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自適應(yīng)(yīng)LMS算法

  • 基于FPGA的圖像處理算法研究及硬件設(shè)計.rar

    隨著圖像分辨率的越來越高,軟件實現(xiàn)的圖像處理無法滿足實時性的需求;同時FPGA等可編程器件的快速發(fā)展使得硬件實現(xiàn)圖像處理變得可行。如今基于FPGA的圖像處理研究成為了國內(nèi)外的一個熱門領(lǐng)域。 本文在FPGA平臺上,用Verilog HDL實現(xiàn)了一個研究圖像處理算法的可重復(fù)配置的硬件模塊架構(gòu),架構(gòu)包括PC機預(yù)處理和通信軟件,控制模塊,計算單元,存儲器模塊和通信適配模塊五個部分。其中的計算模塊負責(zé)具體算法的實現(xiàn),根據(jù)不同的圖像處理算法可以獨立實現(xiàn)。架構(gòu)為計算模塊實現(xiàn)了一個可添加、移出接口,不同的算法設(shè)計只要符合該接口就可以方便的加入到模塊架構(gòu)中來進行調(diào)試和運行。 在硬件架構(gòu)的基礎(chǔ)上本文實現(xiàn)了排序濾波,中值濾波,卷積運算及高斯濾波,形態(tài)學(xué)算子運算等經(jīng)典的圖像處理算法。討論了FPGA的圖像處理算法的設(shè)計方法及優(yōu)化策略,通過性能分析,F(xiàn)PGA實現(xiàn)圖像處理在時間上比軟件處理有了很大的提高;通過結(jié)果的比較,發(fā)現(xiàn)FPGA的處理結(jié)果達到了軟件處理幾乎同等的效果水平。最后本文在實現(xiàn)較大圖片處理和圖像處理窗口的大小可配置性方面做了一定程度的討論和改進,提高了算法的可用性,同時為進一步的研究提供了更加便利的平臺。 整個設(shè)計都是在ISE8.2和ModelSim第三方仿真軟件環(huán)境下開發(fā)的,在xilinx的Spartan-3E XC3S500E硬件平臺上實現(xiàn)。在軟件仿真過程中利用了ISE8.2自帶仿真工具和ModelSim結(jié)合使用。 本課題為制造FPGA的專用圖像處理芯片做了有益的探索性研究,為實現(xiàn)FPGA為核心處理芯片的實時圖像處理系統(tǒng)有著積極的作用。

