文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
基于TMS320DM642的嵌入式人脸识别系统的设计与实现
姓名:瞿堃
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:王世明
20060101
基于 TMS320DM642 的嵌入式人脸识别系统的设计与实现中文摘要
摘要
二十世纪末,随着计算机处理速度的飞速提高和图像处理算法
的革命性改进,作为生物特征识别技术的一个重要研究方向——人
脸识别技术在各种生物特征识别技术中脱颖而出,以其独特的主动
性、非侵犯性和用户友好等众多优势受到世人瞩目。人脸识别技术
无论在公安、军队、海关、交通、金融、社保、医疗及其他民用安
全控制行业和部门都存在着广阔的发展空间。然而,人脸识别技术
的产业化道路并不平坦,目前,其应用产品主要仍以基于 PC 平台的
产品为主,很难满足各种情形下的应用需求。随着数字信号处理器
(Digital Signal Processor, DSP)的处理速度和各项性能指标的大幅
提升,用 DSP 来实现嵌入式人脸识别系统已经成为可能。
本课题源于上海银晨智能识别科技有限公司承担的上海市科委
2010 年世界博览会安防产品专项研究项目。全文从硬件平台、算法
实现、程序优化等多方面详细论述了在 TMS320DM642 DSP 上实现
人脸识别算法的过程,并将实现的嵌入式人脸识别系统与银晨公司
上一代基于 TMS320C6204 DSP 的产品进行了比较。比较结果显示,
我们设计的基于 DM642 的新系统在功率仅为原系统一半的情况下,
识别速度比基于 C6204 的产品有 10 倍以上的提升。
在算法实现方面,我们根据基于 DSP 的嵌入式系统需要快速、
高效算法的特点和要求选择了一种基于灰度图像横纹重心模板匹配
的人脸检测算法。通过很多次的实验,我们对原有算法中的模板进
行了改进,并且设计了灰度和边缘两种特征检查方案使整个人脸识
别系统能够完成复杂背景下多级、多角度的人脸检测和识别。
I
基于 TMS320DM642 的嵌入式人脸识别系统的设计与实现中文摘要
在硬件设计方面,考虑到以往的 DSP 芯片接外设能力较差、需
要另配(如基于 ARM 处理器的)控制板来管理外部设备,为了提
高系统的集成度,我们选择了美国德州仪器(TI)公司 C6000 系列
中性能最强的定点视频专用 DSP 芯片——TMS320DM642,设计了
一种 DSP 单处理器的硬件架构。由于 DM642 具有多个专用视频接
口和网口等外设接口,使我们在用它实现人脸识别算法的同时能够
对各种外部设备进行控制,大大降低了系统的体积和功耗。
我们设计的系统在实时性、识别率和功耗这三项指标的测评上
都达到了嵌入式人脸识别系统的设计要求,完全可以满足产业化应
用要求。
我们相信在相关技术,尤其是新的算法和芯片技术的推动下,
在不久的将来,以人脸识别为代表的生物特征识别技术将从根本上
改变人们的生活方式。
关键词:人脸识别,人脸检测,数字信号处理器,嵌入式系统,
生物特征识别
II
基于 TMS320DM642 的嵌入式人脸识别系统的设计与实现英文摘要
Abstract
Since the last decade of the 20th century, the prodigious development of
computer speed and the revolutionary improvement of digital image
processing had enabled the face recognition technology to distinguish
itself from other biometrical identification technologies for its active,
non-aggressive and user-friendly characteristics. Face recognition
technology is used in various applications and attracts more and more
attention around the world. Its possible application includes: social
security, military, custom, traffic, finance and any public security related
field. Therefore, the way to industrialization rema