A06B-0345-B331

A06B-0345-B331

A06B-0345-B331　通過USB接口的攝像頭采集過數(shù)據(jù)后，采用基本的圖像增強手段對圖像進行處理。圖像增強就是用一系列手段對取得的圖像灰度作修正，或者對噪聲作過濾，使得圖像灰度與實際景物的灰度盡可能地匹配。不能損壞圖像的輪廓及邊緣等重要信息，并使得圖像更清晰，視覺效果更好。為了減少光線、角度等因素的影響，采用中值濾波和直方圖均衡化方法。
　　2．2人臉檢測定位
　　人臉檢測是指對于任意一幅給定的靜態(tài)圖像或視頻序列圖像，采用一定的策略和方法對其進行搜索以確定其中是否含有人臉， 如果有則返回人臉的位置、大小和姿態(tài)。從圖像序列中， 自動、準確和快速地檢測人臉區(qū)域是實現(xiàn)系統(tǒng)功能的一項關(guān)鍵任務(wù)。
　　目前，人臉檢測有兩大類方法：一類是基于知識的人臉檢測方法，一類是基于統(tǒng)計學習的人臉檢測方法。統(tǒng)計學習的方法是目前人臉檢測的主流方法，通過大量的人臉和非人臉樣本進行訓練，得到人臉圖像和非人臉圖像之間一些細微的差異。對于門禁系統(tǒng)而言，人臉檢測目標區(qū)域背景相對比較簡單，人臉數(shù)量和大小可以控制，大大降低了人臉檢測的難度。首先， 對人臉特征搜索定位；其次，對人臉區(qū)域幾何歸一化處理，再次，對檢測到的人臉進行特征提取。
　　2．3人臉識別設(shè)計與實現(xiàn)
　　人臉識別是一種高維數(shù)、小樣本數(shù)據(jù)的識別問題。對于該類問題，其難點在于訓練樣本的數(shù)量很少，而以訓練樣本的協(xié)方差矩陣作為模式協(xié)方差矩陣的估計時，會產(chǎn)生以下兩方面問題， 一個是會造成較大的偏差，另一個是會使類內(nèi)協(xié)方差矩陣奇異。
　　為了解決類內(nèi)協(xié)方差矩陣奇異使得該矩陣不可逆的問題， 國內(nèi)外專家們提出了許多經(jīng)典算法。本系統(tǒng)采用．基于結(jié)構(gòu)化fisherface的人臉識別方法。它應(yīng)用了PCA與LDA的人臉識別過程，先由PCA對高維數(shù)據(jù)進行降維處理，獲得原樣本的優(yōu)特征表示，并使樣本的類內(nèi)協(xié)方差矩陣非奇異，然后作線性判別分析。在采用線性鑒別分析之前，通過事先給定的線性變換來達到降低圖像向量的維數(shù)，從而消除了類內(nèi)協(xié)方差矩陣的奇異性。在很大程度上解決了外部光照干擾、面部表情變化等因素的影響，優(yōu)點是在人臉圖像有光照和表情變化的情況下， 比特征臉方法的魯棒性強。在本系統(tǒng)中的人員信息采用SQlite數(shù)據(jù)庫技術(shù)統(tǒng)一管理。在人臉識別的過程中需要從人員數(shù)據(jù)庫中提取相應(yīng)卡號和人臉特征數(shù)據(jù)。人員數(shù)據(jù)庫中存放人員的基本信息、人臉照片和人臉特征數(shù)據(jù)。其中人臉特征數(shù)據(jù)是進行人臉識別的依據(jù)，而人臉照片只是作為顯示識別結(jié)果之用，并不參與識別過程。
　　3 系統(tǒng)功能測試
　　人臉識別功能利用國際上常用的ORL的人臉數(shù)據(jù)庫進行測試。ORL數(shù)據(jù)庫包括40個人每人的10幅共400幅圖像，具有不同的光照、表情和視點。從其中選擇8人進行訓練，進行識別測試。統(tǒng)計結(jié)果如表1所示。
ORL庫測試結(jié)果表
　　實驗證明該算法是一種穩(wěn)定高效的算法，可以實現(xiàn)人臉識別技術(shù)進行門禁控制的功能。
固件設(shè)計
　　固件編程（firmware programming）是USB數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中終端設(shè)備程序設(shè)計的重要部分，微處理器通過固件程序與計算機進行數(shù)據(jù)交換。由于采用不帶MCU內(nèi)核的USB接口芯片，所以關(guān)于USBl.1協(xié)議規(guī)范的實現(xiàn)都必須靠DSP（TMS320VC5402）控制PDIUSBDl2芯片完成，在DSP（TMS320VC5402）的平臺上編寫程序，以完成USBl.1規(guī)范所要求的標準請求及用戶根據(jù)產(chǎn)品需要自己定義的請求。
　　當設(shè)備連接到主機后，主機通過給PDIUSBDl2的端點0發(fā)送包含標準USB請求的控制傳輸（即Setup包），PDIUSBDl2產(chǎn)生一個中斷給 MCU（1NT0），MCU通過讀PDIUSBDl2的中斷寄存器和后一次傳輸狀態(tài)寄存器來對每一個請求做出響應(yīng)，并通過PDIUSBDl2的端點0回送請求信息。主機從返回的信息中讀取描述數(shù)據(jù)（包括設(shè)備描述符、配置描述符、接口描述符、端點描述符、字符串描述符），分配和載入一個設(shè)備驅(qū)動程序并對設(shè)備進行配置。設(shè)備配置完成后，就可以使用配置中支持的端點傳輸數(shù)據(jù)。固件程序結(jié)構(gòu)如圖2所示。
固件程序結(jié)構(gòu)
圖2 固件程序結(jié)構(gòu)
　　3.2 設(shè)備驅(qū)動
　　3.2 設(shè)備驅(qū)動
　　在Win32系統(tǒng)中，把每一個設(shè)備都抽象為文件，此時的應(yīng)用程序只需通過幾個簡單的文件操作APl函數(shù)，就可以實現(xiàn)與驅(qū)動程序中某個設(shè)備的通信。
　　PC機的驅(qū)動程序由Philips公司提供。用VC++6.0通過調(diào)用API函數(shù)，編寫PC的應(yīng)用程序。這樣即可實現(xiàn)PC機對 DSP（TMS320VC5402）指紋取像系統(tǒng)的控制以及圖像的傳輸。主要使用的API函數(shù)是DeviceIOControl（）、 ReadFile（）、WriteFile（）。其中DeviceIOControl（）用于PC（主機）向DSP圖像采集系統(tǒng)發(fā)送請求;ReadFile（）和WriteFile（）分別用于從圖像采集系統(tǒng)讀出數(shù)據(jù)以及向圖像采集系統(tǒng)寫入數(shù)據(jù)。在設(shè)計過程中必須注意的問題是：由于 USB接口是主從方式的接口，其一切傳輸過程都必須通過主機向外設(shè)發(fā)送請求后才可以開始，所以在使用ReadFile（）、WriteFile（）讀寫數(shù)據(jù)前，必須先通過DeviceIOControl（）向圖像采集系統(tǒng)發(fā)送請求。
 
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