基于TMS320C6713的人脸识别系统设计

2010-06-07 20:39:15来源: 南京航空航天大学 关键字:人脸识别  CPLD  图像编码  DSP  TMS320C6713  EPM7128

      为了人脸识别的相关算法能快速运行,选择了TI公司的DSP处理器,另附加键盘模块和PAL制式输出模块,可以脱离PC独立对PAL视频信号进行采集和处理,并独立运行人脸的定位,特征抽取以及人脸的识别。硬件方面,系统采用了存储器切换系统,使得图像数据缓存和读取分别由CPLD和DSP独立且同时执行,缩短了数据的处理周期,保证了系统的实时运行。软件设计包括了:人脸定位、人眼定位、样本存储以及人脸识别。其中样本由DSP自动选取,根据人眼定位和人脸标记方框的大小共同决定,选取一部分大小相等且眼距相同的图片作为训练样本以及待识别样本。在主分量分析过程中,提取出主分量构成特征脸空间,将原样本投影到该空间内一点,再输送到KNN分类器中进行分类。该设备携带方便,功耗低并可通过软件设计将其应用到其他领域,如运动识别、动态跟踪等。

1 人脸检测的算法

  人脸检测系统可以分为人脸检测和人脸识别模块,这两大模块又进一步可划分为人脸检测与定位、规范化、特征提取和人脸识别4个模块。其详细结构,如图1所示。

  1.1 人脸的定位
 
  通过已获得的样本来判断人脸的位置,选取合适的人脸,截取出做样本是重要的步骤。人脸特征定位与特征提取质量的好坏对于人脸图像识别效果有直接的影响。首先确定人眼的坐标(x1,y1)和(x2,y2),由此可间接得到正方形人脸的左上顶点和右下顶点的坐标,设其分别为(X1,Y1)和(X2,Y2),其详细计算方法如下所示

  式中,RH和RV均为经验常数,在设计过程中将其分别取值为2.0和3.5。如此可在原图中得到人脸的区域座标,其尺寸随眼距Widtheyes的大小而变化,但是作为PCA的输入,要求输入样本的维数相同,所以必须对图片进行归一化处理。在设计中将所得人脸区域样本均缩放至24×24。此外还需要对图片进行对比度调节和直方图均衡等操作,以提高识别的准确性。
 
  1.2 人脸特征提取
 
  在设计人脸识别分类器时,通常将一幅图片看成一个一维向量。虽然这与传统的将图片看成矩阵形式有差别,但是却能为采用主分量分析(PCA)进行特征脸提取创造有利条件。
 
  特征脸分类的方法是将一幅图像投影到一个特定“脸空间”的一个点。这个“脸空间”由一股互相正交的向量组成。这些向量便是表征各个人脸聚类的重要组成部分。不同人脸的图片在此空间的相差较远,相同人脸的不同图片在此空间上的投影相距较近。因此可以使用PCA的方法为整个人脸识别系统打下基础。
 
  第一步,采集到N个样本用作训练集X,求出样本平均值m,如式(1)所示

  其中,xi∈样本训练集X=(x1,x2,…,xN)。
  第二步,求出散布矩阵S,如式(2)所示

  根据PCA的基本原理,必须求出散布矩阵的特征值λi和对应的特征向量ei。其中,ei便是主分量,且其对应的特征值的大小代表它包含信息的多少。所以需要将特征值从大到小依次排列λ1,λ2,…。如图2所示,左边是由λ1对应的特征向量重建的人脸图像,基本能分辨出人脸的轮廓,右边是由λ100对应的特征向量重建的图像,看起来更像是噪声,如果将其应用到系统中,对识别是不利的。
  假设取出p个值,λ1,λ2,…,λp可以确定出脸空间E=(e1,e2,…,eP),在此脸空间上,训练样本X中,每个元素投影到该空间的点可以由式(3)得到

  由上式得到的是将原向量经过PCA降维后的p维向量,下一步便是将其输入KNN分类器进行分类。
 
  1.3 KNN分类器的构建
 
  
[1] [2] [3] [4]

关键字:人脸识别  CPLD  图像编码  DSP  TMS320C6713  EPM7128

编辑:刘志青 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2010/0607/article_2647.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:门禁系统在美国高校的应用特点分析
下一篇:UHF频段智能型RFID读写器的应用研究

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利
推荐阅读
全部
人脸识别
CPLD
图像编码
DSP
TMS320C6713
EPM7128

小广播

独家专题更多

东芝在线展会——芯科技智社会创未来
东芝在线展会——芯科技智社会创未来
2017东芝PCIM在线展会
2017东芝PCIM在线展会
TI车载信息娱乐系统的音视频解决方案
TI车载信息娱乐系统的音视频解决方案
汇总了TI汽车信息娱乐系统方案、优质音频解决方案、汽车娱乐系统和仪表盘参考设计相关的文档、视频等资源

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 视频监控 智能卡 防盗报警 智能管理 处理器 传感器 其他技术 综合资讯 安防论坛

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2017 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved