行了綜合和后仿真,并且將仿真結果通過MATLAB與理論參數進行了比較,結果表明設計是正確的.對設計中存在的誤差和部分模塊的進一步優化,該文也作了分析和說明,為下一步實現通用IP核設計奠定了基礎.

    標簽: FPGA 小波變換

    上傳時間: 2013-06-27

    上傳用戶:zhaoq123

  • 小詞匯量非特定人孤立詞語音識別的FPGA實現

    語音識別技術是信息技術領域的重要發展方向之一,小詞匯量非特定人孤立詞語音識別是語音識別領域中一個具有廣泛應用背景的分支,在家電遙控、智能玩具、人機交互等領域有著重要的應用價值.語音識別芯片從20世紀90年代開始出現,目前的語音識別芯片都是以DSP為核心集成的語音識別系統,算法主要通過軟件實現,為了提高速度和降低成本,下一代語音識別芯片將設計成軟硬件協同實現,本文的目的是使用全硬件方法實現語音識別算法,為軟硬件協同實現的方案提供參考.本論文主要完成了以下工作:(1)在選定的FPGA平臺上,完成了整個系統的硬件設計.(2)對于硬件中難于實現而且占用較多資源的乘法器、求對數、求平方根以及快速傅立葉變換等關鍵模塊,本文都根據電路的具體特點,給出了巧妙的實現方案,完成了算法需要的功能.(3)設計中使用了模塊復用和流水線技術.(4)根據設計結果,給出了各個模塊占用的硬件資源和運行速度.實驗結果表明,本文所設計的硬件系統能夠正常工作,在速度和面積方面都達到了設計要求.

    標簽: FPGA 詞匯 語音識別

    上傳時間: 2013-06-12

    上傳用戶:01010101

  • 指紋識別算法的研究及基于FPGA的硬件實現

    隨著圖像處理和模式識別技術的進步,基于生物特征的識別技術成為蓬勃發展的高技術之一,根據IBG(InternationalBiometricGroup)組織對生物特征市場的統計和預測,該領域的收入的年增長率30-50%,到2008年,全球總收入將達到46.39億美元。而基于指紋特征的識別技術由于其獨特的可靠性,穩定性,方便快捷的特點,恰好符合了市場的需求。目前指紋識別技術是生物識別領域中應用最廣泛的識別技術,也是研究與應用的一個熱點。 SOPC片上可編程系統和嵌入式系統是當前電子設計領域中最熱門的概念。NiosⅡ是Altera公司開發的一種采用流水線技術、單指令流的RISC嵌入式處理器軟核,可以將它嵌入FPGA內部,與用戶自定義邏輯結合構成一個基于FPGA的片上系統。與嵌入式硬核相比較,嵌入式軟核具有更大的靈活性。而FPGA的高速性、恰恰滿足了指紋識別系統對速度的要求。 本文對指紋識別技術中各個環節的算法進行了較為深入的研究,結合NiosⅡ嵌入式處理器的特點,對算法進行了合理的選擇與優化,形成了一套完整的指紋識別算法,并提出了一種基于FPGA的指紋識別系統硬件設計方案。 論文的內容主要包括以下幾個方面: 1、對指紋圖像預處理、后處理和匹配算法進行了改進,提高了算法的性能;設計了一種適用于快速匹配的指紋特征數據結構;提出了一套基于特征點匹配的指紋識別算法。實驗結果表明該算法速度快、誤識率較低、可靠性較高,可以滿足實用的要求。 2、本著增加系統集成度、減小系統體積、提高便攜性、降低功耗和成本,同時提升系統的性能的原則,使用Altera公司提供的外圍設備IP核配合NiosⅡ處理器軟核搭建了一個單片嵌入式系統,然后以內嵌NiosⅡ軟核的FPGA和FPS200指紋采集器為核心芯片,外配片外RAM和Flash存儲器以及小鍵盤和LCD顯示屏等器件,設計了一個便攜式指紋識別系統,提出了一套基于FPGA的硬件設計方案。 3、利用NiosⅡ開發板對硬件設計方案進行了初步的驗證,實現了指紋采集芯片FPS200與FPGA的接口,并進行了算法的移植。 實驗結果表明本文所提出的系統設計方案是可行的。基于FPGA的自動指紋識別系統在速度、功耗、體積、擴展性方面有著獨特的優勢,具有廣闊的發展空間。最后提出了對這一設計繼續改進的思路和下一步研究的內容。

