CN102214300B

CN102214300B - 基于dsp的手形识别系统

Info

Publication number: CN102214300B
Application number: CN 201110201502
Authority: CN
Inventors: 刘富; 康冰; 魏巍; 刘云; 孙畅; 侯涛
Original assignee: Jilin University
Current assignee: Jilin University
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2031-07-19
Also published as: CN102214300A

Abstract

本发明公开了一种基于DSP的手形识别系统，基于DSP的手形识别系统包括手形图像采集部分、手形图像采集时序、逻辑控制部分和手形图像处理、结果显示部分。手形图像处理、结果显示部分包括数字信号处理器、数据存储器芯片、程序存储器芯片与液晶显示屏，数字信号处理器和数据存储器芯片、程序存储器芯片与液晶显示屏电线连接。手形图像采集部分包括图像传感器芯片和视频帧存储器，图像传感器芯片与视频帧存储器、视频帧存储器与数字信号处理器和数字信号处理器与图像传感器芯片之间为电线连接。手形图像采集时序、逻辑控制部分采用可编程逻辑器，可编程逻辑器和图像传感器芯片、视频帧存储器、数字信号处理器与程序存储器芯片之间为电线连接。

Description

基于DSP的手形识别系统

技术领域

本发明涉及一种手形识别系统，更具体地说，它涉及一种基于数字信号处理器(DSP)和可编程逻辑器(CPLD)的嵌入式手形图像采集和识别系统。

背景技术

如何设计基于数字信号处理器（DSP）的硬件电路来实现手形识别是关键问题。在现有的技术中，通过计算机将手形数据库系统中的原始手形数据及待查手形数据进行分析、比较、核对，并将比较的结果在数字显示器上显示。这种方法使用起来繁琐，速度较慢，价格昂贵，体积庞大，对使用者产生了很多的不便。

对于手形识别算法的研究，已经有很多人做了这方面的工作。

经检索得知中国专利公开号101470800，公开日2009年7月1号，发明创造名称手形识别方法，申请号200710159360，本发明公开一种基于手形的个人身份鉴别方法，采用成像装置获取人的手形图像，通过计算机分析、处理，获得个人特征描述，实现个人身份鉴别。但这种手形识别算法，算法复杂，识别速度慢，还达不到自动快速的实时控制的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的算法复杂、识别速度慢和达不到自动快速实时控制目的的问题，提供了一种基于DSP的手形识别系统。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的基于DSP的手形识别系统包括手形图像处理、结果显示部分、手形图像采集部分和手形图像采集时序、逻辑控制部分。所述的手形图像处理、结果显示部分包括型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器、型号为MT48LC4M16A2的同步动态随机存储器、型号为AM29LV400B的高速闪存与液晶显示屏，型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器和型号为MT48LC4M16A2的同步动态随机存储器、型号为AM29LV400B的高速闪存与液晶显示屏之间为电线连接。

所述的手形图像采集部分包括型号为OV7670的图像传感器芯片和型号为AL422B的视频帧存储器，型号为OV7670的图像传感器芯片和型号为AL422B的视频帧存储器之间为电线连接，型号为AL422B的视频帧存储器和型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器之间为电线连接，型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器和型号为OV7670的图像传感器芯片之间为电线连接。

所述的型号为OV7670的图像传感器芯片和型号为AL422B的视频帧存储器之间为电线连接是指：

型号为OV7670的图像传感器芯片的D0-D7输出数据引脚与型号为AL422B的视频帧存储器的DI0～DI7写数据线引脚电线连接，型号为OV7670的图像传感器芯片的PCLK引脚和型号为AL422B的视频帧存储器的WCLK写时钟信号引脚电线连接，型号为OV7670的图像传感器芯片的DGND引脚和型号为AL422B的视频帧存储器的GND引脚与TST引脚电线连接并接地，型号为OV7670的图像传感器芯片的DGND引脚通过电容C11和型号为AL422B的视频帧存储器的VDD引脚电线连接并接3.3V的电压；

