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基于FPGA的手写汉字识别系统的设计与实现

初冉  
【摘要】:本文应用Altera公司的Nios Ⅱ和Quartus Ⅱ软件,在Cyclone Ⅱ系列的EP2C35F672C6芯片中,设计并实现基于FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)的手写汉字识别系统。基于FPGA的识别系统的硬件部分是利用Quartus Ⅱ软件设计和实现的,识别系统的软件部分是在Nios Ⅱ中编写C++程序代码来实现系统的识别功能。 本系统编写了包括VGA(Video Graphics Array,视频图像阵列)、UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,非同步收发传输器)和SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory,同步动态随机存储器)在内的多种IP Core,并在Quartus Ⅱ中编译了的HDL(Hardware Description Language,硬件描述语言)文件,使FPGA能够与外部的手写和显示设备进行数据通信。可编程芯片系统提供最全面的设计环境,最大限度地实现系统的集成化。当笔移动时,系统接收到一系列的离散的坐标点,相邻两点的连线是FPGA所能分辨的一段最小直线,通过提取方向代码序列,并对代码序列进行滤波、归并,得到笔画的最简方向码序列。根据笔画库,用动态规划法查找所有标准笔画库,实现笔画的识别。将笔画和笔顺信息与字典中的汉字信息相匹配,实现汉字的识别,如果识别不成功,根据用户指令对汉字进行学习。 经测试证明,硬件部分功能可行、有效,实现了FPGA与外部设备之间的数据通信,可以完成数据的采集、显示和储存等功能。识别系统软件部分首先实现笔画的识别,进而实现汉字的识别,并实现了学习和联想功能。该系统作为嵌入式系统,对CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)速度影响小、使用简单。而且拥有很高的性价比,能够有效的节省软件和硬件资源,有着很好的应用前景。


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