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智慧型视频【智慧型视频】英文叫IVS(Intelligent Video System),也有叫CA(Content analyse),视频分析技术就是使用计算机图像视觉分析技术，通过将场景中背景和目标分离进而分析并追蹤在摄像机场景内出现的目标 。用户可以根据的视频内容分析功能，通过在不同摄像机的场景中预设不同的报警规则，一旦目标在场景中出现了违反预定义规则的行为，系统会自动发出报警，监控工作站自动弹出报警信息并发出警示音,用户可以通过点击报警信息，实现报警的场景重组并採取相关措施 。
基本介绍中文名：智慧型视频
外文名：Intelligent Video System
也有叫：CA(Content analyse)
分类：视频分析类改良类识别类
介绍英文叫IVS(Intelligent Video System),也有叫CA(Content analyse),视频分析技术就是使用计算机图像视觉分析技术，通过将场景中背景和目标分离进而分析并追蹤在摄像机场景内出现的目标 。用户可以根据的视频内容分析功能，通过在不同摄像机的场景中预设不同的报警规则，一旦目标在场景中出现了违反预定义规则的行为，系统会自动发出报警，监控工作站自动弹出报警信息并发出警示音,用户可以通过点击报警信息，实现报警的场景重组并採取相关措施 。分类从广义上来说，除了以上的描述被定性为智慧型视频分析外，我们也可以把智慧型视频分析定性为所有运算功能，起到对视频画面进行分类，比对或识别的作用 。另一方面，它可以对画面进行分析，对画质进行某些最佳化，提供更好的画质以供监控人员观看 。其中具体包括：视频分析类、视频识别类、视频改良类 。A.视频分析类其主要功能是在监控画面中找出物件，并检测物件的运动特徵属性如，例如：物件相对的像素点位置，物件的移动方向及相对像素点移动速度，物件本身在画面中的形状及其改变 。根据以上的基本功能，视频分析可分为以下几个功能模组：● 周界入侵检测、物件移动方向检测；● 物件运动、停止状态改变检测;● 物件出现与消失检测;● 流量统计包括（人流量、车流量统计）;● PTZ自动追蹤系统;● 摄像机智慧型自检功能 。B．视频识别类视频识别类包括人脸识别及车牌识别，其主要的技术在于在视频画面中找出局部中一些画面的共性 。例如：人脸必然有两个眼睛，如果我们可以找到双目的位置，那幺就可以定性人脸的位置及尺寸 。不过，以现有的技术来说，人脸识别系统必须在双目可视的情况下，才可进行人脸比对 。其主要包括：● 人脸识别系统;● 车牌识别系统;● 照片比对系统;● 工业自动化上的机器视觉系统 。C．视频改良类视频改良的主要功能是将以前不可视、模糊不清，或者是在振动的画面进行一些最佳化处理，以增加视频的可监控性能 。具体包括：● 夜视图像增强处理;● 图像画面稳定系统;● 车牌识别影像增强系统 。实现方式一般智慧型视频的技术的实现方式包括前端嵌入式实现或者后端PC分析实现两种方法 。前端嵌入式方式实现，是採用DSP或类似嵌入式系统，在监控前端对视频进行分析，并进行相应的处理和联动 。它的优点是视频无需远程传输、兼容性好、系统工作稳定等；它的缺点是，系统处理资源有限，无法完成複杂的视频分析工作，而且功能升级潜力有限，适用于一些相对简单的视频分析功能 。后端PC分析实现，是将视频传送至后端的PC/伺服器或者工控机上进行算法实现 。它的优点是功能定义灵活、可实现複杂的分析算法；缺点是需保障视频的传输，对网路要求高，后端的硬体投资巨大 。在人脸识别、客流统计等简单成熟的视频分析技术上还是推荐採用前端视频分析的方式进行实现 。系统设计攻略随着宽频有线和无线网路基础设施的完善以及全球安防市场需求的增长，视频监控的套用正呈爆发性的增长态势 。视频监控系统的发展趋势非常明显，在经历了数位化和网路化之后，下一个重要的趋势就是智慧型化，即智慧型监控和视频分析技术的套用 。