無(wú)線(xiàn)智能IP監控面臨的技術(shù)挑戰和解決方案
目前智能監控的設計挑戰主要來(lái)自于監控工程應用對可靠性、實(shí)時(shí)性和可部署性的需求,如在可靠性方面,要求有強大的算法基礎、有針對具體應用需求的規則和抗干擾能力;在實(shí)時(shí)性方面,要求系統具備實(shí)時(shí)輸入、實(shí)時(shí)運算和實(shí)時(shí)控制的能力;在可部署性方面,要求系統能與當前混合式(模擬與數字)監控系統接口、可獨立工作、可內嵌至設備、具備規則設定與維護能力、以及低成本。
傳統處理架構的局限性
傳統的視頻監控應用以行業(yè)用戶(hù)為主,采用MCU+ASIC方案,這類(lèi)視頻監控應用通常實(shí)現低分辨率的視頻信號處理、基本控制和數據傳輸,圖像質(zhì)量較差,功能較單一。隨著(zhù)視頻監控技術(shù)的進(jìn)步以及應用需求的增長(cháng),更高的視頻體念、無(wú)線(xiàn)IP連接和智能分析功能發(fā)展趨勢使這類(lèi)應用方案正面臨性能捉襟見(jiàn)肘的尷尬。
無(wú)線(xiàn)傳輸與有線(xiàn)傳輸最大的差別是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )帶寬不穩定,基于DSP的方案采用軟件的實(shí)現方式,可以根據帶寬調整視頻的大小、碼流、幀數等,針對無(wú)線(xiàn)信道特點(diǎn)優(yōu)化視頻壓縮算法,因此無(wú)論網(wǎng)絡(luò )情況如何,都可以保障視頻的流暢,不像采用MCU+ASIC方案所常見(jiàn)的馬賽克和斷幀的現象。無(wú)線(xiàn)應用通常由于環(huán)境更為多樣化,無(wú)線(xiàn)模塊本身也是功耗消耗以及散熱的大戶(hù),甚至有些移動(dòng)應用是電池供電,對處理器的低功耗有很高的要求。MCU+ASIC(或MCU+DSP)的雙處理器芯片架構決定了其功耗對于無(wú)線(xiàn)特別是移動(dòng)無(wú)線(xiàn)應用相對較高。
此外,隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步,基于IP的視頻監控逐漸向包括高清特性的更高視頻體驗的趨勢發(fā)展,而其結果是更復雜的算法,以及對主芯片的處理能力提出更高的要求。傳統的監控攝像機基于像素分辨率為CIF格式,壓縮標準復雜度低,從而對主芯片的處理性能要求不高。但是隨著(zhù)IP視頻監控的迅速發(fā)展以及相關(guān)視頻標準的進(jìn)步,人們期待更高的圖像清晰度和更高的幀率,如D1(704×576)或者更高的清晰度。同時(shí),隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)IP視頻監控的流行,還需要考慮如何在傳輸過(guò)程中占用更少的帶寬,因此MPEG4和H.264正在成為主流。而這些更高的視頻信號分辨率和壓縮格式大大提高了對核心處理器的處理能力的需求。而傳統的MCU+ASIC的方案要實(shí)現更高清晰度的視頻,通常必須增加協(xié)處理器。
此外,人臉識別、運動(dòng)物體主動(dòng)追蹤、人流統計等多種智能功能已開(kāi)始逐漸廣泛商用。對于這類(lèi)需要智能圖像分析的特定應用來(lái)說(shuō),傳統解決方案無(wú)法完成視頻分析所需要進(jìn)行的大量運算處理,必須在MCU+ASIC之外增加協(xié)處理器,這種復雜的解決方案無(wú)論是BOM成本、功耗還是開(kāi)發(fā)難度都不足取。視頻監控系統的網(wǎng)絡(luò )化和分布式處理的要求,以及大規模工程安裝對成本、體積和功耗的限制和非標準化的智能視頻分析,使得具有軟件設計的靈活性和具有強大處理能力的DSP具有更明顯的優(yōu)勢。
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