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嵌入式全手形特征采集器的研究

作　者: 孙炎辉
导　师: 王静
学　校: 大连海事大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 全手形特征 图像采集 CCD摄像头 Socket编程
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 56次
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内容摘要


随着社会的进步,个人身份认证在身份识别、安检、银行等领域逐渐受到越来越多的重视,个人身份认证系统从原来单一模式的识别逐渐转换为多模态识别,身份认证设备从原来的大型化、高成本逐渐往小型化、便携化、低成本转变,尤其是近些年伴随着嵌入式微处理器的发展,进一步加快了识别技术的发展速度。本文以一种新型的多模态生物识别技术——指纹、掌纹、手形三方面相融和的全手形特征识别技术为基础,主要研究了该项技术实施的前提——即对全手形特征的提取,并对全手形特征采集设备进行了整体设计。设计过程中在比较了目前众多的图像采集方案后,针对本系统特点,确定了以CCD镜头+A/D转换芯片+ARM处理芯片为框架的设计思路,该方案将系统分为前端图像采集模块、处理器模块、以太网传输模块、键盘显示模块四大部分,分别实现图像信号的A/D采集、数字图像信号的暂存和预处理、数字图像信号的传输以及功能选择信息显示等功能,结合目前较为流行的嵌入式Linux系统,可以有效的实现电路的简易化和集成化,大大提高了系统灵活性,同时使系统具有更好的实时性和可移植性。以此框架为基础,系统选用三星公司的ARM9处理芯片S3C2440A作为核心处理器,利用芯片内部的摄像头接口与视频解码芯片SAA7113H对接,可以方便的实现数字图像信号和同步信号的输入以及对视频解码芯片的配置。在对图像进行简单的处理后,利用以太网对数据进行传输。软件设计中,针对嵌入式Linux系统和图像采集系统本身的特点,确定了以Linux-2.6.29版本内核为基础,以V4L2为模型进行驱动和采集程序的编写,同时采用流式Socket进行网络编程的思路。在以上技术路线的基础上,本文主要完成了硬件系统的设计、视频解码模块PCB板的绘制、开发环境的搭建以及部分采集程序、以太网传输程序的编写,对后续研究有很高的参考价值。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 课题背景和意义  10-13
  1.2 国内外发展状况  13-14
  1.3 本文主要研究内容及章节安排  14-16
第2章 基于嵌入式系统的全手形特征采集器硬件系统设计  16-31
  2.1 嵌入式系统的组成  16-19
    2.1.1 嵌入式处理器  16-17
    2.1.2 嵌入式外围设备  17-18
    2.1.3 嵌入式操作系统  18
    2.1.4 嵌入式应用软件  18-19
  2.2 方案设计与选定  19-22
  2.3 所用芯片介绍及硬件应用设计  22-31
    2.3.1 S3C2440A芯片简介及控制器最小系统设计  22-27
    2.3.2 SAA7113H芯片简介及视频解码模块设计  27-31
第3章 嵌入式Linux操作系统介绍及软件开发平台搭建  31-40
  3.1 引言  31
  3.2 嵌入式Linux介绍  31-32
  3.3 建立和配置开发平台  32-40
    3.3.1 宿主机开发环境的建立  33-37
    3.3.2 串口通信设置  37-38
    3.3.3 安装交叉编译器  38-40
第4章 嵌入式ARM-Linux系统的设计  40-56
  4.1 Bootloader设计  40-47
    4.1.1 Bootloader简介  40-41
    4.1.2 U-boot启动流程  41-42
    4.1.3 U-boot在Nand flash中的移植  42-47
  4.2 Linux操作系统的移植  47-51
    4.2.1 内核移植前的准备  48
    4.2.2 内核的定制  48-49
    4.2.3 内核的编译  49-51
  4.3 建立根文件系统  51-56
    4.3.1 嵌入式文件系统的特点和种类  51-52
    4.3.2 YAFFS文件系统移植  52-56
第5章 图像采集方案的详细研究  56-69
  5.1 视频解码部分(A/D)的详细设计  56-58
  5.2 SAA7113H的驱动程序加载  58-59
    5.2.1 静态加载  58
    5.2.2 动态加载  58-59
  5.3 采集系统软件设计  59-69
    5.3.1 Video4Linux2简介  59
    5.3.2 视频采集程序流程  59-60
    5.3.3 程序设计关键步骤介绍  60-68
    5.3.4 图像数据的压缩  68-69
第6章 图像网络传输的研究  69-80
  6.1 网络传输实现方式  69
  6.2 Socket简介及网络编程概述  69-70
  6.3 所用网络协议的选择  70-72
  6.4 应用程序设计  72-80
    6.4.1 客户端的软件实现  73-76
    6.4.2 服务器端的软件实现  76-80
第7章 总结  80-82
  7.1 本文完成的主要工作  80
  7.2 本文的不足与研究展望  80-82
参考文献  82-85
附录A英汉缩略语对照表  85-86
攻读学位期间公开发表论文  86-88
致谢  88-89

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统 > 数据收集和处理系统
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