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Adaboost算法的VLSI設計研究和FPGA實現.rar

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標簽: Adaboost算法的VLSI設計研究和FPGA實現

Adaboost算法的VLSI設計研究和FPGA實現

隨著計算機科學在人機交互領域的極大發展,作為人臉信息處理中的一項關鍵技術,人臉檢測現在已經成為模式識別,計算機視覺和人機交互領域不可缺少的一部分。但是,人臉檢測算法存在計算量大、速度慢等缺點。軟件實現方式無法達到實時處理要求,而現有的硬件實現需要占用大量硬件資源。  本文針對現有人臉檢測硬件實現的缺點,通過對Adaboost算法和現有硬件結構的分析,提出了雙流水線硬件檢測架構:掃描窗口流水線、特征向量流水線。并在Vertex-II  Pro  FPGA平臺驗證成功,達到實時檢測的標準。具體工作和創新點包括如下幾點:  介紹了人臉檢測的原理以及人臉檢測經典算法。其中,詳細介紹了Adaboost算法。  對現有的結構進行詳細分析。指出現有各架構的缺點,即資源占用多,檢測速度慢。針對這兩個問題,本文提出了一個適合嵌入式應用的掃描窗口、特征向量雙流水線檢測硬件架構,詳細說明了該架構的工作原理,并在該架構基礎上,通過加入預測加載技術,進一步提高檢測速度。隨后,采用存儲器訪問效率,架構內部存儲單元大小,檢測時間長短,運算單元數量四個標準,詳細比較了新架構和現有架構的差別,顯示出新架構的優勢。  基于提出的架構,給出了Adaboost人臉檢測系統的VLSI實現方案。本文中,采用自頂向下的設計方法將人臉檢測系統分成若干個子模塊,然后對每個子模塊進行詳細的設計和說明,給出了每個子模塊的硬件架構、狀態轉換以及verilog實現后的仿真波形。  采用Xilinx公司的VII  Pro  FPGA開發板完成人臉檢測系統的硬件驗證。FPGA驗證結果表明對于QCIF分辨率的視頻圖像,人臉檢測系統能夠達到50fps的檢測速度,滿足實時檢測的要求。

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