信息化社會(huì)的到來(lái)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(lái)技術(shù)發(fā)展的走向。無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展為實(shí)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(wú)線環(huán)境中，實(shí)時(shí)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(diǎn)。 對(duì)于無(wú)線移動(dòng)信道來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬是有限的。由于多徑、衰落、時(shí)延擴(kuò)展、噪聲影響和信道干擾等原因，無(wú)線移動(dòng)通信不僅具有帶寬波動(dòng)的特點(diǎn)，而且信道誤碼率高，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)連續(xù)的、突發(fā)性的傳輸錯(cuò)誤。無(wú)線信道可用帶寬與傳輸速率的時(shí)變特性，使得傳輸?shù)目煽啃源鬄榻档汀?視頻播放具有嚴(yán)格的實(shí)時(shí)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(shí)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(duì)時(shí)延非常敏感。然而無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)卻無(wú)法提供可靠的服務(wù)質(zhì)量。 基于無(wú)線視頻通信面臨的挑戰(zhàn)，本文在對(duì)新一代視頻編碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)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(wú)線傳輸抗誤碼性能，以及如何在嵌入式環(huán)境下實(shí)現(xiàn)H.264解碼器進(jìn)行了研究。 結(jié)合低碼率和幀內(nèi)刷新，提出一種針對(duì)感興趣區(qū)的可變幀內(nèi)刷新方法。實(shí)驗(yàn)表明該方法可以使用較少的碼率對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行更好的錯(cuò)誤控制，以提高區(qū)域圖像質(zhì)量，同時(shí)能根據(jù)感興趣區(qū)及信道的狀況自動(dòng)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(yùn)動(dòng)復(fù)雜度頻繁變化時(shí)效果更加明顯，完全可應(yīng)用在環(huán)境惡劣的無(wú)線信道中。 在對(duì)嵌入式PXA270硬件結(jié)構(gòu)和X264研究的基礎(chǔ)上，基本實(shí)現(xiàn)了基于H.264的嵌入式解碼，在PXA270基礎(chǔ)上進(jìn)行環(huán)境的配置，定制WirtCE操作系統(tǒng)，并編譯、產(chǎn)生開(kāi)發(fā)所用的SDK和下載內(nèi)核到目標(biāo)機(jī)。利用開(kāi)發(fā)工具EVC實(shí)現(xiàn)在PC機(jī)上的實(shí)時(shí)開(kāi)發(fā)和在線仿真調(diào)試，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)無(wú)差錯(cuò)H.264碼流實(shí)時(shí)解碼。
標(biāo)簽： 264 ARM 無(wú)線傳輸 差錯(cuò)控制
上傳時(shí)間： 2013-06-18
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指令集仿真器是目前嵌入式系統(tǒng)研究中一個(gè)極其重要的領(lǐng)域，一個(gè)靈活高效且準(zhǔn)確度高的仿真器不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)嵌入式系統(tǒng)硬件環(huán)境的仿真，而且是現(xiàn)代微處理器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中性能評(píng)估的重要工具. 仿真器的性能已經(jīng)成為影響整個(gè)設(shè)計(jì)效率的重要因素，在現(xiàn)有的指令集仿真技術(shù)中，編譯型仿真技術(shù)雖然可以獲得高的仿真速度，但其對(duì)應(yīng)用的假設(shè)過(guò)于嚴(yán)格，限制了其在商業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用；解釋型仿真器雖被普遍使用，但其缺點(diǎn)也很明顯，由于模擬過(guò)程中需要耗費(fèi)大量時(shí)間用于指令譯碼，解釋型模擬器速度往往很有限，使用性能較低。由此可見(jiàn)，如何減少仿真過(guò)程中的指令譯碼時(shí)間，是提高仿真器的性能的關(guān)鍵。 本文旨在提出一個(gè)指令集仿真器的原型，重點(diǎn)解決指令解碼過(guò)程中的速度瓶頸，在其基礎(chǔ)可以進(jìn)行擴(kuò)充和改進(jìn)，以適應(yīng)不同硬件平臺(tái)的需要。