满足安防和监控市场中视频分析需求的处理器

Michael Long

摘要：本文将探讨新兴且不断发展的安防工业，以及处理技术怎样在这些最新发展中扮演关键角色。本文网络版地址：http：//www.eepw.com.cn/article/146818.htm

关键词：安防；监控；视频分析；处理器

在过去几年中，安防领域的视频/图像分析（用于威胁验证和可疑行为鉴别）已广泛为各类不同成本和不同复杂性的终端设备所采用。无论是住宅入侵检测系统中的智能运动传感器，或是百万像素级高清监控摄像头，随着可编程DSP解决方案的发展，视频分析的使用也越来越普遍。如今市场上具有多种性能选项且功耗水平很低的处理器，它们符合业界终端设备解决方案，适应多种应用模型的需要。

部署在城市、政府、大学和商业建筑中的传统视频监控系统正经历深刻的变革，从模拟摄像头和中央视频处理向智能联网摄像头发展，系统边沿部分现已包含大多数——虽说并非全部一一所需的图像处理功能。这种转变不仅将图像分辨率从传统标清720x480像素提升到高清（720p及以上），同时还包括实时图像分析，其范围涵盖多种行为与活动。

每种不同的应用都有重点追踪与监控的功能，以便即时提供警报或冲突条件的验证。这类行为包括：游荡检测、禁区突破、遗留物品检测和疑犯鉴别。这些分析通常在等比例缩小的视频流上进行，运算时分辨率低于高清捕捉水平，但对处理器运算能力和存储器带宽依然具有很高的依赖性。

每种功能都有一个任务列表，第一项任务便是将感兴趣的前景项目与静态或无关元素组成的背景分离。一旦鉴别出感兴趣的项目，就必须创建这些项目的轮廓图形，以便验证并将对象归类。这些功能包括一系列数学运算，由一些计算密集型任务组成，对现成的传统处理器而言是很大的挑战，如通用DSP和FPGA。

在安保市场的传统视频监控领域，ADI公司认识到了降低成本、功耗和实时分析运算整体预算的需要，推出了全新的双核处理器系列（ADSP，BF60x），提供更高端IP摄像头所要求的多行为并行分析支持。

该系列器件集成流水线加速元件，可为处理器内核分担一些最为密集的计算功能，并利用本地存储器和更顺畅的数据移动能力，避免进行视频分析时所需的大量存储器访问。宏观上，实时视频分析正在进一步普及，是单纯增加存储效率还是真正在运行时实现实时违规者拦截，基于加速解决方案（如BlackflnADSP-BF60x系列）将会反映到日益增长的安保市场。

在较为低端的市场上，正在逐渐形成一种趋势，即在典型运动传感器中加入条目级视频/图像验证：这类传感器广泛用于各类住宅和商用入侵检测系统中。

传统入侵检测系统（包括运动传感器）均采用被动红外（PIR）技术判断视野中是否存在威胁。这种PIR技术在捕捉运动物体时非常有效，但它不允许任何等级的验证。在商业和住宅建筑内，对感知到的警报条件进行验证已成为世界上许多地区必不可少的要求。尤其在拉丁美洲和南美国家，地方和国家政府已开始要求先提供真正的威胁证据，才能调派应急人员前往现场。

这种趋势，以及随之而来的要求，迫使设备制造商和系统集成商寻找无需大幅增加系统成本和复杂性即可满足这些要求的解决方案。而答案便是最新的“智能”运动传感器，当触发PIR要素时，它们可采集休眠图像或分析活跃要素。

在第一代解决方案中，图像或视频数据经压缩后，被捕捉并传输到中央监控站进行威胁验证。虽然很多系统将继续采用这种方法，但趋势是通过使用视频分析，而无需进行实际图像或视频数据的压缩、存储和传输。

这种方式采用上述监控摄像头应用中提及的行为分析功能，对图像数据进行分析，以归类被测对象：然而，在智能运动传感器用例中，无需行为验证，只是简单地对运动源归类。通过这种初步的分析运算，任务就能在可编程域中采用成本和功耗更低的解决方案独立完成。

ADI的入门级ADSP-BF51x Blackfm处理器同时集成有线和无线“智能”传感器，可用于全系列入侵检测系统部署。该项技术实现了以合理价位提供绝对威胁验证，无需牺牲关键系统标准，如易用性和免维护（最显而易见的好处是延长了电池寿命）。

随着安保应用的部署范围越来越广，且后台分析任务逐渐进入关联应用（如照明和HVAC占位检测器），本文所提及的处理器等器件将继续为最终设备的部署与差异化提供强大的技术解决方案支持。