所述的型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器和型号为OV7670的图像传感器芯片之间为电线连接是指：

型号为OV7670的图像传感器芯片的SCCB时钟线SIO_C与SCCB数据线SIO_D依次和型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的总线的SCL引脚与SDL引脚连接；

所述的型号为AL422B的视频帧存储器和型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器之间为电线连接是指：

型号为AL422B的视频帧存储器读数据线一端的DO0～DO7引脚和型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的数据总线的D0～D7引脚电线连接；

所述的型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器和型号为MT48LC4M16A2的同步动态随机存储器、型号为AM29LV400B的高速闪存以及液晶显示屏之间为电线连接是指：

型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的D0～D15数据线引脚、A1～A12地址线引脚依次和型号为MT48LC4M16A2的同步动态随机存储器的DQ0～DQ15数据线引脚、A0～A11地址线引脚电线连接。型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的CE0、CLKMEM、

与

引脚依次和型号为MT48LC4M16A2的同步动态随机存储器的

CLK、与

控制信号引脚电线连接。

型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的D0～D15数据线引脚与A1～A13地址线引脚依次和型号为AM29LV400B的高速闪存的DQ0～DQ15数据线引脚与A0～A12地址线引脚电线连接。型号为TMS 320VC5509A的数字信号处理器的CE1引脚、AOE引脚与AWE引脚依次和型号为AM29LV400B的高速闪存的

与控制信号引脚电线连接，型号为AM29LV400B的高速闪存的A13～A17地址线引脚依次和型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器的71～75引脚电线连接。

型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的D0～D7数据线引脚依次和液晶显示屏的D0～D7数据线引脚电线连接。型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的GPIO6引脚与GPIO7引脚依次和液晶显示屏的RS引脚与EN引脚电线连接。

技术方案中所述的手形图像采集时序、逻辑控制部分采用型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器，型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器和型号为OV7670的图像传感器芯片、型号为AL422B的视频帧存储器、型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器与型号为AM29LV400B的高速闪存之间为电线连接。所述的型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器和型号为OV7670的图像传感器芯片、型号为AL422B的视频帧存储器、型号为TMS 320VC5509A的数字信号处理器与型号为AM29LV400B的高速闪存之间为电线连接是指：型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器的51引脚与52引脚依次和型号为OV7670的图像传感器芯片的VSYNC引脚与HREF引脚电线连接。型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器的15引脚和型号为AL422B的视频帧存储器的

引脚电线连接，型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器的16引脚和型号为AL422B的视频帧存储器芯片的

引脚与

引脚电线连接，型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器的17引脚和型号为AL422B的视频帧存储器的OE引脚电线连接，型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器的18引脚和型号为AL422B的视频帧存储器的RE引脚电线连接。型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器的53引脚～56引脚依次和型号为TMS 320VC5509A的数字信号处理器的GPIO4引脚、CE2引脚、AOE引脚与ARE引脚电线连接。所述的型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器的TCK引脚、TDI引脚、TMS引脚与TDO引脚依次和CPLD的编程、调试接口（CPLD_JTAG）的同名引脚电线连接，CPLD的编程、调试接口（CPLD_JTAG）的TDO引脚、TMS引脚与TDI引脚依次接电阻R8、电阻R9与电阻R10上拉至3.3V，CPLD的编程、调试接口（CPLD_JTAG）的TCK引脚通过电阻R11接地；所述的型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的

引脚、TMS引脚、TDO引脚、TDI引脚、TCK引脚、EMU0引脚与EMU1引脚依次和DSP的编程、调试接口的同名称引脚电线连接，DSP的编程、调试接口的

引脚接电阻R7后下拉接地，型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的EMU0引脚与EMU1引脚通过电阻R5与电阻R6上拉至DVDD引脚。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的基于DSP的手形识别系统采用型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器，是美国TI公司推出高性能数字信号处理器，内核工作频率可达到144MHz（6.94ns），含有直接存储器访问控制器(DMA)、外部存储器接口(EMIF)、多通道缓冲串行口(McBSP)、通用串行总线(USB)模块、I²C总线模块等丰富的外设资源，方便了用户的开发，减小了工作的难度；

2.本发明所述的基于DSP的手形识别系统采用的型号为OV7670的图像传感器芯片是美国OmniVision公司开发的CMOS彩色图像传感器芯片，它将光敏元阵列、驱动电路、信号处理电路、模数转换电路等完全集成在同一芯片内，仅需设计相应的外围电路即可实现单芯片成像系统。同时该芯片还具有SCCB总线接口（原理类似于I²C总线）和丰富的寄存器（201个）。型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器(DSP)可以通过I²C总线与型号为OV7670的图像传感器芯片的SCCB总线直接相连，通过修改型号为OV7670的图像传感器芯片的寄存器完成图像格式（RGB、YUV）、图像大小（640×480、320×240）、曝光率、白平衡、自动增益等参数的修改，提高采集到的图像的质量；

3.本发明所述的基于DSP的手形识别系统采用的可编程逻辑器(CPLD)是集成了复杂数字电路的逻辑元件，可以反复的编程（芯片内部带有Flash,可以多次擦写），在外围电路不动的情况下通过改写程序，实现不同的功能，数字信号处理器(DSP)通过自身的GPIO引脚给可编程逻辑器(CPLD)控制信号，再由可编程逻辑器(CPLD)控制图像传感器芯片向先入先出(FIFO)的型号为AL422B的存储器芯片写图像数据的时序；

4.本发明所述的基于DSP的手形识别系统采用的先入先出(FIFO)的型号为AL422B的存储器芯片是Averlogic公司的大容量动态存储芯片。因为图像传感器一帧采集的图像像素为64O×480个，数字信号处理器(DSP)内部没有足够的存储容量能够对这些像素进行处理，同时数字信号处理器(DSP)的数据总线还要与外扩的同步动态随机存储器(SDRAM)共用，不能让图像传感器芯片输出的图像信号一直占据。所以，图像传感器芯片输出的图像数据信号不能直接送入到数字信号处理器(DSP)中，必须经过一个缓冲存储器(在这里我们选用型号为AL422B的存储器芯片)，然后数字信号处理器(DSP)根据自己的处理速度从缓冲存储器读取数据和进行处理；

5.本发明所述的基于DSP的手形识别系统采用的图像为YUV格式，我们只需要提取Y分量（亮度信号）就可以得到手形灰度图像，如果采集图像时选取和手形颜色差异较大的背景，则灰度图像的直方图会呈明显的双峰特性，在两峰之间选取合理的阈值进行图像分割即可实现二值化。通过对已有的轮廓提取方法的了解和分析采用一种基于方向形态学的轮廓提取方法，该方法在二值化的边缘图像的基础上进行滚动膨胀操作,通过定义方向目标函数来确定结构元素的移动方向，从而实现轮廓提取。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的基于DSP的手形识别系统的结构原理示意框图；

图2是本发明所述的基于DSP的手形识别系统中型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器（DSP）的外围电路原理图；

图3是本发明所述的基于DSP的手形识别系统中手形图像采集时序、逻辑控制部分的型号为EPM240T100C5N的时序、逻辑控制芯片（CPLD）的外围电路原理图；

图4是本发明所述的基于DSP的手形识别系统中为了准确获取一幅手形图像而设计的数字逻辑原理图，其实现是通过Verilog HDL硬件描述语言对型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器(CPLD)来编程实现；

图5是本发明所述的基于DSP的手形识别系统中前端图像采集的硬件电路，型号为OV7670的图像传感器芯片在CPLD的控制下捕获外界图像并将其送到先入先出(FIFO)的型号为AL422B的存储器芯片中缓存以备数字信号处理器（DSP）进行后续的处理、识别；

图中：R1～R13.电阻，C1～C12.电容，LED1.1号发光二极管，Y1.1号晶体振荡器，Y2.2号晶体振荡器，SP708R.DSP复位芯片，S1.复位按钮，DSP_JTAG.DSP的编程、调试接口，CPLD_JTAG.CPLD的编程、调试接口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