文章首先從ARM指令集的指令功能和編碼格式入手，通過(guò)分析和比較找出了一般常用指令的編碼和實(shí)現(xiàn)規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了高級(jí)語(yǔ)言的描述，其后提出了改進(jìn)版解釋型指令集仿真器的設(shè)計(jì)方案，包括為提高仿真器性能，減少譯碼時(shí)間，創(chuàng)新性的在流程設(shè)計(jì)中加入了預(yù)解碼的步驟，同時(shí)用自己設(shè)計(jì)的壓縮算法解決了因預(yù)解碼產(chǎn)生大量譯碼信息而帶來(lái)的內(nèi)存過(guò)度消耗難題。接下來(lái)，描述了仿真器的實(shí)現(xiàn)，包括指令的取指、譯碼、執(zhí)行等基本功能，并著重描述了如何通過(guò)劃分存儲(chǔ)域和存儲(chǔ)塊的方式模擬真實(shí)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)訪問(wèn)實(shí)現(xiàn)。 另外，需要特別指出的是，針對(duì)仿真器中普遍存在的調(diào)試難問(wèn)題，本文從一線程序開(kāi)發(fā)人員的角度，在調(diào)試模塊的設(shè)計(jì)中除了斷點(diǎn)設(shè)置、程序暫停、恢復(fù)等基本功能外，還添加了各類監(jiān)視設(shè)備和程序跟蹤的功能，以期能提高本仿真器的實(shí)用性。 在文章的結(jié)尾，提出了仿真器的驗(yàn)證方案，并按照該方案對(duì)仿真器進(jìn)行了功能和性能上的驗(yàn)證，最后對(duì)進(jìn)一步的工作進(jìn)行了展望。
上傳時(shí)間： 2013-08-02
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UHF(Ultra High Frequency，超高頻)RFID(Radio Frequency Identification，射頻身份識(shí)別)技術(shù)是近幾年剛剛開(kāi)始興起并得到迅速推廣應(yīng)用的一門(mén)新技術(shù)。該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域。但是，基于超高頻頻段讀寫(xiě)器的研制在我國(guó)尚處于起步階段，傳統(tǒng)的超高頻讀寫(xiě)器都是在單片機(jī)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，這類讀寫(xiě)器很難實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的多任務(wù)功能；隨著經(jīng)濟(jì)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(xiě)器越來(lái)越受人們的青睞與追求。針對(duì)這些問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)并實(shí)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(xiě)器，主要內(nèi)容有： (1)分析了射頻識(shí)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(kāi)發(fā)平臺(tái)，給出了一種基于ARM和Linux的超高頻讀寫(xiě)器設(shè)計(jì)思路，指出了選題研究的目的和意義。 (2)闡述了超高頻讀寫(xiě)器的原理及其應(yīng)用，分析了讀寫(xiě)器和標(biāo)簽之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)所用到的相關(guān)技術(shù)；在給出超高頻讀寫(xiě)器主要技術(shù)性能指標(biāo)及功能要求的基礎(chǔ)上給出了基于ARMS3C2410和Linux超高頻讀寫(xiě)器系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程中所用到的軟硬件進(jìn)行了器件選型。 (3)實(shí)現(xiàn)了超高頻讀寫(xiě)器系統(tǒng)硬件電路的模塊設(shè)計(jì)，主要包括主控電路模塊、存儲(chǔ)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(shí)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(gè)進(jìn)行嵌入式開(kāi)發(fā)所需的軟件平臺(tái)。建立了交叉編譯環(huán)境以及NFS開(kāi)發(fā)調(diào)試環(huán)境；移植了系統(tǒng)啟動(dòng)所需的引導(dǎo)程序bootloader；實(shí)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(dòng)程序的移植方法。 (5)結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)試環(huán)境，對(duì)超高頻讀寫(xiě)器輸出功率，讀寫(xiě)器發(fā)送命令以及標(biāo)簽應(yīng)答波形進(jìn)行了測(cè)試與分析；對(duì)讀寫(xiě)器的整機(jī)性能進(jìn)行了聯(lián)機(jī)測(cè)試，給出了讀寫(xiě)器系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行效果圖，同時(shí)對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了總結(jié)。 