硬件课程设计开题报告

基于C5409系列DSP的笔迹识别系统硬件课程设计实验开题报告课题：基于TIC5409系列DSP的笔迹识别系统班级：通信工程0901作者：李涛郭强贺睿学号：U200913811U200913802U200913799指导老师：汪小燕课设评价：课设成绩：项目名称基于TIC5409系列DSP的笔迹识别系统一、立项说明书摘要本系统为一基于DSP微处理器的嵌入式系统，属信号处理领域。需解决的技术问题：检测屏幕上的一组笔划信号从笔划输入提取有效信息识别笔划信息的特征系统技术特征是DSP处理器、内外存、总线、触屏、端口与PCB板。由DSP统一协调器件之间的关系，总线连接各器件传递信息，PCB承载所有器件。系统可用于通过笔迹识别鉴别身份。二、关键词DSP处理器；嵌入式系统；信号分析；笔迹识别；身份鉴定二、项目概述通过识别笔迹来鉴定人的身份的办法由来已久，在支票有效性确认与文件签署领域仍有涉及，但目前的笔迹识别大都通过人眼观察来完成，难免存在一些误判的情形。本项目通过读取触摸屏上的笔画输入来鉴定身份，实现身份鉴定的电子化，提高识别的准确性与公平性。为完成上述功能，首先在字符显示屏上输出字符，提示用户从电阻触摸屏上读取一组连续的坐标点构成的笔迹序列，这组笔迹序列所提供的信息被作为比对的基础存储到FLASH内。之后再次读取到新的笔迹序列时，使用各种汉字相似度识别签名是否与FLASH内存储范本相似，依据比较结果输出提示信息。为避免FLASH中的内容被修改，可能需要bootloader提供加密功能。软件功能是建立在硬件平台上的，而硬件选型是根据功能确定的。因此项目的第一步是搭建硬件平台。硬件选用的顺序大致是根据算法的复杂度选用DSP处理器，根据书写所需的空间选择触摸屏，根据触摸屏信息量与程序容量选用扩展的内存与外存，根据扩展的需求选用JTAG、电源芯片与各种通信端口该系统原型可应用于多种情景下，如笔迹锁与远程文件签署等。同时，目前此种技术的实际使用较少，有较大的发展空间。三、项目功能指标根据项目概述，对系统提出以下功能指标：①具备至少4寸大小的触摸屏，能够接收正常书写速度下的任意笔划输入，当笔划输入越界后认为无效；②能够在字符液晶屏上以汉字或英文字符的形式给出操作提示，同时在判断笔迹是否符合后能够给出符合与不符的结果；③使用5V直流供电，能够使用JTAG接口写入用户程序。扩展功能包括①能够通过串口等接口与外界通信，输出状态信息，如当前判断结果，当前输入的信息等；②PC端软件实现读取FLASH内的信息并显示，读取当前的输入并用图形界面实时显示出来。为保密要求，可以做成需要密码的形式。四、系统框图五、关键技术及实施方案此项目的关键技术就是笔迹识别算法。其一般流程如下图所示：实施方案I观测输入通过定时读取屏幕状态或利用中断的方式能够观测输入笔迹，规定两笔之间的最大时间间隔以避免停顿后丢失笔划的现象；规定最大写入点数以避免内存溢出。II预处理预处理包括归一化与去噪。其中去噪声算法可以采用线性滤波算法与非线性滤波算法；归一化算法可采用水平垂直方向上的投影法。III特征提取与匹配特征提取与匹配方法较多，可以先选用一种方法，以后为提高精度再逐步增加算法。从大类上来分由易到难主要有三类：①基于纹理的笔迹鉴别方法；②基于频谱的笔迹识别算法；③基于汉字骨架的笔迹识别算法。每种算法都对应特定的特征数据库提取方法，应结合实际情况讨论。Ⅳ鉴定结果结果通过点阵液晶界面输出，普通的点阵式显示模块加上字库就能够实现了。六、项目实施计划从大体上分，此项目可以分为五个阶段：硬件选型→电路设计与制板→软件设计与写入→扩展功能设计→总结与验收在确定了处理器和编程语言后，设计电路与制板部分与软件设计可以同步进行。因此，初步的项目计划如下：10-13周（阶段一）器件选型与器件购买；设计仿真各电路模块，初步画出PCB；算法14-15周（阶段二）PCB板成型，元件焊接；16-19周（阶段三）编写软件与调试；烧写软件到FLASH内；20周（阶段四）硬软联调，扩展功能设计与说明书撰写21周（阶段五）宣传资料制作；验收七、团队分工根据各个阶段的情况，对团队成员进行初步分工如下：阶段一硬件选型与器件购买（李涛、郭强、贺睿）电路设计（贺睿）电路仿真（李涛、郭强、贺睿）画PCB（李涛郭强）算法设计（郭强）阶段二PCB板成型与元件焊接（李涛、郭强、贺睿）软件的编写与调试（李涛、郭强、贺睿）阶段三软件烧写（李涛）硬软联调（李涛、郭强、贺睿）阶段四扩展功能设计（讨论）说明书撰写（李涛、郭强、贺睿）阶段五宣传资料制作（讨论）八、主要器件清单及经费预算器件清单如下总计约325元器件名称数量价格/元TITMS32VC54091/HY54V641620HGSDRAM135SST25VF040-20-4C-S2AEFLASH110ST792019264(LCD，带控制器)1180AT050TN22V.1（触摸屏）140ADS784619.5TPS73HD31819.8PCB电路板110其它/30九、参考文献谢自美，电子线路综合设计，华中科技大学出版社，2006-6康华光，《电子技术基础：模拟部分（第五版）》，高等教育出版社，2006康华光，《电子技术基础：数字部分（第五版）》，高等教育出版社，2006罗杰，电子线路设计.实验.测试，电子工业出版社，2008吴华意，基于嵌入式系统手持数字签名终端设计与研究，湖北工业大学，2006刘云飞，脱机手写体汉字识别中细化、特征提取和相似字识别算法研究，湖南大学，2006TIInc.TMS320VC5409Fixed-PointDigitalSignalProcessor,2008余娟，TMS320VC5402最小系统硬件设计，企业技术开发Vol.29No.2，2010SSTCompany，SST25VF040datasheetHynixInc.HY57V641620HG4Banksx1Mx16BitSynchronousDRAMdatasheet