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随着世界经济的飞速发展、科学技术的不断进步,安防系统产品的应用类型从接触式过渡到非接触式,中国的安防系统产品也从早期的普通锁、密码锁、磁卡、IC卡进步到无线射频感应卡,直到现在的指纹、虹膜、人脸识别等生物特征识别。人脸识别技术在身份验证、电视会议、人机界面、可视通信、公安档案管理、安全部门、基于内容的图像检索等很多方面有着广泛的应用前景。目前,国外对人脸识别技术的研究仍处于发展阶段,但在政府、军队、民用等很多公共安全领域已有比较成熟的产品开始应用。我国对这项技术的研究和应用刚刚处于起步阶段,相比国外先进水平尚存在一定的差距。
本文就以人脸识别算法为基础,同时深入研究Texas Instrument(TI)公司最新的Davinci技术,针对安防产品的特点,设计出一款高性能的嵌入式人脸识别系统原型机。该原型机具有系统平台的先进性、技术的可持续性、后续产品的扩充性与系统灵活性,可通过适当的裁剪在机场、安检、银行、反恐、公安系统中应用,使人脸识别系统尽快的产品化,填补国内人脸识别系统产品的空白。
全文内容主要包括人脸识别系统的总体设计、davinci技术的硬件系统架构、davinci高速电路的PCB布线要点及系统调试等。本文第一章阐述了生物特征识别作为身份认证方式所特有的优势以及生物特征识别技术未来发展的趋势。同时,对几种不同生物特征识别技术的应用进行了介绍,对它们各自的优缺点进行了分析和比较,提出了课题的任务。
第二章,在前面对人脸识别技术分析和应用的基础上,确定了人脸识别系统的硬件总体设计。在分析对比了视频处理领域内的常用的多种体系架构的基础上,确定了人脸识别系统的主系统的体系架构;在明确系统需求及深入的了解了所选的架构基础上,分析了ADI与TI等主流芯片优缺点,以便结合主芯片选型来最大程度的发挥所选架构的优势,合理规避其短处,最后确定以davinci的DM6446为系统主芯片,并据此给出系统的总体架构框图。其中,本章还论述了该系统的核心部分——davinci处理器及相关模块的芯片选型。
第三章详细分析TMS320DM6446的主要特性、视音频处理电路、DDR2内存电路、Flash及其它外设与电源电路与电源监控电路。给出了人脸识别系统的硬件原理图,包括视音频信号处理,存储器系统设计,及外围接口电路的芯片选择及电路的详细设计。
第四章具体论述了人脸识别系统的PCB设计以及系统调试方面的内容。本章从信号完整性的理论分析开始,详细介绍了PCB层叠的方案、DDR2的布线、数模信号混合设计,最后接合线路调试说明了本次PCB设计其它要注意的地方以及系统主回路的调试及其注意地方。
第五章对整个系统的设计进行了总结,并对人脸识别系统发展和应用前景进行了展望。