嵌入式智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)初探

陳壹龍

摘 要：智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在生活中應(yīng)用廣泛，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的事前預(yù)警、事中處理、事后取證，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展和研究，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)變得越來(lái)越成熟，進(jìn)入了基于IP網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展階段。文章提出了一種嵌入式智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成，對(duì)系統(tǒng)所用主要硬件及軟件進(jìn)行了總結(jié)，根據(jù)系統(tǒng)不同功能模塊關(guān)鍵技術(shù)，提出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案。經(jīng)運(yùn)行測(cè)試，得知該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)較為理想的監(jiān)控效果。

關(guān)鍵詞：智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)；嵌入式；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

文章編號(hào)：1004-7026（2017）11-0107-01 中國(guó)圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 嵌入式智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成

此次研究中，將嵌入式智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為多個(gè)功能模塊，主要包括視頻采集、智能視頻分析、視頻服務(wù)器、智能客戶端、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)單元、電視墻等幾部分。不同功能模塊分別負(fù)責(zé)不同的任務(wù)和工作，視頻采集模塊主要是通過(guò)錄像的方式，記錄監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面；智能視頻分析模塊的作用，是對(duì)采集到的視頻畫(huà)面進(jìn)行處理、分析，提取所需價(jià)值信息；而系統(tǒng)運(yùn)行控制，則是由視頻服務(wù)器完成；智能客戶端能夠呈現(xiàn)出現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)畫(huà)面，獲取實(shí)時(shí)信息，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理和維護(hù)；網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)單位是對(duì)采集到的視頻信息進(jìn)行存儲(chǔ)，便于后期調(diào)取和利用；而電視墻則可以根據(jù)需求，回訪需視頻畫(huà)面。

2 嵌入式智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在設(shè)計(jì)嵌入式智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)先選用合適的硬件設(shè)施和軟件系統(tǒng)，根據(jù)不同模塊功能需求及運(yùn)行特點(diǎn)，制定科學(xué)、可行的設(shè)計(jì)方案。

2.1 系統(tǒng)硬件及軟件

中央處理器是嵌入式智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心硬件組成，該系統(tǒng)中所用處理器型號(hào)為T(mén)MS320DM6448，屬于雙核模式，兼?zhèn)銬SP系類(lèi)處理器和ARM系列處理器優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)行水平可以達(dá)到4800MIPS，不僅可以快速完成數(shù)據(jù)信息的處理，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)外部連接設(shè)備的良好控制。在整個(gè)系統(tǒng)中，DSP核和ARM核分別扮演著不同角色，前者主要是完成對(duì)視頻畫(huà)面的智能分析和處理，而數(shù)據(jù)傳輸控制及外部設(shè)備運(yùn)行控制，都是由ARM核完成的[1]。

嵌入式操作系統(tǒng)、視頻分析算法都屬于系統(tǒng)軟件，該系統(tǒng)所用嵌入式操作系統(tǒng)為monta vista linux，主要負(fù)責(zé)視頻服務(wù)器運(yùn)行；而視頻分析算法則需要利用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，是實(shí)現(xiàn)視頻智能分析的重要依據(jù)，通過(guò)Linux對(duì)其運(yùn)行進(jìn)行操控。另外，智能客戶端個(gè)人電腦采用Visual C++完成語(yǔ)言編程，并采用雙向通信方式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換。

2.2 功能模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，可以以模塊單元方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，這就需要對(duì)多個(gè)功能模塊設(shè)計(jì)進(jìn)行逐個(gè)分析。視頻采集模塊需具備A/D轉(zhuǎn)換功能，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信號(hào)，該系統(tǒng)所用轉(zhuǎn)換芯片為T(mén)VP5148，采用I2總線方式加以控制，完成轉(zhuǎn)換后將數(shù)據(jù)信息傳輸至DM6446。智能制品分析模塊的核心為視頻分析算法，在設(shè)計(jì)視頻分析算法時(shí)，需要考慮的因素包括運(yùn)算速度、結(jié)果準(zhǔn)確性、算法適用性等，結(jié)合監(jiān)控目的選用最為合適的算法，該系統(tǒng)主要應(yīng)用于禁區(qū)入侵監(jiān)控。在視頻服務(wù)器模塊，輸入視頻信號(hào)后進(jìn)行逐幀轉(zhuǎn)換，以數(shù)字信號(hào)形式放大輸出，生成對(duì)應(yīng)的畫(huà)面。在該模塊還具備視頻自動(dòng)環(huán)出功能，魯棒性表現(xiàn)良好。智能客戶端提供人機(jī)交互界面，在通過(guò)身份驗(yàn)證后，便可以根據(jù)實(shí)際需求，通過(guò)搜索找到轄區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的設(shè)備，并調(diào)出視頻錄像，另外，在人機(jī)交互界面還可以設(shè)置報(bào)警規(guī)則及任務(wù)，存儲(chǔ)、查詢報(bào)警信息，以及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和更新。

2.3 系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試

為檢驗(yàn)該系統(tǒng)的工作性能，在某小區(qū)設(shè)置禁區(qū)規(guī)則，對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試是在室內(nèi)進(jìn)行的，以某扇窗戶為測(cè)試點(diǎn)，將室內(nèi)窗臺(tái)上一條直線作為禁區(qū)絆線，讓測(cè)試人員從室外翻越窗戶。當(dāng)測(cè)試人員從禁區(qū)絆線上通過(guò)時(shí)，便會(huì)觸犯禁區(qū)規(guī)則，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)立刻發(fā)出警報(bào)，監(jiān)控畫(huà)面中會(huì)以線框形式，將入侵者標(biāo)示出來(lái)。測(cè)試結(jié)果證明，嵌入式智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有較高的安全可靠性，可以實(shí)現(xiàn)較為理想的監(jiān)控效果。

結(jié)束語(yǔ)

與基于PC機(jī)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比，嵌入式智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有功耗低、攜帶方便、適用性強(qiáng)等特點(diǎn)，有著更大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，是智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。通過(guò)對(duì)嵌入式智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，能夠提供技術(shù)指導(dǎo)，經(jīng)測(cè)試檢驗(yàn)后，證明該設(shè)計(jì)方法是切實(shí)可行的，值得推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳勇，張虎，張開(kāi)碧，等.嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].半導(dǎo)體光電，2013，（5）：849-851.