    標簽: FPGA 圖像處理 算法研究

    上傳時間: 2013-07-29

    上傳用戶:愛順不順

  • 視頻格式轉(zhuǎn)換算法研究及FPGA實現(xiàn)——去隔行、幀頻轉(zhuǎn)換、分辨率變換.rar

    在當今的廣播系統(tǒng)中,絕大部分的視頻信號是隔行采樣的。采用這種掃描格式,能夠大幅度地減少視頻的帶寬,但也會引起彩色爬行、畫面閃爍、邊緣模糊及鋸齒等現(xiàn)象。這種缺陷經(jīng)人尺寸屏幕放大后就更加明顯。為改善畫面的視覺效果,去隔行技術(shù)應(yīng)運而生。同時,視頻信號本身的低幀頻也會導(dǎo)致行抖動、線爬行以及大面積閃爍等視覺效果上的缺陷。增加掃描頻率會把這些視覺缺陷搬移到人眼不敏感的高頻區(qū)域上去從而產(chǎn)生較好的主觀圖象質(zhì)量。而為了適應(yīng)不同顯示終端以及對圖像大小變化的要求就必須對原始信號分辨率即每幀行數(shù)和每行像素數(shù)進行變換。因此去隔行、幀頻轉(zhuǎn)換、分辨率變換成為視頻格式轉(zhuǎn)換的基本內(nèi)容。 FPGA 的出現(xiàn)是VLSI技術(shù)和EDA技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。FPGA器件集成度高、體積小,具有通過用戶編程實現(xiàn)專門應(yīng)用的功能。它允許電路設(shè)計者利用基于計算機的開發(fā)平臺,經(jīng)過設(shè)計輸入、仿真、測試和校驗,直到達到預(yù)期的結(jié)果。使用FPGA器件可以大大縮短系統(tǒng)的研制周期,減少資金投入。另外采用FPGA器件可以將原來的電路板級產(chǎn)品集成芯片級產(chǎn)品,從而降低了功耗,提高了可靠性,同時還可以很方便的對設(shè)計進行在線修改。 該文在介紹了視頻格式轉(zhuǎn)換中的主要算法后,重點對去隔行、幀頻轉(zhuǎn)換、分辨率變換的FPGA綜合實現(xiàn)方案進行了由簡單到復(fù)雜的深入研究,分別給出了最簡解決方案、基于非線性算法的解決方案和基于運動補償?shù)慕鉀Q方案。最簡解決方案利用線性算法將去隔行,幀頻轉(zhuǎn)換,分辨率變換三項處理同時實現(xiàn),達到FPGA內(nèi)部資源和外部RAM耗用量都為最小的要求,是后續(xù)復(fù)雜方案的基礎(chǔ)。其中去隔行采用場合并方式,幀頻轉(zhuǎn)換采用幀重復(fù)方式,分辨率變換采用均勻插值方式。基于非線性算法的解決方案中加入了對靜止區(qū)域的判斷,靜止區(qū)域的輸出像素值直接選用相應(yīng)位置的已存輸入數(shù)據(jù),非靜止區(qū)域的輸出像素值通過對已存輸入數(shù)據(jù)進行非線性運算得出。基于運動補償?shù)慕鉀Q方案在對靜止區(qū)域進行判斷和處理的基礎(chǔ)上,對欲生成的變頻后的場間插值幀進行運動估計,根據(jù)運動矢量得出非靜止區(qū)域的輸出像素值。其中為求得輸入場間相應(yīng)時間位置上的插值幀輸出數(shù)據(jù),該方案采用了自定義的前后向塊匹配運動估計方式,通過對三步搜索算法的高效實現(xiàn),將SAD 值進行比較得出運動矢量。

    標簽: FPGA 視頻格式轉(zhuǎn)換 算法研究

    上傳時間: 2013-07-19

    上傳用戶:米卡

  • 指紋識別算法的研究及基于FPGA的硬件實現(xiàn)

    隨著圖像處理和模式識別技術(shù)的進步,基于生物特征的識別技術(shù)成為蓬勃發(fā)展的高技術(shù)之一,根據(jù)IBG(InternationalBiometricGroup)組織對生物特征市場的統(tǒng)計和預(yù)測,該領(lǐng)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(shù)由于其獨特的可靠性,穩(wěn)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(shù)是生物識別領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的識別技術(shù),也是研究與應(yīng)用的一個熱點。 SOPC片上可編程系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)是當前電子設(shè)計領(lǐng)域中最熱門的概念。NiosⅡ是Altera公司開發(fā)的一種采用流水線技術(shù)、單指令流的RISC嵌入式處理器軟核,可以將它嵌入FPGA內(nèi)部,與用戶自定義邏輯結(jié)合構(gòu)成一個基于FPGA的片上系統(tǒng)。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(tǒng)對速度的要求。 本文對指紋識別技術(shù)中各個環(huán)節(jié)的算法進行了較為深入的研究,結(jié)合NiosⅡ嵌入式處理器的特點,對算法進行了合理的選擇與優(yōu)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(tǒng)硬件設(shè)計方案。 論文的內(nèi)容主要包括以下幾個方面: 1、對指紋圖像預(yù)處理、后處理和匹配算法進行了改進,提高了算法的性能;設(shè)計了一種適用于快速匹配的指紋特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);提出了一套基于特征點匹配的指紋識別算法。實驗結(jié)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(tǒng)集成度、減小系統(tǒng)體積、提高便攜性、降低功耗和成本,同時提升系統(tǒng)的性能的原則,使用Altera公司提供的外圍設(shè)備IP核配合NiosⅡ處理器軟核搭建了一個單片嵌入式系統(tǒng),然后以內(nèi)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(shè)計了一個便攜式指紋識別系統(tǒng),提出了一套基于FPGA的硬件設(shè)計方案。 3、利用NiosⅡ開發(fā)板對硬件設(shè)計方案進行了初步的驗證,實現(xiàn)了指紋采集芯片F(xiàn)PS200與FPGA的接口,并進行了算法的移植。 實驗結(jié)果表明本文所提出的系統(tǒng)設(shè)計方案是可行的。基于FPGA的自動指紋識別系統(tǒng)在速度、功耗、體積、擴展性方面有著獨特的優(yōu)勢,具有廣闊的發(fā)展空間。最后提出了對這一設(shè)計繼續(xù)改進的思路和下一步研究的內(nèi)容。

