主頁(yè)（http://www.130131.com）：智能網(wǎng)絡(luò)DVR的實(shí)現(xiàn)方案 網(wǎng)絡(luò)DVR系統(tǒng)，突破了以往傳統(tǒng)的數(shù)字硬盤錄像機(jī)、模擬矩陣、攝像機(jī)等獨(dú)霸天下的局面。而智能網(wǎng)絡(luò)DVR系統(tǒng)，其首要的優(yōu)勢(shì)是數(shù)字化和壓縮的過程都在本地完成，此時(shí)可通過已連入互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來傳輸智能數(shù)據(jù)，從而可有效降低使用成本。由于新增加了對(duì)圖像的智能分析與識(shí)別、智能搜索引擎、智能尋像、多媒體指揮平臺(tái)等高效實(shí)用的功能，使它作為一種獨(dú)立的產(chǎn)品形態(tài)，己逐漸進(jìn)入了人們的視野。本文介紹應(yīng)用FPGA構(gòu)建軟壓縮DVR卡、硬壓縮多通道DVR系統(tǒng)方案的組成、原理，以及智能網(wǎng)絡(luò)DVR可具備的智能功能及其實(shí)現(xiàn)方案。
隨著信息社會(huì)的發(fā)展，人們的安全意識(shí)在不斷增強(qiáng)，對(duì)安防監(jiān)控設(shè)備的需求也在持續(xù)增長(zhǎng)�？偟目磥�，安防視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)為：新的H.264壓縮技術(shù)可以增加硬盤的存儲(chǔ)時(shí)間，并減少對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求，因而逐漸成為主流；高清晰度視頻系統(tǒng)開始出現(xiàn)在一些高端應(yīng)用場(chǎng)合，并將逐步擴(kuò)展到中、低端應(yīng)用；PCI Express（簡(jiǎn)稱PCI-E）正在取代傳統(tǒng)的PCI總線，從而使目前流行的PCI總線壓縮卡將轉(zhuǎn)換到PCI Express總線架構(gòu)；隨著IP網(wǎng)絡(luò)的普及，基于IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)增長(zhǎng)迅速，并積極向智能化發(fā)展。 顯然，安防視頻監(jiān)控技術(shù)的這種發(fā)展，其產(chǎn)品都要求有更高性能和更靈活性的器件來構(gòu)建，而單純采用DSP處理器或現(xiàn)成芯片（ASSP）的方法己難以滿足系統(tǒng)的需求。由于目前可編程器件具有很高的集成度和靈活性，以及低功耗和寬的工作范圍，且其價(jià)格又不斷下降，因此利用可編程邏輯門陣列（FPGA）特有的高性能和靈活性，使其成為許多視頻監(jiān)控產(chǎn)品的理想選擇。筆者將陸續(xù)介紹，應(yīng)用FPGA器件構(gòu)建一些典型的視頻監(jiān)控產(chǎn)品的方案，如軟壓縮DVR卡、硬壓縮多通道DVR系統(tǒng)、智能網(wǎng)絡(luò)DVR與DVS，以及智能網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的實(shí)現(xiàn)方案等。這里介紹構(gòu)建智能網(wǎng)絡(luò)DVR的實(shí)現(xiàn)方案。 DVR技術(shù)的發(fā)展是與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展密不可分的，圖像處理是一個(gè)大數(shù)據(jù)流的傳輸過程，它在硬件方面受到計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度、存儲(chǔ)器的容量及動(dòng)態(tài)分布、多CPU或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)總線、網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬的限制；在軟件方面，也受到如數(shù)據(jù)總線流模式、數(shù)據(jù)塊傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)壓縮算法、模式識(shí)別算法等限制。 