基于ADSP-BF561芯片的智能視頻分析儀

文/張恩偉

智能視頻監控屬于傳統視頻監控的擴展與延伸，所以傳統的視頻監控對硬件平臺的要求，智能視頻監控也都必然需要。但智能視頻監控與傳統的視頻監控相比，用戶的需求更加多樣化，比如有些用戶是地鐵系統的，他們需要的功能是檢測是否跨越候車的黃線，人群密度是否過大，是否有可疑的遺留物體等；有些用戶是銀行系統的，他們所需要的是ATM機的智能監控如分析是否有安裝假鍵盤、安裝吞卡器，在ATM機是否有暴力行為，是否出現犯罪分子的人臉等。因此，一方面，用戶需求的多樣化就使得算法可能會經常隨著用戶的需求調整。另一方面，智能視頻處理要求芯片具有強大的處理能力，有許多算法實現時得采用并行處理。同時，由于智能視頻監控設備通常都是一周7天，每天24小時運行的，穩定性和功耗也比較重要。從這三方面上看，DSP是智能視頻監控嵌入式首選的核心芯片。

關于智能視頻分析儀

目前，據我們所了解的，以DSP為核心芯片來實現智能視頻監控方案的主要有基于ADI (Analog Devices Inc)的Blackfin系列DSP的方案和基于TI（Texas Instruments）的達芬奇系列DSP的方案。Blackfin DSP在算法并行處理上做得比較好，特別是ADSP-BF561采用雙DSP核，能夠實現很復雜的智能視頻處理算法；另外在Blackfin DSP平臺上，ADI提供了許多開發源碼的程序，可以針對特定應用進行修改，非常靈活。Blackfin DSP采用低功耗設計，穩定性在同價位DSP中是較好的。

智能視頻分析儀BV-GAR-3020NT是一款以ADSP-BF561為核心芯片，低誤報率、低功耗、穩定可靠的設備。ADSP-BF561屬于ADI Blackfin系列DSP中的一種，采用雙核設計，兩個并行輸入/輸出外圍接口單元，支持ITU-R 656視頻數據格式，兩個雙通道全雙工同步串行接口，很適合用于智能視頻分析。

實現功能模塊

基于ADSP-BF561的雙核結構，在BV-GAR-3020NT中，我們利用其中一個核（核A）實現操作系統和編碼功能，另一個核（核B）實現智能視頻分析。其中核A實現的功能模塊如下：

1、網絡協議棧；

2、用戶管理；

3、H.264編碼。

核B實現的功能如下：

1、視頻采集及格式轉換；

2、RS232接口；

3、基于背景建模的前景檢測；

4、目標跟蹤及分類；

5、區域入侵檢測；

6、拌線檢測；

7、物品遺留及丟失檢測。

雙核之間通過共享內存來完成消息和數據的傳遞。

智能視頻分析儀的連接

智能視頻分析儀BV-GAR-3020NT典型的連接如圖1所示。智能視頻分析儀將獲取的模擬視頻信號轉化成能夠分析處理的數字信息，內嵌的智能視頻分析算法具有視頻圖像自動識別、分析和處理的能力。用戶可以通過智能視頻管理軟件實現對設備功能以及規則的設置，根據預設定的規則，智能視頻分析儀將能夠實時的檢測出報警事件。同時報警數據通過網絡可以傳輸給監控中心。智能視頻分析儀的報警輸出還可以接入視頻監控設備（DVR等）的報警輸入，然后由視頻監控設備將數據信息進行統一管理、傳輸。智能視頻分析儀的模擬視頻環出接口可以將視頻數據傳輸給視頻監控設備。

智能視頻分析儀的應用

圖1：智能視頻分析儀連接圖

圖2：系統結構圖（其中綠線表示模擬信號，藍線表示光纖，黑線表示數字信號）

智能視頻分析儀BV-GAR-3020NT典型得應用方案圖如圖2所示。前端的攝像頭模擬信號接入光端機的輸入，光端機將這些模擬視頻信號轉換為光信號，并通過光纖傳輸給監控中心的光端機，此處的光端機將光信號恢復為模擬視頻信號。恢復出的模擬信號通過視頻分配器，一路給視頻矩陣顯示到監視器墻上，另一路給視頻編碼器，這些壓縮編碼后的數據通過網絡傳輸給監控客戶端；最后一路在傳統監控系統中是接入硬盤錄像機的，而如果要加入智能視頻分析儀（嵌入式設備BV-GAR-3020NT），則可以把原來接入硬盤錄像機的信號接入智能視頻分析儀的視頻輸入，而智能視頻分析儀的視頻輸出接硬盤錄像機（圖2中紅色字體 “智能視頻分析儀”部分）。同時，智能視頻分析儀也是網絡設備，通過網線與監控中心的局域網相連。另外，智能視頻分析儀的IO端子中有報警輸出端口，可以連報警燈或警號等。通過以上的連接后，智能視頻分析儀就能對輸入的視頻信號進行分析，比如判斷場景中是否有攀越圍墻，是否有人闖入禁區，是否有物品被盜等。