基于多內(nèi)核處理器的高性能視頻系統(tǒng)理論分析與設(shè)計
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應(yīng)用案例解析
1. 智能視頻分析
圖3是一款基于BF561平臺開發(fā)的智能視頻監(jiān)控設(shè)備，由博睿視公司獨立自主研發(fā)，融合了視頻圖像處理技術(shù)、模式識別技術(shù)、嵌入式開發(fā)與設(shè)計等多種國際先進的技術(shù)。硬件設(shè)備外形小巧、性能卓越、功耗低。目前，博睿視科技已將多種智能視頻分析算法成功移植到該硬件平臺上，這些算法包括區(qū)域入侵檢測、拌線檢測、物品遺留檢測、物品移動或被盜檢測、有方向性的區(qū)域入侵檢測、有方向拌線檢測、車流密度檢測、人數(shù)統(tǒng)計等等。產(chǎn)品性能穩(wěn)定，算法執(zhí)行效率高。
圖3：博睿視ADI DSP智能視頻分析設(shè)備。
該視頻分析儀廣泛適用于軍事、公安、金融、交通、教育、公共設(shè)施、社區(qū)和個人，以及工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域。在該公司進行方案選型中，博睿視公司在以下幾個方面看中了BF561處理器的獨特優(yōu)勢：Blackfin DSP在算法并行處理上做的很好，特別是BF561采用雙DSP核，能夠?qū)崿F(xiàn)很復(fù)雜的智能視頻處理算法；Blackfin DSP采用低功耗設(shè)計，穩(wěn)定性在同價位DSP中十分出眾；另外，在Blackfin DSP平臺上，ADI提供了許多開發(fā)源碼的程序，可以針對特定應(yīng)用進行修改，非常靈活；BF561接口方便、功能強大，具有易于控制兩個視頻輸入/輸出口（支持ITU-R 656），方便使用的DMA控制器、UART接口，數(shù)量眾多的GPIO等優(yōu)秀性能。
2.最優(yōu)質(zhì)畫面的安保攝像頭
德國Aglaia GmbH公司推出的汽車駕駛員輔助視覺傳感器系統(tǒng)具有防止交通事故發(fā)生和改善交通流量的功能。該公司的實時電子眼方案由硬件和軟件組成，它模仿了人類從眼球（圖像捕捉）到大腦（圖像分析和闡釋）的視覺系統(tǒng)，能夠通知駕駛員前方的交通標(biāo)志，對潛在的交通沖突發(fā)出警告、自動限速，當(dāng)駕駛員駛出車道線時發(fā)出警告，甚至可以提供“疲勞分析”幫助駕駛員避免碰撞。Aglaia的完整解決方案包括攝像頭、圖像傳感器和圖像處理算法，交通分析應(yīng)用程序包括可軟件配置的功能模塊，例如車道線識別、物體識別、交通標(biāo)志識別、頭燈及尾燈識別。
圖4：德國Aglaia GmbH公司開發(fā)的汽車駕駛員輔助視覺傳感器系統(tǒng)。
經(jīng)過對現(xiàn)有解決方案的全面市場調(diào)研，因為Blackfin具有高性能、低成本、低功耗和豐富I/O接口的優(yōu)勢，Aglaia最終選擇了BF561處理器。Aglaia系統(tǒng)的核心部分是四個BF561處理器，需要在大約3A電流左右消耗少于20W的能量，包括嵌入式微控制器和信號處理器的能耗。雙核的BF561器件的1.2V設(shè)計只消耗不到1A的電流，很容易滿足Aglaia的20W限制的要求。
四個BF561處理器可以在低階算法上協(xié)同運算，比如可以很容易地實現(xiàn)邊緣檢測，因為這些處理器內(nèi)核屬性相同。這些處理器同樣可以在高階算法上協(xié)同運算。同時還有實時算法，如需要根據(jù)攝像頭提取的道路和斑馬線特征計算出車輛的前方和側(cè)面相對位置，曲線檢測算法可以自動處理由車輛、信號標(biāo)志、光斑、陰影，或者低圖像對比度造成的盲區(qū)，這么復(fù)雜的高強度數(shù)學(xué)運算，只有像BF561這樣的高性能信號處理器才可以完成任務(wù)。同樣的，對根據(jù)來自兩個攝像頭的數(shù)據(jù)三角相關(guān)來檢測道路上的物體和/或在三維空間上相對于車輛的位置的情況，這同樣需要一個高性能的信號處理器。BF561提供了可伸縮的處理性能用于圖像處理和其他任務(wù)，比如在攝像頭傳感器網(wǎng)絡(luò)之間通過CAN總線和LIN總線通信。Aglaia選擇Blackfin的另外一個重要原因在于它的I/O、存儲器、并行數(shù)據(jù)端口（PPI）和直接內(nèi)存存取（DMA）特點。Blackfin處理器擁有大容量片上存儲器和I/O接口，能夠滿足高速幀抓取和數(shù)據(jù)傳輸需要，同時它能夠在惡劣的汽車環(huán)境條件下工作。BF561是Aglaia在這個價位上發(fā)現(xiàn)的適于汽車應(yīng)用的第一款處理器。
結(jié)束語
在硬件平臺的選型上如果從成本考慮，在能滿足用戶需求前提下，應(yīng)該選擇成本最低的（這里的成本還包括開發(fā)成本）。另一方面，對于諸如智能視頻監(jiān)控這類復(fù)雜應(yīng)用來說，不同的用戶可能會提新的不同需求，所以在選型時還得考慮平臺的可擴展性，以滿足“將來”的需求。另外，產(chǎn)品開發(fā)時應(yīng)盡量在已有的資源上進行，比如開放的例程，ADI在此提供了非常豐富的例程和資料。由于BF561處理器在代碼上完全與獲得業(yè)界廣泛使用的BF533處理器兼容，因此有非常大的設(shè)計資源優(yōu)勢。
對于多內(nèi)核處理器的復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計而言，產(chǎn)品本身的功能和特性只是一個方面，良好的開發(fā)工具和可用的設(shè)計資源同樣非常重要。ADI公司提供的容易安裝、使用方便的集成軟件開發(fā)和調(diào)試環(huán)境（IDDE）Visual DSP++幫助工程師從頭至尾高效管理項目的開發(fā)。ADI提供了一個包含編譯器、連接器和調(diào)試器的超高性能的工具鏈。這些開發(fā)環(huán)境是包括Aglaia這樣的客戶選擇BF561的重要原因。此外，ADI本地第三方設(shè)計合作公司還提供了針對特定目標(biāo)應(yīng)用而優(yōu)化的參考設(shè)計、仿真工具以及大量的成熟軟件模塊或庫資源，能有效幫助終端產(chǎn)品開發(fā)企業(yè)快速推出成熟的產(chǎn)品。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/149918.htm
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