基于ADSP-BF561芯片的智能視頻分析儀

文/張恩偉

智能視頻監(jiān)控屬于傳統(tǒng)視頻監(jiān)控的擴(kuò)展與延伸，所以傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控對硬件平臺的要求，智能視頻監(jiān)控也都必然需要。但智能視頻監(jiān)控與傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控相比，用戶的需求更加多樣化，比如有些用戶是地鐵系統(tǒng)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(tǒng)的，他們所需要的是ATM機的智能監(jiān)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(xiàn)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(jīng)常隨著用戶的需求調(diào)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(xiàn)時得采用并行處理。同時，由于智能視頻監(jiān)控設(shè)備通常都是一周7天，每天24小時運行的，穩(wěn)定性和功耗也比較重要。從這三方面上看，DSP是智能視頻監(jiān)控嵌入式首選的核心芯片。

關(guān)于智能視頻分析儀

目前，據(jù)我們所了解的，以DSP為核心芯片來實現(xiàn)智能視頻監(jiān)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(dá)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?qū)崿F(xiàn)很復(fù)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(fā)源碼的程序，可以針對特定應(yīng)用進(jìn)行修改，非常靈活。Blackfin DSP采用低功耗設(shè)計，穩(wěn)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(wěn)定可靠的設(shè)備。ADSP-BF561屬于ADI Blackfin系列DSP中的一種，采用雙核設(shè)計，兩個并行輸入/輸出外圍接口單元，支持ITU-R 656視頻數(shù)據(jù)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(xiàn)功能模塊

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

1、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧；

2、用戶管理；

3、H.264編碼。

核B實現(xiàn)的功能如下：

1、視頻采集及格式轉(zhuǎn)換；

2、RS232接口；

3、基于背景建模的前景檢測；

4、目標(biāo)跟蹤及分類；

5、區(qū)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(nèi)存來完成消息和數(shù)據(jù)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(zhuǎn)化成能夠分析處理的數(shù)字信息，內(nèi)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(xiàn)對設(shè)備功能以及規(guī)則的設(shè)置，根據(jù)預(yù)設(shè)定的規(guī)則，智能視頻分析儀將能夠?qū)崟r的檢測出報警事件。同時報警數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)可以傳輸給監(jiān)控中心。智能視頻分析儀的報警輸出還可以接入視頻監(jiān)控設(shè)備（DVR等）的報警輸入，然后由視頻監(jiān)控設(shè)備將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一管理、傳輸。智能視頻分析儀的模擬視頻環(huán)出接口可以將視頻數(shù)據(jù)傳輸給視頻監(jiān)控設(shè)備。

智能視頻分析儀的應(yīng)用

圖1：智能視頻分析儀連接圖

圖2：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（其中綠線表示模擬信號，藍(lán)線表示光纖，黑線表示數(shù)字信號）

智能視頻分析儀BV-GAR-3020NT典型得應(yīng)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(zhuǎn)換為光信號，并通過光纖傳輸給監(jiān)控中心的光端機，此處的光端機將光信號恢復(fù)為模擬視頻信號。恢復(fù)出的模擬信號通過視頻分配器，一路給視頻矩陣顯示到監(jiān)視器墻上，另一路給視頻編碼器，這些壓縮編碼后的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控客戶端；最后一路在傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)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(shè)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(wǎng)絡(luò)設(shè)備，通過網(wǎng)線與監(jiān)控中心的局域網(wǎng)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(jìn)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(qū)，是否有物品被盜等。