智能视频应用设计攻略
二、开发工具和可用资源
智能视频监控设备是一个复杂的系统,涉及到复杂的软硬件设计、人机界面、通信连接等,具有较高的系统设计难度。因此,所选择的硬件平台方案是否能提供完善的开发工具套件、必要的软件模块、成熟的参考设计、系统设计支持,以及是否有完整的设计生态系统等,对于是否能按期高质量地完成系统设计非常关键。事实上,并不是所有平台方案提供商都能提供这些支持。
以Blackfin系列处理器为例,采用Blackfin处理器的硬件平台从一般的DVR、IP摄像机、数字视频监控到智能视频监控,已经被全球大量的设备企业的广泛采用。Blackfin处理器获得众多企业的青睐,具有完整的开发工具和参考设计等支持是其受广泛欢迎的重要原因之一。ADI提供业界一流的工具、初学套件与支持,包括人们熟知的、能够支持其他Blackfin处理器的ADI CROSSCORE®软件与硬件工具,这些工具包括获奖的VisualDSP++®集成开发与调试环境(IDDE)、仿真器,以及EZ-KIT Lite®评估版硬件。
为提高开发效率,降低开发难度,开发时应尽量在已有的资源上进行,比如开放的例程,ADI为此提供了非常丰富的例程和资料。例如,ADI提供免费的"Image Tool Box"图像处理函数库软件包,该软件包专门针对图像处理应用常用的数学函数进行了优化,供客户在进行应用开发时调用。ADI还提供完整的参考设计,以及由本地合作伙伴开发的评估板、开发工具、算法IP、应用模块,以及由第三方合作伙伴提供包括软硬件在内的全套交钥匙方案。Blackfin处理器的视频监控应用目前在中国已经有多家具有丰富工程经验的第三方合作伙伴,已经建立完善的生态系统。
以ADI在今年三月份宣布提供基于该公司Blackfin BF526C的完整的IP监控和机器视觉摄像头参考设计为例,该参考设计在单个汇聚处理器上提供了强大的视频和音频处理能力,为工程师提供了一个统一的软件开发环境,可以实现更快的系统调试和部署,以及更低的系统成本。该处理器提供了集成的音频编解码器、流式视频和IP协议、片上DRAM存储器以及针对10/100以太网、USB和SD存储和本地RS-232端口的接口。这种完全可编程的解决方案可以满足多种视频压缩标准,例如H.264和MPEG4,支持音频G.729标准的编码。支持从控制中心到相机的双向语音通信,以及利用Pelo-P或Pelo-D协议的镜头平移、倾斜和拉伸动作。该参考设计还提供一块带双核BF561处理器的子卡,使系统能实现更高视频分辨率,并提供实现高级视频分析功能,如运动检测和跟踪。
应用方案揭秘--亿维东方智能网络摄像机
北京亿维东方科技有限公司(Emvideo)是专业智能安防产品的方案提供商,也是美国ADI公司授权的第三方合作伙伴。亿维东方目前有多款基于ADI Blackfin处理器为核心的硬件平台的产品,其中"软件+硬件"交钥匙的WiFi无线视频监控整体解决方案基于BF536+BF561的双处理器架构,方案硬件结构图如图3所示。
其中BF536处理器作为主处理器,除负责完成音频编码、远程控制以及用户交互控制等一些基本的管理与控制外,还负责嵌入式操作系统uClinux的运行,以及先进的智能视频分析功能,可以完成安防、人体行为、智能交通等多种智能视频分析。双核BF561作为协处理器负责视频编码算法,其强大的视频处理能力使得该方案实现了H.264基本类@Level3.0和MPEG4 D1+CIF双码流的支持,未来更将可能扩展到能够支持H.264 D1+CIF的双码流。两个处理器之间可以通过高速同步串行接口通讯,视频信号首先进入BF561处理器,采集编码后的码流发送到BF536处理器,然后通过网络发送到客户端进行解码显示。
该方案采用了先进的背景建模方法,能有效地克服光线变化、树叶摆动以及水面波纹等背景对前景目标分析产生的干扰,实现准确的前景检测,同时在目标跟踪上采用了独特的优化算放,实现了在入侵检测(包括区域警戒、绊线检测)的应用上超过90%的准确率。而所有这些都是基于BF536+BF561双处理器的硬件架构所具有的强大处理能力来实现的。
该方案的智能视频分析功能由亿维东方公司自主开发,独特的算法和丰富的智能视频分析技术开发经验确保实现客户的智能识别应用需求,并为客户提供包括软件升级在内的完善服务。由于智能视频识别应用目前并没有任何可循的需求标准和测试标准,因此视频分析方案通常需要针对客户的应用特点和需求进行方案优化。例如有些用户是地铁系统的,他们需要的功能是检测是否跨越候车的黄线、人群密度是否过大、是否有可疑的遗留物体等;有些用户是银行系统的,他们所需要的是ATM机的智能监控如