實(shí)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(xiě)器能夠?qū)崿F(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò)的功能，其讀寫(xiě)速度、識(shí)別率以及識(shí)別距離等技術(shù)性能指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，該讀寫(xiě)器在與PC機(jī)連接的情況下能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，樣機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
標(biāo)簽： Linux ARM 超高頻 讀寫(xiě)器
上傳時(shí)間： 2013-07-25
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隨著對(duì)高處理能力、網(wǎng)絡(luò)通信、實(shí)時(shí)多任務(wù),超低功耗這些需求的增長(zhǎng),傳統(tǒng)8位處理器已經(jīng)不能滿足新產(chǎn)品的要求了,高端嵌入式處理器已經(jīng)得到了普遍的重視和應(yīng)用.ARM是目前嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的RISC微處理器結(jié)構(gòu),該文研究了基于ARM處理器的嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),介紹了利用一款A(yù)RM微處理器和FPGA設(shè)計(jì)的四路E1中繼板卡的硬件結(jié)構(gòu)和工作原理,并在這個(gè)硬件平臺(tái)上進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程.該四路E1收發(fā)器能夠提供四條E1鏈路,把帶寬從2Mbps提高到8Mbps,能夠同時(shí)負(fù)載120個(gè)用戶的通信,解決了數(shù)字環(huán)路系統(tǒng)中卡槽數(shù)目限制的問(wèn)題.目前,建立在G. 703基礎(chǔ)上的El接口在分組網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)、GSM移動(dòng)基站及軍事通信中得到廣泛的應(yīng)用,傳送語(yǔ)音信號(hào)、數(shù)據(jù)、圖像等業(yè)務(wù).文中首先分析了當(dāng)前數(shù)字環(huán)路系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì),隨著網(wǎng)絡(luò)通信的用戶數(shù)目及信息量的猛增,拓寬數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ朗且豁?xiàng)研究熱點(diǎn),這是開(kāi)發(fā)四路E1收發(fā)器的一個(gè)目的.接著敘述了數(shù)字環(huán)路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理,即四路E1收發(fā)器的應(yīng)用環(huán)境,著重介紹了四路E1板卡在整個(gè)系統(tǒng)中所扮演的角色和嵌入式處理器ARM的體系結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),鑒于數(shù)據(jù)傳輸中對(duì)時(shí)鐘的要求比較嚴(yán)格,該文還介紹了FPGA技術(shù),應(yīng)用它主要是為系統(tǒng)提供各個(gè)精確的時(shí)鐘.然后,在分析了四路E1收發(fā)器的工作原理和比較了各類處理器特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了四路E1收發(fā)器的硬件設(shè)計(jì),分別介紹了時(shí)鐘模塊、系統(tǒng)接口電路、存儲(chǔ)系統(tǒng)模塊、四通道E1合成器模塊、CPU模塊以及時(shí)隙交換模塊.接著,在研究分析了G.703和G.704等通信協(xié)議后,再根據(jù)系統(tǒng)要求提出了四路E1收發(fā)器的軟件設(shè)計(jì).先介紹了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTXC,詳細(xì)闡述了ARM處理器啟動(dòng)代碼程序的設(shè)計(jì),然后給出了在此操作系統(tǒng)下軟件設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu),分四個(gè)任務(wù)分別闡述此軟件功能,其中詳細(xì)介紹了信令處理模塊、接口中斷處理模塊、系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)模塊和RC消息LC消息處理模塊.最后介紹了軟件和硬件的調(diào)試方法以及設(shè)計(jì)過(guò)程中的調(diào)試開(kāi)發(fā)過(guò)程,整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后,經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試、測(cè)驗(yàn)已達(dá)到了預(yù)期的效果,現(xiàn)正投入使用中.
