DSP课程设计报告书基于TMS320VC5402的虹膜识别系统设计 .doc
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1、湖 北 民 族 学 院 科 技 学 院信息工程系DSP课程设计报告书题目: 基于TMS320VC5402的虹膜识别系统设计 专 业: 电气工程及其自动 班 级: 1 1 学 号: 学生姓名: 指导教师: 2010年 6月 25日信息工程系课程设计任务书学 号学生姓名专业(班级)11设计题目基于TMS320VC5402的虹膜识别系统设计设计技术参数Gabor滤波,FFR,安全系数,识别率。设计要求基于TMS320VC5402的虹膜识别系统设计。利用MATLAB试验箱仿真,用FPGA写程序。工作量完成5330字。总共画了4张图纸。工作计划十四周查阅资料十五周总体构架十六十七周完成论文,及修改参考资
2、料1.康浩,虹膜纹理的相位编码帆上海交通大学学报J,1999,33(5):5425442.王向军,非接触式虹膜图像获取及特征提取方法的研究棚光学学报【J】,2005,25(0),319-3233.田启川,张洪才MATLABGUI的虹膜识别算法.计算机仿真J,2006,23(2):227-2304.黄惠芳,胡广书红外与激光工程J,2002,3l(5):404-4095.于秀丽虹膜定位算法的研究哪天津科技大学学报J,2004,190):49-52指导教师签字 2010年 6 月 25日 摘 要信息化时代的到来,安全问题成为人们关注的焦点,作为一种新兴的生物识别技术虹膜识别,以其显著的优势得到了迅速
3、的发展。虹膜具有唯一性,稳定性,受保护的生物特性,使得在商业及安全领域虹膜识别技术都有很大的应用前景。本文针对虹膜识的系统中主要部分的算法进行了深入的研究,给出了一系列算法,通过实验验证,效果良好。 文章介绍了以TMS320VC5402为核心的虹膜识别系统的硬件设计,提出了一种由FPGA、OV5017与TMS320VC5402组成的DSP应用硬件平台,并详细介绍了系统的设计方案和关键硬件的结构设计以及软件设计方法。关键词: TMS3205402 DSP虹膜识别OV5017 FPGA数字摄像机 硬件设计abstract:with Informationization time arrival,
4、The security problem becomes the focal point which the people pay attention, As one emerging living thing recognition technology - - iris recognition, Obtained the rapid development by its remarkable superiority. The iris has uniqueness, the stability, biological characteristic which protects, cause
5、s has the very big application prospect in commercial and the security domain iris recognition technology. This article in the system which knows in view of the iris main parts algorithm has conducted the thorough research, has given a series of algorithms, through the experimental verification, the
6、 effect is good.The article introduced take TMS320VC5402 as the core iris recognition systems hardware design, proposed one kind the DSP application hardware platform which by FPGA, OV5017 and TMS320VC5402 is composed, and introduced systems design proposal and the essential hardwares structural des
