TI杯电子设计大赛项目总结报告

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本次比赛以华中科技大学DSP实验箱、TMS320C5409 DSP系统板和触摸显示两用屏为基础，
首先记录正确的笔迹信息，再通过用户界面读取用户输入的笔迹和存储的笔迹信息进行比对后
输出判断结果以鉴别用户的身份。
用户输入的笔迹实际上是一组顺序的坐标点信息。各个坐标点由触摸屏输入，经串口进入
DSP, 同时在显示屏上的对应坐标处显示出来。笔迹输入完成后， 经过一定的数据处理， 再通过
显示屏输出相关结果或提示信息。整个流程使用实验箱上的按键控制， 并具有简单的用户界面。
2 {5 m. u; t& o  |9 r具体而言，我们采用直接绘制界面的方式通过液晶屏控制器显示提示信息, 通过CPU不断查询触
摸屏的状态信息读入连续的笔迹信息向量， 通过DSP处理器使用密度分布算法解析该向量， 得出
其与标准笔迹向量的相似度，将该相似度与阈值比对，若误差在容忍范围内，则判定为正确并
! i& q& N4 n, m5 I7 B2 ?3 d$ m6 g输出相关信息。
6 J! n9 o, i# i& i$ p3 ]& Z0 Y在实际测试后， 发现对于较简单的签名， 该系统的笔迹识别正确度能够达到70%-80%，而在
笔迹较复杂时，该系统的笔迹识别准确度也高于50%。

1 概述
笔迹就是书写者利用书写工具在书面上留下的痕迹，是书写动作的特点反映，反映一
1 `5 T  l, k% p7 {! o/ R个人书写习惯的特殊性。笔迹识别作为一种方便的身份鉴定方法，在邮政书信分捡、银行
/ _! Q0 L) F7 X& ^2 H8 |4 a+ @. ^6 i等行业票据处理、文献检索等许多领域都有重要的科研价值和巨大实用价值。笔迹鉴定的
做法由来已久，但是大多数的实际实现都是通过肉眼去判断，目前通过计算机实现的笔迹
0 |3 E' L& C. j* c) U* G鉴定很少见。同时，大部分笔迹鉴定都是针对写在纸质文档上的文字签名信息而言的，使
得笔迹识别在数字时代的应用逐渐减少。鉴于笔迹识别符合人的使用习惯，我们决定利用
( g9 T! e2 o  V0 _2 N5 h触摸屏代替纸页采集笔迹信息， 使用C5409 DSP 代替人脑分析笔迹的相似度， 使用显示屏
  E6 V9 _* Y( J# Q1 h代替人表达信息的方式输出鉴定结果。这样，就实现了一个与传统方法相似但能够重复使
& A' V8 _9 q# }# X1 K用的笔迹识别系统。
: V5 S: e# `1 C' s; u  u8 F7 V该总结的大体流程是从设计目标与团队分工着手，先总体阐释系统的整体逻辑模块组
成，再分为硬件设计与软件设计两方面分别概述电路组成与驱动程序以及核心算法思想。
" y0 \  ~; J  Y然后再结合实际讨论系统的测试方法、出现的问题以及解决方法，并分析系统的结果。最
; Z+ [8 [6 M! l; r" z3 T! P! l后，对系统设计作一简要总结。
2 设计目标
2.1 基本功能
7 n7 k. i6 X  Z# U能够侦测到用户在触摸屏上的输入，输入区域大小为12.7*8.9cm 。
9 D  \5 B$ `, O- x0 ]能够根据当前输入在显示屏上的对应位置输出笔迹图形。一次书写中能够保持所有的
+ i  H1 n+ V0 I/ m9 q点迹。
% W, T" X! N) S+ N具有简单的UI 与菜单选项， 能够辅助用户完成一次笔迹识别的流程， 对于不正确的操
8 B- u" \; R$ |5 b. s作不出现错误。
  q9 ]; r; g5 Q能够根据存储器中存储的笔迹向量信息判断当前输入是否为同一用户输入，并通过显
1 c& h7 _! u7 r; k) l. b0 R示屏输入鉴定完成后的结果，也就是笔迹锁功能的实现。
经由实验箱上的键盘与用户交互。
2.2 拓展功能
利用相应的纹理或笔劲信息识别特定用户的笔迹，提取用户的笔迹特征并记录下来，
6 B! B8 f( m8 N在用户输入任意字迹的时候能够辨认其身份并显示提示。
, P2 |2 }* ]% b能记录用户的笔迹信息，在与PC通信时能够将笔迹信息传递给主机程序并显示出来。
% U* l. A0 l+ i5 x( W" w能够通过触摸屏而非按键键盘进行相关命令的输入。
9 t( B% _( f8 d6 o能够根据输出结果采取相应的措施，如运行一段子程序、在某些端口输出高低电平、
; M# F2 D0 d5 {# L  g华中科技大学2012 年TI 杯电子设计竞赛总结报告
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控制某个灯的闪烁等。
" r" r7 H3 W% u  @4 Q( F3 团队组成与任务分工
) l7 T9 \, Z! z& \本小组由组长李涛， 组员郭强与贺睿组成。根据汪小燕老师的指导， 本小组采取发挥并行，
特长优先的策略。在整体方向上， 李涛负责项目的宏观规划， 郭强提出并执行硬件方案与计划，
贺睿处理各种杂项，并辅助解决软件方面的一些问题。细化来看，从比赛开始以来，各组员所
完成的任务分工如下：
李涛：提出项目的目标，制订项目的时间表，分派各人应当执行的任务。购买任务相关器
1 o: P* u9 x% S" T5 V$ v  E件，联系老师，完成焊接。提出主程序流程并辅助编写主程序，了解触摸屏原理并调试其
" s8 s0 Y5 M5 ]  z6 u. u. l驱动；
郭强：画出项目硬件连接图，选取器件，辅助购买相关器件，辅助硬件焊接，编写主程序，
* V0 P0 H% s1 A: L了解显示屏原理并调试其驱动，整体调试验证；
贺睿：根据讨论得出的项目目标撰写项目开题文档与申请文档，根据每周的进度撰写项目
周总结，研究并提出实现基本功能所需的笔迹识别算法，根据项目结果与相关资料完成总
/ ^& g* _2 e& k结文档主体的撰写。
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大赛的不错