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交互设计

  • 基于FPGA的人脸检测系统设计

    人脸识别技术继指纹识别、虹膜识别以及声音识别等生物识别技术之后,以其独特的方便、经济及准确性而越来越受到世人的瞩目。作为人脸识别系统的重要环节—人脸检测,随着研究的深入和应用的扩大,在视频会议、图像检索、出入口控制以及智能人机交互等领域有着重要的应用前景,发展速度异常迅猛。 FPGA的制造技术不断发展,它的功能、应用和可靠性逐渐增加,在各个行业也显现出自身的优势。FPGA允许用户根据自己的需要来建立自己的模块,为用户的升级和改进留下广阔的空间。并且速度更高,密度也更大,其设计方法的灵活性降低了整个系统的开发成本,FPGA 设计成为电子自动化设计行业不可缺少的方法。 本文从人脸检测算法入手,总结基于FPGA上的嵌入式系统设计方法,使用IBM的Coreconnect挂接自定义模块技术。经过训练分类器、定点化、以及硬件加速等方法后,能够使人脸检测系统在基于Xilinx的Virtex II Pro开发板上平台上,达到实时的检测效果。本文工作和成果可以具体描述如下: 1. 算法分析:对于人脸检测算法,首先确保的是检测率的准确性程度。本文所采用的是基于Paul Viola和Michael J.Jones提出的一种基于Adaboost算法的人脸检测方法。算法中较多的是积分图的特征值计算,这便于进一步的硬件设计。同时对检测算法进行耗时分析确定运行速度的瓶颈。 2. 软硬件功能划分:这一步考虑市场可以提供的资源状况,又要考虑系统成本、开发时间等诸多因素。Xilinx公司提供的Virtex II Pro开发板,在上面有可以供利用的Power PC处理器、可扩展的存储器、I/O接口、总线及数据通道等,通过分析可以对算法进行细致的划分,实现需要加速的模块。 3. 定点化:在Adaboost算法中,需要进行大量的浮点计算。这里采用的方法是直接对数据位进行操作它提取指数和尾数,然后对尾数执行移位操作。 4. 改进检测用的级联分类器的训练,提出可以迅速提高分类能力、特征数量大大减小的一种训练方法。 5. 最后对系统的整体进行了验证。实验表明,在视频输入输出接入的同时,人脸检测能够达到17fps的检测速度,并且获得了很好的检测率以及较低的误检率。

    标签: FPGA 人脸检测 系统设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:大融融rr

  • 伪随机序列发生器的FPGA设计与实现

    伪随机序列 (Pseudo-Random Sequence,PRS)广泛应用于密码学、扩频通信、雷达、导航等领域,其设计和分析一直是国际上的研究热点。混沌序列作为一种性能优良的伪随机序列,近年来受到越来越多的关注。寻找一种性能更为良好的混沌伪随机序列(ChaosPseudo Random Sequence,CPRS)并且完成其硬件实现,在理论研究与工程应用上都是十分有价值的。基于切延迟椭圆反射腔映射混沌系统(Tangent-Delay Ellipse Reflecting Cavity map System,TD-ERCS)已被理论分析和测试证明具有良好的密码学性质。本文介绍了一种基于TD-ERCS构造伪随机序列发生器 (Pseudo Random SequenceGenerator,PRSG)的新方法;并基于这种方法,提出了以现场可编程门阵列 (Field Programmable Gate Array,FPGA)为平台的硬件设计实现方案,采用硬件描述语言 (VHSIC Hardware DescriptionLanguage,VHDL )完成了整个系统的设计,通过了仿真与适配,完成了硬件调试;详细地论述了系统总体框架及内部模块设计,重点介绍了TD-ERCS算法实现单元的设计,并在系统中设计加入了异步串行接口,完善了整个系统的模块化,可使系统嵌入到现有的各类密码系统与设备中;基于FDELPHI编程环境,完成了计算机应用软件的设计,为使用基于TD-ERCS开发的PRSG硬件产品提供了人机交互界面,也为分析与测试硬件系统产生的CPRS提供了方便;同时依据美国国家标准与技术研究院 (National Institute of Standards andTechnology,NIST)提出的伪随机序列性能指标,对软件与硬件系统产生的CPRS进行了标准测试,软件方法所得序列各项性能指标完全合格,硬件FPGA所得序列仅三项测试未能通过,其原因有待进一步研究。

