一种基于DSP和ARM的双核计算分析系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于DSP和ARM的双核计算分析系统，该系统由DSP、ARM处理器、HPI接口、数模转换模块、摄像机和光源、显示设备、存储设备、网络设备以及外部设备组成；其中，DSP采用TI公司的TMS320DM642芯片，用于图像信息的实时处理；ARM处理器通过USB接口和R232串口与系统的显示设备、存储设备、网络设备以及外部设备双向连接，用于对信息进行处理；HPI接口分别与DSP和ARM处理器之间双向连接，用于实现信息的交换；该系统具有交互性好、功耗低、体积小、运行稳定、速度快、准确率较高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于DSP和ARM的双核计算分析系统
本专利技术属于模式识别领域的具体应用，尤其涉及一种用于生物特征识别的DSP和ARM双核计算分析系统。
技术介绍
当今网络技术和信息技术的迅猛发展，个人的身份认证和鉴别变得尤其重要，也面临着更加严重的考验。生物特征识别（BiometricIdentificationTechnology）是利用图像处理、模式识别等计算机技术针对人体特定的特征，进行可靠地、有效地分析和描述，通过判断比较从而实现身份识别的一种技术。生物特征识别技术根据用于识别的生物特征不同可分为生理特征和行为特征两种。常用的生理特征有指纹、生物特征、静脉、掌型、视网膜纹理、虹膜等；常用的行为特征有步态、签名等。与传统的身份认证和鉴定手段如证件、钥匙、自动取款机的银行卡、用户名、密码等相比，基于生物特征识别的身份鉴定技术具有不易遗忘或丢失、防伪性好、随身携带等优点。生物特征识别技术已成为身份认证和坚定鉴定的热点，并且应用到各个领域当中。生物特征识别的相关技术已经有40多年的发展史，经历了人工识别阶段、人机交互识别阶段和自动识别阶段。而机器自动识别是近21世纪后才开始得到真正的发展和应用起来的。几乎所有的知名理工科大学和大的IT企业都成立了专门的生物特征识别研究部门。在“9.11”事件后，以美国和日本为代表的发达国家更加重视安防系统，特别是在生物特征自动识别方面投入了大量资金研发相关产品。如Viisage研发的FaceTools系统、Cognite研发的FaceVACS-SDK系统和LAU研发的Hunter系统等都是机器全自动计算分析系统。基于嵌入式系统的虹膜计算分析系统大多采用DSP、ARM、FPGA作为主控芯片。目前基于嵌入式架构的商业化虹膜计算分析系统比较多，国内外有多家公司都开发了各种嵌入式虹膜计算分析系统，并很多都投入到市场实际应用中。清华大学自主研制多模生物特征身份认证计算分析系统TH-ID包括两大部分内容个基于生物特征(TH-FaceID)、笔迹(TH-WriterID)、签字(TH-IrisID)和虹膜(TH-IrisID)生物特征身份认证(识别和验证)的子系统和利用多种生物特征的多模态生物特征融合身份认证系统，这个系统构建了基于统一数据库的生物特征、笔迹、签字、虹膜种生物特征的多模生物特征身份识别认证系统，可以进行融合模式的选择,进行各种可能的模式融合。近几年来国内外很多学者致力于这方面的研究工作，他们证明了生物特征计算分析系统的较高的可行性和认证准确率。但是，每一种生物识别在准确率、用户接受程度、可采集难度等方面都不同，而且都有自己的优缺点，适应于各自特定的应用场合。这就决定了单一生物特征计算分析系统的局限性，比如有一部分人的指纹特征因先天原因难以提取，生物特征图像会由于表情变化及外部光照等原因干扰等等。所以每种生物特征所能达到的身份认证和鉴别的准确率是相对有限的。这种情况下，基于多种生物特征相结合的多生物特征计算分析系统就应运而生。本专利技术设计了一种基于一种基于DSP和ARM的双核计算分析系统，本专利技术由DSP、ARM处理器、HPI接口、数模转换模块、摄像机和光源、显示设备、存储设备、网络设备以及外部设备组成，在该系统中将嵌入式多特征识别算法移植到DSP，在ARM端运行嵌入式Linux操作系统，编写HPI接口的设备驱动，利用DSP和ARM双核架构，将DSP提取到的生物特征特征和拍摄到的虹膜以及生物特征图片转移到ARM中，进行后续操作。该系统具有交互性好、功耗低、体积小、运行稳定、速度快、准确率较高的特点。
