基于ARM9的人脸识别系统 嵌入式报告 课程设计.docVIP

. . 嵌入式课程设计报告 学院 信息电子技术 专业 通信工程 班级 学号 姓名 指导教师 2017年07月01日 . PAGE . 基于ARM9的人脸识别系统 引言 人脸识别背景和意义 人脸识别系统的研究始于20世纪60年代，80年代后随着计算机技术和光学成像技术的发展得到提高，而真正进入初级的应用阶段则在90年后期，并且以美国、德国和日本的技术实现为主；人脸识别系统成功的关键在于是否拥有尖端的核心算法，并使识别结果具有实用化的识别率和识别速度；“人脸识别系统”集成了人工智能、机器识别、机器学习、模型理论、专家系统、视频图像处理等多种专业技术，同时需结合中间值处理的理论与实现，是生物特征识别的必威体育精装版应用，其核心技术的实现，展现了弱人工智能向强人工智能的转化语音识别、体形识别等，而指纹识别、虹膜识别等都不具有自然性，因为人类或者其他生物并不通过此类生物特征区别个体。 人脸识别具有这方面的特点，它完全利用可见光获取人脸图像信息，而不同于指纹识别或者虹膜识别，需要利用电子压力传感器采集指纹，或者利用 红外线采集虹膜图像，这些特殊的采集方式很容易被人察觉，从而更有可能被伪装欺骗。 系统设计 1、硬件电路设计 （1）ARM9处理器 本系统所采用的硬件平台是天嵌公司的TQ2440开发板，该开发板的微处理器采用基于ARM920T内核的S3C2440芯片。 ARM9对比ARM7的优势：虽然ARM7和ARM9内核架构相同，但ARM7处理器采用3级流水线的冯·诺伊曼结构，而ARM9采用5级流水线的哈佛结构。增加的流水线设计提高了时钟频率和并行处理能力。5级流水线能够将每一个指令处理分配到5个时钟周期内，在每一个时钟周期内同时有5个指令在执行。在常用的芯片生产工艺下，ARM7一般运行在100MHz左右，而ARM9则至少在200MHz以上。指令周期的改进对于处理器性能的提高有很大的帮助。性能提高的幅度依赖于代码执行时指令的重叠，这实际上是程序本身的问题。对于采用最高级的语言，一般来说，性能的提高在30%左右。ARM7一般没有MMU(内存管理单元），（ARM720T有MMU）。 （2）液晶显示屏 为显示摄像头当前采集图像的预览，系统采用三星的320x240像素的液晶屏，大小为206.68cm。该液晶显示屏的每个像素深度为2bit，采用RGB565色彩空间。 （3）摄像头 摄像头采用市场上常见的网眼2000摄像头,内部是含CMOS传感器的OV511+芯片。 CMOS传感器采用感光元件作为影像捕获的基本手段,核心是1个感光二极管,该二极管在接受光线照射之后能够产生输出电流,而电流的强度则与光照的强度对应。相对CCD图像传感器,CMOS传感器具有成本低廉的优点。该摄像头通过USB接口与ARM9处理器通信。该摄像头输出格式yuv,在输出至屏幕之前,需将数据格式转化为RGB565格式。 （4）存储器 系统采用64MB的SDRAM,由两片K4S561632芯片组成,工作在32位模式。另有64MB的NANDFlash,采用K9F1208芯片。该芯片在系统中空间分配情况。 系统电路原理框图（如图2-1）： TQ2440开发板 TQ2440开发板 （ARM920T内核的S3C2440芯片） 摄像头 液晶显示屏 LED指示灯 控制键盘 存储器 图2-1系统电路原理框图 2、 程序设计 系统的软件设计主要有底层的操作系统，驱动程序以及应用程序组成。操作系统采用Linux2.6.30.4内核（如图2-3 Linux操作系统） （1）嵌入式Linux系统平台 Bootloader 在嵌入式操作系统中，BootLoader是在 操作系统内核运行之前运行。可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态，以便为最终调用 操作系统内核准备好正确的环境。在 嵌入式系统中，通常并没有像BIOS那样的 固件程序（注，有的嵌入式CPU也会内嵌一段短小的启动程序），因此整个系统的加载启动任务就完全由BootLoader来完成。在一个基于ARM7TDMI core的 嵌入式系统中，系统在上电或复位时通常都从地址0开始执行，而在这个地址处安排的通常就是系统的BootLoader程序。 Bootloader启动的两个阶段：第一阶段主要包含依赖于CPU的体系结构硬件初始化的代码，通常都用汇编语言来实现。这个阶段的任务有：基本的硬件设备初始化（屏蔽所有的中断、关闭处理器内部指令/数据Cache等）。为第二阶段准备RAM空间。 嵌入式Linux内核的配置 在配置内核前的须做必要的设置，主要在内核原码中设置文件Makefile，用下列指令打开Makefile文件：$viMakefile在Makefile中主要设置两个地方：