本发明所述的基于DSP的手形识别系统主要用在一些大型公共场所对人的身份鉴别，相比于传统的钥匙、证件、ATM卡、用户名、密码等识别方式，它具有更高的可靠性和智能性。比如在国际会议、海关、机场、车站、运动会等公共场所，我们只需要采集一幅手形图像，建立手形特征，通过对先前建立的手形数据库对比，可以快速的鉴别出人的身份，这样可以快速，高效的保证这些场所的出入秩序，维护公共场所的安全。基于DSP的手形识别系统由于采用DSP来完成，系统很小，可以方便移动，而且只需要5V的电压就可以保证系统的运行，这给该产品的应用带来更多方便。实现了自动、快速识别的目的，而且系统脱机运行，降低了成本，增加了系统的灵活性。

参阅图1，基于DSP的手形识别系统主要包括手形图像采集部分，手形图像采集时序、逻辑控制部分和手形图像处理、结果显示部分。

1.所述的手形图像采集部分主要由型号为OV7670的图像传感器芯片和型号为AL422B的视频帧存储器组成。型号为OV7670的图像传感器芯片是美国OmniVision公司开发的CMOS彩色图像传感器芯片，它将光敏元阵列、驱动电路、信号处理电路、模数转换电路等完全集成在同一芯片内，仅需设计相应的外围电路即可实现单芯片成像系统。同时该芯片还具有SCCB总线接口（原理类似于I²C）和丰富的寄存器（201个）。型号为AL422B的视频帧存储器是由AverLogic公司推出的存储容量为3Mbits的视频帧存储器,完全可以缓存型号为OV7670的图像传感器芯片传来的图像数据，其刷新电路比较简单，仅需在WCLK或RCLK引脚提供大于1MHz的不间断脉冲即可。

型号为OV7670的图像传感器芯片和型号为AL422B的视频帧存储器电线连接，并且要为型号为AL422B的视频帧存储器提供写时钟信号，型号为AL422B的视频帧存储器和型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器电线连接，型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器和型号为OV7670的图像传感器芯片之间为电线连接，当数据采集完成时型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器读取型号为AL422B的视频帧存储器中的图像数据。系统上电后,先要完成型号为OV7670的图像传感器芯片的寄存器的配置，来实现型号为OV7670的图像传感器芯片的初始化，这主要是通过型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的I²C总线来完成，由于型号为OV7670的图像传感器芯片的寄存器写总线SCCB和I²C兼容，所以我们只需要将型号为OV7670的图像传感器芯片的寄存器写总线SCCB的时钟线SIO_C、数据线SIO_D分别和I²C总线的时钟线SCL、数据线SDL相连接即可，I²C总线需要上拉，所以在SCL和SDL上分别接10K的电阻，然后接至3.3V的电源上。

2.所述的手形图像采集时序、逻辑控制部分采用型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器，型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器和型号为OV7670的图像传感器芯片、型号为AL422B的视频帧存储器、型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器与型号为AM29LV400B的高速闪存之间为电线连接。所述的手形图像采集时序、逻辑控制部分主要是配合型号为OV7670的图像传感器芯片和型号为AL422B的视频帧存储器完成一幅图像的采集以及型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器读取图像时的一些逻辑实现。基于DSP的手形识别系统的手形图像采集时序、逻辑控制部分采用型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器（CPLD），型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器（CPLD）内部输出结构是可编程的逻辑宏单元，由于它的硬件结构设计可由软件完成（相当于房子盖好后人工设计局部室内结构），因而它的设计比纯硬件的数字电路具有很强的灵活性。基于DSP的手形识别系统主要是捕捉型号为OV7670的图像传感器芯片的行信号（HREF）和场信号（VSYNC），通过数字电路中的Ｄ触发器、与非门等设计的逻辑电路来为型号为AL422B的视频帧存储器提供写图像数据信号，从而精确控制一幅图像的采集。

