基于ADSP-BF561芯片的智能视频分析仪

文/张恩伟

智能视频监控属于传统视频监控的扩展与延伸，所以传统的视频监控对硬件平台的要求，智能视频监控也都必然需要。但智能视频监控与传统的视频监控相比，用户的需求更加多样化，比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机的智能监控如分析是否有安装假键盘、安装吞卡器，在ATM机是否有暴力行为，是否出现犯罪分子的人脸等。因此，一方面，用户需求的多样化就使得算法可能会经常随着用户的需求调整。另一方面，智能视频处理要求芯片具有强大的处理能力，有许多算法实现时得采用并行处理。同时，由于智能视频监控设备通常都是一周7天，每天24小时运行的，稳定性和功耗也比较重要。从这三方面上看，DSP是智能视频监控嵌入式首选的核心芯片。

关于智能视频分析仪

目前，据我们所了解的，以DSP为核心芯片来实现智能视频监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）的达芬奇系列DSP的方案。Blackfin DSP在算法并行处理上做得比较好，特别是ADSP-BF561采用双DSP核，能够实现很复杂的智能视频处理算法；另外在Blackfin DSP平台上，ADI提供了许多开发源码的程序，可以针对特定应用进行修改，非常灵活。Blackfin DSP采用低功耗设计，稳定性在同价位DSP中是较好的。

智能视频分析仪BV-GAR-3020NT是一款以ADSP-BF561为核心芯片，低误报率、低功耗、稳定可靠的设备。ADSP-BF561属于ADI Blackfin系列DSP中的一种，采用双核设计，两个并行输入/输出外围接口单元，支持ITU-R 656视频数据格式，两个双通道全双工同步串行接口，很适合用于智能视频分析。

实现功能模块

基于ADSP-BF561的双核结构，在BV-GAR-3020NT中，我们利用其中一个核（核A）实现操作系统和编码功能，另一个核（核B）实现智能视频分析。其中核A实现的功能模块如下：

1、网络协议栈；

2、用户管理；

3、H.264编码。

核B实现的功能如下：

1、视频采集及格式转换；

2、RS232接口；

3、基于背景建模的前景检测；

4、目标跟踪及分类；

5、区域入侵检测；

6、拌线检测；

7、物品遗留及丢失检测。

双核之间通过共享内存来完成消息和数据的传递。

智能视频分析仪的连接

智能视频分析仪BV-GAR-3020NT典型的连接如图1所示。智能视频分析仪将获取的模拟视频信号转化成能够分析处理的数字信息，内嵌的智能视频分析算法具有视频图像自动识别、分析和处理的能力。用户可以通过智能视频管理软件实现对设备功能以及规则的设置，根据预设定的规则，智能视频分析仪将能够实时的检测出报警事件。同时报警数据通过网络可以传输给监控中心。智能视频分析仪的报警输出还可以接入视频监控设备（DVR等）的报警输入，然后由视频监控设备将数据信息进行统一管理、传输。智能视频分析仪的模拟视频环出接口可以将视频数据传输给视频监控设备。

智能视频分析仪的应用

图1：智能视频分析仪连接图

图2：系统结构图（其中绿线表示模拟信号，蓝线表示光纤，黑线表示数字信号）

智能视频分析仪BV-GAR-3020NT典型得应用方案图如图2所示。前端的摄像头模拟信号接入光端机的输入，光端机将这些模拟视频信号转换为光信号，并通过光纤传输给监控中心的光端机，此处的光端机将光信号恢复为模拟视频信号。恢复出的模拟信号通过视频分配器，一路给视频矩阵显示到监视器墙上，另一路给视频编码器，这些压缩编码后的数据通过网络传输给监控客户端；最后一路在传统监控系统中是接入硬盘录像机的，而如果要加入智能视频分析仪（嵌入式设备BV-GAR-3020NT），则可以把原来接入硬盘录像机的信号接入智能视频分析仪的视频输入，而智能视频分析仪的视频输出接硬盘录像机（图2中红色字体 “智能视频分析仪”部分）。同时，智能视频分析仪也是网络设备，通过网线与监控中心的局域网相连。另外，智能视频分析仪的IO端子中有报警输出端口，可以连报警灯或警号等。通过以上的连接后，智能视频分析仪就能对输入的视频信号进行分析，比如判断场景中是否有攀越围墙，是否有人闯入禁区，是否有物品被盗等。