基于DSP的人臉識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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1．3 KNN分類器的構(gòu)建
KNN的實(shí)現(xiàn)分訓(xùn)練和識(shí)別兩步。訓(xùn)練時(shí)，把每類樣本降維后的結(jié)果作為KNN的輸入。K近鄰算法將一個(gè)測(cè)試點(diǎn)x分類為與它最接近的K個(gè)近鄰中出現(xiàn)最多的那個(gè)類別，從測(cè)試樣本點(diǎn)開(kāi)始生長(zhǎng)，不斷擴(kuò)大區(qū)域，直到包含進(jìn)K個(gè)訓(xùn)練樣本點(diǎn)為止，并且把測(cè)試樣本點(diǎn)的類別歸為這最近K個(gè)訓(xùn)練樣本點(diǎn)中出現(xiàn)頻率最大的類別。如圖3所示，圓圈表示待識(shí)別數(shù)據(jù)所處的位置，選擇K值為3時(shí)，選中實(shí)線圓中的3個(gè)數(shù)據(jù)，識(shí)別結(jié)果為三角形代表的類；選擇K值為5時(shí)，選中虛線圓中的5個(gè)數(shù)據(jù)，識(shí)別結(jié)果為正方形代表的類。所以選取恰當(dāng)?shù)腒值對(duì)分類的結(jié)果有很大影響。如果K值選取過(guò)大時(shí)，可能能較正確地分類，但是同時(shí)犧牲了性能，提高了計(jì)算復(fù)雜度。如果K值選取過(guò)小，則大大降低了計(jì)算復(fù)雜度，但是可能會(huì)影響分類的準(zhǔn)確性。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/151846.htm
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)選用DSP6713，這是TI公司生產(chǎn)的C6000系列的浮點(diǎn)處理器，其采用了VLIW體系結(jié)構(gòu)，指令運(yùn)行的等效周期數(shù)較低，運(yùn)行速度較快。圖像的采集采用了PAL制式輸出的普通攝像頭加上TI公司生產(chǎn)的圖像編碼芯片TVP5147，該芯片支持多種制式，多種接口輸入，并可以輸出YUV格式的視頻數(shù)據(jù)，同時(shí)提供行同步信號(hào)和垂直同步信號(hào)等。數(shù)據(jù)暫存使用CPLD和SRAM實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)系統(tǒng)構(gòu)成，如圖4所示。
2．1 TVP5147芯片
系統(tǒng)上電時(shí)，DSP首先對(duì)TVP5147初始化，其通過(guò)I2C總線實(shí)現(xiàn)，DSP自帶I2C總線控制器。芯片I2C地址是由芯片引腳I2CA的電平控制的，如該引腳接高電平，則I2C寫(xiě)地址為0xB8，否則為OxBB。
假如系統(tǒng)初始化為從Y[9．．O]端口輸出10位的YUV混合視頻數(shù)據(jù)，則可知道其輸出符合以下時(shí)序，如圖5所示。
圖中第一行為DATACLK信號(hào)，其為TVP5147芯片提供的數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)，第二行為數(shù)據(jù)Y[9…0]，當(dāng)每一行圖像開(kāi)始之前，會(huì)有4個(gè)SAV信號(hào)，同樣，結(jié)束之后也有4個(gè)EAV信號(hào)，如圖5所示，數(shù)據(jù)是YCbCr格式，每個(gè)像素點(diǎn)的數(shù)據(jù)為4個(gè)數(shù)據(jù)組成，一次為Cb，Y，Cr，Y。而由圖5中可以看出AVID信號(hào)為高電平時(shí)，表明當(dāng)前的數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)。這為CPLD采集有效數(shù)據(jù)提供了參考信號(hào)。同時(shí)TVP5147芯片還輸出FID信號(hào)，該信號(hào)為奇偶場(chǎng)指示信號(hào)。