3.所述的手形图像处理、结果显示部分包括型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器、型号为MT48LC4M16A2的同步动态随机存储器(SDRAM)、型号为AM29LV400B的高速闪存(FLASH)与液晶显示屏(12684液晶块)，型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器和型号为MT48LC4M16A2的同步动态随机存储器(SDRAM)、型号为AM29LV400B的高速闪存(FLASH)之间为电线连接。手形图像处理及结果显示部分是整个系统的核心，手形数据传入型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器后，通过型号为TMS320VC 5509A的数字信号处理器的高速运算能力，完成图像轮廓提取、手形特征建立、模式匹配等过程。由于图像处理的中间过程涉及大量的数据，因此在型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的外围扩展了型号为MT48LC4M16A2的同步动态随机存储器（SDRAM），该芯片具有4M字节的存储空间；同时在外围扩展了型号为AM29LV400B的高速闪存(FLASH)，外扩的型号为AM29LV400B的高速闪存(FLASH)主要完成手形图像数据库的存储和程序的上电加载，每次系统上电运行时，型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器先通过Bootloader方式将程序加载到内部RAM中高速运行。

型号为MT48LC4M16A2的同步动态随机存储器(SDRAM)的DQ0～DQ15数据线引脚、A0～A11地址线引脚依次和型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的D0～D15数据线引脚、A1～A12地址线引脚电线连接；型号为MT48LC4M16A2的同步动态随机存储器(SDRAM)的

CLK、

与

控制信号引脚依次和型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的CE0、CLKMEM、

与

引脚电线连接。

型号为AM29LV400B的高速闪存(FLASH)的DQ0～DQ15数据线引脚、A0～A12地址线引脚依次和型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的D0～D15数据线引脚、A1～A13地址线引脚电线连接；型号为AM29LV400B的高速闪存(FLASH)的与

控制信号引脚依次和型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的CE1、AOE与AWE引脚电线连接。由于型号为AM29LV400B的高速闪存(FLASH)有18个(A0～A17)地址线引脚，而型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器只有14个(A0～A13)地址线引脚,所以需将型号为AM29LV400B的高速闪存的地址线引脚的高5位(A13-A17)接至型号为EPM240T100C 5N的可编程逻辑器(CPLD)的任意五个I/O引脚(本设计中选择71～75引脚)来扩展高位地址。

液晶显示屏选取12684液晶块，将12684液晶块的D0～D7数据线引脚依次和型号为TMS320VC 5509A的数字信号处理器的D0～D7数据线引脚电线连接；12684液晶块的RS引脚、EN引脚依次和型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的GPIO6引脚、GPIO7引脚电线连接，来控制液晶的显示。

参阅图2，型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的VSS、AD_vss、AVSS引脚和地线连接；CVDD、RCVDD、RDVDD引脚和1.8V的直流稳压电源电线连接；DVDD、ADVDD、AVDD引脚和3.3V的直流稳压电源电线连接；型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的XF引脚和一个470欧的电阻R1与1号发光二极管LED1依次电线连接；型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的GPIO0、GPIO2、GPIO3引脚和地线连接，GPIO1引脚和3.3V的高电平端（DVDD）电线连接（GPIO0～GPIO3引脚的初始状态决定系统上电时程序的加载模式）；型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的RESET复位引脚和一个专用的型号为SP706R的复位芯片的7号引脚电线连接，型号为SP706R的复位芯片的1号引脚接复位按钮S1，2号引脚接3.3V的高电平端（DVDD），为了电源的稳定在DVDD上加一个0.1UF滤波电容C1，型号为SP706R的复位芯片的3号引脚、4号引脚接地。复位时，按下S1（此时型号为SP706R的复位芯片的1号引脚接地），型号为SP706R的复位芯片的7号引脚会给出一个稳定的低电平脉冲，使型号为TMS320VC 5509A的数字信号处理器可靠复位；型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的中断引脚INT通过10K的上拉电阻R2上拉至3.3V。型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的X1、X2/CLKIN引脚与电容C2、电容C3的一端电线连接，电容C2、电容C3的另一端接地，并且在X1、X2/CLKIN引脚之间接一个12MHz的1号晶体振荡器Y1使其正常工作；型号为TMS 320VC5509A的数字信号处理器的RTCINX1、RTCINX2引脚与电容C4、电容C5的一端电线连接，电容C4、电容C5的另一端接地，并且在RTCINX1、RTCINX2引脚之间接一个32.768KHz的2号晶体振荡器Y2使其实时时钟正常工作。型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的I²C总线SCL、SDL引脚通过10K的电阻R4、R3上拉；型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的