DVR系統(tǒng)擁有多路視頻輸入（典型的為4路、8路或16路等），而且都已包含了原來的畫面分割器和多路復(fù)用器的功能。使用網(wǎng)絡(luò)DVR的模擬監(jiān)控系統(tǒng)，是一個(gè)部分?jǐn)?shù)字化的系統(tǒng)，它包括一個(gè)網(wǎng)絡(luò)DVR設(shè)備，該網(wǎng)絡(luò)DVR配有用于網(wǎng)絡(luò)連接的以太網(wǎng)接口。視頻信號(hào)在DVR中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并被壓縮，然后通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，在遠(yuǎn)端通過電腦便可進(jìn)行監(jiān)控。基于DVR的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，突破了以往傳統(tǒng)的數(shù)字硬盤錄像機(jī)、模擬矩陣、攝像機(jī)等獨(dú)霸天下的局面。 智能網(wǎng)絡(luò)DVR系統(tǒng)，其首要的優(yōu)勢(shì)是數(shù)字化和壓縮的過程都在本地完成，此時(shí)可通過已連入互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來傳輸智能數(shù)據(jù)，從而可有效降低使用成本。因?yàn)�，僅有通過所嵌入的智能功能所識(shí)別出的帶預(yù)/報(bào)警信息觸發(fā)的視頻數(shù)據(jù)，才會(huì)被發(fā)送到中央監(jiān)控站，以用于進(jìn)一步地分析并采取進(jìn)一步的響應(yīng)，以降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的負(fù)載并減少人為錯(cuò)誤。 在智能網(wǎng)絡(luò)DVR系靳中，由于新增加了一些智能功能的圖像分析與識(shí)別、智能搜索引擎、智能尋像、多媒體指揮平臺(tái)等高效實(shí)用的功能，使它作為一種獨(dú)立的產(chǎn)品形態(tài)，已逐漸進(jìn)入了人們的視野。在數(shù)字硬盤錄像機(jī)DVR領(lǐng)域中，有軟壓縮與硬壓縮兩種方式。本文簡(jiǎn)要介紹，應(yīng)用FPGA構(gòu)建軟壓縮DVR卡、硬壓縮多通道DVR系統(tǒng)方案的組成、原理，以及智能網(wǎng)絡(luò)DVR可具備的智能功能及其實(shí)現(xiàn)方案。 軟壓縮DVR方案 軟壓縮DVR的功能非常適合用FPGA器件來實(shí)現(xiàn)，圖1所示即為一個(gè)用FPGA器件來實(shí)現(xiàn)軟件壓縮DVR的功能框圖。
由圖1可見，它所實(shí)現(xiàn)的功能大多邏輯復(fù)雜度不高，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)通路性能有一定的要求，需要具有高速接口通信能力，因而適合用FPGA來實(shí)現(xiàn)。其縮放部分以及視頻濾波等預(yù)處理工作、DMA控制器、音頻FIFO和PCI-E部分可全部放入FPGA中。這里采用FPGA的好處是，可以靈活地實(shí)現(xiàn)任意多路的視頻輸入，并且視頻預(yù)處理的功能可以根據(jù)不同攝像機(jī)的特性靈活定制，從而達(dá)到最優(yōu)效果。 值得一提的是，有些公司有現(xiàn)成的視頻圖像處理套件（VIP），如Altera公司的套件有9個(gè)視頻預(yù)處理/后處理的IP，其中有Scaler（縮放）、2D FIR濾波等IP，在接口方面還有PCI與PCI-E的IP核，以及帶有內(nèi)嵌收發(fā)器的Arria GX FPGA等。 硬壓縮DVR方案 多路硬壓縮DVR的通道數(shù)包含4、8、16通道，有的甚至超過24通道。系統(tǒng)的核心是多通道壓縮，這里所述的FPGA實(shí)現(xiàn)方案與傳統(tǒng)的ASSP或DSP處理器實(shí)現(xiàn)方法不同，它是一種更靈活、可擴(kuò)展性更強(qiáng)、單路視頻成本和功耗更低的解決方案。最新的65nm低成本FPGA Cyclone Ⅲ在功耗方面擁有很大優(yōu)勢(shì)，這種單芯片可以支持最大到16通道的H.264編碼。 |
