條碼技術是隨通信技術,計算機技術的發展應運而生的自動識別技術的一種。根據二進制編碼規則對應形成的由對光反映率不同的條、空組成的圖形,經光電掃描識讀器掃描,將采集的信息經處理器進行處理,從而達到自動識別的目的。條碼技術自出現以來,得到了人們的普遍關注,發展十分迅速,已廣泛用于交通運輸、商業、醫療衛生、制造業、倉儲業、郵電業等領域,極大的提高了數據采集和信息處理的速度,提高了工作效率,并為管理的科學化、信息化和現代化作出了貢獻。目前常用的是一維條碼,但一維條碼最大的弱點就是表征的信息量是有限的,需要依賴外部數據庫支持,離開這個數據庫條碼本身就沒有意義了。二維條碼克服了這一弱點,它是在一維條碼基礎上形成的高密度、高信息量的條碼,可以將大量信息在小區域內編碼,它本身就是一個完整的數據文件,是實現證件、卡片等信息存儲、攜帶并可以通過機器自動識讀的理想方法。 本課題采用流行的嵌入式技術,采用S3C44BOX作為二維條碼PDF417識別器的數據采集終端,該終端內嵌μC/OS-Ⅱ操作系統,將應用分解成多任務,簡化了應用系統軟件設計;使控制系統的實時性得到了保證,提高了系統的可靠性和穩定性;同時也增強了系統的可擴展性和產品開發的可延續性。 本課題的主要任務是PDF417(Portable Data File)二維條碼圖像的識別。先由掃描儀或照相機獲取二維條碼的原始圖像,再由PC(Personal Computer)計算機中的圖象處理程序對圖象數據進行處理,然后在條碼中定位單個碼字符號的圖像,利用算法識別出單個碼字符號。本文在條碼圖像的預處理方面進行了算法改進,取得了較好的成果,能夠有效的去掉干擾噪聲和圖像定位。通過實驗結果表明:本課題研究的二維條碼識別系統是比較令人滿意的。
標簽: ARM 417 二維條碼
上傳時間: 2013-08-01
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自“9.11”后,隨著人們對安防需求的升級,門禁控制系統得到日益廣泛的應用,不斷提高門禁系統的安全性成為研究的重要課題。第四代門禁系統結合了人體生物特征識別技術,利用人體本身具有的物理特征(如指紋、虹膜、臉型、掌紋等)或行為特征(如步態、簽名等)來確定人的身份,取代或加強傳統的身份識別方法。 論文采用掌形識別為控制方案,基于ARM920T內核的EP9315芯片為門禁系統CPU,設計和調試了系統的硬件平臺。 論文研究了掌形識別算法,進行了三方面的工作。 首先研究了掌形中的手形特征,提出了一種基于骨架特征的手形識別算法,很好的克服了手指旋轉給識別帶來的干擾。 然后研究了掌形中的掌紋特征,通過系列圖像處理,分離出手掌的三條主線,提取主線端點,并在主線上等間隔采樣,利用端點和采樣點進行匹配,擁有很高的識別率。 最后結合手形與掌紋特征,實現掌形識別。依據手形特征對掌形庫進行粗分類,利用掌紋特征進行匹配,算法擁有很快的識別速度與穩定較高的識別率。對分類規則提出了新思路與方法。 論文還提出了基于ARM的門禁系統方案。成功設計了以基于ARM920T內核的EP9315芯片為CPU的最小系統,設計PCB圖并制板,最后調試了系統的底層電路。 論文的研究設計工作,通過提高掌形識別算法的識別率,達到了提高門禁系統安全性的目的;ARM平臺的設計與調試,在工程實際中有參考價值。
標簽: ARM 識別 系統研究 門禁
上傳時間: 2013-04-24
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設計了一個具有語音識別功能的遙控小車。采用16 位凌陽單片機SPCE061A 和紅外發射芯片TX-2B 構成遙控電路。由SPCE061A 實現語音的采集、識別;紅外發射/接收芯片TX-
標簽: 語音辨識 遙控小車
上傳時間: 2013-07-11
