IP Camera的視頻性能及動(dòng)態(tài)分析

實(shí)際上，Blackfin系列DSP專門針對(duì)高速并行數(shù)據(jù)特別是視頻數(shù)據(jù)集成了并行外圍接口（PPI），在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線的基礎(chǔ)上增加了一條專用數(shù)據(jù)吞吐通道。PPI接口可以按照BT.601視頻流的“硬件同步”模式工作，還能自動(dòng)解碼BT.656視頻流前同步碼，從而能夠無縫連接到多種視頻源和圖像傳感器，與直接存儲(chǔ)器存?。―MA）控制器配合使用。PPI可以在完整的視頻幀信息中只讀入有效的視頻信息，或只有消隱區(qū)域。當(dāng)不需要完整的視頻幀時(shí)，就可以顯著節(jié)省帶寬。從這個(gè)性能上講，Blackfin平臺(tái)對(duì)IP Camera應(yīng)用提供了強(qiáng)大支持。另外，PPI可以忽略隔行BT.656視頻流的所有第二場圖像信息，從而提供了用于快速抽取輸入信號(hào)的方法。PPI還可以直接連接到類似ADV7183A的視頻解碼器，簡化電路設(shè)計(jì)。

Blackfin處理器適合于實(shí)現(xiàn)靈活的多媒體智能分析算法，具有專用的視頻處理指令。同時(shí)，Image Tool Box智能監(jiān)控軟件包針對(duì)智能監(jiān)控算法中的一些常用和基本函數(shù)做了專門優(yōu)化，可以加速上層算法的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化。在Blackfin平臺(tái)上目前有多種智能處理模塊，如魚眼矯正、運(yùn)動(dòng)物體檢測及基于運(yùn)動(dòng)檢測的上層算法如入侵檢測和定位等。

在高清和標(biāo)清IP Camera應(yīng)用中，MPEG 4、H.264壓縮格式成為主流。拿H.264壓縮格式來說，與傳統(tǒng)的視頻編解碼格式H.263和MJPEG相比，使用H.264視頻壓縮格式能減少所需帶寬，還可為有效的數(shù)據(jù)塊傳輸提供卓有成效的網(wǎng)絡(luò)提取層。單核架構(gòu)的Blackfin匯聚平臺(tái)提供核心頻率性能高達(dá)600MHz（1200MMACs），支持多通道音頻、VGA/D1視頻應(yīng)用和MPEG-4、H.264以及Windows Media壓縮格式，能以較高分辨率對(duì)高級(jí)視頻編解碼進(jìn)行處理。支持Blackfin平臺(tái)的軟件當(dāng)中應(yīng)用到了這些性能。對(duì)不同的媒體格式和功能，只需要簡單地對(duì)高級(jí)軟件進(jìn)行更改就可以了。

通過將MCU和DSP匯聚到一個(gè)單內(nèi)核的平臺(tái)上，Blackfin處理器加速了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)過程，大量集成的外圍設(shè)備節(jié)省了大量重新組建這些設(shè)備的時(shí)間和成本。

另外，在視頻監(jiān)控應(yīng)用中，被監(jiān)控物體圖像曝光過度或曝光不足的情況讓人們非常煩惱。寬動(dòng)態(tài)范圍的產(chǎn)品很好地適應(yīng)同一場景中不同部分光線強(qiáng)弱差別較大的情況，并能夠在最終的視頻中淡化這種光線亮度差異，使整個(gè)畫面每一個(gè)部分都能清晰可辨，避免圖像質(zhì)量下降。

隨著中國國內(nèi)安防監(jiān)控市場的發(fā)展，人們對(duì)這種寬動(dòng)態(tài)范圍IP Camera產(chǎn)品的需求越來越大。目前主流的寬動(dòng)態(tài)攝像技術(shù)，是通過攝像機(jī)對(duì)每幀畫面采集高速快門和低速快門兩張圖像，并通過后臺(tái)的DSP處理合成為一幀圖像而成。這樣的技術(shù)體系對(duì)于整個(gè)攝像機(jī)從快門到影像傳感器（如CCD或CMOS）再到后臺(tái)處理程序和處理器都有更高的要求。

處理器的選擇

根據(jù)應(yīng)用的具體情形和場合，處理器的正確選擇可以有效提高圖像質(zhì)量、檢測能力。性能顯然是一個(gè)關(guān)鍵因素。由于處理器所有的工作量幾乎都集中在圖像處理方面，這要求處理器能夠優(yōu)化處理大量不同的視頻任務(wù)。按照具體應(yīng)用的不同，Blackfin平臺(tái)包含多款產(chǎn)品可供選擇。

例如BF51x系列，它包括BF512、BF514、BF516和BF518等多款產(chǎn)品，適合各種儀器儀表、便攜式醫(yī)療診斷與VoIP電話等應(yīng)用。這些單核匯聚處理器和MCU+DSP方案相比能夠減少器件數(shù)量，降低功耗。BF51x處理器都具有高達(dá)400 MHz (800 MMACS)的時(shí)鐘速率，集成了Lockbox安全技術(shù)。每個(gè)處理器包括兩個(gè)雙通道同步串行通信端口(SPORT)、一個(gè)高速并行外設(shè)接口、一個(gè)I2C兼容的TWI、兩個(gè)PC兼容的UART，以及兩個(gè)SPI兼容的串行外設(shè)接口端口。

在BF52x系列中，處理器在250MHz時(shí)核心功耗低至0.16mW/MHz。該系列處理器工作頻率600MHz，其低功耗系列產(chǎn)品執(zhí)行頻率可達(dá)400MHz。在知識(shí)產(chǎn)權(quán)安全和網(wǎng)絡(luò)安全能力上，其Lockbox安全技術(shù)可以提供有效保護(hù)。作為媒體協(xié)同處理器，ADI對(duì)系統(tǒng)外圍電路較少的處理器進(jìn)行了優(yōu)化，使得設(shè)計(jì)時(shí)可以增加額外功能。此外，由于具備高功效信號(hào)處理能力和豐富外圍接口，與以太網(wǎng)以及Wi-Fi 802.11 a/b/g模塊的無縫連接可以輕松實(shí)現(xiàn)，對(duì)IP相機(jī)非常適合。

BF534處理器的系統(tǒng)外圍包含一個(gè)集成了CAN 2.0B控制器、兩組UART端口、一個(gè)SPI端口、兩組串行端口、兩條外部DMA請(qǐng)求信號(hào)線、48條通用I/O腳以及一個(gè)并行外圍接口等。ADSP-BF536/537則進(jìn)一步擴(kuò)充了功能，包括集成IEEE 802.3 10/100 Ethernet MAC以及強(qiáng)化DMA系統(tǒng)，以提供高網(wǎng)絡(luò)頻寬能力。

BF561是雙內(nèi)核600MHz處理器，在信號(hào)處理和控制功能的集成與分割方面能夠提供最高的性能和最大的設(shè)計(jì)靈活性。

總體看，Blackfin是適合視頻監(jiān)控應(yīng)用，并有效幫助加速IP Camera系統(tǒng)設(shè)計(jì)和構(gòu)建的平臺(tái)，對(duì)提高IP Camera的視頻性能和寬動(dòng)態(tài)范圍頗有成效。