智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)及其在Blackfin上的應用

　　H.264編碼算法模塊是ADI為Blackfin客戶提供的免費軟件模塊之一，目前已經有基于BF53x和BF561兩個系列的芯片的實現(xiàn)。它支持完全動態(tài)的參數配置，用戶可在系統(tǒng)運行時根據場景和網絡帶寬的變化改變編碼的碼率、幀率、關鍵幀間隔、量化值等等。從80KBb的CDMA網絡到3Mb的DVR系統(tǒng)都能使用同一套函數庫達到理想的編碼質量。具有很強的適應性和靈活性。

　　清華大學自動控制系的智能跟蹤算法采用單高斯背景建模的背景減除方法進行運動檢測，在目標分類階段，結合了基于運動特性的分類和基于形狀信息的分類兩種方法，利用人體、車輛的長寬比例、梯度直方圖和運動周期性等對運動物體進行分類。在對同類目標跟蹤時，采用基于區(qū)域的算法，判斷連續(xù)的各幀之間運動物體的質心位移方向和距離。基于上述三個階段的算法，系統(tǒng)還能實現(xiàn)人群跟蹤，入侵檢測，人、車數量統(tǒng)計，遺留物體檢測，攝像頭非法遮擋和移位報警等功能。

　　系統(tǒng)中，BF561的Core A用于實現(xiàn)H.264編碼算法，Core B用于智能視頻分析。Core A上同時運行uCos II操作系統(tǒng)以及RTP和TCP/IP協(xié)議棧。YUV4:2:2視頻幀通過PPI（并行外設接口）以DMA的方式傳送到SDRAM緩沖區(qū)。Core A和Core B共享幀緩沖區(qū)。Core B首先啟動memory DMA把視頻幀的Y（亮度）分量傳送到Core B的片內存儲區(qū)L1 SRAM的行緩沖區(qū)內。Core B對行緩沖區(qū)內的Y分量進行背景建模和后繼的運動檢測及目標跟蹤。如果可視區(qū)域內出現(xiàn)指定類型的物體，Core B向Core A發(fā)送一個中斷信號，Core A可以通過UART接口向本地控制臺發(fā)送告警信息，或者通過網絡接口向遠程控制臺發(fā)送告警信息；Core B還可以修改幀緩沖區(qū)，給目標加矩形邊框以標識目標。Core A也通過一個memory DMA接收來自幀緩沖區(qū)的視頻亮度和色度數據。編碼器對Core B處理后的幀緩沖區(qū)進行編碼。同時系統(tǒng)也可以通過另外一個PPI接口輸出經Core B修改后的幀緩沖區(qū)，實時顯示跟蹤結果。目標跟蹤算法是實時的，因此不會造成編碼的延時。在未檢測到運動物體時，編碼器可以工作在低碼率或低幀率狀態(tài)下，甚至不編碼。一旦檢測到指定類型的運動物體，編碼器即恢復正常工作，把壓縮碼流和對應時間通過以太網接口上傳到管理系統(tǒng)。這樣既能節(jié)約存儲空間，又能方便事后對視頻錄像的檢索。