    標簽: FPGA 指紋識別 法的研究 硬件實現(xiàn)

    上傳時間: 2013-06-07

    上傳用戶:kikye

  • 基于FPGA和DSP的紅外圖像預(yù)處理算法研究

    隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,可編程邏輯器件取得了迅速的發(fā)展,其功能日益強大,F(xiàn)PGA內(nèi)部可用邏輯資源飛速增長,近來推出的FPGA都針對數(shù)字信號處理的特點做了特定設(shè)計,集成了存儲器、鎖相環(huán)(PLL)、硬件乘法器、DSP模塊等,通過使用各個公司提供的FPGA開發(fā)軟件使用硬件描述語言,可以實現(xiàn)特定的信號處理算法,如FFT、FIR等算法,為電子設(shè)計工程師提供了新的選擇。實時圖像處理系統(tǒng)采用FPGA+DSP的結(jié)構(gòu)來完成整個復(fù)雜的圖像處理算法。將圖像處理算法進行分類,F(xiàn)PGA和DSP份協(xié)作發(fā)揮各自的長處,對于算法實現(xiàn)簡單、運算量大、實時性高的這類處理過程由大容量高性能的FPGA實現(xiàn),DSP則用來處理經(jīng)過預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù),來運行算法結(jié)構(gòu)復(fù)雜,乘加運算多的算法。整個系統(tǒng)主要包括FPGA處理單元、DSP處理單元以及PCI接口通訊三個部分。主要取得的了以下的研究成果:(1)研究了FPGA的工作原理及應(yīng)用,完成了Stratix芯片的選型。設(shè)計了數(shù)字圖像處理板的電路原理圖和PCB設(shè)計圖。并對電路板進行調(diào)試,工作正常。(2)完成了FPGA程序下載電纜的PCB電路設(shè)計,并調(diào)試成功,應(yīng)用到FPGA的調(diào)試下載配置中,取得了良好的實驗與經(jīng)濟效果。(3)充分利用FPGA的設(shè)計開發(fā)軟件與工具,完成了中值濾波、形態(tài)學(xué)濾波和自適應(yīng)閾值的FPGA實現(xiàn),并給出了詳細的實現(xiàn)過程。將算法下載到FPGA芯片,經(jīng)過試驗調(diào)試,達到要求。(4)研究了PCI接口通訊的實現(xiàn)方式,選用PCI9054芯片實現(xiàn)通訊,完成PCI接口電路設(shè)計,經(jīng)過調(diào)試,實現(xiàn)了中斷、DMA等方式,滿足了數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆#?)學(xué)習(xí)了C6701DSP芯片的工作特性以及內(nèi)部功能結(jié)構(gòu),完成了DSP外圍存儲器的擴展、時鐘信號發(fā)生以及電源模塊等外圍電路的設(shè)計。

