智能視頻監(jiān)控應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計攻略
隨著寬帶有線和無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的完善以及全球安防市場需求的增長，視頻監(jiān)控的應(yīng)用正呈爆發(fā)性的增長態(tài)勢。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢非常明顯，在經(jīng)歷了數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化之后，下一個重要的趨勢就是智能化，即智能監(jiān)控和視頻分析技術(shù)的應(yīng)用。
傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控由人工進(jìn)行視頻監(jiān)測發(fā)現(xiàn)安全隱患或異常狀態(tài)，或者用于事后分析，這種應(yīng)用具有其固有的缺點，難以實現(xiàn)實時的安全監(jiān)控和檢測管理。帶有智能分析功能的監(jiān)控系統(tǒng)可以通過區(qū)分監(jiān)控對象的外形、動作等特征，做到主動收集、分析數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)條件執(zhí)行報警、記錄、分析等動作。智能監(jiān)控系統(tǒng)可以運行于服務(wù)器，也可以運行在基于DSP的嵌入式系統(tǒng)上，而后者已逐漸成為主流。
智能視頻的應(yīng)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(yīng)用。其中安防應(yīng)用是被廣泛認(rèn)為是最具潛力的市場，它包括以下幾個應(yīng)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(dāng)防區(qū)內(nèi)某特定位置的物品被拿走或搬走時發(fā)出報警；遺留物檢測，可以對遺棄物進(jìn)行自動檢測——當(dāng)物品在某個防區(qū)內(nèi)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(jìn)行自主PTZ驅(qū)動。人體行為檢測應(yīng)用包括脫崗檢測(可以實現(xiàn)自動檢測崗哨人員就位情況)、徘徊檢測(對重要區(qū)域人體徘徊檢測)。智能交通應(yīng)用包括：對非法停留的交通工具進(jìn)行檢測，當(dāng)交通工具在防區(qū)內(nèi)非法停留時發(fā)出報警；車輛逆行檢測，及時辨別逆行車輛。
隨著準(zhǔn)確率和可靠性逐步提高及產(chǎn)品成本的下降，智能視頻在越來越多的場合得到了應(yīng)用，它能夠替代部分安防設(shè)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(yīng)用具有非常巨大的潛力。隨著技術(shù)日趨成熟，智能視頻技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域正在迅速擴展，這些應(yīng)用主要包括上述的安防、交通以及零售、服務(wù)等行業(yè)，如人數(shù)統(tǒng)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(jiān)測的需求正在快速增長，特別是隨著實時安全監(jiān)控應(yīng)用的需求增加，實時發(fā)現(xiàn)安全隱患或目標(biāo)異常行為的功能已經(jīng)具有越來越重要的現(xiàn)實意義，智能視頻監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)品在這種日益增長的需求帶動下，正在成為視頻監(jiān)控應(yīng)用的新熱點。特別是隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，例如以Blackfin匯聚式處理器為代表的先進(jìn)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(shè)備不斷推出，并在一些關(guān)鍵應(yīng)用中發(fā)揮極為重要的作用。
圖1：傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控應(yīng)用示意圖。
智能視頻應(yīng)用設(shè)計攻略
硬件平臺方案的選擇往往決定了系統(tǒng)的整體方案成本、性能、開發(fā)工具和方法的可用性，以及方案未來持續(xù)升級的可行性等，因此方案平臺選型至關(guān)重要。智能視頻應(yīng)用自身的獨特性要求在硬件平臺的選擇上進(jìn)行綜合權(quán)衡。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和智能分析要求，以及大規(guī)模工程安裝對成本、體積和功耗的限制，非標(biāo)準(zhǔn)化的智能視頻分析方法和幾乎定制化的方案優(yōu)化方式，使得結(jié)合了MCU和DSP優(yōu)勢、具有軟件設(shè)計靈活性和強大處理能力的匯聚式處理器方案平臺體現(xiàn)出更加明顯的優(yōu)勢。本文將結(jié)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(shè)計中主要的設(shè)計技術(shù)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(jiān)控系統(tǒng)智能化的應(yīng)用步伐：首先是智能監(jiān)控的視頻算法比較復(fù)雜，難于標(biāo)準(zhǔn)化，各個系統(tǒng)提供商的視頻分析軟件都有自己的獨特算法，導(dǎo)致市場上的產(chǎn)品沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)；其次，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用場景比較復(fù)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(yīng)用特點和需求進(jìn)行方案優(yōu)化，采用的算法千差萬別。此外，由于智能視頻應(yīng)用的高復(fù)雜性，對方案的處理能力提出了更高的要求。MCU+ASIC的視頻監(jiān)控傳統(tǒng)方案難以實現(xiàn)各種個性化的設(shè)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(jiān)控應(yīng)用的復(fù)雜運算需求，需要增加協(xié)處理器，這種復(fù)雜的解決方案無論是BOM成本、功耗還是開發(fā)難度都不足取。Blackfin處理器充分發(fā)揮了MCU+DSP匯聚式架構(gòu)的優(yōu)勢，滿足了智能視頻應(yīng)用的系統(tǒng)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(nèi)核架構(gòu)已經(jīng)成為智能視頻應(yīng)用的首選方案平臺。