    标签: FPGA 伪随机序列 发生器

    上传时间: 2013-06-20

    上传用户:heart520beat

  • 基于FPGA的目标跟踪系统设计与研究

    随着电子技术的快速发展,计算机的性能得到了极大的提高,使得利用计算机实现人类的视觉功能成为目前计算机领域中最热门的课题之一。基于视频的目标检测与跟踪技术是计算机视觉领域中最主要的研究方向之一,它是智能监控、人机交互、移动机器人视觉导航、工业机器人手眼系统等应用的基础和关键技术。在科学研究和工程应用上都有十分诱人的前景。    论文提出了以FPGA为核心的思想,设计出一套应用于背景静止视频序列的动态目标检测与跟踪系统。通过位置固定的摄像头监控某一区域,分析摄像头采集到的动态视频序列,计算出目标的运动参数。与传统的基于PC机的视频动态目标跟踪系统相比,适应了目标跟踪系统对图像处理速度的实时性与数据带宽越来越高的要求,同时成本较低、设计更灵活,而且硬件重构性好、处理速度快、系统易于升级。    论文的主要工作包括:构建目运动标跟踪系统软件平台和硬件平台。应用MATLAB对目标检测算法进行仿真分析比较。采用Synplifty Pro、ModelSim和TimingDesigner等各种EDA软件工具对系统中各个层次的模块进行时序设计、代码编写、仿真验证等。最后使用QuartusⅡ将整个系统工程文件综合、布局布线。在察看时序报告无误后,将系统配置文件下载至FPGA开发板中。    实现结果表明:所设计的系统能很好地工作在FPGA中,实现了设计要求,为视觉智能监控打下基础。

    标签: FPGA 目标跟踪 系统设计

    上传时间: 2013-08-05

    上传用户:亮剑2210

  • 基于快速原型的数字滤波器的设计和实现

    · 摘要:  数字滤波器和快速傅氏变换算法是数字信号处理的两大基石.在DSP芯片上实现数字滤波器算法的传统做法是用汇编语言编写软件来实现.用汇编语言编写的DSP程序具有最好的执行效率,但DSP汇编语言的编程效率较低.该文主要研究如何使用基于交互的方框仿真和自动代码生成快速原型的方法进行滤波器设计.实现了从顶层的系统仿真到底层的芯片算法的设计.这个方法大大地缩短了算法的开发周期.&

    标签: 原型 数字滤波器

    上传时间: 2013-07-19

    上传用户:水中浮云

  • 充分利用IP以及拓扑规划提高PCB设计效率

    本文探讨的重点是PCB设计人员利用IP,并进一步采用拓扑规划和布线工具来支持IP,快速完成整个PCB设计。从图1可以看出,设计工程师的职责是通过布局少量必要元件、并在这些元件之间规划关键互连路径来获取IP。一旦获取到了IP,就可将这些IP信息提供给PCB设计人员,由他们完成剩余的设计。 图1:设计工程师获取IP,PCB设计人员进一步采用拓扑规划和布线工具支持IP,快速完成整个PCB设计。现在无需再通过设计工程师和PCB设计人员之间的交互和反复过程来获取正确的设计意图,设计工程师已经获取这些信息,并且结果相当精确,这对PCB设计人员来说帮助很大。在很多设计中,设计工程师和PCB设计人员要进行交互式布局和布线,这会消耗双方许多宝贵的时间。从以往的经历来看交互操作是必要的,但很耗时间,且效率低下。设计工程师提供的最初规划可能只是一个手工绘图,没有适当比例的元件、总线宽度或引脚输出提示。随着PCB设计人员参与到设计中来,虽然采用拓扑规划技术的工程师可以获取某些元件的布局和互连,不过,这个设计可能还需要布局其它元件、获取其它IO及总线结构和所有互连才能完成。PCB设计人员需要采用拓扑规划,并与经过布局的和尚未布局的元件进行交互,这样做可以形成最佳的布局和交互规划,从而提高PCB设计效率。随着关键区域和高密区域布局完成及拓扑规划被获取,布局可能先于最终拓扑规划完成。因此,一些拓扑路径可能必须与现有布局一起工作。虽然它们的优先级较低,但仍需要进行连接。因而一部分规划围绕布局后的元件产生了。此外,这一级规划可能需要更多细节来为其它信号提供必要的优先级。

    标签: PCB 利用IP 拓扑规划

    上传时间: 2013-10-12

    上传用户:sjyy1001

  • 基于STC单片机的电动客车空调控制系统设计

    为了实现电动客车空调系统的自动控制,采用STC系列单片机,开发一套基于RS485总线电动客车空调控制系统。通过实时检测温度,实现压缩机、蒸发风机、冷凝风机的变频控制和采用LCD液晶显示技术和按键功能,实际应用表明,人机交互界面友好,达到了节能环保目的达到了设计要求。