    標簽: FPGA 指紋識別 法的研究 硬件實現

    上傳時間: 2013-07-28

    上傳用戶:hxy200501

  • OFDM系統幀檢測及同步算法FPGA設計與實現

    正交頻分復用(OFDM)技術是一種多載波數字調制技術,它具有頻譜利用率高、抗多徑能力強等特點,在寬帶無線多媒體通信領域中受到了廣泛的關注。 OFDM系統可分為連續工作模式和突發工作模式。在IEEE802.11a、HiperLANType2等無線局域網標準中采用了OFDM的突發工作模式,該模式下的接收機首先對符合某種特定格式的幀做出檢測。本文介紹了一種基于最小錯誤概率準則的幀檢測算法,提出了該算法的FPGA實現方案。 同步技術是OFDM最關鍵的技術之一,它包括載波頻率同步和符號同步。載波頻率同步是為了糾正接收端相對于發送端的載波頻率偏移,以保證子載波間的正交性;符號同步確定OFDM符號有用數據信息的開始時刻,也就是確定FFT窗的開始時刻。本文首先介紹了一種基于自相關的載波頻率同步算法,給出了它的FPGA實現方案,重點講述了其中用到的Cordic算法及其實現;然后介紹了分別基于互相關和自相關的兩種符號同步算法,給出了各自的FPGA實現方案,從實現的角度比較了兩種算法的優缺點,并且在FPGA設計中體現了面積復用和流水線操作的設計思想。 文章最后介紹了系統調試的情況,總結出一種ChipScopePro與Matlab相結合的調試方法,該方法在FPGA調試方面具有一定的通用性。

    標簽: OFDM FPGA

    上傳時間: 2013-07-16

    上傳用戶:Killerboo

  • 二維離散小波變換的FPGA實現

    小波變換是一種新興的理論,是數學發展史上的重要成果。它無論對數學還是對工程應用都產生了深遠的影響。最新的靜態圖像壓縮標準JPEG2000就以離散小波變換(DWT)作為核心變換算法。 本文首先較為詳細地分析了小波變換的理論基礎,對多分辨率分析、Mallat算法和提升算法做了介紹。然后分析了JPEG2000所采用的小波濾波器,并引入了一個新的LS97小波。該小波系數簡單、易于硬件實現,并且與CDF97小波有很好的兼容性,可作為CDF97小波的替代者。使用Matlab對CDF97小波和LS97小波的兼容性做仿真測試,結果表明這兩個小波具有幾乎相同的性能。在確定所用的小波后,本文設計了二維離散小波變換的硬件結構。設計過程中對標準二維小波變換做了優化,即將行變換和列變換的歸一化步驟合并計算,這樣可以減少兩次乘法操作。另外還使用移位加代替乘法,提取移位加中的公共算子等方式來優化設計。對于邊界數據的處理,本文采用了嵌入式對稱延拓技術,不需要額外的緩存,節約了硬件資源。為提高硬件利用率,本文將LeGall53小波變換和LS97小波變換統一起來,只要一個控制信號就可實現兩者之間的轉換。本文所提出的結構采用基于行的變換方式,只需要六行中間數據即可完成全部行數據的小波變換。采用流水線技術提高了整個設計的運行速度。最后也給出了二維離散小波反變換的實現結構。 在完成硬件結構設計的基礎上,使用Verilog硬件描述語言對整個設計進行了完全可綜合的RTL級描述,采用同步設計,提高了可靠性。在Xilinx公司的FPGA開發軟件ISE6.3i中對正反小波變換做了仿真和實現,結果表明,本設計能高速高精度地完成正反可逆和不可逆小波變換,可以滿足各種實時性要求。

    標簽: FPGA 二維 離散小 波變換

    上傳時間: 2013-07-25

    上傳用戶:sn2080395

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