標(biāo)簽： FPGA ARM 處理器 中的應(yīng)用
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：夢(mèng)雨軒膂
本文介紹了通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器研究的背景意義和目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀，并詳細(xì)敘述了所選方案的設(shè)計(jì)過(guò)程。本協(xié)議轉(zhuǎn)換器的豐控制芯片采用了基于ARM7內(nèi)核的32位微控制芯片LPC2212，提供了高速穩(wěn)定的硬件平臺(tái)。操作系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，工作穩(wěn)定，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，移植方便。 本文的豐要內(nèi)容如下：整體的設(shè)計(jì)思路，結(jié)構(gòu)組成；系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)，豐要包括網(wǎng)絡(luò)接口電路，USB接口電路，以及串口擴(kuò)展電路；TCP/IP協(xié)議，豐要包括TCP協(xié)議，IP協(xié)議，ARP協(xié)議等；USB協(xié)議，豐要包括USB設(shè)備構(gòu)架，USB數(shù)據(jù)流模型；串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)和 USB 數(shù)據(jù)以及太網(wǎng)數(shù)據(jù)和 USB 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)串口數(shù)據(jù)；嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，豐要包括信號(hào)量，消息郵箱，消息隊(duì)列等；操作系統(tǒng)的移植，豐要包括與處理器相關(guān)的文件的改寫(xiě)。整個(gè)系統(tǒng)的硬件和底層軟件部分已經(jīng)完成，經(jīng)串口調(diào)試軟件、USB總線監(jiān)測(cè)軟件以及以太網(wǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)軟件進(jìn)行實(shí)際的收發(fā)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了方案的合理性。 在USB和以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)中，查閱了大量的相關(guān)資料。對(duì)于USB協(xié)議，重點(diǎn)分析了USB協(xié)議的架構(gòu)和數(shù)據(jù)流模型。對(duì)于TCP/IP協(xié)議，仔細(xì)分析了其封裝和分用，分析了TCP協(xié)議、IP協(xié)議、ARP協(xié)議的原理及程序的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于操作系統(tǒng)的移植，給出了具體的實(shí)現(xiàn)步驟，并給出了豐要的代碼。
標(biāo)簽： ARM 環(huán)境 通訊協(xié)議 轉(zhuǎn)換器
上傳時(shí)間： 2013-06-10
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遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是許多重要場(chǎng)所諸如電力、郵電、銀行、交通、商場(chǎng)等需要信息廣泛交流企業(yè)的生產(chǎn)與管理的必備系統(tǒng)。傳統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式一般都需要自己建設(shè)并維護(hù)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，維護(hù)費(fèi)用高，通信距離有限。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，原有的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)日益不能滿足多方面的要求，我們需要實(shí)時(shí)性更高，通信距離更遠(yuǎn)，成本更低的通信方式，本文就此提出了一種基于GPRS的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)是采用了GPRS技術(shù)中的TCP傳輸方式來(lái)傳輸監(jiān)控系統(tǒng)采集的圖像數(shù)據(jù)，相比傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)，在維護(hù)成本，通信距離上有了很大的提高，相比傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)性，傳輸速率，可靠性上有了明顯的改善。 本論文分幾個(gè)部分詳細(xì)介紹了課題的研究?jī)?nèi)容。第一部分主要介紹了課題背景和監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷史及各類監(jiān)控系統(tǒng)的比較。第二部分描述了本監(jiān)控系統(tǒng)中遠(yuǎn)程終端硬件系統(tǒng)搭建工作，包括各部分器件的選取以及在S3C4480為核心的開(kāi)發(fā)板上擴(kuò)展出LM9617接口。