主頁(yè)（http://www.130131.com）：基于DSP智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì) 【中國(guó)集群通信網(wǎng)】硬件設(shè)計(jì) 由于本系統(tǒng)使用Blackfin 561 DSP進(jìn)行開(kāi)發(fā)，因而整個(gè)系統(tǒng)可采用一塊BF561 EZ-KIT Lite評(píng)估板、一臺(tái)CCD攝像機(jī)、一臺(tái)PC機(jī)和一個(gè)Blackfin USB-LAN EZ-Extender卡。 BF561 EZ-KIT Lite評(píng)估板主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)智能處理算法以及對(duì)視頻流的壓縮編碼功能。因?yàn)樵贐F561 EZ-KIT Lite評(píng)估板上包括有：視頻處理芯片ADSP BF561;外部總線接口單元(EBIU)、SPORT接口、SPI接口、PPI接口、UART接口、JTAG仿真接口等。視頻A/D模塊采用ADV7183視頻解碼芯片。BF561 EZ-KIT Lite評(píng)估板結(jié)構(gòu)如圖1所示。 圖1 BF561 EZ-KIT Lite評(píng)估板結(jié)構(gòu) Blackfin USB-LAN EZ-Extender卡 Blackfin USB-LAN EZ-Extender卡可連接USB設(shè)備，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸已壓縮的視頻數(shù)據(jù)到PC客戶端。因?yàn)樵贐lackfin USB-LAN EZ-Extender卡上包含有一個(gè)USB 2.0接口;一個(gè)10/100自適應(yīng)網(wǎng)口等。 CCD攝像機(jī) 這一臺(tái)CCD攝像機(jī)，主要用來(lái)采集視頻。 PC客戶端 該P(yáng)C客戶端主要用來(lái)接收壓縮視頻，配置和控制終端控制系統(tǒng)工作方式，并且能夠存儲(chǔ)系統(tǒng)的輸出。 軟件設(shè)計(jì) 基于Blackfin 561 DSP的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件部分，由上層PC監(jiān)控服務(wù)軟件和底層DSP監(jiān)控功能軟件兩部分組成。上層PC部分主要進(jìn)行監(jiān)控功能選擇和監(jiān)控結(jié)果的顯示，底層DSP部分主要進(jìn)行智能監(jiān)控和壓縮編碼的算法實(shí)現(xiàn)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)使用UART和USB接口作為聯(lián)系PC和DSP的通道，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。其中，使用異步串口(UART)作為監(jiān)控系統(tǒng)與PC端監(jiān)控軟件的通信接口，完成底層監(jiān)控程序和PC端監(jiān)控服務(wù)軟件之間的通信;使用USB控制器作為壓縮碼流的數(shù)據(jù)傳輸接口，完成壓縮碼流向PC端的輸送任務(wù)。 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)同時(shí)使用Blackfin 561 DSP的兩個(gè)核進(jìn)行處理，通過(guò)PC服務(wù)軟件和DSP端監(jiān)控功能軟件協(xié)同工作，其主要工作流程如圖2所示。
圖2 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的工作流程 DSP端接收到一幀圖像后，利用Blackfin 561 DSP的兩個(gè)核完成智能視頻監(jiān)控處理和視頻編碼壓縮處理。智能視頻監(jiān)控處理部分，利用Blackfin 561 DSP的核A進(jìn)行，它首先通過(guò)UART通信模塊獲得PC端監(jiān)控功能選擇模塊的當(dāng)前功能，以及這一功能的相應(yīng)參數(shù)，然后根據(jù)相應(yīng)的功能調(diào)用監(jiān)控功能模塊中對(duì)應(yīng)的監(jiān)控函數(shù)進(jìn)行處理;最后再利用UART通信模塊將處理的結(jié)果傳送到PC端顯示。視頻編碼壓縮處理部分，使用Blackfin 561 DSP的核B進(jìn)行，利用由ADI公司提供的H.264編碼函數(shù)和USB驅(qū)動(dòng)函數(shù)實(shí)現(xiàn)，這里就不贅述了。 PC端進(jìn)行不同監(jiān)控功能的切換或調(diào)整功能參數(shù)，在下一幀輸入圖像中將進(jìn)行監(jiān)控功能的切換和參數(shù)的調(diào)整。 客戶端軟件 客戶端軟件是用戶實(shí)現(xiàn)DSP監(jiān)控操作的平臺(tái)，主要由監(jiān)控軟件界面、監(jiān)控功能選擇模塊、驅(qū)動(dòng)函數(shù)模塊組成。 監(jiān)控軟件界面是監(jiān)控系統(tǒng)和用戶進(jìn)行信息交互的平臺(tái)，它整合了各個(gè)監(jiān)控功能模塊，用戶通過(guò)它完成各個(gè)監(jiān)控功能模塊的調(diào)用、參數(shù)的選擇、結(jié)果的顯示等。 