滿足安防和監(jiān)控市場中視頻分析需求的處理器

　　摘要：本文將探討新興且不斷發(fā)展的安防工業(yè)，以及處理技術(shù)怎樣在這些最新發(fā)展中扮演關(guān)鍵角色。

　　在過去幾年中，安防領(lǐng)域的視頻/圖像分析(用于威脅驗證和可疑行為鑒別)已廣泛為各類不同成本和不同復(fù)雜性的終端設(shè)備所采用。無論是住宅入侵檢測系統(tǒng)中的智能運動傳感器，或是百萬像素級高清監(jiān)控攝像頭，隨著可編程DSP解決方案的發(fā)展，視頻分析的使用也越來越普遍。如今市場上具有多種性能選項且功耗水平很低的處理器，它們符合業(yè)界終端設(shè)備解決方案，適應(yīng)多種應(yīng)用模型的需要。

　　部署在城市、政府、大學(xué)和商業(yè)建筑中的傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)正經(jīng)歷深刻的變革，從模擬攝像頭和中央視頻處理向智能聯(lián)網(wǎng)攝像頭發(fā)展，系統(tǒng)邊沿部分現(xiàn)已包含大多數(shù)——雖說并非全部——所需的圖像處理功能。這種轉(zhuǎn)變不僅將圖像分辨率從傳統(tǒng)標(biāo)清720 x 480像素提升到高清(720p及以上)，同時還包括實時圖像分析，其范圍涵蓋多種行為與活動。

　　每種不同的應(yīng)用都有重點追蹤與監(jiān)控的功能，以便即時提供警報或沖突條件的驗證。這類行為包括：游蕩檢測、禁區(qū)突破、遺留物品檢測和疑犯鑒別。這些分析通常在等比例縮小的視頻流上進(jìn)行，運算時分辨率低于高清捕捉水平，但對處理器運算能力和存儲器帶寬依然具有很高的依賴性。

　　每種功能都有一個任務(wù)列表，第一項任務(wù)便是將感興趣的前景項目與靜態(tài)或無關(guān)元素組成的背景分離。一旦鑒別出感興趣的項目，就必須創(chuàng)建這些項目的輪廓圖形，以便驗證并將對象歸類。這些功能包括一系列數(shù)學(xué)運算，由一些計算密集型任務(wù)組成，對現(xiàn)成的傳統(tǒng)處理器而言是很大的挑戰(zhàn)，如通用DSP和FPGA。

　　在安保市場的傳統(tǒng)視頻監(jiān)控領(lǐng)域，ADI公司認(rèn)識到了降低成本、功耗和實時分析運算整體預(yù)算的需要，推出了全新的雙核處理器系列(ADSP-BF60x)，提供更高端IP攝像頭所要求的多行為并行分析支持。　　

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　　該系列器件集成流水線加速元件，可為處理器內(nèi)核分擔(dān)一些最為密集的計算功能，并利用本地存儲器和更順暢的數(shù)據(jù)移動能力，避免進(jìn)行視頻分析時所需的大量存儲器訪問。宏觀上，實時視頻分析正在進(jìn)一步普及，是單純增加存儲效率還是真正在運行時實現(xiàn)實時違規(guī)者攔截，基于加速解決方案(如Blackfin ADSP-BF60x系列)將會反映到日益增長的安保市場。

　　在較為低端的市場上，正在逐漸形成一種趨勢，即在典型運動傳感器中加入條目級視頻/圖像驗證;這類傳感器廣泛用于各類住宅和商用入侵檢測系統(tǒng)中。

　　傳統(tǒng)入侵檢測系統(tǒng)(包括運動傳感器)均采用被動紅外(PIR)技術(shù)判斷視野中是否存在威脅。這種PIR技術(shù)在捕捉運動物體時非常有效，但它不允許任何等級的驗證。在商業(yè)和住宅建筑內(nèi)，對感知到的警報條件進(jìn)行驗證已成為世界上許多地區(qū)必不可少的要求。尤其在拉丁美洲和南美國家，地方和國家政府已開始要求先提供真正的威脅證據(jù)，才能調(diào)派應(yīng)急人員前往現(xiàn)場。

　　這種趨勢，以及隨之而來的要求，迫使設(shè)備制造商和系統(tǒng)集成商尋找無需大幅增加系統(tǒng)成本和復(fù)雜性即可滿足這些要求的解決方案。而答案便是最新的“智能”運動傳感器，當(dāng)觸發(fā)PIR要素時，它們可采集休眠圖像或分析活躍要素。

　　在第一代解決方案中，圖像或視頻數(shù)據(jù)經(jīng)壓縮后，被捕捉并傳輸?shù)街醒氡O(jiān)控站進(jìn)行威脅驗證。雖然很多系統(tǒng)將繼續(xù)采用這種方法，但趨勢是通過使用視頻分析，而無需進(jìn)行實際圖像或視頻數(shù)據(jù)的壓縮、存儲和傳輸。

　　這種方式采用上述監(jiān)控攝像頭應(yīng)用中提及的行為分析功能，對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以歸類被測對象;然而，在智能運動傳感器用例中，無需行為驗證，只是簡單地對運動源歸類。通過這種初步的分析運算，任務(wù)就能在可編程域中采用成本和功耗更低的解決方案獨立完成。

　　ADI的入門級ADSP-BF51x Blackfin處理器同時集成有線和無線“智能”傳感器，可用于全系列入侵檢測系統(tǒng)部署。該項技術(shù)實現(xiàn)了以合理價位提供絕對威脅驗證，無需犧牲關(guān)鍵系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，如易用性和免維護(hù)(最顯而易見的好處是延長了電池壽命)。

　　隨著安保應(yīng)用的部署范圍越來越廣，且后臺分析任務(wù)逐漸進(jìn)入關(guān)聯(lián)應(yīng)用(如照明和HVAC占位檢測器)，本文所提及的處理器等器件將繼續(xù)為最終設(shè)備的部署與差異化提供強大的技術(shù)解決方案支持。

　　參考文獻(xiàn)：
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　　[5]白皮書：IP Camera的視頻性能及動態(tài)分析[R/OL].http://www.analog.com/zh/processors-dsp/blackfin/products/IPCamera_Video_dynamic_analysis/fca.html