第三部分描述了以u(píng)C/OS操作系統(tǒng)為核心的遠(yuǎn)程終端軟件設(shè)計(jì)流程，包括uC/OS操作系統(tǒng)和FAT16文件系統(tǒng)的移植，LCD顯示驅(qū)動(dòng)， Nand-flash底層驅(qū)動(dòng)的編寫(xiě)等工作。第四部分詳細(xì)說(shuō)明了本系統(tǒng)圖像采集的具體軟件實(shí)現(xiàn)，包括根據(jù)實(shí)際情況配置CMOS圖像傳感器LM9617的寄存器以及從LM9617中讀取圖像數(shù)據(jù)然后將數(shù)據(jù)寫(xiě)入Nand-flash存儲(chǔ)器的具體過(guò)程。第五部分詳細(xì)說(shuō)明了本系統(tǒng)圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)木唧w軟件實(shí)現(xiàn)，采用的是GPRS企業(yè)公網(wǎng)組網(wǎng)方式，包括遠(yuǎn)程終端程序設(shè)計(jì)和監(jiān)控中心服務(wù)器搭建兩部分工作。遠(yuǎn)程終端程序設(shè)計(jì)包括初始化串口通信，將Nand-flash中的圖像數(shù)據(jù)讀出并通過(guò)GPRS模塊GM862發(fā)送到監(jiān)控中心服務(wù)器上；監(jiān)控中心服務(wù)器程序設(shè)計(jì)包括啟動(dòng)建立并啟動(dòng)Socket監(jiān)聽(tīng)，以及收到連接請(qǐng)求后GPRS通信鏈路的建立。最后分別用TCP和UDP兩種傳輸方式對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，證明了GPRS的TCP傳輸方式確實(shí)更適合于監(jiān)控系統(tǒng)。
標(biāo)簽： GPRS ARM 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-19
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本文基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)原理提出并用 FPGA 實(shí)現(xiàn)了MPEG-2 MP@HL 的視頻解碼器。該解碼器中的各個(gè)模塊具有高內(nèi)聚，低耦合的特點(diǎn)。只要各個(gè)模塊符合數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工作方式，模塊就能自我正常工作。由
上傳時(shí)間： 2013-06-19
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該論文討論如何采用一種串行無(wú)逆的Berlekamp-Massey(BM)算法,設(shè)計(jì)應(yīng)用于DVB系統(tǒng)中的RS(204,188)信道編碼/解碼電路,并通過(guò)FPGA的驗(yàn)證.RS解碼器的設(shè)計(jì)采用無(wú)逆BM算法,并利用串行方式來(lái)實(shí)現(xiàn),不僅避免了求逆運(yùn)算,而且只需用3個(gè)有限域乘法器就可以實(shí)現(xiàn),大大的降低了硬件實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度,并且因?yàn)樵谟布?shí)現(xiàn)上,采用了3級(jí)流水線(pipe-line)的處理結(jié)構(gòu).RS編碼器的設(shè)計(jì)中,利用有限域常數(shù)乘法器的特性對(duì)編碼電路進(jìn)行優(yōu)化.這些技術(shù)的采用大大的提高了RS編/解碼器的效率,節(jié)省了RS編/解碼器所占用資源.
上傳時(shí)間： 2013-08-05
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嵌入式人臉識(shí)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(tái)之上,具有起點(diǎn)高、概念新、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。它涉及嵌入式硬件設(shè)計(jì)、嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)、人臉識(shí)別算法等領(lǐng)域的研究；嵌入式人臉識(shí)別系統(tǒng)攜帶方便、安裝快捷、機(jī)動(dòng)性強(qiáng),可廣泛應(yīng)用于各類門(mén)禁系統(tǒng)、戶外機(jī)動(dòng)布控的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等特殊場(chǎng)合,因此對(duì)嵌入式人臉識(shí)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(xiàng)目《射頻識(shí)別RFID系統(tǒng)-自動(dòng)識(shí)別和記錄人群的身份》(編號(hào)：04-11-2)與上海市科委AM基金項(xiàng)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(hào)：0512)的主要研究?jī)?nèi)容之一。論文從構(gòu)建自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)所需解決的若干關(guān)鍵問(wèn)題入手,重點(diǎn)探討了基于嵌入式ARM微處理器的實(shí)時(shí)人臉檢測(cè)、關(guān)鍵特征定位、高效的人臉特征描述、魯棒的人臉識(shí)別分類器及自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)等問(wèn)題的研究。