基于FPGA的人耳识别技术研究

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21世纪以来,信息技术飞速发展,人们对信息安全提出了更高的要求。为了切实的保护人们的个人信息和财产安全,安全性更高的防范系统的出现迫在眉睫。人耳识别技术是第二代生物识别技术的最新、最热点之一,基于其在非接触性、更高安全性等方面备受期待的表现,人耳识别技术开拓了生物识别的新领域。FPGA技术,即现场可编程门阵列,自上世纪八十年代诞生以来得到了飞速的发展,已经成为数字系统的核心器件之一,并且被应用于信息产业的诸多领域。因此,基于FPGA的人耳识别技术的研究必将成为综合生物识别和FPGA技术研究的一大热点。本课题是基于FPGA的人耳识别技术的研究,研究的主要内容包括人耳图像库的建立、人耳图像的特征提取及识别、识别算法的调试与验证、Nios Ⅱ软核设计、基于FPGA的系统实现这五个方面:(1)人耳图像库的建立:人耳图像库的建立是人耳识别系统的关键之一,本文使用数码照相机,在特定的环境下,对人耳进行图像采集,着重考虑角度的变化。针对采集到的图像效果较不稳定的情况,根据人耳识别的实验需求,对原始的人耳图像进行中值滤波和直方图均衡化增强处理,构建标准的人耳库。(2)人耳图像的特征提取及识别:研究多种基于代数特征的人耳识别算法,通过对部分算法的Matlab仿真分析,对比算法的识别效率和准确率,确定最合适的人耳图像的特征提取和识别算法。(3)基于VS2010平台的人耳识别算法调试与验证:为了确保算法程序可以成功移植到IDE平台,运用Visual Studio2010来调试人耳识别算法的C代码,程序包括所有样本的训练和测试样本的识别匹配。(4)NiosⅡ软核设计:研究基于FPGA的SOPC系统的构建过程,根据人耳识别技术的特殊性,添加合适的模块,设计出最适合本课题的SOPC系统架构和Nios Ⅱ软核。(5)基于FPGA的系统实现:基于人耳识别的具体要求,建立基于FPGA的硬件和嵌入式工程,将工程移植到片上,完成调试,对人耳识别的关键技术的进行FPGA实现。
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