PC監(jiān)控功能選擇模塊完成對(duì)底層DSP監(jiān)控功能的調(diào)用，從而實(shí)現(xiàn)用戶需要的相應(yīng)的監(jiān)控功能。 驅(qū)動(dòng)函數(shù)模塊包括UART驅(qū)動(dòng)和USB驅(qū)動(dòng)。UART驅(qū)動(dòng)的作用是實(shí)現(xiàn)上層PC的監(jiān)控服務(wù)軟件和底層DSP的監(jiān)控功能程序之間的UART接口通信;USB驅(qū)動(dòng)的作用是通過(guò)USB接口接收底層DSP發(fā)送的壓縮碼流。 DSP端監(jiān)控功能軟件 DSP監(jiān)控功能軟件是整個(gè)監(jiān)控功能實(shí)現(xiàn)的核心，由監(jiān)控功能模塊、H.264視頻壓縮模塊和UART通信模塊組成。 DSP監(jiān)控功能模塊經(jīng)PC端監(jiān)控功能選擇模塊進(jìn)行調(diào)用，直接負(fù)責(zé)完成相應(yīng)的監(jiān)控功能，并將結(jié)果傳輸?shù)絇C端。 H.264視頻壓縮模塊負(fù)責(zé)將輸入視頻圖像進(jìn)行H.264壓縮，并使用USB接口將壓縮后的視頻圖像傳輸?shù)絇C端。 UART通信模塊負(fù)責(zé)利用協(xié)議實(shí)現(xiàn)和PC端的通信。 1、DSP監(jiān)控功能模塊 本文所設(shè)計(jì)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)8個(gè)不同的智能視頻監(jiān)控功能。根據(jù)監(jiān)控功能的不同性質(zhì)和處理手段，主要分為：物體檢測(cè)與數(shù)量統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)跟蹤、入侵和遺留物體檢測(cè)、攝像機(jī)模糊、遮擋及非法移動(dòng)等4類不同功能。本模塊通過(guò)從PC端功能選擇模塊獲取監(jiān)控信息，選擇單一視頻監(jiān)控功能進(jìn)行處理。監(jiān)控功能模塊流程如圖3所示。 圖3 監(jiān)控功能模塊流程 監(jiān)控功能模塊中大部分功能首先都需要進(jìn)行相同的前期處理過(guò)程-運(yùn)動(dòng)對(duì)象的提取。本系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)對(duì)象的提取主要包括背景建模和連通域標(biāo)記兩個(gè)部分，其主要流程如圖4所示。 圖4 運(yùn)動(dòng)對(duì)象提取 · 物體檢測(cè)：物體檢測(cè)需要根據(jù)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的結(jié)果判斷當(dāng)前運(yùn)動(dòng)物體所屬的類別，如人體、四足動(dòng)物、四輪機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車等。其使用高斯背景模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，提取目標(biāo)的形狀特征，并對(duì)它們進(jìn)行分類，最后輸出運(yùn)動(dòng)物體的位置、類別; · 數(shù)量統(tǒng)計(jì)：數(shù)量統(tǒng)計(jì)需要在物體檢測(cè)的基礎(chǔ)上，統(tǒng)計(jì)各類物體或一類物體的數(shù)目，在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，還需要區(qū)分個(gè)體和群體。其在分類的基礎(chǔ)上，使用計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)當(dāng)前幀中各種目標(biāo)的數(shù)量。最后輸出各類物體數(shù)目，如個(gè)體數(shù)目、群體數(shù)目; · 入侵檢測(cè)：入侵檢測(cè)需要判斷場(chǎng)景中運(yùn)動(dòng)物體是否進(jìn)入某一固定區(qū)域。其在運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，判斷目標(biāo)的位置與標(biāo)定的”禁入”位置的相對(duì)關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)入侵檢測(cè)，最后輸出入侵物體位置和類別; · 遺留物體檢測(cè)：遺留物體檢測(cè)主要是檢測(cè)固定區(qū)域內(nèi)箱包類物體的非法滯留問(wèn)題。具體說(shuō)，主要是檢測(cè)行人將箱包等遺留到場(chǎng)景中的情況(重點(diǎn)是為了排除爆炸物和危禁品)。當(dāng)然，也包括將場(chǎng)景中原有物體拿走的情況。通過(guò)判斷物體在監(jiān)控場(chǎng)景中出現(xiàn)的時(shí)間的長(zhǎng)短，來(lái)判斷是否為遺留物體，輸出遺留物體的位置及大小;
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