技术实现思路
为了解决生物特征计算分析系统中DSP控制外设能力较弱的缺点，本专利技术设计了一种基于DSP和ARM的双核计算分析系统。本专利技术的目的在于，提供一种交互性好、功耗低、体积小、运行稳定、速度快、准确率较高的DSP和ARM双核计算分析系统。为了实现上述系统，本专利技术采取的技术方案是：一种基于DSP和ARM的双核计算分析系统，其特征在于该系统由DSP、ARM处理器、HPI接口、数模转换模块、摄像机和光源、显示设备、存储设备、网络设备以及外部设备组成；具体的，DSP首先对输入系统的视频流进行处理，包括生物特征检测，人眼定位，生物特征识别，之后通过HPI接口将提取到的生物特征特征、生物特征图片数据、人眼图片数据传输到ARM处理器端，进而通过显示设备对图像信息进行显示，同时将数据信息存入存储设备，也可以通过网络设备将信息进行传输，还可以通过ARM处理器接入外部设备。在该一种基于DSP和ARM的双核计算分析系统中，所述DSP采用TI公司生产的TMS320DM642芯片，主频720MHZ，处理最高值达到5760MIPs，用它实现所选择的生物特征检测生物特征识别和人眼定位算法有可满足对生物特征图像的实时处理需求；本系统还专为DSP设计了+5V电源作为独立的器件为DSP供电，配电系统为DSP提供1.4V的电压，CodeComposerStudio开发环境与DSP通过14针JTAG端口进行仿真通信。在该一种基于DSP和ARM的双核计算分析系统中，所述其特征在于，所述ARM处理器采用S3C6410型芯片，用于对信息进行处理，S3C6410芯片采用64/32bit的内部总线架构，融合了AXI、AHB、APB总线，支持TFT24BitLCD屏，分辨率能支持到1024x1024，显示输出接口支持RGB接口，I80接口，BT.601输出(YUV4228Bit)和输出给TVEncoder的接口，支持最多5个图形窗口并可进行Overlay操作，从window0到window4，分别支持不同的图像输入源和不同的图像格式，可以接收来自Carema，FrameBuffer和其他模块的图像数据，可以对这些不同的图像进行Overlay，并输出到不同的接口，如LCD，TVEncoder。在该一种基于DSP和ARM的双核计算分析系统中，所述HPI接口能够通过ARM处理器直接访问DSP及其存储空间的并行口，主机设备作为一个主要的接口从而可以进行更加容易的访问，DSP和ARM处理器可以经过内部和外部的存储器进行信息的相互交换，ARM处理器还能够直接访问DSP存储映射的外围设备，本系统中的HPI接口选用的是16位的传输模式，通过HPI接口，ARM处理器与DSP之间还可以实现互发中断。在该一种基于DSP和ARM的双核计算分析系统中，双核架构计算分析系统的工作流程如下所示：步骤1、在DSP中进行系统初始化；步骤2、在DSP中对生物特征进行检测；步骤3、在DSP中对生物特征进行分类；步骤4、在HPI接口中进行生物图像数据传输；步骤5、在HPI接口中进行生物特征数据传输；步骤6、ARM处理器对生物特征数据进行存储；步骤7、ARM处理器对生物特征数据进行输出。在该一种基于DSP和ARM的双核计算分析系统中，该系统的生物特征识别流程如下所示：步骤1、开始；步骤2、加载分类器；步骤3、计算积分图像；步骤4、初始化检测窗口；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于DSP和ARM的双核计算分析系统，其特征在于该系统由DSP、ARM处理器、HPI接口、数模转换模块、摄像机和光源、显示设备、存储设备、网络设备以及外部设备组成；其中，DSP采用TI公司的TMS320DM642型芯片，用于图像信息的实时处理，ARM处理器采用S3C6410型芯片，用于对信息进行处理，HPI接口用于DSP和ARM处理器之间的信息交换，数模转换模块用于将模拟的视频信号转换为数字的信号，摄像机和光源用于目标图像信息的采集；ARM处理器通过USB接口和R232串口与系统的显示设备、存储设备、网络设备以及外部设备双向连接，HPI接口分别与DSP和ARM处理