人臉識別技術繼指紋識別、虹膜識別以及聲音識別等生物識別技術之后,以其獨特的方便、經濟及準確性而越來越受到世人的矚目。作為人臉識別系統的重要環節—人臉檢測,隨著研究的深入和應用的擴大,在視頻會議、圖像檢索、出入口控制以及智能人機交互等領域有著重要的應用前景,發展速度異常迅猛。 FPGA的制造技術不斷發展,它的功能、應用和可靠性逐漸增加,在各個行業也顯現出自身的優勢。FPGA允許用戶根據自己的需要來建立自己的模塊,為用戶的升級和改進留下廣闊的空間。并且速度更高,密度也更大,其設計方法的靈活性降低了整個系統的開發成本,FPGA 設計成為電子自動化設計行業不可缺少的方法。 本文從人臉檢測算法入手,總結基于FPGA上的嵌入式系統設計方法,使用IBM的Coreconnect掛接自定義模塊技術。經過訓練分類器、定點化、以及硬件加速等方法后,能夠使人臉檢測系統在基于Xilinx的Virtex II Pro開發板上平臺上,達到實時的檢測效果。本文工作和成果可以具體描述如下: 1. 算法分析:對于人臉檢測算法,首先確保的是檢測率的準確性程度。本文所采用的是基于Paul Viola和Michael J.Jones提出的一種基于Adaboost算法的人臉檢測方法。算法中較多的是積分圖的特征值計算,這便于進一步的硬件設計。同時對檢測算法進行耗時分析確定運行速度的瓶頸。 2. 軟硬件功能劃分:這一步考慮市場可以提供的資源狀況,又要考慮系統成本、開發時間等諸多因素。Xilinx公司提供的Virtex II Pro開發板,在上面有可以供利用的Power PC處理器、可擴展的存儲器、I/O接口、總線及數據通道等,通過分析可以對算法進行細致的劃分,實現需要加速的模塊。 3. 定點化:在Adaboost算法中,需要進行大量的浮點計算。這里采用的方法是直接對數據位進行操作它提取指數和尾數,然后對尾數執行移位操作。 4. 改進檢測用的級聯分類器的訓練,提出可以迅速提高分類能力、特征數量大大減小的一種訓練方法。 5. 最后對系統的整體進行了驗證。實驗表明,在視頻輸入輸出接入的同時,人臉檢測能夠達到17fps的檢測速度,并且獲得了很好的檢測率以及較低的誤檢率。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,隨著FPGA技術的出現,憑借著它在設計上的優越性,使得它在各電子設計領域上備受關注。在數字控制系統的應用領域也越來越廣泛。本課題主要研究了FPGA技術和無線通訊技術在高頻感應加熱控制系統的應用,目的在于實現一個安全穩定的高頻感應加熱環境。 本文首先介紹了高頻感應加熱系統所涉及的一些概念及所要用到的一些技術。然后對系統實現的原理及實現可行性進行了深入的研究分析,確定了主電路的拓撲結構為串聯諧振式,功率調節方式為容性移相調功:計算確定了系統中各個元件的參數和符號。最后按照FPGA的設計流程,設計實現了系統所需的各個硬件電路。 本文將無線通訊的技術引入了高頻感應加熱系統的控制。利用FPGA技術將RF無線通訊電路的控制部分與其他控制電路集成到一塊FPGA芯片里,這樣大大縮小了系統的體積,提高了系統的穩定性。使得對高頻感應加熱系統的控制更加智能化,同時也使得其操作安全性得到了很大的提高,從而達到了我們的目的。 研究結果表明,利用FPGA技術以及無線通訊技術的集成來實現智能化數字控制系統是很可行的方法。本文研究的感應加熱控制系統運行良好。
上傳時間: 2013-05-31
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建立了雙容水箱系統的數學模型,采用串級控制方案對雙容水箱液位系統進行控制,控制算法采用數字PID。確定了硬件設備,制作了雙容水箱液位控制系統。采用力控5.0 版組態軟件,對整個液位控制系統進行組態,構
上傳時間: 2013-07-27