論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)表現(xiàn)在以下方面： 1實(shí)現(xiàn)了結(jié)合膚色校驗(yàn)的Haar特征級(jí)聯(lián)分類器嵌入式實(shí)時(shí)人臉檢測(cè),提出了基于人臉約束的人眼Haar特征RSVM級(jí)聯(lián)分類器人眼檢測(cè)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(cè)是自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)首先要解決的關(guān)鍵問(wèn)題,通過(guò)對(duì)基于膚色模型和基于Haar特征級(jí)聯(lián)強(qiáng)分類器的人臉檢測(cè)算法的分析研究,綜合兩個(gè)算法的優(yōu)點(diǎn),提出了基于膚色模型校驗(yàn)和Haar特征級(jí)聯(lián)強(qiáng)分類器的嵌入式實(shí)時(shí)人臉檢測(cè)算法。實(shí)驗(yàn)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(wèn)題,而且具有較高的檢測(cè)率和較快的檢測(cè)速度,同時(shí)對(duì)光照、尺度等變化條件下的人臉檢測(cè)也具有較強(qiáng)的魯棒性。 人眼檢測(cè)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(cè)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(jí)聯(lián)分類器人眼檢測(cè)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(cè)分類器在人臉區(qū)域內(nèi)完成對(duì)人眼位置的檢測(cè),然后通過(guò)對(duì)檢測(cè)到的人眼進(jìn)行遮罩掩磨、簡(jiǎn)單圖像形態(tài)學(xué)變換及橢圓擬合實(shí)現(xiàn)瞳孔中心的精確定位。測(cè)試結(jié)果表明該算法只需幾百毫秒便能完成人眼檢測(cè)與瞳孔中心定位整個(gè)過(guò)程,在保證檢測(cè)速度較快的同時(shí),還能確保較高的定位精度。 2 針對(duì)傳統(tǒng)線性判別分析法存在的小樣本問(wèn)題(sss),通過(guò)調(diào)整Fisher判別準(zhǔn)則,實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)線性判別分析算法及相應(yīng)的人臉識(shí)別方法人臉識(shí)別中的小樣本問(wèn)題使線性判別分析算法的類內(nèi)散布矩陣發(fā)生嚴(yán)重退化,導(dǎo)致問(wèn)題無(wú)法求解。本文在人臉識(shí)別小樣本問(wèn)題的基礎(chǔ)上,通過(guò)調(diào)整Fisher判別準(zhǔn)則,利用類間散布矩陣的補(bǔ)空間巧妙地避開(kāi)類內(nèi)散布矩陣的求逆運(yùn)算,通過(guò)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(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)線性判別分析算法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法能有效解決人臉識(shí)別中的小樣本問(wèn)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(guò)高的問(wèn)題。 Gabor小波對(duì)圖像的光照、尺度變化具有較強(qiáng)魯棒性,是一種良好的人臉特征表征方法。但維數(shù)過(guò)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(wèn)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(kù)的規(guī)模,同時(shí)降低了核心算法的時(shí)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(jī)分類策略,提出并實(shí)現(xiàn)了基于支持向量機(jī)的嵌入式人臉識(shí)別和嵌入式人像比對(duì)系統(tǒng)支持向量機(jī)通過(guò)引入核技巧對(duì)訓(xùn)練樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)構(gòu)造最小化錯(cuò)分風(fēng)險(xiǎn)的最優(yōu)分類超平面,不僅具有強(qiáng)大的非線性和高維處理能力,而且具有更強(qiáng)的泛化能力。本文研究了支持向量機(jī)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(tái)中實(shí)現(xiàn)了具有較強(qiáng)魯棒性的嵌入式自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)和嵌入式人像比對(duì)系統(tǒng)。 5 提出并初步實(shí)現(xiàn)了基于客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模型的遠(yuǎn)距離人臉識(shí)別方案為解決嵌入式人臉識(shí)別系統(tǒng)在海量人臉庫(kù)中進(jìn)行識(shí)別的難題,論文提出并初步實(shí)現(xiàn)了基于客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模型的嵌入式遠(yuǎn)距離人臉識(shí)別方案。 客戶機(jī)(嵌入式平臺(tái))完成對(duì)人臉圖像的檢測(cè)、歸一化處理和人臉特征提取,然后通過(guò)無(wú)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(kù)中完成人臉識(shí)別,并將識(shí)別后的結(jié)果通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇蛻魴C(jī)顯示輸出,從而實(shí)現(xiàn)基于客戶機(jī)/服務(wù)器無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模型的嵌入式遠(yuǎn)距離人臉識(shí)別方案。 