嵌入式網(wǎng)絡智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

摘要：提出了一種新型的嵌入式網(wǎng)絡智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)構架方案，該方案由視頻分析單元、視頻服務器、一級客戶端、二級客戶端組成；系統(tǒng)地分析了各個部分的關鍵技術并給出了具體設計和實現(xiàn)方案。多級客戶端的結構可以提供對多個嵌入式智能視頻監(jiān)控器的系統(tǒng)管理，可以實現(xiàn)對多個監(jiān)控場景的全面、無縫監(jiān)控。系統(tǒng)基于Davicn TMS320DM6446芯片實現(xiàn)。實驗表明，該系統(tǒng)安全可靠，可擴充性強，應用靈活。
關鍵詞：智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)；嵌入式系統(tǒng)；網(wǎng)絡監(jiān)控；Davicn TMS320DM6446；智能視頻分析

0 引言
視頻監(jiān)控技術經(jīng)歷了3個主要的發(fā)展階段：第1代是以磁帶存儲為主要特征的本地模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)(VTR時代)；第2代是以ISDN網(wǎng)絡為基礎、并綜合應用數(shù)字壓縮、時隙交換和數(shù)字硬盤錄像機的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)(DVR時代)；第3代是基于IP網(wǎng)絡的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。伴隨網(wǎng)絡技術數(shù)字視頻技術和圖像技術的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控正向智能化的方向發(fā)展，即智能視頻監(jiān)控。與非智能化得視頻監(jiān)控相比，智能視覺監(jiān)控能實現(xiàn)主動監(jiān)控，采用智能算法對監(jiān)控到的畫面進行智能分析，進而進行相應的動作。
智能視頻監(jiān)控有基于PC機的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)和嵌入式的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)。兩者相比，嵌入式的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有便攜、低功耗、應用領域廣泛等優(yōu)勢，隨著嵌入式智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的大量應用、批量生產(chǎn)，其成本優(yōu)勢也將得到體現(xiàn)。嵌入式智能監(jiān)控產(chǎn)品已是監(jiān)控市場發(fā)展趨勢。
本文設計并實現(xiàn)了一種基于達芬奇DM6446平臺的嵌入式網(wǎng)絡智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，提出了一種新型的嵌入式網(wǎng)絡智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)構架方案，該方案由視頻分析單元、視頻服務器、一級客戶端、二級客戶端組成的，文中系統(tǒng)地分析了各個部分的關鍵技術并給出了具體的設計、實現(xiàn)方案。多級客戶端的結構可以提供對多個嵌入式智能視頻監(jiān)控器的系統(tǒng)管理，并可以實現(xiàn)對多個監(jiān)控場景的全面、無縫監(jiān)控。本系統(tǒng)基于davicnTMS320DM6446芯片實現(xiàn)，實驗表明該系統(tǒng)安全可靠，可擴充性強，應用靈活。

1 系統(tǒng)體系結構
如圖1所示，整個系統(tǒng)由視頻采集、視頻服務、智能視頻分析、智能客戶端、網(wǎng)絡存儲、電視墻等組成。視頻服務器負責整個系統(tǒng)的控制與協(xié)調；智能視頻分析單元負責實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的智能分析；智能客戶端作為一級客戶端主要是實現(xiàn)流媒體的實時播放，與監(jiān)控管理相關的各種控制操作，與智能視頻分析相關的規(guī)則設置、分析軟件的更新等；網(wǎng)絡存儲和電視墻作為二級客戶端分別用于視頻回放，實時視頻監(jiān)視。

2 軟硬件實現(xiàn)
本系統(tǒng)基于TMS320DM6446的實現(xiàn)。TMS320DM6446是TIC6000系列中速度達到4 800 MIPS的雙核處理器，集成了高速C64x+DSP處理器和ARM926EJ2S處理器。針對DSP核具有高速的數(shù)據(jù)處理能力和ARM核優(yōu)于對外設進行控制的特點，該系統(tǒng)中ARM主要負責內部數(shù)據(jù)傳輸控制、外設控制，即ARM作為視頻服務器，DSP作為智能視頻分析單元。
本系統(tǒng)的軟件分為3個部分：視頻服務器部分采用monta vista linux嵌入式操作系統(tǒng)；智能視頻分析單元運行匯編語言編寫的視頻分析算法，無單獨操作系統(tǒng)，由視頻服務器Linux來調度執(zhí)行；智能客戶端在PC上VC++實現(xiàn)，智能客戶端和視頻服務器間的通信通過Socket實現(xiàn)。

3 功能模塊實現(xiàn)方案
3．1 視頻采集
系統(tǒng)采用TI公司的視頻解碼芯片TVP5146實現(xiàn)A／D轉換，由DM6446的I2C對其控制，數(shù)字信號經(jīng)過電平轉換后送至DM6446的VPFE模塊。