本文關(guān)鍵詞：基于Zynq的手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：人機(jī)交互技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷進(jìn)步,人們對(duì)于人機(jī)交互的便捷性、高效性的要求也越來(lái)越高。新的人機(jī)交互方式正朝著多樣性、便攜性的方向發(fā)展。手勢(shì)識(shí)別正順應(yīng)這一發(fā)展潮流,能使人與計(jì)算機(jī)的交互變的像人與人之間的交流那樣便捷、自然。手勢(shì)識(shí)別技術(shù)已成為人機(jī)交互領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題。本文在認(rèn)真研究了國(guó)內(nèi)外關(guān)于手勢(shì)識(shí)別的相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上,采用了基于膚色、運(yùn)動(dòng)、形狀及寬度等特征的手勢(shì)分割算法。以方向角和運(yùn)動(dòng)速率作為手勢(shì)識(shí)別特征,并運(yùn)用動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整模型(Dynamic Time Warping, DTW)對(duì)手勢(shì)進(jìn)行訓(xùn)練和識(shí)別。最后將識(shí)別效果以一個(gè)基于手勢(shì)識(shí)別的圖片瀏覽器的形式表現(xiàn)出來(lái)。本設(shè)計(jì)以Xilinx公司的ZedBoard板作為系統(tǒng)硬件開發(fā)平臺(tái),采用軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的思想將視頻圖像采集,圖像預(yù)處理,手勢(shì)分割,特征提取及識(shí)別、顯示集合到一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中。圖像預(yù)處理的硬件加速由Zynq芯片中的FPGA部分完成,視頻圖像采集,手勢(shì)分割,特征提取及識(shí)別等算法由ARM處理器部分完成。這種設(shè)計(jì)方案能夠充分利用FPGA強(qiáng)大的并行運(yùn)算能力與豐富的邏輯資源以及ARM在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法和搭建操作系統(tǒng)方面的優(yōu)勢(shì)。本設(shè)計(jì)完成的主要工作包括：(1)在Zynq芯片的可編程邏輯部分完成硬件工程的搭建,主要包括硬件加速IP核的生成與掛載,圖像傳輸通道的配置以及HDMI高清顯示等。其中,硬件加速IP核由高層次綜合工具Vivado_HLS設(shè)計(jì)完成。(2)在ZedBoard板上搭建嵌入式Linux系統(tǒng),主要包括Linux系統(tǒng)移植,交叉編譯環(huán)境的搭建以及OpenCV庫(kù)和Qt庫(kù)的移植等。(3)在ARM部分實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),主要包括硬件加速IP和圖像傳輸通道IP的控制,手勢(shì)分割、特征提取和識(shí)別算法的實(shí)現(xiàn),以及利用Qt實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)操作界面的設(shè)計(jì)等。本設(shè)計(jì)采用軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的思想實(shí)現(xiàn)了基于Zynq的手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng),達(dá)到了預(yù)期的效果,系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性好、識(shí)別率高和界面友好等特點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：Zynq 手勢(shì)識(shí)別 DTW 軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì) Linux
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 手勢(shì)識(shí)別的難點(diǎn)13-14
• 1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)14-16
• 第2章 基于Zynq的手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)16-24
• 2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)16-17
• 2.2 開發(fā)平臺(tái)17-23
• 2.2.1 Zynq平臺(tái)簡(jiǎn)介17-19
• 2.2.2 ZedBoard開發(fā)板19-22
• 2.2.3 USB接口22
• 2.2.4 DDR控制器22-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第3章 手勢(shì)識(shí)別相關(guān)算法24-46
• 3.1 手勢(shì)識(shí)別流程概述24-25
• 3.2 手勢(shì)分割算法25-34
• 3.2.1 顏色空間轉(zhuǎn)換25-28
• 3.2.2 中值濾波28-29
• 3.2.3 腐蝕膨脹29
• 3.2.4 運(yùn)動(dòng)前景檢測(cè)29-32
• 3.2.5 人臉干擾去除32-33
• 3.2.6 手臂干擾去除33-34
• 3.3 特征提取與識(shí)別算法34-43
• 3.3.1 特征提取算法研究34-38
• 3.3.2 識(shí)別算法研究38-43
• 3.4 基于DTW算法的手勢(shì)識(shí)別43-45
• 3.4.1 模板訓(xùn)練43-44
• 3.4.2 識(shí)別過(guò)程44-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第4章 基于Zynq的手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)46-60
• 4.1 開發(fā)流程概述46-47
• 4.2 硬件工程設(shè)計(jì)47-55
• 4.2.1 硬件工程47-49
• 4.2.2 AXI接口49-50
• 4.2.3 AXI VDMA配置50-52
• 4.2.4 圖像預(yù)處理的硬件加速52-55
• 4.3 軟件設(shè)計(jì)55-59
• 4.3.1 嵌入式Linux系統(tǒng)搭建55-57
• 4.3.2 交叉編譯環(huán)境搭建57-58
• 4.3.3 OpenCV和Qt的移植58-59
• 4.3.4 軟件工程的創(chuàng)建與移植59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第5章 系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析60-78
• 5.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案與實(shí)現(xiàn)60-63
• 5.1.1 手勢(shì)識(shí)別設(shè)計(jì)方案60
• 5.1.2 手勢(shì)訓(xùn)練及識(shí)別過(guò)程60-63
• 5.2 平臺(tái)搭建與系統(tǒng)演示63-68
• 5.2.1 硬件平臺(tái)搭建63-64
• 5.2.2 系統(tǒng)演示64-68
• 5.3 性能測(cè)試與結(jié)果分析68-74
• 5.3.1 系統(tǒng)測(cè)試及分析68-71
• 5.3.2 硬件加速對(duì)比分析71-74
• 5.4 器件資源利用率74-75
• 5.5 遇到的主要問題及解決方法75-77
• 5.6 本章小結(jié)77-78
• 第6章 總結(jié)與展望78-80
• 6.1 總結(jié)78-79
• 6.2 展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 致謝84-85
• 作者簡(jiǎn)介85

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;新型手勢(shì)識(shí)別技術(shù)可隔著口袋操作手機(jī)[J];電腦編程技巧與維護(hù);2014年07期

2 任海兵,祝遠(yuǎn)新,徐光，

本文編號(hào)：402954