    标签: STC 单片机 电动客车 空调控制

    上传时间: 2013-12-23

    上传用户:13686209316

  • 基于瑞萨电子微控制器的温度控制系统设计

      为了提高传统温度控制系统的性能,将PID控制理论与嵌入式系统相结合,采用瑞萨电子公司的H8S/2166作为核心处理器,AD公司的AD7705以及热敏电阻温度传感器作为温度检测单元,利用4×6小键盘、LCD显示器和S1D13305液晶控制器达到良好的人机交互,设计出了一个应用于化工领域的嵌入式实时温度控制系统。相比于传统温度控制系统,该系统提供了更强的计算能力和可扩展能力,采用增量PID控制算法实现复杂控制。通过实验,该系统能达到0.1 ℃的温度控制精度以及小于120 s的温度稳定时间。   Abstract:   In order to improve the performance of conventional temperature control system, combining PID control theory with embedded systems, using the Renesas Electronics Corp. H8S/2166 micro-controller as a core processors, AD7705 and thermistor temperature sensor as a temperature detection unit and 4×6 small keyboard, LCD and S1D13305 LCD controller as a good human-computer interaction, this paper designed an embedded real-time temperature control system which is applied in chemical industry. Compared with conventional temperature control system, this system provides more computing power and extensibility, and adopts PID control algorithm for complex control. Through the experiment, the system can reach temperature control accuracy of 0.1 ℃ and temperature stabilization time of less than 120 seconds.

    标签: 瑞萨电子 微控制器 温度控制 系统设计

    上传时间: 2014-12-26

    上传用户:003030

  • 基于单片机和CPLD的任意波形发生器的设计

    在超声技术日益发展的今天,一个高质量的超声信号源成为各种超声产品的主动力。传统模拟超声信号源的智能化控制尚不完善,只能直接产生适当频率的电信号,用以驱动特定的超声波换能器。这对于信号源的合理利用是一个较大的弊端。本文介绍了一种采用单片机与复杂可编程逻辑器件(CPLD)相结合的方法设计的新型任意波形发生器(AWG)。其中波形合成采用了直接数字合成(DDS)技术。本系统能输出频率和幅度可调的多种标准函数波以及任意波形。信号频率范围覆盖超低频和高频,同时极大地提高了频率的分辨率和准确度,因此可以用它代替常用的模拟超声信号源。本系统采用单片机(AT89S52)对整机的输入、输出过程和波形数据采集进行控制。高速的CPLD(EPM7128S)将波形数据从存储器(AT28C256)中读出并送给波形生成DAC(AD7524)进行转换,形成所要的波形。并通过改变幅度控制DAC(DAC0832)的输入值来调节输出波形的峰值。用户通过面板上的矩阵键盘和1602液晶模块进行人机交互。串行E2PROM(AT24C02)实现了波形数据掉电保存功能。任意波形数据既可由输入的模拟信号经A/D转换后获得,也可采用具备RS-232接口的手写板直接输入。

    标签: CPLD 单片机 任意波形发生器

    上传时间: 2013-11-25

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  • 一种基于MCS51的微型计算机数控系统设计

    本文开发出一套小型计算机数控系统。在硬件上,由上位机和下位机两部分构成。上位机采用PC机或工控机,主要实现与用户交互.,完成数据处理。下位机采用MCS-51单片机系统,主要实现通讯及强实时信号的处理。下位机控制软件使用了嵌入式实时操作系统μC/OS-II进行开放式数控系统的开发。软件设计部分,上位机采用Visual Basic为开发工具,下位机采用C51、51汇编。

    标签: MCS 51 微型计算机 数控

    上传时间: 2014-08-14

    上传用户:assef

  • 基于SPCE061A的智能语音处理系统设计

    本论文基于凌阳16 位单片机SPCE061A 和外扩存储器SPR 模组,采用语音识别技术,设计完成了一款能够执行语音指令并进行简单语音对话的交互式智能语音处理系统。系统设计包括硬件和软件两个方面:硬件部分基于凌阳SPCE061A 精简开发板,以SPR 模组作为语音资源的外部存储器;软件方面主要包括语音资源库的建立和系统的程序设计。该系统能够实现唱歌、背诵唐诗、简单特定对话和才艺表演等交互功能,还可按要求实现内部资源的更新,具有较大的灵活性和软硬件可扩展性。

    标签: SPCE 061A 061 智能语音

    上传时间: 2013-10-17

    上传用户:nunnzhy