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DFT(離散傅立葉變換)作為將信號從時域轉換到頻域的基本運算,在各種數字信號處理中起著核心作用
標簽: FPGA FFT 擴展 處理器
上傳時間: 2013-08-04
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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
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隨著計算機與信息技術的發展,生物特征識別技術受到了廣泛的關注。指紋識別是生物特征識別中的一項重要內容,一直以來是國內外的研究熱點。 嵌入式自動指紋識別是指指紋識別技術在嵌入式系統上的應用。傳統的嵌入式自動指紋識別系統多采用單片DSP或MIPS處理器來完成算法,由于DSP或MIPS處理器只能根據程序順序執行,在指紋匹配過程中只能和整個庫中的指紋進行一一匹配,因此這類系統在處理較大指紋庫時下匹配時間相當長。為了克服這個缺點,本文構建了浮點DSP和FPGA協同處理構架的硬件平臺,充分利用DSP在計算上的精確度和FPGA并行處理的特點,由DSP和FPGA共同處理匹配算法。 本文的主要工作如下: 1.設計了一個硬件系統,包括DSP處理器、FPGA、指紋傳感器、人機交互接口和USB1.1接口。同時,還設計了各硬件模塊的驅動程序,為應用程序提供控制接口。由于系統中DSP工作頻率為300MHz,其中某些器件的工作頻率達到了100MHz,因此本文還給出了一些信號完整性分析和PCB設計經驗。 2.編寫了Verilog程序,在FPGA中實現了9路指紋的并行匹配。由于FPGA本身的局限性,實現原有匹配算法有很大困難。在簡化原有匹配算法的基礎上本文提出了便于FPGA實現“粗匹配”算法。此外,還設計了用于和DSP通信的接口模塊設計。 3.完成了系統應用程序設計。在使用uC/OS-Ⅱ實時操作系統的基礎上設計了各系統任務,通過調用驅動程序控制和協調各硬件模塊,實現了自動指紋識別功能。為了便于存放指紋特征信息,設計了指紋庫數據結構,實現了指紋庫添加、刪除、編輯的功能。 最終,本系統實現了高效、快速的進行指紋識別,各模塊工作穩定。同時,模塊化的軟硬件設計使本系統便于進行二次開發,快速應用于各種場合。
標簽: FPGA DSP 自動 指紋識別系統
上傳時間: 2013-06-05
生物識別技術代表了未來身份驗證技術的發展方向,而指紋識別技術又是最可靠、最有效的生物識別技術之一。目前,指紋識別技術是優于其它生物識別技術的身份鑒別方法。這是因為人的指紋各不相同、終生基本不變的特點已經得到公認,特別是現有的指紋識別算法已達到識別迅速、準確可靠的水平,是完全可以商業化的生物識別技術。 傳統的指紋識別系統多是基于PC平臺,這種系統將指紋圖像處理和指紋匹配甚至指紋采集控制都放在PC平臺上,在獲得了較高速度和開發效率的同時,缺點也是顯而易見的,其體積龐大,成本較高。而已有的嵌入式指紋識別系統多是基于單片機和DSP的,不是在運算速度上受到硬件限制,就是在系統的擴展性、可維護性及用戶交互上有諸多不足。 近年來指紋識別應用的普及對自動指紋識別系統的便攜性和易用性提出了更高的要求,指紋識別技術正向著小型化和嵌入式的方向發展。在微電子領域,以ARM、DSP、FPGA為代表的嵌入式微處理器的性能飛速提高,為構建嵌入式系統提供了硬件保證。 ARM是當前最為流行的32位RISC處理器架構,目前ARM占RISC處理器市場的七成左右。三星公司的S3C2410是基于ARM920T內核的通用32位微處理器,它具有高性能和低功耗的特性,被設計用于手持設備和通用嵌入式系統。 