[发明专利]一种基于MiZ702N的实时人脸检测识别系统

说明书

本发明公开了一种基于MiZ702N的实时人脸检测识别系统，包括图像传感器、MiZ702N开发板、VGA显示器；MiZ702N开发板包括视频输入模块、存储器、CPU、神经网络加速器、视频输出模块；图像传感器采集视频信息并将信息发送到视频输入模块，之后将单帧图像存储到存储器中；CPU从存储器获取图像信息，进行图像预处理后将预处理后的图像存储到存储器中；神经网络加速器从存储器中获取预处理后的图像进行人脸检测运算和人脸识别运算，然后将运算结果返回存储器；CPU根据运算结果处理图像；视频输出模块从存储器中获取经CPU处理后的图像，最后输出数据到VGA显示器。本发明具有内部总线数据传输速度快，神经网络并行度高，实时准确检测识别人脸的优点。

技术领域

本发明涉及人脸检测识别技术领域，具体涉及一种基于MiZ702N的实时人脸检测识别系统。

背景技术

人脸检测与识别作为人工智能的一个主要应用方向，目前已经广泛应用于家居安防，企业管理，社会安全等诸多日常生活领域，并发挥着极其重要的作用。尤其在社会安全方面，使用神经网络的人脸检测识别技术能够准确分析监控中的图像信息，并提取出公安人员所需的人物信息加以比对，能够有效保障公共环境下的公众安全，同时也有利于抓捕嫌疑人。

之前传统的人脸检测识别算法大多采用的是模式识别或者统计分类，这些算法准确度较低，灵活性较差，应用场景有很大局限。实际场景中的人脸图像包含不同光照，不同角度，不同表情等，传统算法很难处理。近年火热的神经网络算法可以很好的处理这些问题。神经网络有众多的参数，庞大的计算流程，但它可以通过多次迭代纠正模型误差，达到很好的预测能力。但由于在PC上运算速度较慢，使用GPU又成本太高，不利于市场化。因此本发明采用ARM与FPGA联合的MiZ702N开发板进行开发。可以利用ARM的便捷操作能力与FPGA的高并行度计算能力达到高速实时检测识别人脸。

MiZ702N是基于Xilinx全可编程的可扩展处理平台结构，在该开发板上集成了两片ARM Cortex A9处理器及其处理系统(Processing System，PS)和Xilinx可编程逻辑(Programmable Logic，PL)。PL部分是全可编程的FPGA部分，用于高并行度计算的开发，PS部分可以用于控制系统工作，访问内存等。PS与PL的互联通过AXI协议实现。该协议有多种协议形式，包括AXI_Lite，AXI_Stream，AXI这三种，每种协议对应不同的握手方式。用户可以根据需求来设定协议类型。MiZ702N的内部设备都有AXI接口，通过AXI总线协议，内部设备可以进行高速低延迟的通信，即ARM和FPGA可以保证高速的数据传输。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种基于MiZ702N的实时人脸检测识别系统，它具有内部数据总显速度快，平行计算能力强，准确率高，成本低的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于MiZ702N的实时人脸检测识别系统，包括图像传感器、MiZ702N开发板、VGA显示器；所述MiZ702N开发板包括视频输入处理模块、存储器、CPU、神经网络加速器、视频输出处理模块；所述图像传感器采集视频信息并将信息发送到视频输入处理模块，视频输入处理模块将图像传感器传输来的视频转换成单帧图像，之后将单帧图像存储到存储器中；CPU从存储器获取图像信息，进行图像预处理后将预处理后的图像存储到存储器中；所述图像预处理是对原始图像进行减去均值的归一化处理；神经网络加速器从存储器中获取预处理后的图像进行人脸检测运算和人脸识别运算，然后将运算结果返回存储器；CPU根据人脸检测运算结果获得人脸的位置信息，进行人脸画框处理，CPU根据人脸识别运算结果获得人脸分类信息，进行显示人名处理，并将处理后的图像存储至存储器；视频输出处理模块从存储器中获取经CPU处理后的图像，并转变成满足VGA输出的数据格式，最后输出数据到VGA显示器。