基于FPGA+CPU的人臉識別系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展，嵌入式技術(shù)也得到飛速的發(fā)展，傳統(tǒng)的SOC系統(tǒng)由于其內(nèi)部各個模塊已經(jīng)事先固定等因素使其已經(jīng)很難滿足當(dāng)前設(shè)計的各種要求，例如在系統(tǒng)的靈活性、資源、開發(fā)周期以及成本等各個方面。而SOPC可編程片上系統(tǒng)即是對這些設(shè)計問題比較好的解決方案。本系統(tǒng)所使用的Zedboard開發(fā)板即是基于Zynq-7000架構(gòu)的將ARM Cortex-A9處理器與可編程邏輯集成到一起的全可編程SOPC器件。此類架構(gòu)的器件具有功耗低、開發(fā)周期

2、短、面積小、可動態(tài)重配置等特點。同時由于可編程邏輯資源本質(zhì)上是并行的，使得許多圖像處理算法能夠在硬件上實現(xiàn)。本系統(tǒng)利用軟硬件協(xié)同設(shè)計的方法將圖像預(yù)處理算法在FPGA的可編程邏輯資源中實現(xiàn)，在此架構(gòu)上實現(xiàn)一個簡易的實時的人臉識別系統(tǒng)。
　　本設(shè)計所完成的主要工作如下：
　?。?）在Zedboard開發(fā)板上搭建了嵌入式Linux開發(fā)系統(tǒng)，包括linux內(nèi)核、設(shè)備樹、u-boot啟動文件以及文件系統(tǒng)，并且移植了OpenCV和Qt的

3、庫。
　?。?）研究了相關(guān)圖像預(yù)處理的算法、Adaboost算法、LBP算法、SVM算法等來實現(xiàn)簡單的人臉檢測以及識別的功能。
　?。?）應(yīng)用軟硬件協(xié)同設(shè)計的方法對系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件劃分。將圖像預(yù)處理部分的算法采用FPGA的可編程邏輯資源實現(xiàn)，將其余部分的算法通過純軟件實現(xiàn)并在CPU運行。
　　（4）利用Vivado HLS工具將軟件代碼的圖像預(yù)處理部分通過高層綜合生成硬件模塊，使用FPGA的可編程邏輯資源自定義生成HDM