嵌入式系統對操作系統和其上運行的軟件有特別的要求。針對本課題所采用的ARM硬件平臺,詳細介紹了嵌入式操作系統Arm-Linux的移植。分別說明了交叉編譯工具鏈的安裝、引導裝載器的移植和Linux內核的裁減和交叉編譯過程。為了運行應用程序,還介紹了文件系統的構建。 指紋識別系統需要指紋采集設備。FPS200是Veridicom公司推出的第三代半導體指紋傳感器,是一款專為嵌入式系統設計的高性能、低成本、低功耗的電容式固態指紋傳感器。本文詳細闡述了基于FPS200的USB接口指紋采集卡的設計與實現。 指紋圖像處理與匹配是整個系統的重要環節,論文介紹了圖像處理與匹配的一般概念,并提出了新的指紋匹配方法。指紋匹配是自動指紋識別中的一個難點。現有的指紋匹配方法大致可以歸結為圖形匹配和人工神經網絡匹配兩大類,本文提出的基于線段的特征點匹配算法屬于圖形匹配。 嵌入式系統需要完善的軟件支持。隨著嵌入式技術的飛速發展,用戶交互界面也由傳統的字符界面向圖形界面轉變,圖形用戶界面系統得到了長足的發展。MiniGUI 是一個非常適合于工業控制實時系統以及嵌入式系統的可定制的、小巧的圖形用戶界面支持系統。本文介紹了基于MiniGUI的可視化指紋識別軟件設計。 綜上所述,本文針對特定硬件條件,構建了定制的嵌入式操作系統;設計了支持USB數據傳輸的指紋采集卡;指紋圖像的濾波、提取特征和指紋特征匹配均針對嵌入式系統的實際情況進行了優化;利用MiniGUI圖形支持庫完成了界面美觀友好的可視化指紋識別程序。系統具有安全可靠、易于擴展、性價比高等優點。
標簽: ARM 嵌入式 指紋識別系統
上傳時間: 2013-08-02
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當代科學技術突飛猛進,極大促進了自動識別技術的發展——條形碼、光學字符識別、磁條(卡)、工C卡、語音識別、視覺識別、RFID等,其中,RFID無疑是最為前沿的自動識別技術,是一種非接觸式的識別技術;同時,隨著另外一項技術——嵌入式技術的飛速發展,機構小巧、性能優越、價格便宜、操作簡便的手持式數據自動讀寫設備發展尤為迅速。具體說來,一款好的手持式RFID讀寫器適用于工作現場,可以供工作人員對現場物品信息進行自動收集,而隨著嵌入式操作系統和網絡技術的應用,使讀寫器不僅有數據采集功能,而且可以對數據進行分析以供管理決策。在這其中,操作系統、芯片、總線、接口技術成為讀寫器的內核,嵌入式系統成為技術的代表。 隨著嵌入式操作系統(如linux、wirice.net)的出現,使得軟件開發人員在嵌入式系統和普通pc機上進行應用軟件開發不會感到太大的差別(借助于交叉開發環境,即在pc機上編譯連接,但生成的是目標機代碼)。但是,對于那些應用軟件開發者,往往對某一行業軟件開發比較熟悉卻對硬件有些陌生,熟悉硬件原理(嵌入式處理器架構、部件工作原理等)恰恰是構建一個嵌入式系統所必須的。因此,構建一個性能穩定、持續工作時間長、完善數據接口、方便讀寫器接口的手持式設備成為了當今一個比較熱門的技術領域。本項目就是根據以上事實,先分析了國內外研究現狀,再根據項目需求、生產成本以及RFID應用開發者的要求,決定采用以ARM920T為內核的$3C2410為嵌入式處理器、微軟公司力推的wiIice.net為嵌入式操作系統,設計開發了供RFID應用軟件開發者使用的手持式RFID讀寫器。針對手持式設備的特點和實際要求,對讀寫器軟硬件系統整體結構進行了規劃,完成了時鐘電路、nand flash存儲器接口電路、SDRAM電路、串行接口電路、RFID讀寫模塊接口電路、USB接口電路、無線通信模塊接口電路、LCD/觸摸屏接口電路的設計,并開發了讀寫器的二次發API;在wince.net平臺下,利用platform builder工具定制了適于讀寫器的操作系統,實現了嵌入式操作系統的設計,最后對整個系統進行了測試。