器之间双向连接，数模转换模块通过JTAG接口同DSP双向连接，摄像机和光源通过视频接口和数模转换模块双向连接，通过R232串口和DSP双向连接；具体的，DSP首先对输入系统的视频流进行处理，包括生物特征检测，人眼定位，生物特征识别，之后通过HPI接口将提取到的生物特征特征、生物特征图片数据、人眼图片数据传输到ARM处理器端，进而通过显示设备对图像信息进行显示，同时将数据信息存入存储设备，也可以通过网络设备将信息进行传输，还可以通过ARM处理器接入外部设备;所述DSP采用TI公司生产的TMS320DM642芯片，主频720MHZ，处理最高值达到5760MIPs，用它实现所选择的生物特征检测生物特征识别和人眼定位算法有可满足对生物特征图像的实时处理需求；本系统还专为DSP设计了+5V电源作为独立的器件为DSP供电，配电系统为DSP提供1.4V的电压，Code Composer Studio开发环境与DSP通过14针JTAG端口进行仿真通信;所述ARM处理器采用S3C6410型芯片，用于对信息进行处理，S3C6410芯片采用64/32bit的内部总线架构，融合了AXI、AHB、APB总线，支持TFT 24Bit LCD屏，分辨率能支持到1024x1024，显示输出接口支持RGB接口，I80接口，BT.601输出(YUV422 8Bit)和输出给TVEncoder的接口，支持最多5个图形窗口并可进行Overlay操作，从window0到window4，分别支持不同的图像输入源和不同的图像格式，可以接收来自Carema，Frame Buffer和其他模块的图像数据，可以对这些不同的图像进行Overlay，并输出到不同的接口，如LCD，TV Encoder。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于DSP和ARM的双核计算分析系统，其特征在于该系统由DSP、ARM处理器、HPI接口、数模转换模块、摄像机和光源、显示设备、存储设备、网络设备以及外部设备组成；其中，DSP采用TI公司的TMS320DM642型芯片，用于图像信息的实时处理，ARM处理器采用S3C6410型芯片，用于对信息进行处理，HPI接口用于DSP和ARM处理器之间的信息交换，数模转换模块用于将模拟的视频信号转换为数字的信号，摄像机和光源用于目标图像信息的采集；ARM处理器通过USB接口和R232串口与系统的显示设备、存储设备、网络设备以及外部设备双向连接，HPI接口分别与DSP和ARM处理器之间双向连接，数模转换模块通过JTAG接口同DSP双向连接，摄像机和光源通过视频接口和数模转换模块双向连接，通过R232串口和DSP双向连接；具体的，DSP首先对输入系统的视频流进行处理，包括生物特征检测，人眼定位，生物特征识别，之后通过HPI接口将提取到的生物特征特征、生物特征图片数据、人眼图片数据传输到ARM处理器端，进而通过显示设备对图像信息进行显示，同时将数据信息存入存储设备，也可以通过网络设备将信息进行传输，还可以通过ARM处理器接入外部设备;所述DSP采用TI公司生产的TMS320DM642芯片，主频720MHZ，处理最高值达到5760MIPs，用它实现所选择的生物特征检测生物特征识别和人眼定位算法有可满足对生物特征图像的实时处理需求；本系统还专为DSP设计了+5V电源作为独立的器件为DSP供电，配电系统为DSP提供1.4V的电压，CodeComposerStudio开发环境与DSP通过14针JTAG端口进行仿真通信;所述ARM处理器采用S3C6410型芯片，用于对信息进行处理，S3C6410芯片采用64/32bit的内部总线架构，融合了AXI、AHB、APB总线，支持TFT24BitLCD屏，分辨率能支持到1024x1024，显示输出接口支持RGB接口，I80接口，BT.601输出(YUV4228Bit)和输出给TVEncoder的接口，支持最多5个图形窗口并可进...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐余武，
申请(专利权)人：无锡研奥电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32