智能視頻監控系統及其在Blackfin上的應用

　　H.264編碼算法模塊是ADI為Blackfin客戶(hù)提供的免費軟件模塊之一，目前已經(jīng)有基于BF53x和BF561兩個(gè)系列的芯片的實(shí)現。它支持完全動(dòng)態(tài)的參數配置，用戶(hù)可在系統運行時(shí)根據場(chǎng)景和網(wǎng)絡(luò )帶寬的變化改變編碼的碼率、幀率、關(guān)鍵幀間隔、量化值等等。從80KBb的CDMA網(wǎng)絡(luò )到3Mb的DVR系統都能使用同一套函數庫達到理想的編碼質(zhì)量。具有很強的適應性和靈活性。

　　清華大學(xué)自動(dòng)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(jìn)行運動(dòng)檢測，在目標分類(lèi)階段，結合了基于運動(dòng)特性的分類(lèi)和基于形狀信息的分類(lèi)兩種方法，利用人體、車(chē)輛的長(cháng)寬比例、梯度直方圖和運動(dòng)周期性等對運動(dòng)物體進(jìn)行分類(lèi)。在對同類(lèi)目標跟蹤時(shí)，采用基于區域的算法，判斷連續的各幀之間運動(dòng)物體的質(zhì)心位移方向和距離?；谏鲜鋈齻€(gè)階段的算法，系統還能實(shí)現人群跟蹤，入侵檢測，人、車(chē)數量統計，遺留物體檢測，攝像頭非法遮擋和移位報警等功能。

　　系統中，BF561的Core A用于實(shí)現H.264編碼算法，Core B用于智能視頻分析。Core A上同時(shí)運行uCos II操作系統以及RTP和TCP/IP協(xié)議棧。YUV4:2:2視頻幀通過(guò)PPI（并行外設接口）以DMA的方式傳送到SDRAM緩沖區。Core A和Core B共享幀緩沖區。Core B首先啟動(dòng)memory DMA把視頻幀的Y（亮度）分量傳送到Core B的片內存儲區L1 SRAM的行緩沖區內。Core B對行緩沖區內的Y分量進(jìn)行背景建模和后繼的運動(dòng)檢測及目標跟蹤。如果可視區域內出現指定類(lèi)型的物體，Core B向Core A發(fā)送一個(gè)中斷信號，Core A可以通過(guò)UART接口向本地控制臺發(fā)送告警信息，或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò )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，給目標加矩形邊框以標識目標。Core A也通過(guò)一個(gè)memory DMA接收來(lái)自幀緩沖區的視頻亮度和色度數據。編碼器對Core B處理后的幀緩沖區進(jìn)行編碼。同時(shí)系統也可以通過(guò)另外一個(gè)PPI接口輸出經(jīng)Core B修改后的幀緩沖區，實(shí)時(shí)顯示跟蹤結果。目標跟蹤算法是實(shí)時(shí)的，因此不會(huì )造成編碼的延時(shí)。在未檢測到運動(dòng)物體時(shí)，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(lèi)型的運動(dòng)物體，編碼器即恢復正常工作，把壓縮碼流和對應時(shí)間通過(guò)以太網(wǎng)接口上傳到管理系統。這樣既能節約存儲空間，又能方便事后對視頻錄像的檢索。