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嵌入式人脸检测系统的设计与实现

作　者: 贾凯
导　师: 王伟
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 交通信息工程及控制
关键词: 人脸检测 肤色特征 harr特征 ARM
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本文设计和实现了嵌入式人脸检测系统,首先对系统进行了需求分析,搭建了基于ARM处理器的硬件平台,并采用了直接使用JTAG调试器烧写NAND FLASH的方法。然后设计了硬件系统bootloader程序以及CMOS传感器与LCD驱动程序。最后设计和实现了结合帧间差法的基于肤色特征与harr特征的级联嵌入式人脸检测算法。通过编译bootloader程序、驱动程序以及人脸检测程序,生成了嵌入式系统的映像文件。通过使用JTAG调试器将该映像文件烧写至NAND FLASH并运行,实现了人脸检测功能,验证了系统设计的可行性。本系统的人脸检测时间为1.02帧/s,能基本实时地检测到场景中人脸的位置和运动变化。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 嵌入式系统简介  7-8
    1.1.1 嵌入式系统的应用  7-8
    1.1.2 嵌入式系统的现状及前景  8
  1.2 人脸检测技术及其现状  8
  1.3 人脸检测技术在嵌入式系统上实现的意义  8-9
  1.4 论文的主要工作  9-10
  1.5 论文的结构安排  10-11
第二章 硬件系统的设计  11-15
  2.1 硬件系统概述  11
  2.2 系统各硬件模块功能分析  11-14
    2.2.1 ARM 处理器概述  11-12
    2.2.2 NAND FLASH 概述  12
    2.2.3 SDRAM 概述  12-13
    2.2.4 CMOS 传感器概述  13-14
    2.2.5 LCD 概述  14
  2.3 本章小结  14-15
第三章 NAND FLASH 烧写软件的设计与实现  15-29
  3.1 JTAG 接口调试原理  15-18
    3.1.1 JTAG 接口  15
    3.1.2 边界扫描  15
    3.1.3 TAP  15-17
    3.1.4 JLINK  17-18
  3.2 NAND FLASH 烧写系统设计  18-19
  3.3 NAND FLASH 烧写软件的设计与实现  19-27
    3.3.1 烧写软件结构设计  19
    3.3.2 烧写软件的实现  19-27
  3.4 本章小结  27-29
第四章 BOOTLOADER 程序的设计与实现  29-55
  4.1 BOOTLOADER 程序概述  29
  4.2 ARM 指令集及功能寄存器概述  29-35
    4.2.1 ARM 指令集概述  29-31
    4.2.2 ARM 处理器模式  31
    4.2.3 当前程序状态寄存器（CPSR）  31-34
    4.2.4 指令流水线  34-35
  4.3 系统的启动过程  35
  4.4 BOOTLOADER 程序的设计与实现  35-54
    4.4.1 boot 程序的设计与实现  35-48
    4.4.2 loader 程序的设计与实现  48-54
  4.5 本章小结  54-55
第五章 软件系统的设计与实现  55-79
  5.1 CMOS 传感器及LCD 驱动的设计与实现  55-63
    5.1.1 CMOS 传感器驱动的设计与实现  55-57
    5.1.2 SCCB 总线的软件实现方案  57-60
    5.1.3 LCD 驱动的设计与实现  60-62
    5.1.4 实验结果分析  62-63
      5.1.4.1 bootloader 程序与LCD 驱动程序的实验结果分析  62-63
      5.1.4.2 CMOS 传感器驱动程序的实验结果分析  63
      5.1.4.3 NAND FLASH 烧写软件的实验结果分析  63
  5.2 人脸检测算法研究  63-69
    5.2.1 基于肤色的人脸检测算法研究  63-66
      5.2.1.1 各彩色空间肤色的聚类情况  63-64
      5.2.1.2 肤色模型  64-66
    5.2.2 基于harr 特征的级联人脸检测算法研究  66-69
      5.2.2.1 目标检测  66
      5.2.2.2 harr 特征  66-67
      5.2.2.3 harr 特征值的计算  67-68
      5.2.2.4 harr 特征级联分类器  68-69
  5.3 人脸检测功能的实现  69-77
    5.3.1 人脸检测程序设计  69-71
    5.3.2 运动区域检测的实现  71-72
    5.3.3 基于肤色的人脸检测算法的实现  72-73
    5.3.4 基于harr 特征的级联人脸检测算法的实现  73-77
  5.4 本章小节  77-79
第六章 实验结果分析  79-83
  6.1 运动区域检测的实验结果分析  79-80
  6.2 基于肤色的人脸检测算法的实验结果分析  80-81
  6.3 基于 harr 特征的级联人脸检测算法的实验结果分析  81-83
结束语  83-85
  论文工作总结  83-84
  今后工作展望  84-85
致谢  85-87
参考文献  87-89

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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