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近年來,隨著網絡技術的發展和視頻編碼標準受到廣泛接受,視頻點播、視頻流和遠程教育等基于網絡的多媒體業務逐漸普及。為了對擁有不同終端資源,不同接入網絡以及不同興趣的用戶提供靈活的多媒體數據訪問服務,多媒體數據的內容需要根據應用環境動態調整,轉碼正是實現這一挑戰性任務的關鍵技術之一。 視頻轉碼對時間的要求非常苛刻,以至于用高速的通用微處理器芯片也無法在規定的時間內完成必要的運算。因此,必須為這樣的運算設計一個專用的高速硬線邏輯電路,在高速FPGA器件上實現或制成高速專用集成電路。用高密度的FPGA來構成完成轉碼算法所需的電路系統,實現專用集成電路的功能,因其成本低、設計周期短、功耗小、可靠性高、使用靈活等優點而成為適合本課題的最佳選擇。 本文根據MPEG-2中可變長編碼(VLC)理論,采用了兩級查找表減少了VLC存儲空間的使用,完成VLC編碼的實現。根據MPEG-2中關于System Packet的定義,針對FPGA可實現性,以空間換取復雜度的減少,實現了PES包的打包模塊。根據MPEG-2相應的轉碼理論,完成了對系統解碼模塊相應的連接和調試,對解碼模塊以真實的bit流進行了貼近板級的情況的仿真。根據MPEG-2中TM5的算法的局限性,分析得出只需要對P幀進行相應處理即可改進場景變換對視頻質量的影響,完成對TM5的算法的改進。通過性能估算和電路仿真,各模塊的吞吐率能夠滿足轉碼系統的要求。
上傳時間: 2013-07-22
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本文對基于FPGA的液晶顯示控制系統的設計與實現進行了研究。設計中從LCD技術參數著手,通過對顯示驅動系統結構與工作原理的研究,設計出顯示控制系統的框圖及各功能模塊的VHDL程序,通過單片機系統配置FPGA芯片,控制LCD顯示相應的漢字和圖形。LCD顯示控制系統由顯示控制電路、顯示驅動電路和相關外圍輔助電路組成。顯示控制電路從電路中各個功能模塊所需要的控制時序信號出發,通過對其工作過程的研究,設計出控制器、RAM控制器等各功能模塊。顯示驅動電路從LCD工作所需要的掃描時序信號出發,設計出時序發生電路等各功能模塊。所有的VHDL程序通過了MAX+PLUS—II軟件實現編譯及仿真后,在實際的硬件中調試通過。
上傳時間: 2013-05-24
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隨著 EDA 技術及微電子技術的飛速發展,現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array,簡稱 FPGA)的性能有了大幅度的提高,FPGA的設計水平也達到了一個新的高度。基于FPGA的嵌入式系統設計為現代電子產品設計帶來了更大的靈活性,以Nios Ⅱ軟核處理器為核心的SOPC(System on Programmable Chip)系統便是把嵌入式系統應用在FPGA上的典型例子,本文設計的指紋識別模塊就是基于FPGA的Nios Ⅱ處理器為核心的SOPC設計。通過IP核技術和靈活的軟硬件編程,實現Nios Ⅱ對FPGA外圍器件的控制,并對指紋處理算法進行了改進,研究了指紋識別算法到Nios Ⅱ系統的移植。 本文首先闡述了指紋識別模塊的SOPC設計方案,然后是對模塊的詳細設計。在硬件方面,完成了指紋識別模塊的 FPGA 硬件設計,包括 FPGA 內部的Nios Ⅱ系統硬件設計和 FPGA 外圍電路設計。前者利用 SOPC Builder將Nios Ⅱ處理器、指紋讀取接口 UART、鍵盤與LCD顯示接口、FLASH接口、SDRAM控制器構建成NiosⅡ硬件系統,后者是電源和時鐘電路、SDRAM存儲器電路、FLASH存儲器電路、LCD顯示電路、指紋傳感器電路、FPGA 配置電路這些純實物硬件設計,給出了設計方法和電路連接圖。 在軟件方面,包括下面兩個內容: 完成 FPGA 外圍器件程序設計,實現對外圍器件的操作。 深入的研究了指紋識別算法。對指紋圖像識別算法中的指紋圖像濾波和匹配算法進行了分析,提出了指紋圖像增強改進算法和匹配改進算法,通過試驗,改進后的指紋圖像濾波算法取得了較好的指紋圖像增強效果。改進后的匹配算法速度較快,誤識率較低。最后研究了指紋識別算法如何在FPGA中的Nios Ⅱ系統的實現。