TMS、TDO、TDI、TCK、EMU0与EMU1引脚依次和DSP的编程、调试接口DSP_JTAG的同名称引脚电线连接，DSP的编程、调试接口DSP_JTAG是14针的双排插针，是DSP编程器和型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器之间连接通道，DSP的编程器通过DSP的编程、调试接口DSP_JTAG向型号为TMS 320VC5509A的数字信号处理器内部写入程序、实时监测程序的运行；程序调试完毕通过DSP的编程、调试接口DSP_JTAG将程序烧写到外扩的型号为AM29LV400B的高速闪存（Flash）中，完成系统软件的固化；

引脚接10K的电阻R7然后下拉接地，EMU0、EMU1通过10K的电阻R5、电阻R6上拉至DVDD。

参阅图3，型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器（CPLD）的VCCIO电源引脚、VCCINT电源引脚接至3.3V，并且通过0.1UF的滤波电容C8与C9接地，型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器（CPLD）的GNDIO、GNDINT引脚接地；型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器（CPLD）的15～18引脚和型号为AL422B的视频帧存储器芯片电线连接，其中：15引脚与型号为AL422B的视频帧存储器芯片的

引脚电线连接，16引脚和型号为AL422B的视频帧存储器芯片的

两个引脚电线连接在一起，17引脚和型号为AL422B的视频帧存储器芯片的OE引脚电线连接，18引脚和型号为AL422B的视频帧存储器芯片的RE引脚电线连接；型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器（CPLD）的51、52引脚依次和型号为OV7670的图像传感器芯片的VSYNC引脚、HREF引脚电线连接；型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器（CPLD）的53～56引脚依次和型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的GPIO4引脚、CE2引脚、AOE引脚、ARE引脚电线连接；型号为EPM240T100C5N可编程逻辑器（CPLD）的时钟引脚IO/GCLK0接至40MHZ有源晶振的OUT引脚，有源晶振的VCC引脚接至5V电压，GND引脚接地，NC引脚悬空；型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器（CPLD）的TCK、TDI、TMS、TDO引脚依次与CPLD的编程、调试接口CPLD_JTAG同名引脚电线连接，CPLD的编程、调试接口为10针的双排插针，是CPLD编程器和型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器（CPLD）之间的连接通道，CPLD的编程、调试接口CPLD_JTAG的TDO、TMS、TDI引脚依次接10K的电阻R8、R9、R10上拉至3.3V，CPLD的编程、调试接口的TCK通过10K的电阻R11接地；设计的时序、逻辑控制部分的代码通过CPLD的编程、调试接口写入到型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器的内部的Flash存储器中。

参阅图4，图中为型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器（CPLD）内部的时序、逻辑电路的原理图，我们想要在型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器（CPLD）内部实现图4的时序、逻辑功能，只需按照图中的原理用VerilogHDL语言编写代码，并将代码通过CPLD的编程、调试接口CPLD_JTAG下载到型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器（CPLD）的内部存储器中就可以实现。上部分为控制型号为AL422B的视频帧存储器采集一幅图像的逻辑设计，下部分为型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器读取型号为AL422B的视频帧存储器里图像数据的逻辑设计，下面分别讲述：