传统的视频监控由人工进行视频监测发现安全隐患或异常状态，或者用于事后分析，这种套用具有其固有的缺点，难以实现实时的安全监控和检测管理 。带有智慧型分析功能的监控系统可以通过区分监控对象的外形、动作等特徵，做到主动收集、分析数据，并根据预设条件执行报警、记录、分析等动作 。智慧型监控系统可以运行于伺服器，也可以运行在基于DSP的嵌入式系统上，而后者已逐渐成为主流 。智慧型视频的套用大体上可以分安防、人体行为检测和智慧型交通三方面的套用 。其中安防套用是被广泛认为是最具潜力的市场，它包括以下几个套用类别：入侵检测，可以自动检测出视频画面中的运动行为特徵；物品移除检测，可以自动检测物品搬移事件——当防区内某特定位置的物品被拿走或搬走时发出报警；遗留物检测，可以对遗弃物进行自动检测——当物品在某个防区内被放置或遗弃的时候自动报警；智慧型跟蹤，可以使摄像机对自身的云台和变焦镜头进行自主PTZ驱动 。人体行为检测套用包括脱岗检测(可以实现自动检测岗哨人员就位情况)、徘徊检测(对重要区域人体徘徊检测) 。智慧型交通套用包括：对非法停留的交通工具进行检测，当交通工具在防区内非法停留时发出报警；车辆逆行检测，及时辨别逆行车辆 。随着準确率和可靠性逐步提高及产品成本的下降，智慧型视频在越来越多的场合得到了套用，它能够替代部分安防设备，降低安保人员的工作强度，提高工作效率，减少管理成本 。事实上，智慧型视频的套用具有非常巨大的潜力 。随着技术日趋成熟，智慧型视频技术的套用领域正在迅速扩展，这些套用主要包括上述的安防、交通以及零售、服务等行业，如人数统计、人脸识别、人群控制、注意力控制和交通流量控制等 。实时视频监测的需求正在快速增长，特别是随着实时安全监控套用的需求增加，实时发现安全隐患或目标异常行为的功能已经具有越来越重要的现实意义，智慧型视频监测系统产品在这种日益增长的需求带动下，正在成为视频监控套用的新热点 。特别是随着半导体技术的进步，例如以Blackfin汇聚式处理器为代表的先进嵌入式解决平台方案的推出，具有极高性价比和极高实用性的智慧型视频分析设备不断推出，并在一些关键套用中发挥极为重要的作用 。套用设计攻略硬体平台方案的选择往往决定了系统的整体方案成本、性能、开发工具和方法的可用性，以及方案未来持续升级的可行性等，因此方案平台选型至关重要 。智慧型视频套用自身的独特性要求在硬体平台的选择上进行综合权衡 。视频监控系统的网路化和智慧型分析要求，以及大规模工程安装对成本、体积和功耗的限制，非标準化的智慧型视频分析方法和几乎定製化的方案最佳化方式，使得结合了MCU和DSP优势、具有软体设计灵活性和强大处理能力的汇聚式处理器方案平台体现出更加明显的优势 。本文将结合ADI公司独特的Blackfin汇聚式DSP处理器的特点，分析智慧型视频设计中主要的设计技术要点 。硬体平台选型可定製化能力非常重要 。有很多因素制约着视频监控系统智慧型化的套用步伐：首先是智慧型监控的视频算法比较複杂，难于标準化，各个系统提供商的视频分析软体都有自己的独特算法，导致市场上的产品没有统一的标準；其次，视频监控系统的套用场景比较複杂，用户的要求多样化，所以定製化的要求比较多 。因此，视频分析方案通常需要针对客户的套用特点和需求进行方案最佳化，採用的算法千差万别 。此外，由于智慧型视频套用的高複杂性，对方案的处理能力提出了更高的要求 。MCU+ASIC的视频监控传统方案难以实现各种个性化的设计和高运算能力要求，即使选择普通DSP+MCU的双晶片方案通常也难以满足智慧型视频监控套用的複杂运算需求，需要增加协处理器，这种複杂的解决方案无论是BOM成本、功耗还是开发难度都不足取 。Blackfin处理器充分发挥了MCU+DSP汇聚式架构的优势，满足了智慧型视频套用的系统控制和高强度的运算需求，特别是以BF561为代表的高性能双核心架构已经成为智慧型视频套用的首选方案平台 。