7、ign as well as the software design method in detail.Keyword:TMS320VC5402 DSP Iris recognition OV5017 FPGA Digital cameraHardware design目 录任务提出与方案论证41.1任务提出41.2方案42.总 体 设 计53.详 细 设 计63.1系统硬件设计63.2图像采集73.3图像处理73.4数据存储73.5图像显示73.6电源部分74系统软件设计84.1 虹膜定位84.3 虹膜的相位匹配算法95.结 束 语106.参考文献:11 引言:21世纪是信息技术、网络技术的
8、世纪,也是人类摆脱传统的技术束缚,越来越自由的世纪。在这个以信息、自由为特点的世纪里,生物认证技术,作为20世纪末期才开始蓬勃发展的高新技术,必将在社会生活中占据越来越重要的位置,从根本上改变人类的生活方式。虹膜、指纹、DNA这些人体本身的特点,将逐步取代现有的密码、钥匙、成为人们习惯的生活方式,同时,最大限度的保证个人资料的安全,最大限度的防止各种类型的刑事、经济犯罪活动。虹膜识别技术,由于其在采集、精确度等方面独特的优势,必然会成为未来社会的主流生物认证技术。未来的安全控制、海关进出口检验、电子商务等多种领域的应用,也必然的会以虹膜识别技术为重点。这种趋势,现在已经在全球各地的各种应用中逐
9、渐开始显现出来。任务提出与方案论证1.1任务提出人体特征的鉴别方法有很多种。在任何生物特征中,指纹相对稳定但录取指纹不是非侵犯性的。脸像特征具备很多优点(如主动性、非侵犯性和用户友好等),但脸像特征随年龄而变化,可靠性不高,而且容易被伪装。声音特征具备和脸像特征相似的优点,但他随年龄、健康状况和环境等因素而变化,而且说话人识别系统也容易被录音所欺骗,容易被伪造。虹膜特征识别解决了这些问题,还具备上述其他生物特征所不具备的一些特性,故近年来虹膜识别技术被认为是最有前途的生物识别技术之一。虹膜识别系统包括虹膜图像采集装置和虹膜识别软件算法两部分,是一项门槛很高的高新技术。虹膜识别技术在20世纪90
10、年代前只有世界上少数的企业掌握其核心技术,技术水平也没有达到实际使用的程度,但随着科学技术的不断进步,现在虹膜识别的技术水平已经达到1秒钟完成100万次图像比对,并且错误率低于百万分之一,被公认为可靠性最高的生物识别技术,并且开始进入实际应用阶段。1.2方案设计思想,使系统具有结构简单,成本低廉,保密性好的特点。在系统性能上,系统可以利用FPGA的并行处理能力提高系统性能,如采用定制自定义模块用硬件实现耗时大的软件算法模块提高系统性能,也可以采用TMS320VC5042DSP的自定义指令方式用硬件实现部分复杂算法片段,方便的在软件程序中调用,大大提高了程序执行效率, 另外还可以用新推出的C2H
11、工具直接将一些软件程序进行硬件化,提高系统性能,这些多很好的保证了本系统很高的处理速度,具有很好实时性。2.总 体 设 计从模块化的角度而言,完整的虹膜识别系统可分为两个模块:虹膜图像采集系统和上位机识别系统。虹膜识别系统的原理框图如图21所示,其中,虹膜图像采集系统包括虹膜图像采集装置、虹膜图像存储及传输装置两部分。这部分主要是靠CCD或CMOS摄象机和基于DSP的采集和处理电路来实现。上位PC机识别系统由计算机和虹膜识别软件组成。由虹膜图像采集系统获取的虹膜图像上传到上位PC计算机进行软件识别处理。虹膜识别系统方框图本系统的硬件平台由五个部分组成,分别是图像采集、图像处理、数据存储、图像显
12、示和电源部分。1.画好电路图,在protel上仿真,2.将算法设计好,并在MATLAB上运行得到结果。3.写出软件设计方法,并写出程序。4.得出结果。3.详 细 设 计3.1系统硬件设计 本系统的硬件平台由五个部分组成,分别是图像采集、图像处理、数据存储、图像显示和电源部分。其结构框图如图1所示图1 系统结构框图3.2图像采集 图像采集是将CCD摄像机采集到的虹膜图像,经高精度的A/D转换后得到数字虹膜图像。A/D转换器采用TI公司的TVP5145芯片,其采样精度达到10bit,输出支持CCIR-656和BT656等格式。3.3图像处理 数字多媒体处理器TM320VC5402属于TI公司C60
13、00系列,是一款新型高性能的DSP。它是整个虹膜识别系统的核心。它的任务是对得到的数字虹膜图像进行处理和识别,将处理的数据存入数据存储器,将识别的结果送到LCD显示器进行显示。 TMS320VC5402基于C64x内核,采用高级甚长指令字(VelociTI)体系结构。具有64个32位通用寄存器,8个独立计算的功能单元。它可在600MHz时钟速率工作,每个指令周期可并行执行8条32位指令,峰值计算速率可达4800MIps。TMS320VC5402有L1和L2两级缓存,第一级包括L1P(16KB)程序缓存和L1D(16KB)数据缓存;第二级缓存L2(256KB)可灵活配置成缓存或片上内存。TMS3
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