一种智能视频监控系统的DSP实现.docx

PAGE 1 PAGE 1 一种智能视频监控系统的DSP实现 引言 随着社会经济进展，城市交通和基础设施的不断进步，人们对平安的要求不断提高，视频监控系统已经广泛用于小区平安监控、火警监控、流量掌握以及军事、银行、商场、机场、地铁等公共场所的平安防范。监控系统是由摄像、传输、掌握、显示、记录登记5大部分组成。摄像机通过同轴视频电缆将视频图像传输到掌握主机，掌握主机再将视频信号安排到各监视器及录像设备，同时可将需要传输的语音信号同步录入到录像机内。 通过掌握主机，操作人员可发出指令，对云台的上、下、左、右的动作进行掌握及对镜头进行调焦变倍的操作，并可通过掌握主机实现在多路摄像机及云台之间的切换。利用特别的录像处理模式，可对图像进行录入、回放、处理等操作，使录像效果达到。视频监控系统进展了短短二十几年时间，从早模拟监控到前些年火热数字监控再到现在方兴未艾网络视频监控，发生了翻天覆地变化。在IP技术逐步统一今日，我们有必要重新熟悉视频监控系统进展历史。从技术角度动身，视频监控系统进展划分为代模拟视频监控系统（CCTV），到其次代基于“PC+多媒体卡”数字视频监控系统（DVR），到第三代完全基于IP网络视频监控系统（IPVS）。  近年来，视频监控系统平台的设计层出不穷，而少有系统架构设计层面的介绍。国内外较为常见的系统设计，一种是使用PC机作为算法运行的硬件平台，如 Morita等采纳的C/S结构或Dias等采纳的分布式结构。这种系统的主要缺点是成本高，由于PC对数字图像处理不易优化，智能算法很难达到实时要求。另一种使用特地数字图像处理器构建硬件平台。  在算法讨论上，视频监控关键技术包括：背景建立，动目标检测，动目标提取与跟踪，动目标智能分析。其中背景建立和动目标检测是关键技术中的基础，其实现的好坏直接影响监控效果。目前较常见的算法有：帧间差分法，背景差分法，光流法等。数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是一门涉及很多学科而又广泛应用于很多领域的新兴学科。20世纪60年月以来，随着计算机和信息技术的飞速进展，数字信号处理技术应运而生并得到快速的进展。数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。德州仪器、Freescale等半导体厂商在这一领域拥有很强的实力。  本文设计的视频监控系统遵循数字化、网络化和智能化的进展趋势，综合考虑对上述不足进行改进，可以使用一般模拟摄像头作为视频源进行本地实时智能监控，也可以使用网络摄像机作为视频源进行远程实时智能监控。传统的视频监视系统是简洁的非智能闭路电视（CCTV）系统，其缺点非常明显。这样的系统或者需要安保人员实时监视画面以捕获关键大事，或者需要在事后对视频记录进行回放并进行人工分析。耗时耗力，成本高而效率低。近几年，DSP在智能视频监控系统方面的应用不断完善，正在渐渐取代传统的模拟非智能系统。  系统设计  系统硬件  本系统的硬件由多块自行开发的数字信号处理（DSP）板卡组成，主要供应对本地和远程视频监控的硬件支持。每块DSP板卡包括：基于 TMS320DM642（TI多媒体数字信号处理DSP芯片，下文简称DM642）处理模块，外设存储器模块，总线掌握模块，模拟视频输入模块， PCI模块。  系统软件  ·DSP端软件  DSP板卡运行多通道的智能监控算法，算法以库形式供应。软件构架则以算法库为、DSP/BIOS[6]和RF5[7]为框架进行构建。 DSP/BIOS是TI公司提出的高度优化、可裁剪的DSP实时操作系统内核，供应了抢占式的线程调度，内存管理，外设管理和可视化的调试工具等特性。RF5是一种DSP软件开发的起步代码参考框架，它以DSP/BIOS为基础，利用其中的数据处理元素和数据通信元素便利快捷地完成DSP软件的设计与开发RF5是RF的版本，其区分于RF1和RF3的显着特点是其支持动态对象创建和支持线程（任务）挂起功能，因此适合系统较简单的应用场合。RF5 主要实现三个功能，存储管理，线程模型和通道封装，对于不同的应用，我们只需在这三个元素上做修改，而对于整个应用程序，不用从头设计，这样大大简化了开发者的开发难度，缩短了开发时间  第五步动态创建了1个算法处理线程（ProcessTsk）、2个PCI通信线程（SendTsk，ReceiveTsk）以及一个中断服务子程序（PCI_ISR）：ProcessTsk依据客户端为每个通道设定的监控规章，对通道中的图像进行算法分析，若有目标违规，则记录违规场景，产生报警信息，