標簽: RFID ARM 手持式 讀寫器
上傳時間: 2013-06-21
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按照公安部規定,我國從 2004 年開始換發第二代居民身份證,預計到 2008 年基本完成第二代居民身份證的換發工作。第二代身份證與第一代身份證最大的區別在于:它的內部嵌入了一枚指甲蓋大小的非接觸式 IC 芯片,該芯片內存儲有姓名、性別等9項信息。本課題設計出一款基于 ARM 和 GPRS 技術的第二代身份證無線手持閱讀器,該閱讀器能讀出第二代身份證內 IC 卡信息,并可通過 GPRS 網絡將信息進行無線傳輸。 本文以該閱讀器的設計為主線,論述的主要內容如下: 1.介紹了課題背景及意義。全國 9 億第二代身份證的換發,必然帶來各行業對閱讀器的大量需求,而現有閱讀器的弊端促使了對閱讀器做更深入的研究。 2.介紹了相關概念及技術,包括:無線射頻識別技術、ISO/IEC14443 協議、嵌入式系統、ARM、GPRS技術等。 3.詳細介紹了該閱讀器的硬件設計方法,并給出主要硬件模塊電路原理圖及其 PCB 板設計方法,同時也簡單介紹了硬件的焊接和調試過程。 4.詳細介紹了該閱讀器的軟件設計方法,包括:讀卡模塊驅動程序、GPRS 模塊驅動程序、人機對話模塊驅動程序、I/O 口驅動程序的流程圖和部分代碼。 5.為使該閱讀器安全可靠地運行,對閱讀器進行了各種功能測試,包括:讀卡功能、GPRS 數據傳輸功能、人機接口功能。 通過功能測試,該閱讀器能準確讀取第二代身份證內信息并通過GPRS 網絡成功將信息發送出去。該閱讀器與市面上現有的閱讀器相比,具有可脫機操作、無線傳輸、小巧靈便的優點。由于該閱讀器軟件采用模塊化的設計方法,可以方便移植到其他非接觸卡閱讀器中,因此本閱讀器具有非常廣泛的應用前景。
標簽: GPRS ARM 身份證 無線
上傳時間: 2013-06-10
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語音編碼技術始終是語音研究的熱點。語音編碼作為多媒體通信中信息傳輸的一個重要環節,越來越受到廣泛的重視。G729是由美國、法國、日本和加拿大的幾家著名國際電信實體聯合開發的,國際電信聯盟(ITU-T)于1995年11月正式通過了G729。96年ITU-T又制定了G729的簡化方案G729A,主要降低了計算的復雜度以便于實時實現。因其具有良好的合成語音質量、適中的復雜度、較低的時延等優點,G729A標準已被廣泛應用在VOIP網關、IP電話中。 論文利用Altera公司的新一代可編程邏輯器件在數字信號處理領域的優勢,對G729A語音編碼中的線性預測(LP)濾波器系數提取的FPGA(現場可編程門陣列,Field Programmable Gate Array)實現進行了深入研究。論文首先對語音信號處理及其發展進行介紹,深入討論了G729A語音編解碼技術。第二,對Altera公司的Stratix系列可編程器件的內部結構進行了研究,分析了在QuartusII開發平臺上進行FPGA設計的流程。第三,基于FPGA,對G729A編碼系統的LP分析部分做了具體設計,其中包括自相關函數和杜賓(Durbin)遞推兩個主要功能模塊,并對其工作過程進行了詳細的分析。第四,針對系統所使用的除法運算都是商小于1的特點,設計并實現了一個系統專用的除法器模塊。最后,在Altera FPGA目標芯片EP1S30F780C7上,對LP分析系統進行了驗證,證明了方案的可行性。
標簽: G729A FPGA 語音編解碼 算法研究
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