上部分为图像采集的时序控制原理图。型号为OV7670的图像传感器芯片的VSYNC引脚、HREF引脚、型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的GPIO4引脚分别接至型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器（CPLD）51、52和53引脚（如图3所示）；VSYNC引脚、HREF引脚为型号为OV7670的图像传感器芯片的场信号、行信号，GPIO4为型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的一个通用输入输出（GPIO）口。inst、inst1为在型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器（CPLD）内部设计的两个D触发器，inst2为反相器，mux21为二选一的选择开关。开始时型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器通过GPIO4引脚给出一个0.1ms的低电平脉冲，使型号为AL422B的视频帧存储器（FIFO）读、写指针复位，同时使D触发器inst、D触发器inst1置零，在第一个场信号VSYNC到来时，触发器inst1的输出Q=D=1，此时mux21打开，在HREF为高电平期间，为型号为AL422B的视频帧存储器（FIFO）提供写使能信号

（通过可编程逻辑器（CPLD）的15引脚接至型号为AL422B的视频帧存储器（FIFO）的

引脚），在下一个场信号VSYNC到来时，触发器inst1的输出Q=D=0，写使能关闭，以后的场信号到来时，触发器inst1的输出都为Q=D=0，不会再采集图像数据，这样就严格控制一幅图像的采集。

下部分是型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器读取图像的逻辑控制原理图。型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器读图像数据的逻辑控制主要是对数据接口的控制信号AOE、CE2、ARE进行简单的逻辑组合，

型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的CE2、AOE、ARE引脚分别和型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器（CPLD）的54、55、56引脚电线连接，在型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器（CPLD）内部实现逻辑组合后通过型号为EPM240T100C 5N的可编程逻辑器（CPLD）的17、18引脚分别接至型号为AL422B的视频帧存储器（FIFO）的OE、RE引脚，为其提供读允许信号、读使能信号。

参阅图5，型号为OV7670的图像传感器芯片的AGND引脚、DOGND引脚和PWDN引脚接地，AVDD与RESET引脚依次和10K的电阻R12与R13电线连接后接至2.8V，SCCB时钟线SIO_C、SCCB数据线SIO_D依次和型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的I²C总线的SCL、SDL引脚连接，DVDD引脚接0.1UF的电容C10的一端，电容C10的另一端接地，DVDD引脚接1.8V的电源，型号为OV7670的图像传感器芯片的XCLK引脚和有源晶振的OUT引脚电线连接，为型号为OV7670的图像传感器芯片提供时钟，有源晶振的GND引脚接地，VCC引脚接5V直流稳压电源；型号为OV7670的图像传感器芯片的D0-D7输出数据引脚与型号为AL422B的视频帧存储器（FIFO）的DI0～DI7写数据线引脚电线连接，型号为OV7670的图像传感器芯片的PCLK引脚和型号为AL422B的视频帧存储器（FIFO）的WCLK写时钟信号引脚电线连接，为型号为AL422B的视频帧存储器（FIFO）提供写时钟。型号为OV7670的图像传感器芯片的DGND引脚和型号为AL422B的视频帧存储器（FIFO）的GND与TST引脚电线连接并接地，同时，型号为OV7670的图像传感器芯片的DGND引脚通过电容C11和型号为AL422B的视频帧存储器（FIFO）的VDD引脚电线连接并接3.3V的电压。型号为AL422B的视频帧存储器（FIFO）除了写数据线一端要和型号为OV7670的图像传感器芯片电线连接外，读数据线一端的DO0～DO7引脚和型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的数据总线的D0～D7引脚连接；型号为AL422B的视频帧存储器（FIFO）的

引脚和型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器（CPLD）的15引脚电线连接（参阅图3），

引脚的复位信号都由型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器（CPLD）提供（

都接至型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器的16引脚即RS_FIFO引脚，参阅图3）；型号为AL422B的视频帧存储器（FIFO）的GND、TST引脚接地，VDD、DEC引脚都接3.3V的电压，但都需通过0.1UF的电容C11、C12接地。

Claims

1.一种基于DSP的手形识别系统，包括手形图像处理、结果显示部分，所述的手形图像处理、结果显示部分包括型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器、型号为MT48LC4M16A2的同步动态随机存储器、型号为AM29LV400B的高速闪存与液晶显示屏，型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器和型号为MT48LC4M16A2的同步动态随机存储器、型号为AM29LV400B的高速闪存与液晶显示屏之间为电线连接，其特征在于，所述的基于DSP的手形识别系统还包括手形图像采集部分和手形图像采集时序、逻辑控制部分；