    標簽: FPGA DSP 紅外 圖像預(yù)處理

    上傳時間: 2013-07-16

    上傳用戶:xiaowei314

  • 開關(guān)磁阻電機的新型齒極結(jié)構(gòu)及自組織模糊控制

    開關(guān)磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)(SRD)是一種新型交流驅(qū)動系統(tǒng),以結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、成本低廉、控制參數(shù)多、控制方法靈活、可得到各種所需的機械特性,而備受矚目,應(yīng)用日益廣泛.并且SRD在寬廣的調(diào)速范圍內(nèi)均具有較高的效率,這一點是其它調(diào)速系統(tǒng)所不可比擬的.但開關(guān)磁阻電機(SRM)的振動與噪聲比較大,這影響了SRD在許多領(lǐng)域的應(yīng)用.本文針對上述問題進行了研究,提出了一種新型齒極結(jié)構(gòu),可有效降低開關(guān)磁阻電機的振動與噪聲.通過電磁場有限元計算可看出,在新型齒極結(jié)構(gòu)下,導(dǎo)致開關(guān)磁阻電機振動與噪聲的徑向力大為減小,尤其是當轉(zhuǎn)子極相對定子極位于關(guān)斷位置時,徑向力大幅度地減小,并改善了徑向力沿定子圓周的分布,使其波動減小,從而減小了定子鐵心的變形與振動,進而降低了開關(guān)磁阻電機的噪聲.靜態(tài)轉(zhuǎn)矩因轉(zhuǎn)子極開槽也略微減小,但對電機的效率影響不大.開關(guān)磁阻電機因磁路的飽和導(dǎo)致參數(shù)的非線性,又因在不同控制方式下是變結(jié)構(gòu)的.這使得開關(guān)磁阻電機的控制非常困難.經(jīng)典的線性控制方法如PI、PID等方法用于開關(guān)磁阻電機的控制,效果不好.其它的控制方法如滑模變結(jié)構(gòu)控制、狀態(tài)空間控制方法等可取得較好的控制效果但大都比較復(fù)雜,實現(xiàn)起來比較困難.而智能控制方法如模糊控制本身為一種非線性控制方法,對于非線性、變結(jié)構(gòu)、時變的被控對象均可取得較好的控制效果且不需知道被控對象的數(shù)學(xué)模型,這對于很難精確建模的開關(guān)磁阻電機來說尤其適用.同時,模糊控制實現(xiàn)比較容易.但對于變參數(shù)、變結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電機來說固定參數(shù)的模糊控制在不同條件下其控制效果難以達到最優(yōu).為取得最優(yōu)的控制效果,該文采用帶修正因子的自組織模糊控制器,采用單純形加速優(yōu)化算法通過在線調(diào)整參數(shù),達到了較好的控制效果.仿真結(jié)果證明了這一點.

    標簽: 開關(guān)磁阻電機 自組織 模糊控制

    上傳時間: 2013-05-16

    上傳用戶:大三三

  • WCDMA多用戶檢測算法的研究和下行鏈路解復(fù)用技術(shù)的FPGA實現(xiàn)

    本文首先在介紹多用戶檢測技術(shù)的原理以及系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上,對比分析了幾種多用戶檢測算法的性能,給出了算法選擇的依據(jù)。為了同時克服多址干擾和多徑干擾,給出了融合多用戶檢測與分集合并技術(shù)的接收機結(jié)構(gòu)。 接著,針對WCDMA反向鏈路信道結(jié)構(gòu),介紹了擴頻使用的OVSF碼和擾碼,分析了擾碼的延時自相關(guān)特性和互相關(guān)特性,指出了存在多址干擾和多徑干擾的根源。在此基礎(chǔ)上,給出了解相關(guān)檢測器的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)和結(jié)構(gòu)框圖,并仿真研究了用戶數(shù)、擴頻比、信道估計精度等參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。 常規(guī)的干擾抵消是基于chip級上的抵消,需要對用戶信號重構(gòu),因此具有較高的復(fù)雜度。在解相關(guān)檢測器的基礎(chǔ)上,衍生出符號級上的干擾抵消。通過仿真,給出了算法中涉及的干擾抑制控制權(quán)值、干擾抵消級數(shù)等參數(shù)的最佳取值,并進行了算法性能比較。仿真結(jié)果驗證了該算法的有效性。 最后,介紹了WCDMA系統(tǒng)移動臺解復(fù)用技術(shù)的硬件實現(xiàn),在FPGA平臺上分別實現(xiàn)了與基站和安捷倫8960儀表的互聯(lián)互通。

    標簽: WCDMA FPGA 多用戶檢測 下行鏈路

    上傳時間: 2013-07-29

    上傳用戶:jiangxin1234

  • FPGA自動布局布線算法

    微電子技術(shù)的發(fā)展,特別是可編程邏輯器件的產(chǎn)生加速了電子設(shè)計技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的核心日趨轉(zhuǎn)向基于計算機的電子設(shè)計自動化技術(shù),即EDA技術(shù)。EDA技術(shù)采用的自頂向下設(shè)計流程代替了原有的自下而上設(shè)計流程,縮短了集成電路的開發(fā)周期,節(jié)省了開發(fā)費用,促進了集成電路的發(fā)展。布局布線是計算機設(shè)計自動化的一個重要環(huán)節(jié),也是計算機輔助設(shè)計的一個重要課題,其性能的好壞直接影響到電子設(shè)計自動化技術(shù)的可靠性。 本文首先介紹了布局布線前的背景知識,然后對學(xué)術(shù)上成熟的VPR布局布線工具所采用的算法進行了闡述,分別介紹用于布局的模擬退火算法和布線的A*迭代式迷宮搜索算法,最后重點研究了自動布線算法,并作出了以下改進;根據(jù)FPGA布線算法的需要對雙向啟發(fā)式搜索算法進行了相應(yīng)的理論分析及改進;基于VPR實現(xiàn)了網(wǎng)線遞增排序方法,并與網(wǎng)線遞減排序進行了比較;在原有的時序驅(qū)動布線啟發(fā)式函數(shù)中引入了面積約束條件以節(jié)約FPGA布線的面積。 通過對測試數(shù)據(jù)的分析比較,發(fā)現(xiàn):引入雙向啟發(fā)式搜索算法能大大增加布線拆線的速度;遞增有序比遞減有序布線減少了運行時間;時序驅(qū)動布線算法中引入面積約束后,大大減少了布線面積。