6 結(jié)合我們開(kāi)發(fā)的基于ARM的嵌入式自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)和嵌入式人像比對(duì)系統(tǒng),從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度探討了在嵌入式系統(tǒng)中進(jìn)行人臉識(shí)別應(yīng)用設(shè)計(jì)的思路及應(yīng)該注意的問(wèn)題雖然嵌入式人臉識(shí)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(shí)別核心算法。但是,嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想對(duì)嵌入式人臉識(shí)別系統(tǒng)的性能影響同樣值得重視。本文第六章重點(diǎn)闡述了嵌入式自動(dòng)人臉識(shí)別應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路,并結(jié)合我們自主開(kāi)發(fā)的嵌入式自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)和嵌入式人像比對(duì)系統(tǒng)從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度探討了嵌入式人臉識(shí)別應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。 結(jié)合本文提出的算法我們?cè)赑C上完成對(duì)人臉識(shí)別分類器的訓(xùn)練,然后在嵌入式ARM開(kāi)發(fā)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了嵌入式自動(dòng)人臉識(shí)別、嵌入式人像比對(duì)兩個(gè)便攜式人員身份認(rèn)證系統(tǒng),經(jīng)測(cè)試運(yùn)行效果良好。所提出的人臉識(shí)別算法不僅具有一定的理論參考價(jià)值,而且對(duì)于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)、AFR應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)也具有一定的借鑒意義。
標(biāo)簽： ARM 架構(gòu) 嵌入式 人臉識(shí)別
上傳時(shí)間： 2013-05-18
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卷積碼是無(wú)線通信系統(tǒng)中廣泛使用的一種信道編碼方式。Viterbi譯碼算法是一種卷積碼的最大似然譯碼算法，它具有譯碼效率高、速度快等特點(diǎn)，被認(rèn)為是卷積碼的最佳譯碼算法。本文的主要內(nèi)容是在FPGA上實(shí)現(xiàn)約束長(zhǎng)度為9，碼率為1/2，采用軟判決方式的Viterbi譯碼器。 本文首先介紹了卷積碼的基本概念，闡述了Viterbi算法的原理，重點(diǎn)討論了決定Viterbi算法復(fù)雜度和譯碼性能的關(guān)鍵因素，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了采用“串-并”結(jié)合運(yùn)算方式的Viterbi譯碼器，并在Altera EP1C20 FPGA芯片上測(cè)試通過(guò)。本文的主要工作如下： 1.對(duì)輸入數(shù)據(jù)采用了二比特四電平量化的軟判決方式，對(duì)歐氏距離的計(jì)算方法進(jìn)行了簡(jiǎn)化，以便于用硬件電路方式實(shí)現(xiàn)。 2.對(duì)ACS運(yùn)算單元采用了“串-并”結(jié)合的運(yùn)算方式，和全并行的設(shè)計(jì)相比，在滿足譯碼速度的同時(shí)，節(jié)約了芯片資源。本文中提出了一種路徑度量值存儲(chǔ)器的組織方式，簡(jiǎn)化了控制模塊的邏輯電路，優(yōu)化了系統(tǒng)的時(shí)序。 3.在幸存路徑的選擇輸出上采用了回溯譯碼方法，與傳統(tǒng)的寄存器交換法相比，減少了寄存器的使用，大大降低了功耗和設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。 4.本文中設(shè)計(jì)了一個(gè)仿真平臺(tái)，采用Modelsim仿真器對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了功能仿真，結(jié)果完全正確。同時(shí)提出了一種在被測(cè)設(shè)計(jì)內(nèi)部插入監(jiān)視器的調(diào)試方法，巧妙地利用了Matlab算法仿真程序的輸出結(jié)果，提高了追蹤錯(cuò)誤的效率。 5.該設(shè)計(jì)在Altera EP1C20 FPGA芯片上通過(guò)測(cè)試，最大運(yùn)行時(shí)鐘頻率110MHz，最大譯碼輸出速率10.3Mbps。 本文對(duì)譯碼器的綜合結(jié)果和Altera設(shè)計(jì)的Viterbi譯碼器IP核進(jìn)行了性能比較，比較結(jié)果證明本文中設(shè)計(jì)的Viterbi譯碼器具有很高的工程實(shí)用價(jià)值。
標(biāo)簽： Viterbi FPGA 軟判決 譯碼器
上傳時(shí)間： 2013-07-23
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