上傳時間: 2013-06-12
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軟件開發環境:ISE 7.1i 硬件開發環境:紅色颶風II代-Xilinx版 1. 本實例用于控制開發板上面的SDRAM完成讀寫功能; 先向SDRAM里面寫數據,然后再將數據讀出來做比較,如果不匹配就通過LED變亮顯示出來,如果一致,LED就不亮。 2. part1目錄是使用Modelsim仿真的工程; 3. part2目錄是在開發版上面驗證的工程; 2.1. part1_32目錄是4m32SDRAM的仿真工程; 2.2. part1_16目錄是4m16SDRAM的仿真工程; \model文件夾里面是仿真模型; \rtl文件夾里面是源文件; \sim文件夾里面是仿真工程; \test_bench文件夾里面是測試文件; \wave文件夾里面是仿真波形。 3.1. 工程在\project文件夾里面; 3.2. 源文件和管腳分配在\rtl文件夾里面; 3.3. 下載文件在\download文件夾里面,.mcs為PROM模式下載文件,.bit為JTAG調試下載文件。
上傳時間: 2013-04-24
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本文從硬件和軟件兩方面介紹了MCS-51單片機溫度控制系統的設計思路.
上傳時間: 2013-08-04
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隨著集成電路的設計規模越來越大,FPGA為了滿足這種設計需求,其規模也越做越大,傳統平面結構的FPGA無法滿足實際設計需求。首先是硬件設計上的很難控制,其次就是計算機軟件面臨很大挑戰,所有復雜問題全部集中到布局布線(P&R)這一步,而實際軟件處理過程中,P&R所占的時間比例是相當大的。為了緩解這種軟件和硬件的設計壓力,多層次化結構的FPGA得以采用。所謂層次化就是可配置邏輯單元內部包含多個邏輯單元(相對于傳統的單一邏輯單元),并且內部的邏輯單元之間共享連線資源,這種結構有利于減少芯片面積和提高布通率。與此同時,FPGA的EDA設計流程也多了一步,那就是在工藝映射和布局之間增加了基本邏輯單元的裝箱步驟,該步驟既可以認為是工藝映射的后處理,也可認為是布局和布線模塊的預處理,這一步不僅需要考慮打包,還要考慮布線資源的問題。裝箱作為連接軟件前端和后端之間的橋梁,該步驟對FPGA的性能影響是相當大的。 本文通過研究和分析影響芯片步通率的各種因素,提出新的FPGA裝箱算法,可以同時減少裝箱后可配置邏輯單元(CLB)外部的線網數和外部使用的引腳數,從而達到減少布線所需的通道數。該算法和以前的算法相比較,無論從面積,還是通道數方面都有一定的改進。算法的時間復雜度仍然是線性的。與此同時本文還對FPGA的可配置邏輯單元內部連線資源做了分析,如何設計可配置邏輯單元內部的連線資源來達到即減少面積又保證芯片的步通率,同時還可以提高運行速度。 另外,本文還提出將電路分解成為多塊,分別下載到各個芯片的解決方案。以解決FPGA由于容量限制,而無法實現某些特定電路原型驗證。該算法綜合考慮影響多塊芯片性能的各個因數,采用較好的目標函數來達到較優結果。
上傳時間: 2013-04-24
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基于單片機的智能交通燈控制系統的設計基于單片機的智能交通燈控制系統的設計
上傳時間: 2013-04-24
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