基于DSP的人臉識別系統(tǒng)設(shè)計
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1．3 KNN分類器的構(gòu)建
KNN的實現(xiàn)分訓(xùn)練和識別兩步。訓(xùn)練時，把每類樣本降維后的結(jié)果作為KNN的輸入。K近鄰算法將一個測試點(diǎn)x分類為與它最接近的K個近鄰中出現(xiàn)最多的那個類別，從測試樣本點(diǎn)開始生長，不斷擴(kuò)大區(qū)域，直到包含進(jìn)K個訓(xùn)練樣本點(diǎn)為止，并且把測試樣本點(diǎn)的類別歸為這最近K個訓(xùn)練樣本點(diǎn)中出現(xiàn)頻率最大的類別。如圖3所示，圓圈表示待識別數(shù)據(jù)所處的位置，選擇K值為3時，選中實線圓中的3個數(shù)據(jù)，識別結(jié)果為三角形代表的類；選擇K值為5時，選中虛線圓中的5個數(shù)據(jù)，識別結(jié)果為正方形代表的類。所以選取恰當(dāng)?shù)腒值對分類的結(jié)果有很大影響。如果K值選取過大時，可能能較正確地分類，但是同時犧牲了性能，提高了計算復(fù)雜度。如果K值選取過小，則大大降低了計算復(fù)雜度，但是可能會影響分類的準(zhǔn)確性。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/151846.htm
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
系統(tǒng)設(shè)計時選用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)，同時提供行同步信號和垂直同步信號等。數(shù)據(jù)暫存使用CPLD和SRAM實現(xiàn)。設(shè)計系統(tǒng)構(gòu)成，如圖4所示。
2．1 TVP5147芯片
系統(tǒng)上電時，DSP首先對TVP5147初始化，其通過I2C總線實現(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序，如圖5所示。
圖中第一行為DATACLK信號，其為TVP5147芯片提供的數(shù)據(jù)時鐘信號，第二行為數(shù)據(jù)Y[9…0]，當(dāng)每一行圖像開始之前，會有4個SAV信號，同樣，結(jié)束之后也有4個EAV信號，如圖5所示，數(shù)據(jù)是YCbCr格式，每個像素點(diǎn)的數(shù)據(jù)為4個數(shù)據(jù)組成，一次為Cb，Y，Cr，Y。而由圖5中可以看出AVID信號為高電平時，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。同時TVP5147芯片還輸出FID信號，該信號為奇偶場指示信號。
2．2 CPLD讀寫SRAM
存儲器選擇了DS1265AB，它是SRAM存儲器，具有存儲速度快的優(yōu)點(diǎn)，并能夠在系統(tǒng)掉電時保存數(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信號輸入端。
CPLD選用EPM7128具有價格便宜、計數(shù)頻率高等優(yōu)點(diǎn)。將存儲器SRAM接到CPLD的IO引腳上，配合時序便能達(dá)到對SRAM讀寫的要求，原理圖，如圖6所示。
編寫CPLD程序使得輸出時序滿足SRAM的存儲要求，當(dāng)然對于設(shè)計的具體要求，利用兩片SRAM分別存儲奇偶場的數(shù)據(jù)，SRAM的切換是由奇偶場信號FID控制多片74HC245實現(xiàn)的，詳細(xì)過程，如圖7所示。當(dāng)FID處于高電平時，此時M1和M4使能，此時CPLD將地址信號CPLDaddr輸入SRAM1中，DSP將地址信號DSPaddr輸入至SRAM2中，同時M6和M8使能，由圖中可以看出，此時CPLD正向SRAM1寫入數(shù)據(jù)，而DSP正從SRAM2中讀取數(shù)據(jù)，同時M10使能，CPLD的信號CPLDctl控制SRAM1的讀寫，而DSP的信號DSPctl控制SRAM2的讀寫，當(dāng)FID轉(zhuǎn)為低電平時，正好將SRAM1和SRAM2實現(xiàn)了交換。以這種方式構(gòu)建的系統(tǒng)，能同時將視頻的兩場數(shù)據(jù)同時記錄下來，實現(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)存儲到對應(yīng)的SRAM中，當(dāng)TVP5147芯片AVID引腳上升沿時，置地址為初始值00h，即從首地址依次往后寫入。每一個數(shù)據(jù)時鐘信號DATACLK上升沿時將TVP5147輸出的Y[9…2]存儲到當(dāng)前地址單元，Y0和Y1位舍棄，因為所選擇的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，但對識別效果的影響卻很小，然后隨著DATACLK每次上升沿的來臨，CPLD將地址單元加1，這樣實現(xiàn)每一場數(shù)據(jù)的寫入。當(dāng)切換至另一場數(shù)據(jù)時，執(zhí)行的過程相同，只是存儲的對象被74HC245強(qiáng)制更改，如此循環(huán)，便可將每場數(shù)據(jù)記錄下來。
2．3 圖像輸出系統(tǒng)的設(shè)計
系統(tǒng)設(shè)計時為了減輕負(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THS8135直接輸出至電視AV的視頻接收端，并且通過DSP可以將一些信息顯示到電視屏幕上，這樣使得識別的過程更加人性化。
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