基于fpga的卷积神经网络的人脸识别开题报告

一、研究背景

人脸识别技术是一种基于生物特征的身份验证技术，已经广泛应用于各种场景中，例如安全监控、移动支付、智能家居等。随着计算机性能的提高和深度学习算法的发展，人脸识别技术在精度和效率上都有了大幅提升。然而，由于传统的计算机处理器对于深度学习算法的计算需求较大，导致处理速度较慢，难以满足实时性的要求。

FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑芯片，具有高效的并行计算能力和低功耗的特点。基于FPGA的卷积神经网络（CNN）加速器已经成为了深度学习算法加速的重要手段。相比于传统的计算机处理器，基于FPGA的CNN加速器可以提供更快的计算速度和更低的功耗。

二、研究目的

本文旨在设计和实现一种基于FPGA的卷积神经网络的人脸识别系统。主要研究内容包括：

1. 设计和实现一个基于FPGA的卷积神经网络加速器，用于加速人脸识别算法的计算过程。

2. 使用已有的人脸识别数据集，训练一个卷积神经网络模型，并将其部署到FPGA加速器上。

3. 对比基于FPGA的卷积神经网络加速器和传统的计算机处理器在人脸识别任务上的性能表现。

三、研究方法

本文采用以下研究方法：

1. 设计和实现基于FPGA的卷积神经网络加速器。首先，根据卷积神经网络的结构和计算过程，设计一个适合于FPGA实现的卷积神经网络加速器。然后，使用Verilog HDL语言实现该加速器，并进行仿真和验证。

2. 使用已有的人脸识别数据集，训练一个卷积神经网络模型。本文选用了LFW（Labeled Faces in the Wild）数据集作为训练数据集，使用深度学习框架TensorFlow训练一个卷积神经网络模型。

3. 部署卷积神经网络模型到FPGA加速器上，并对比基于FPGA的卷积神经网络加速器和传统的计算机处理器在人脸识别任务上的性能表现。本文将使用LFW数据集进行测试，并比较加速器和处理器的计算速度和识别精度。

四、论文结构

本文的结构如下：

第一章：绪论。介绍人脸识别技术和基于FPGA的卷积神经网络加速器的研究背景和研究目的。

第二章：相关技术。介绍卷积神经网络的基本原理和FPGA的基本结构和特点，以及FPGA加速器的设计和实现方法。

第三章：基于FPGA的卷积神经网络加速器设计。详细介绍基于FPGA的卷积神经网络加速器的设计和实现方法。

第四章：人脸识别算法实现。介绍人脸识别算法的实现方法，包括训练卷积神经网络模型和将模型部署到FPGA加速器上。

第五章：实验结果和分析。通过实验对比基于FPGA的卷积神经网络加速器和传统的计算机处理器在人脸识别任务上的性能表现，并分析加速器的优缺点。

第六章：总结和展望。总结本文的研究内容和贡献，并展望未来的研究方向。