智能视频分析算法应用深度整合加速

　　智能视频监控系统的硬件选型

　　前面已经提到智能视频分析的最佳载体是嵌入式设备，是网络摄像机。目前市场上主流的网络摄像机硬件平台包括DSP和SOC两大阵营。DSP包括TI Davinci 6446（ARM+DSP，也可认为是SOC）、ADI Blackfin系列、NXP系列等。SOC主要包括TI DM355、Hisilicon 3510/3511/3512、Grain FIC8120/8161/8180等。这几款方案各有其特点，都可以满足普通网络摄像机的要求。但对于搭载智能分析算法的智能网络摄像机而言，并不是所有的方案都能够满足要求。究其原因，还是智能网络摄像机对硬件平台有更高的要求。笔者认为一个理想的智能网络摄像机硬件平台应该满足以下几方面的要求：
 

　　运算能力强

　　智能分析过程包括背景建模、连通计算、形态学处理等过程，基本都是对像素逐点进行运算，而且要保证每秒10帧以上的处理能力，运算量非常之大。所以强大的处理能力是智能网络摄像机硬件平台的基本要求。在这一点上DSP明显优于SOC处理器。目前SOC多是ARM架构的，ARM处理器的特点是低功耗和体积小，指令优化能力有限。DSP处理器一般具有较强的指令并行处理能力，同时针对像素字节运算具有专门的指令。充分利用DSP的并行处理能力、专用视频指令和高速片上内存以及合理安排DMA操作，可以大大提高算法运算效率。

　　编程灵活性好

　　现阶段智能视频分析技术处于发展过程中，同时智能视频监控系统的实施依赖于具体场景。智能视频分析没有标准的算法，更多的是多算法的融合和对特定场景的调整。因此良好的可编程性是处理器必须具备的条件。
 

　　支持先进的视频编码方式

　　H.264视频编码以其码率低、标准统一逐渐成为安防监控领域的标准。D1分辨率也是目前编码器的主流配置。双码流的支持会成为智能网络摄像机的发展方向。
 

　　更低的成本

　　成本控制始终是需要重视的问题。智能视频分析功能的实现最好是在原有平台基础上增加很少硬件成本甚至是不增加硬件成本。

　　综上所述，Emvideo智能网络摄像机硬件平台选择ADI Blackfin DSP处理器，原因如下：

　　1、Blackfin处理器基于ADI与Intel联合开发的MSA架构，集RISC处理器与DSP的优点于一身，既适合密集性运算，又适合做控制使用。Blackfin处理器具有较强的并行处理能力，同时具有专门的视频操作指令，配合片上SRAM和DMA操作，大大提高算法运行效率。

　　2、Emvideo方案采用的双DSP架构，相比ARM+DSP的双处理器架构，开发工具统一，代码兼容性好，更加方便开发工作。

　　3、Blackfin处理器支持uClinux操作系统，使得应用程序的开发更加方便简洁。

　　模拟摄像机的智能化与现有系统的升级改造

　　尽管视频监控系统的发展方向是数字化和智能化，但是，毋庸置疑的是模拟摄像机在相当长的时间内会和数字监控系统共存。因此，如何推进模拟摄像机的智能化也是不可回避的话题。

　　在GDSF2009研讨会暨展览会上已经可以看到此类的产品。松下公司展出一种内嵌智能分析的模拟摄像机，可以通过菜单设置工作参数，报警结果是通过开关量动作实现的。模拟摄像机由于缺乏友好的人机界面，无法进行复杂的规则设置，比较适于实现区域入侵检测、绊线检测等基本的智能分析功能。

　　另一方面，现有视频监控系统包括模拟系统、模拟数字混合系统、数字系统，如何对数量众多的现有系统进行智能化改造，是考验设计人员智慧的工作。

　　针对老系统的改造工作，笔者有以下几点建议：

　　选择合适的切入点

　　系统的智能化改造是仁者见仁智者见智的工作，智能化可以在前端、中间或者后端实现。用户要根据自己系统的实际情况，权衡改造的难度、成本、可靠性等因素选择合适的改造方案，既要最大限度的保护已有的投资又能融合新技术的功能。

　　选择合适的产品

　　目前市场上智能分析功能较多，而且很多功能属于智能分析的不同扩展应用，名称虽然不同，其实有可能是实现同样的功能。用户弄清楚这些功能的使用范围，选择适合自己需求的功能。同时用户对智能分析要有清醒的认识，既不能一味贬低，也不能期望过高。在项目实施中要充分利用先验知识，灵活运用才能收到好的效果。

　　智能分析要为监控服务

　　不能为分析而分析，分析是有针对性的，智能分析的结果要有机的整合到视频监控平台软件中，要实现报警联动功能。目前市场上很多智能分析产品仅是提供一个简单的客户端，有的甚至连录像等基本功能都没有，还需要安装专业视频监控软件，这是需要注意的问题。

　　结束语

　　视频监控系统经过多年的发展逐步迈入数字化、网络化、智能化的阶段。得益于市场需求与技术发展的良性互动，智能分析技术开始进入安防领域，并且从集中式应用逐渐向嵌入式、分布式应用过渡。智能分析技术的应用可以大大提高安防监控领域的自动化水平，实现主动报警和实时报警。目前智能分析的应用还存在一些不足，尚需广大研发机构、设备商、系统集成商通力合作，深度整合各种资源，抓住市场机会，推进智能分析应用，创造更多的社会效益和经济效益。

　【作者单位：北京亿维东方科技有限公司】
 

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