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智能視頻監控應用系統設計攻略

　　隨著寬帶有線和無線網絡基礎設施的完善以及全球安防市場需求的增長，視頻監控的應用正呈爆發性的增長態勢。視頻監控系統的發展趨勢非常明顯，在經歷了數字化和網絡化之后，下一個重要的趨勢就是智能化，即智能監控和視頻分析技術的應用。

　　傳統的視頻監控由人工進行視頻監測發現安全隱患或異常狀態，或者用于事后分析，這種應用具有其固有的缺點，難以實現實時的安全監控和檢測管理。帶有智能分析功能的監控系統可以通過區分監控對象的外形、動作等特征，做到主動收集、分析數據，并根據預設條件執行報警、記錄、分析等動作。智能監控系統可以運行于服務器，也可以運行在基于DSP的嵌入式系統上，而后者已逐漸成為主流。

　　智能視頻的應用大體上可以分安防、人體行為檢測和智能交通三方面的應用。其中安防應用是被廣泛認為是最具潛力的市場，它包括以下幾個應用類別：入侵檢測，可以自動檢測出視頻畫面中的運動行為特征；物品移除檢測，可以自動檢測物品搬移事件——當防區內某特定位置的物品被拿走或搬走時發出報警；遺留物檢測，可以對遺棄物進行自動檢測——當物品在某個防區內被放置或遺棄的時候自動報警；智能跟蹤，可以使攝像機對自身的云臺和變焦鏡頭進行自主PTZ驅動。人體行為檢測應用包括脫崗檢測(可以實現自動檢測崗哨人員就位情況)、徘徊檢測(對重要區域人體徘徊檢測)。智能交通應用包括：對非法停留的交通工具進行檢測，當交通工具在防區內非法停留時發出報警；車輛逆行檢測，及時辨別逆行車輛。

　　隨著準確率和可靠性逐步提高及產品成本的下降，智能視頻在越來越多的場合得到了應用，它能夠替代部分安防設備，降低安保人員的工作強度，提高工作效率，減少管理成本。事實上，智能視頻的應用具有非常巨大的潛力。隨著技術日趨成熟，智能視頻技術的應用領域正在迅速擴展，這些應用主要包括上述的安防、交通以及零售、服務等行業，如人數統計、人臉識別、人群控制、注意力控制和交通流量控制等。

　　實時視頻監測的需求正在快速增長，特別是隨著實時安全監控應用的需求增加，實時發現安全隱患或目標異常行為的功能已經具有越來越重要的現實意義，智能視頻監測系統產品在這種日益增長的需求帶動下，正在成為視頻監控應用的新熱點。特別是隨著半導體技術的進步，例如以Blackfin匯聚式處理器為代表的先進嵌入式解決平臺方案的推出，具有極高性價比和極高實用性的智能視頻分析設備不斷推出，并在一些關鍵應用中發揮極為重要的作用。

 
圖1：傳統的視頻監控應用示意圖。

　　智能視頻應用設計攻略
　　硬件平臺方案的選擇往往決定了系統的整體方案成本、性能、開發工具和方法的可用性，以及方案未來持續升級的可行性等，因此方案平臺選型至關重要。智能視頻應用自身的獨特性要求在硬件平臺的選擇上進行綜合權衡。視頻監控系統的網絡化和智能分析要求，以及大規模工程安裝對成本、體積和功耗的限制，非標準化的智能視頻分析方法和幾乎定制化的方案優化方式，使得結合了MCU和DSP優勢、具有軟件設計靈活性和強大處理能力的匯聚式處理器方案平臺體現出更加明顯的優勢。本文將結合ADI公司獨特的Blackfin匯聚式DSP處理器的特點，分析智能視頻設計中主要的設計技術要點。

一、硬件平臺選型
　　可定制化能力非常重要。有很多因素制約著視頻監控系統智能化的應用步伐：首先是智能監控的視頻算法比較復雜，難于標準化，各個系統提供商的視頻分析軟件都有自己的獨特算法，導致市場上的產品沒有統一的標準；其次，視頻監控系統的應用場景比較復雜，用戶的要求多樣化，所以定制化的要求比較多。因此，視頻分析方案通常需要針對客戶的應用特點和需求進行方案優化，采用的算法千差萬別。此外，由于智能視頻應用的高復雜性，對方案的處理能力提出了更高的要求。MCU+ASIC的視頻監控傳統方案難以實現各種個性化的設計和高運算能力要求，即使選擇普通DSP+MCU的雙芯片方案通常也難以滿足智能視頻監控應用的復雜運算需求，需要增加協處理器，這種復雜的解決方案無論是BOM成本、功耗還是開發難度都不足取。Blackfin處理器充分發揮了MCU+DSP匯聚式架構的優勢，滿足了智能視頻應用的系統控制和高強度的運算需求，特別是以BF561為代表的高性能雙內核架構已經成為智能視頻應用的首選方案平臺。