滿足安防和監(jiān)控市場(chǎng)中視頻分析需求的處理器

　　摘要：本文將探討新興且不斷發(fā)展的安防工業(yè)，以及處理技術(shù)怎樣在這些最新發(fā)展中扮演關(guān)鍵角色。

　　在過(guò)去幾年中，安防領(lǐng)域的視頻/圖像分析(用于威脅驗(yàn)證和可疑行為鑒別)已廣泛為各類不同成本和不同復(fù)雜性的終端設(shè)備所采用。無(wú)論是住宅入侵檢測(cè)系統(tǒng)中的智能運(yùn)動(dòng)傳感器，或是百萬(wàn)像素級(jí)高清監(jiān)控攝像頭，隨著可編程DSP解決方案的發(fā)展，視頻分析的使用也越來(lái)越普遍。如今市場(chǎng)上具有多種性能選項(xiàng)且功耗水平很低的處理器，它們符合業(yè)界終端設(shè)備解決方案，適應(yīng)多種應(yīng)用模型的需要。

　　部署在城市、政府、大學(xué)和商業(yè)建筑中的傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)正經(jīng)歷深刻的變革，從模擬攝像頭和中央視頻處理向智能聯(lián)網(wǎng)攝像頭發(fā)展，系統(tǒng)邊沿部分現(xiàn)已包含大多數(shù)——雖說(shuō)并非全部——所需的圖像處理功能。這種轉(zhuǎn)變不僅將圖像分辨率從傳統(tǒng)標(biāo)清720 x 480像素提升到高清(720p及以上)，同時(shí)還包括實(shí)時(shí)圖像分析，其范圍涵蓋多種行為與活動(dòng)。

　　每種不同的應(yīng)用都有重點(diǎn)追蹤與監(jiān)控的功能，以便即時(shí)提供警報(bào)或沖突條件的驗(yàn)證。這類行為包括：游蕩檢測(cè)、禁區(qū)突破、遺留物品檢測(cè)和疑犯鑒別。這些分析通常在等比例縮小的視頻流上進(jìn)行，運(yùn)算時(shí)分辨率低于高清捕捉水平，但對(duì)處理器運(yùn)算能力和存儲(chǔ)器帶寬依然具有很高的依賴性。

　　每種功能都有一個(gè)任務(wù)列表，第一項(xiàng)任務(wù)便是將感興趣的前景項(xiàng)目與靜態(tài)或無(wú)關(guān)元素組成的背景分離。一旦鑒別出感興趣的項(xiàng)目，就必須創(chuàng)建這些項(xiàng)目的輪廓圖形，以便驗(yàn)證并將對(duì)象歸類。這些功能包括一系列數(shù)學(xué)運(yùn)算，由一些計(jì)算密集型任務(wù)組成，對(duì)現(xiàn)成的傳統(tǒng)處理器而言是很大的挑戰(zhàn)，如通用DSP和FPGA。

　　在安保市場(chǎng)的傳統(tǒng)視頻監(jiān)控領(lǐng)域，ADI公司認(rèn)識(shí)到了降低成本、功耗和實(shí)時(shí)分析運(yùn)算整體預(yù)算的需要，推出了全新的雙核處理器系列(ADSP-BF60x)，提供更高端IP攝像頭所要求的多行為并行分析支持?！　?/p>

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　　該系列器件集成流水線加速元件，可為處理器內(nèi)核分擔(dān)一些最為密集的計(jì)算功能，并利用本地存儲(chǔ)器和更順暢的數(shù)據(jù)移動(dòng)能力，避免進(jìn)行視頻分析時(shí)所需的大量存儲(chǔ)器訪問(wèn)。宏觀上，實(shí)時(shí)視頻分析正在進(jìn)一步普及，是單純?cè)黾哟鎯?chǔ)效率還是真正在運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)違規(guī)者攔截，基于加速解決方案(如Blackfin ADSP-BF60x系列)將會(huì)反映到日益增長(zhǎng)的安保市場(chǎng)。

　　在較為低端的市場(chǎng)上，正在逐漸形成一種趨勢(shì)，即在典型運(yùn)動(dòng)傳感器中加入條目級(jí)視頻/圖像驗(yàn)證;這類傳感器廣泛用于各類住宅和商用入侵檢測(cè)系統(tǒng)中。

　　傳統(tǒng)入侵檢測(cè)系統(tǒng)(包括運(yùn)動(dòng)傳感器)均采用被動(dòng)紅外(PIR)技術(shù)判斷視野中是否存在威脅。這種PIR技術(shù)在捕捉運(yùn)動(dòng)物體時(shí)非常有效，但它不允許任何等級(jí)的驗(yàn)證。在商業(yè)和住宅建筑內(nèi)，對(duì)感知到的警報(bào)條件進(jìn)行驗(yàn)證已成為世界上許多地區(qū)必不可少的要求。尤其在拉丁美洲和南美國(guó)家，地方和國(guó)家政府已開(kāi)始要求先提供真正的威脅證據(jù)，才能調(diào)派應(yīng)急人員前往現(xiàn)場(chǎng)。

　　這種趨勢(shì)，以及隨之而來(lái)的要求，迫使設(shè)備制造商和系統(tǒng)集成商尋找無(wú)需大幅增加系統(tǒng)成本和復(fù)雜性即可滿足這些要求的解決方案。而答案便是最新的“智能”運(yùn)動(dòng)傳感器，當(dāng)觸發(fā)PIR要素時(shí)，它們可采集休眠圖像或分析活躍要素。

　　在第一代解決方案中，圖像或視頻數(shù)據(jù)經(jīng)壓縮后，被捕捉并傳輸?shù)街醒氡O(jiān)控站進(jìn)行威脅驗(yàn)證。雖然很多系統(tǒng)將繼續(xù)采用這種方法，但趨勢(shì)是通過(guò)使用視頻分析，而無(wú)需進(jìn)行實(shí)際圖像或視頻數(shù)據(jù)的壓縮、存儲(chǔ)和傳輸。

　　這種方式采用上述監(jiān)控?cái)z像頭應(yīng)用中提及的行為分析功能，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以歸類被測(cè)對(duì)象;然而，在智能運(yùn)動(dòng)傳感器用例中，無(wú)需行為驗(yàn)證，只是簡(jiǎn)單地對(duì)運(yùn)動(dòng)源歸類。通過(guò)這種初步的分析運(yùn)算，任務(wù)就能在可編程域中采用成本和功耗更低的解決方案獨(dú)立完成。

　　ADI的入門級(jí)ADSP-BF51x Blackfin處理器同時(shí)集成有線和無(wú)線“智能”傳感器，可用于全系列入侵檢測(cè)系統(tǒng)部署。該項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了以合理價(jià)位提供絕對(duì)威脅驗(yàn)證，無(wú)需犧牲關(guān)鍵系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，如易用性和免維護(hù)(最顯而易見(jiàn)的好處是延長(zhǎng)了電池壽命)。

　　隨著安保應(yīng)用的部署范圍越來(lái)越廣，且后臺(tái)分析任務(wù)逐漸進(jìn)入關(guān)聯(lián)應(yīng)用(如照明和HVAC占位檢測(cè)器)，本文所提及的處理器等器件將繼續(xù)為最終設(shè)備的部署與差異化提供強(qiáng)大的技術(shù)解決方案支持。

　　參考文獻(xiàn)：
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