    標簽: FPGA 自動布局 布線算法

    上傳時間: 2013-07-17

    上傳用戶:yxgi5

  • 基于FPGA和DSP的紅外圖像預(yù)處理算法研究

    隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,可編程邏輯器件取得了迅速的發(fā)展,其功能日益強大,F(xiàn)PGA內(nèi)部可用邏輯資源飛速增長,近來推出的FPGA都針對數(shù)字信號處理的特點做了特定設(shè)計,集成了存儲器、鎖相環(huán)(PLL)、硬件乘法器、DSP模塊等,通過使用各個公司提供的FPGA開發(fā)軟件使用硬件描述語言,可以實現(xiàn)特定的信號處理算法,如FFT、FIR等算法,為電子設(shè)計工程師提供了新的選擇。實時圖像處理系統(tǒng)采用FPGA+DSP的結(jié)構(gòu)來完成整個復(fù)雜的圖像處理算法。將圖像處理算法進行分類,F(xiàn)PGA和DSP份協(xié)作發(fā)揮各自的長處,對于算法實現(xiàn)簡單、運算量大、實時性高的這類處理過程由大容量高性能的FPGA實現(xiàn),DSP則用來處理經(jīng)過預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù),來運行算法結(jié)構(gòu)復(fù)雜,乘加運算多的算法。整個系統(tǒng)主要包括FPGA處理單元、DSP處理單元以及PCI接口通訊三個部分。主要取得的了以下的研究成果:(1)研究了FPGA的工作原理及應(yīng)用,完成了Stratix芯片的選型。設(shè)計了數(shù)字圖像處理板的電路原理圖和PCB設(shè)計圖。并對電路板進行調(diào)試,工作正常。(2)完成了FPGA程序下載電纜的PCB電路設(shè)計,并調(diào)試成功,應(yīng)用到FPGA的調(diào)試下載配置中,取得了良好的實驗與經(jīng)濟效果。(3)充分利用FPGA的設(shè)計開發(fā)軟件與工具,完成了中值濾波、形態(tài)學(xué)濾波和自適應(yīng)閾值的FPGA實現(xiàn),并給出了詳細的實現(xiàn)過程。將算法下載到FPGA芯片,經(jīng)過試驗調(diào)試,達到要求。(4)研究了PCI接口通訊的實現(xiàn)方式,選用PCI9054芯片實現(xiàn)通訊,完成PCI接口電路設(shè)計,經(jīng)過調(diào)試,實現(xiàn)了中斷、DMA等方式,滿足了數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆#?)學(xué)習(xí)了C6701DSP芯片的工作特性以及內(nèi)部功能結(jié)構(gòu),完成了DSP外圍存儲器的擴展、時鐘信號發(fā)生以及電源模塊等外圍電路的設(shè)計。