所述的手形图像采集部分包括型号为OV7670的图像传感器芯片和型号为AL422B的视频帧存储器，型号为OV7670的图像传感器芯片和型号为AL422B的视频帧存储器之间为电线连接，型号为AL422B的视频帧存储器和型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器之间为电线连接，型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器和型号为OV7670的图像传感器芯片之间为电线连接；

型号为OV7670的图像传感器芯片的SCCB时钟线SIO_C与SCCB数据线SIO_D依次和型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的I²C总线的SCL引脚与SDL引脚连接；

型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的D0～D15数据线引脚、A1～A12地址线引脚依次和型号为MT48LC4M16A2的同步动态随机存储器的DQ0～DQ15数据线引脚、A0～A11地址线引脚电线连接；型号为TMS320VC 5509A的数字信号处理器的CE0、CLKMEM、

与

引脚依次和型号为MT48LC4M16A2的同步动态随机存储器的

CLK、

与

控制信号引脚电线连接；

型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的D0～D15数据线引脚与A1～A13地址线引脚依次和型号为AM29LV400B的高速闪存的DQ0～DQ15数据线引脚与A0～A12地址线引脚电线连接；型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的CE1引脚、AOE引脚与AWE引脚依次和型号为AM29LV400B的高速闪存的与

控制信号引脚电线连接，型号为AM29LV400B的高速闪存的A13～A17地址线引脚依次和型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器(CPLD)的71～75引脚电线连接；

型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的D0～D7数据线引脚依次和液晶显示屏的D0～D7数据线引脚电线连接；型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的GPIO6引脚与GPIO7引脚依次和液晶显示屏的RS引脚与EN引脚电线连接。

2.按照权利要求1所述的基于DSP的手形识别系统，其特征在于，所述的手形图像采集时序、逻辑控制部分采用型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器，型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器和型号为OV7670的图像传感器芯片、型号为AL422B的视频帧存储器、型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器与型号为AM29LV400B的高速闪存之间为电线连接；

所述的型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器和型号为OV7670的图像传感器芯片、型号为AL422B的视频帧存储器、型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器与型号为AM29LV400B的高速闪存之间为电线连接是指：

型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器的51引脚与52引脚依次和型号为OV7670的图像传感器芯片的VSYNC引脚与HREF引脚电线连接；

型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器的15引脚和型号为AL422B的视频帧存储器的

引脚与

引脚电线连接，型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器的17引脚和型号为AL422B的视频帧存储器的OE引脚电线连接，型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器的18引脚和型号为AL422B的视频帧存储器的RE引脚电线连接；

型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器的53引脚～56引脚依次和型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的GPIO4引脚、CE2引脚、AOE引脚与ARE引脚电线连接；

所述的型号为EPM240T100C5N的可编程逻辑器的TCK引脚、TDI引脚、TMS引脚与TDO引脚依次和CPLD的编程、调试接口（CPLD_JTAG）的同名引脚电线连接，CPLD的编程、调试接口（CPLD_JTAG）的TDO引脚、TMS引脚与TDI引脚依次接电阻R8、电阻R9与电阻R10上拉至3.3V，CPLD的编程、调试接口（CPLD_JTAG）的TCK引脚通过电阻R11接地。

3.按照权利要求1所述的基于DSP的手形识别系统，其特征在于，所述的型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的

引脚、TMS引脚、TDO引脚、TDI引脚、TCK引脚、EMU0引脚与EMU1引脚依次和DSP 的编程、调试接口（DSP_JTAG）的同名称引脚电线连接，DSP的编程、调试接口（DSP_JTAG）的引脚接电阻R7后下拉接地，型号为TMS320VC5509A的数字信号处理器的EMU0引脚与EMU1引脚通过电阻R5与电阻R6上拉至DVDD引脚。