1、基于DSP的人臉輪廓識別門禁系統設計指導教師：趙亞鳳 講師 姓 名：許世杰基于DSP的人臉輪廓識別的門禁系統Page 2設計概述2選題背景及意義1硬件設計3工作流程4圖像預處理5主成分分析6Page 3選題背景及意義社會經濟快速發展，人口的流動性增大，導致社會各界對門禁系統的要求越來越嚴格。傳統的防盜鎖等設備存在易遭破譯等缺點。生物識別技術為門禁系統的發展提供 了新的方向。DSP是專門為實現快速實時信號處理而開發的微處理器，與其它微處理器相比，DSP在數字信號處理和運算能力上有顯著的優勢。本設計的目的是設計一款基于DSP、采用人臉輪廓識別技術的門禁系統，為社會安全提出一種可行的解決方案。設計概

2、述Page 4TMS320VC5509A DSP簡介TVP5150A簡介IS42S16400A簡介TMS320VC5509A DSP是TI公司的一款高性能低功耗定點DSP產品，主要有以下特點：1、性能：（1）最高200MHz時鐘頻率；（2）每周期執行一或二條指令；（3）可達400MMACS；（4）兩個算數邏輯單元（ALU）；（5）三組內部數據讀總線和兩組內部數據寫總線。2、存儲空間：（1）128K16bit片上RAM，其中包括64KB DARAM和192KB SARAM；（2）64KB片上ROM；（3）8M16bit最大可尋址外部存儲空間（同步DRAM）。3、外部接口：（1）16bit外部存儲

3、接口，兼容GPIO，支持對異步SRAM、異步EPRAM、同步DRAM的無縫連接；（2）16bit并行增強型主機接口。4、片上外設：（1）兩個20位定時計數器（TIMER）；（2）6通道直接存儲器訪問控制器（DMA）；（3）USB控制器；（4）可編程鎖相環時鐘發生器。TVP5150A是由美國TI公司開發生產的一款低功耗視頻解碼芯片，可以將輸入的NTSC，PAL，和SECAM視頻信號轉換成8位的ITU-R BT.656格式的數字碼流，同時還能輸出分離的視頻同步信號。TVP5150A解碼芯片的主要功能：同步檢測能力強，AD轉換器具有模擬處理功能，亮度、彩色信號分別采用4行的梳狀濾波器處理，亮度處理，

4、色度處理，視頻時序處理和低功耗模式，多種輸出格式控制，IC總線接口，VBI數據處理，復合視頻和S端子輸入。IS42S16400A是ISSI公司生產的一種高速SDRAM芯片，其存儲量高達64Mbit，即4M*16bit。IS42S16400A 與C5509的工作電壓都為3.3V，數據線寬度相同，都為16位，存儲時間也同步，故C5509與IS42S16400A可直接接口，用到的外存接口為CE0和CE1。芯片選擇設計概述Page 5本設計的主要思想是利用攝像頭進行視頻監控并采集圖像，對圖像進行預處理檢測后送入控制部分進行來訪者身份識別，識別正確則開門，否則拒絕開門并發出警報。系統構成硬件設計Page

5、 7圖像采集部分硬件設計Page 8存儲部分工作流程Page 10光電掃描槍的分辨率單擊添加光學部分硬件部分主程序流程圖工作流程Page 11識別子程序流程圖工作流程訓練子程序流程圖Page 12主成分分析Page 14主成分分析簡稱PCA，是一種常用的基于變量協方差矩陣對信息進行處理、壓縮和抽取的有效方法。PCA方法的基本原理：利用K-L變換抽取人臉的主要成分，構成特征臉空間，識別時將測試圖像投影到此空間，得到一組投影系數，通過與各個人臉圖像比較進行識別。主成分分析Page 15第一，假設共有M張像素為IJ的人臉樣本圖像，將每張圖像的像素進行變化，按列轉化為（IJ）1的列向量，定義為hi，其中i=1,2,3，m第二，計算m個向量的平均值U：第三，計算每張人臉圖像與平均值的差值Vi：第四，計算協方差矩陣G，其中矩陣Z由Vi元素組成：第五，計算 的特征向量ui：考慮計算量和精準度保留j個最大特征向量組成的特征子空間。第六，將差值V表示成j個特征向量的線性組合，定義 ，（i=1,2,3，,m），表示每張訓練的人臉Vi。后臺數據庫建立過程主成分分析右側上圖為待測試圖像，下圖為訓練圖像，待測試圖像與左下圖像是同一人，與右下圖不是同一人。進行識別測試后，可計算得到上圖與下圖的歐氏距離。上圖與左下圖的歐氏距離為0.6786e+007，與右下圖的歐