嵌入式網(wǎng)絡(luò)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

摘要：提出了一種新型的嵌入式網(wǎng)絡(luò)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架方案，該方案由視頻分析單元、視頻服務(wù)器、一級客戶端、二級客戶端組成；系統(tǒng)地分析了各個部分的關(guān)鍵技術(shù)并給出了具體設(shè)計和實(shí)現(xiàn)方案。多級客戶端的結(jié)構(gòu)可以提供對多個嵌入式智能視頻監(jiān)控器的系統(tǒng)管理，可以實(shí)現(xiàn)對多個監(jiān)控場景的全面、無縫監(jiān)控。系統(tǒng)基于Davicn TMS320DM6446芯片實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)安全可靠，可擴(kuò)充性強(qiáng)，應(yīng)用靈活。
關(guān)鍵詞：智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)；嵌入式系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控；Davicn TMS320DM6446；智能視頻分析

0 引言
視頻監(jiān)控技術(shù)經(jīng)歷了3個主要的發(fā)展階段：第1代是以磁帶存儲為主要特征的本地模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)(VTR時代)；第2代是以ISDN網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、并綜合應(yīng)用數(shù)字壓縮、時隙交換和數(shù)字硬盤錄像機(jī)的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)(DVR時代)；第3代是基于IP網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。伴隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)字視頻技術(shù)和圖像技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控正向智能化的方向發(fā)展，即智能視頻監(jiān)控。與非智能化得視頻監(jiān)控相比，智能視覺監(jiān)控能實(shí)現(xiàn)主動監(jiān)控，采用智能算法對監(jiān)控到的畫面進(jìn)行智能分析，進(jìn)而進(jìn)行相應(yīng)的動作。
智能視頻監(jiān)控有基于PC機(jī)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)和嵌入式的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)。兩者相比，嵌入式的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有便攜、低功耗、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛等優(yōu)勢，隨著嵌入式智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的大量應(yīng)用、批量生產(chǎn)，其成本優(yōu)勢也將得到體現(xiàn)。嵌入式智能監(jiān)控產(chǎn)品已是監(jiān)控市場發(fā)展趨勢。
本文設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了一種基于達(dá)芬奇DM6446平臺的嵌入式網(wǎng)絡(luò)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，提出了一種新型的嵌入式網(wǎng)絡(luò)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架方案，該方案由視頻分析單元、視頻服務(wù)器、一級客戶端、二級客戶端組成的，文中系統(tǒng)地分析了各個部分的關(guān)鍵技術(shù)并給出了具體的設(shè)計、實(shí)現(xiàn)方案。多級客戶端的結(jié)構(gòu)可以提供對多個嵌入式智能視頻監(jiān)控器的系統(tǒng)管理，并可以實(shí)現(xiàn)對多個監(jiān)控場景的全面、無縫監(jiān)控。本系統(tǒng)基于davicnTMS320DM6446芯片實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)表明該系統(tǒng)安全可靠，可擴(kuò)充性強(qiáng)，應(yīng)用靈活。

1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
如圖1所示，整個系統(tǒng)由視頻采集、視頻服務(wù)、智能視頻分析、智能客戶端、網(wǎng)絡(luò)存儲、電視墻等組成。視頻服務(wù)器負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的控制與協(xié)調(diào)；智能視頻分析單元負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的智能分析；智能客戶端作為一級客戶端主要是實(shí)現(xiàn)流媒體的實(shí)時播放，與監(jiān)控管理相關(guān)的各種控制操作，與智能視頻分析相關(guān)的規(guī)則設(shè)置、分析軟件的更新等；網(wǎng)絡(luò)存儲和電視墻作為二級客戶端分別用于視頻回放，實(shí)時視頻監(jiān)視。

2 軟硬件實(shí)現(xiàn)
本系統(tǒng)基于TMS320DM6446的實(shí)現(xiàn)。TMS320DM6446是TIC6000系列中速度達(dá)到4 800 MIPS的雙核處理器，集成了高速C64x+DSP處理器和ARM926EJ2S處理器。針對DSP核具有高速的數(shù)據(jù)處理能力和ARM核優(yōu)于對外設(shè)進(jìn)行控制的特點(diǎn)，該系統(tǒng)中ARM主要負(fù)責(zé)內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸控制、外設(shè)控制，即ARM作為視頻服務(wù)器，DSP作為智能視頻分析單元。
本系統(tǒng)的軟件分為3個部分：視頻服務(wù)器部分采用monta vista linux嵌入式操作系統(tǒng)；智能視頻分析單元運(yùn)行匯編語言編寫的視頻分析算法，無單獨(dú)操作系統(tǒng)，由視頻服務(wù)器Linux來調(diào)度執(zhí)行；智能客戶端在PC上VC++實(shí)現(xiàn)，智能客戶端和視頻服務(wù)器間的通信通過Socket實(shí)現(xiàn)。

3 功能模塊實(shí)現(xiàn)方案
3．1 視頻采集
系統(tǒng)采用TI公司的視頻解碼芯片TVP5146實(shí)現(xiàn)A／D轉(zhuǎn)換，由DM6446的I2C對其控制，數(shù)字信號經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換后送至DM6446的VPFE模塊。