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LOGO LOGO LOGO 基于DSP的人脸轮廓识别门禁系统设计 指导教师：赵亚凤 讲师 姓 名：许世杰 基于DSP的人脸轮廓识别的门禁系统 Page ? * 设计概述 2 选题背景及意义 1 硬件设计 3 工作流程 4 图像预处理 5 主成分分析 6 Page ? * 选题背景及意义 社会经济快速发展，人口的流动性增大，导致社会各界对门禁系统的要求越来越严格。传统的防盗锁等设备存在易遭破译等缺点。生物识别技术为门禁系统的发展提供 了新的方向。 DSP是专门为实现快速实时信号处理而开发的微处理器，与其它微处理器相比，DSP在数字信号处理和运算能力上有显著的优势。 本设计的目的是设计一款基于DSP、采用人脸轮廓识别技术的门禁系统，为社会安全提出一种可行的解决方案。 设计概述 Page ? * TMS320VC5509A DSP简介 TVP5150A简介 IS42S16400A简介 TMS320VC5509A DSP是TI公司的一款高性能低功耗定点DSP产品，主要有以下特点： 1、性能：（1）最高200MHz时钟频率；（2）每周期执行一或二条指令；（3）可达400MMACS；（4）两个算数逻辑单元（ALU）；（5）三组内部数据读总线和两组内部数据写总线。 2、存储空间：（1）128K×16bit片上RAM，其中包括64KB DARAM和192KB SARAM；（2）64KB片上ROM；（3）8M×16bit最大可寻址外部存储空间（同步DRAM）。 3、外部接口：（1）16bit外部存储接口，兼容GPIO，支持对异步SRAM、异步EPRAM、同步DRAM的无缝连接；（2）16bit并行增强型主机接口。 4、片上外设：（1）两个20位定时计数器（TIMER）；（2）6通道直接存储器访问控制器（DMA）；（3）USB控制器；（4）可编程锁相环时钟发生器。 TVP5150A是由美国TI公司开发生产的一款低功耗视频解码芯片，可以将输入的NTSC，PAL，和SECAM视频信号转换成8位的ITU-R BT.656格式的数字码流，同时还能输出分离的视频同步信号。 TVP5150A解码芯片的主要功能：同步检测能力强，AD转换器具有模拟处理功能，亮度、彩色信号分别采用4行的梳状滤波器处理，亮度处理，色度处理，视频时序处理和低功耗模式，多种输出格式控制，I2C总线接口，VBI数据处理，复合视频和S端子输入。 IS42S16400A是ISSI公司生产的一种高速SDRAM芯片，其存储量高达64Mbit，即4M*16bit。 IS42S16400A 与C5509的工作电压都为3.3V，数据线宽度相同，都为16位，存储时间也同步，故C5509与IS42S16400A可直接接口，用到的外存接口为CE0和CE1。 芯片选择 设计概述 Page ? * 本设计的主要思想是利用摄像头进行视频监控并采集图像，对图像进行预处理检测后送入控制部分进行来访者身份识别，识别正确则开门，否则拒绝开门并发出警报。 系统构成 Page ? * 硬件设计 硬件电路设计 硬件设计 Page ? * 图像采集部分 硬件设计 Page ? * 存储部分 硬件设计 Page ? * 门锁及报警部分 工作流程 Page ? * 光电扫描枪的分辨率 单击添加 光学部分 硬件部分 主程序流程图 工作流程 Page ? * 识别子程序流程图 工作流程 训练子程序流程图 Page ? * 图像预处理 Page ? * 图像归一化是通过某种变换，将原始图像转换成唯一标准形式，以保证后续步骤的准确性。采集角度距离等因素的不同，使采集到的图像存在各种姿态，因此只有将图像进行归一化才能避免后续过程出现偏差。 直方图均衡增强技术就是通过调整图像部分或整体对比度来实现增强图像的技术。采集到的图像存在灰度值不平衡，高低不一的现象，可采用直方图均衡对这些像素灰度进行处理，使处理后的图像在整个灰度范围内按一定规律分布。 图像去噪 图像归一化 直方图均衡 图像去噪是消除图像中随机离散孤立的像素点，即图像噪声。图像噪声通常与周围的像素明显不同，对图像的后续分析处理造成很大影响，因此要予以消除。 主成分分析 Page ? * 主成分分析简称PCA，是一种常用的基于变量协方差矩阵对信息进行处理、压缩和抽取的有效方法。 PCA方法的基本原理：利用K-L变换抽取人脸的主要成分，构成特征脸空间，识别时将测试图像投影到此空间，得到一组投影系数，通过与各个人脸图像比较进行识别。 主成分分析 Page ? * 第一，假设共有M张像素为I×J的人脸样本图像，将每张图像的像素进行变化，按列转化为（I×J）×1的列向量，定义为hi，其中i=1,2,3，……，m 第二，计算m个向