方案的可扩展性也是需要考虑的因素 。智慧型视频分析套用除了需要针对套用环境、套用目的进行方案最佳化外，不同的客户可能还有其他方面的不同需求 。例如，当前一些领先的数字视频监控方案实现了H.264基本类@Level3.0和MPEG4 D1+CIF双码流的支持，未来可能扩展到支持H.264 D1+CIF的双码流 。随着智慧型视频分析的更广泛套用，如IP摄像机、无线视频监控、智慧型交通系统等，不同套用都可能对各种接口功能、通信标準、用户界面等的需求有较大的差异化，硬体平台方案对各种需求的灵活扩展性非常重要 。同时，正如前文所述，智慧型视频分析技术发展不过数年的时间，随着技术的不断成熟以及一些相关的标準的出台和改进，产品的可升级特性至关重要，既是开发者须关注的问题也是终端客户关切的重要特性 。Blackfin DSP在算法并行处理上具有独特优势，特别是ADSP-BF561採用双DSP核，能够实现很複杂的智慧型视频处理算法 。视频套用最佳化特性 。一些方案儘管具有较强的处理能力和可扩展性，方案是否主要针对视频套用进行过最佳化设计也值得关注，因为这直接关係到设计工程师可用的软硬体设计资源以及系统设计难度和可实现的性能 。以Blackfin处理器为例，Blackfin为高强度、高数据率的数字和媒体处理做了专门最佳化：Blackfin的几十个DMA通道和可灵活配置的Cache很好地满足了视频监控系统对大运算量、高数据吞吐率的要求；ADI专门开发了完全最佳化的音视频编解码器，并免费提供给大客户；针对视频套用Blackfin集成了很多硬体驱动，包括WiFi的驱动、音/视频编解码器的驱动；Blackfin的4个视频算术运算单元和视频象素指令集大大加速了视频运算速度；在智慧型视频分析的一些基础运算元中，例如直方图统计、中值运算、Sobel运算、形态学中的膨胀运算等都可以利用Blackfin的MIN、MAX指令来消除条件跳转，节省处理器周期 。不仅如此，Blackfin还支持13种非视频数据的向量运算 。适当设计数据结构，在前背景分离、阈值计算和更新等多个环节都可以运用Blackfin的特色指令让智慧型视频分析算法更快捷 。这些本身就很有效的指令中，大部分指令都能够并行执行，使得Blackfin的处理能力再加倍 。低功耗和稳定性很重要 。考虑到智慧型视频监控设备通常都是一周7天，每天24小时运行的，稳定性和功耗也比较重要 。在低功耗上，Blackfin处理器採用了多种节能技术：基于一种选通时钟核心设计，可按照逐条指令来选择性地切断功能单元的电源；支持多种针对所需CPU动作极少期间的断电模式；Blackfin处理器支持一种自含动态电源管理电路，藉助该电路即可对工作频率和电压进行独立控制，以满足正在执行的算法的性能要求；大多数Blackfin处理器都提供片上核心稳压电路，并可在低至0.8V的电压下工作 。而Blackfin独特的汇聚式处理架构、90nm工艺等打下了其领先的低功耗处理的基础 。由于高处理能力，基于Blackfin平台的系统方案可以减少主晶片数量，丰富的功能和接口可以满足各种外设和功能扩展需求，降低元器件数量，从而保证更高的稳定可靠性 。目前在同价位DSP中Blackfin DSP的低功耗特性和稳定性是最好的 。支持哪些嵌入式作业系统 。智慧型视频分析通常是基于网路的套用，必须要作业系统的支持，因此选择具有广泛嵌入式系统支持能力的解决方案非常重要，这样能确保未来产品在更换作业系统时不至于必须更换硬体平台，保证研发成果的持续可用性 。目前可用的嵌入式作业系统众多，各具优势，硬体平台方案对这些作业系统的支持能力是进行方案选型的考虑要点之一 。例如，Blackfin处理器可以支持目前主流的作业系统，包括uCLinux、ThreadX、Nucleus，uCOS-II等十多种嵌入式作业系统，客户完全可以根据其自身要求选择其熟悉的或更具成本效益的软体架构基础 。