    標簽: FPGA DSP 紅外 圖像預(yù)處理

    上傳時間: 2013-07-22

    上傳用戶:Divine

  • 基于XC2S300E芯片的高級加密標準算法的FPGA設(shè)計

    加密算法一直在信息安全領(lǐng)域起著無可替代的作用,它直接影響著國家的未來和發(fā)展.隨著密碼分析水平、芯片處理能力和計算技術(shù)的不斷進步,原有的數(shù)據(jù)加密標準(DES)算法及其變形的安全強度已經(jīng)難以適應(yīng)新的安全需要,其實現(xiàn)速度、代碼大小和跨平臺性均難以繼續(xù)滿足新的應(yīng)用需求.在未來的20年內(nèi),高級加密標準(AES)將替代DES成為新的數(shù)據(jù)加密標準.高級加密標準算法是采用對稱密鑰密碼實現(xiàn)的分組密碼,支持128比特分組長度及128比特、192比特與256比特可變密鑰長度.無論在反饋模式還是在非反饋模式中使用AES算法,其軟件和硬件對計算環(huán)境的適應(yīng)性強,性能穩(wěn)定,密鑰建立時間優(yōu)良,密鑰靈活性強.存儲需求量低,即使在空間有限的環(huán)境使用也具備良好的性能.在分析高級加密標準算法原理的基礎(chǔ)上,描述了圈變換及密鑰擴展的詳細編制原理,用硬件描述語言(VHDL)描述了該算法的整體結(jié)構(gòu)和算法流程.詳細論述了分組密碼的兩種運算模式(反饋模式和非反饋模式)下算法多種體系結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)原理,重點論述了基本體系結(jié)構(gòu)、循環(huán)展開結(jié)構(gòu)、內(nèi)部流水線結(jié)構(gòu)、外部流水線結(jié)構(gòu)、混合流水線結(jié)構(gòu)及資源共享結(jié)構(gòu)等.最后在XILINX公司XC2S300E芯片的基礎(chǔ)上,采用自頂向下設(shè)計思想,論述了高級加密標準算法的FPGA設(shè)計方法,提出了具體模塊劃分方法并對各個模塊的實現(xiàn)進行了詳細論述.圈變換采用內(nèi)部流水線結(jié)構(gòu),多個圈變換采用資源共享結(jié)構(gòu),密鑰調(diào)度與加密運算并行執(zhí)行.占用芯片面積及引腳資源較少,在芯片選型方面具有很好的適應(yīng)性.

    標簽: S300 300E FPGA 300

    上傳時間: 2013-06-20

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  • 指紋識別算法的研究及基于FPGA的硬件實現(xiàn)

    隨著圖像處理和模式識別技術(shù)的進步,基于生物特征的識別技術(shù)成為蓬勃發(fā)展的高技術(shù)之一,根據(jù)IBG(InternationalBiometricGroup)組織對生物特征市場的統(tǒng)計和預(yù)測,該領(lǐng)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(shù)由于其獨特的可靠性,穩(wěn)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(shù)是生物識別領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的識別技術(shù),也是研究與應(yīng)用的一個熱點。 SOPC片上可編程系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)是當前電子設(shè)計領(lǐng)域中最熱門的概念。NiosⅡ是Altera公司開發(fā)的一種采用流水線技術(shù)、單指令流的RISC嵌入式處理器軟核,可以將它嵌入FPGA內(nèi)部,與用戶自定義邏輯結(jié)合構(gòu)成一個基于FPGA的片上系統(tǒng)。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(tǒng)對速度的要求。 本文對指紋識別技術(shù)中各個環(huán)節(jié)的算法進行了較為深入的研究,結(jié)合NiosⅡ嵌入式處理器的特點,對算法進行了合理的選擇與優(yōu)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(tǒng)硬件設(shè)計方案。 論文的內(nèi)容主要包括以下幾個方面: 1、對指紋圖像預(yù)處理、后處理和匹配算法進行了改進,提高了算法的性能;設(shè)計了一種適用于快速匹配的指紋特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);提出了一套基于特征點匹配的指紋識別算法。實驗結(jié)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(tǒng)集成度、減小系統(tǒng)體積、提高便攜性、降低功耗和成本,同時提升系統(tǒng)的性能的原則,使用Altera公司提供的外圍設(shè)備IP核配合NiosⅡ處理器軟核搭建了一個單片嵌入式系統(tǒng),然后以內(nèi)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(shè)計了一個便攜式指紋識別系統(tǒng),提出了一套基于FPGA的硬件設(shè)計方案。 3、利用NiosⅡ開發(fā)板對硬件設(shè)計方案進行了初步的驗證,實現(xiàn)了指紋采集芯片F(xiàn)PS200與FPGA的接口,并進行了算法的移植。 實驗結(jié)果表明本文所提出的系統(tǒng)設(shè)計方案是可行的。基于FPGA的自動指紋識別系統(tǒng)在速度、功耗、體積、擴展性方面有著獨特的優(yōu)勢,具有廣闊的發(fā)展空間。最后提出了對這一設(shè)計繼續(xù)改進的思路和下一步研究的內(nèi)容。

    標簽: FPGA 指紋識別 法的研究 硬件實現(xiàn)

    上傳時間: 2013-07-28

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