2．2 CPLD讀寫(xiě)SRAM
存儲(chǔ)器選擇了DS1265AB，它是SRAM存儲(chǔ)器，具有存儲(chǔ)速度快的優(yōu)點(diǎn)，并能夠在系統(tǒng)掉電時(shí)保存數(shù)據(jù)10年。DS1265具有1 MB的容量，20根地址線，8根數(shù)據(jù)線，另有WE，OE，CE信號(hào)輸入端。
CPLD選用EPM7128具有價(jià)格便宜、計(jì)數(shù)頻率高等優(yōu)點(diǎn)。將存儲(chǔ)器SRAM接到CPLD的IO引腳上，配合時(shí)序便能達(dá)到對(duì)SRAM讀寫(xiě)的要求，原理圖，如圖6所示。
編寫(xiě)CPLD程序使得輸出時(shí)序滿足SRAM的存儲(chǔ)要求，當(dāng)然對(duì)于設(shè)計(jì)的具體要求，利用兩片SRAM分別存儲(chǔ)奇偶場(chǎng)的數(shù)據(jù)，SRAM的切換是由奇偶場(chǎng)信號(hào)FID控制多片74HC245實(shí)現(xiàn)的，詳細(xì)過(guò)程，如圖7所示。當(dāng)FID處于高電平時(shí)，此時(shí)M1和M4使能，此時(shí)CPLD將地址信號(hào)CPLDaddr輸入SRAM1中，DSP將地址信號(hào)DSPaddr輸入至SRAM2中，同時(shí)M6和M8使能，由圖中可以看出，此時(shí)CPLD正向SRAM1寫(xiě)入數(shù)據(jù)，而DSP正從SRAM2中讀取數(shù)據(jù)，同時(shí)M10使能，CPLD的信號(hào)CPLDctl控制SRAM1的讀寫(xiě)，而DSP的信號(hào)DSPctl控制SRAM2的讀寫(xiě)，當(dāng)FID轉(zhuǎn)為低電平時(shí)，正好將SRAM1和SRAM2實(shí)現(xiàn)了交換。以這種方式構(gòu)建的系統(tǒng)，能同時(shí)將視頻的兩場(chǎng)數(shù)據(jù)同時(shí)記錄下來(lái)，實(shí)現(xiàn)了CPLD和DSP的有機(jī)結(jié)合。至此CPLD的任務(wù)就是將有效的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的SRAM中，當(dāng)TVP5147芯片AVID引腳上升沿時(shí)，置地址為初始值00h，即從首地址依次往后寫(xiě)入。每一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)DATACLK上升沿時(shí)將TVP5147輸出的Y[9…2]存儲(chǔ)到當(dāng)前地址單元，Y0和Y1位舍棄，因?yàn)樗x擇的SRAM數(shù)據(jù)位為8位，當(dāng)放棄Y0和Y1位后，降低了圖像數(shù)據(jù)的精度，但對(duì)識(shí)別效果的影響卻很小，然后隨著DATACLK每次上升沿的來(lái)臨，CPLD將地址單元加1，這樣實(shí)現(xiàn)每一場(chǎng)數(shù)據(jù)的寫(xiě)入。當(dāng)切換至另一場(chǎng)數(shù)據(jù)時(shí)，執(zhí)行的過(guò)程相同，只是存儲(chǔ)的對(duì)象被74HC245強(qiáng)制更改，如此循環(huán)，便可將每場(chǎng)數(shù)據(jù)記錄下來(lái)。
2．3 圖像輸出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)為了減輕負(fù)擔(dān)，采用電視監(jiān)控的方法，將小型電視機(jī)通過(guò)TI公司的視頻編碼芯片THS8135連接至DSP總線，將得到的YUV數(shù)據(jù)通過(guò)THS8135直接輸出至電視AV的視頻接收端，并且通過(guò)DSP可以將一些信息顯示到電視屏幕上，這樣使得識(shí)別的過(guò)程更加人性化。
評(píng)論