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德州仪器(TI)高清视频智能分析系统设计方案

作者:angelazhang时间:2016-04-25

方案概述

视频智能分析系统是指以数字视频处理技术为核心,在传统视频监控系统上发展而来的一种新型系统,充分利用了这些年高速DSP、光电传感器、工业以太网和人工智能等领域的技术成果。视频智能分析系统除具有传统安防监视系统的功能以外,还有复杂场景的昼夜监控、不间断检测、智能识别及预警入侵目标、自动异常检测、视频传输、后端回放、误报率低等特殊功能。

传统基于PC 平台的安防系统维护成本高、功耗体积大,一般不具备智能视频分析功能,X86体系的处理器的实时性不强,使用范围受限制。

本方案从硬件设计和软件设计两个方面,对该高清视频智能分析系统的设计流程进行了详细的描述。以美国德州仪器(TI)公司的图像处理器处理器TMS320DM8168为核心,设计及实现一种高清视频智能分析系统,能智能分析高清视频流,对威胁目标具有检测、识别、跟踪及预警功能,通过千兆以太网将视频压缩传输给监控后端。该高清视频智能分析系统处理器运算能力很强,能满足多路高清视频的分析处理和编码传输需求,有很大的实用价值。

功能定义及性能指标

系统硬件组成
  
高清视频智能分析系统用于实现对现场大面积的覆盖监控,以及对目标事件的特写监控。主要由A/D转换器、DM8168处理器、电源转换电路等组成。如图1所示。

高清视频智能分析系统采用12VDC供电。电源转换电路通过TPS54620 芯片转换成5 V,3.3 V 和1.5 V三路电压,然后再转换给各功能电路需要的电压供功能电路使用。

高清模拟视频信号通过YPbPr接口进入系统,由高清视频解码器TVP7002 进行AD 采集,由DM8168 的VIP0口捕获。

处理器DM8168的高清视频处理子系统(HDVPSS)提供了视频输入接口和视频输出接口,负责视频捕获、显示、缩放和反交错处理,视频输出接口扩展有HDMI显示输出接口。

具体模块分别处理以下内容:

(a)高清视频协处理器(HDVICP)来处理H.264,MPEG4,MJPEG编解码。

(b)SGX530显示加速器可以有效提升视频流显示速度和质量。

(c)DSP 内核上完成高清视频信号的分析、理解,主动提取目标并实现对目标跟踪。

(d)ARM 内核运行基于Linux 操作系统的应用程序,主要负责系统的控制、通信以及网络传输等工作,输出报警信号,通过千兆以太网将视频压缩传输给监控后端,本设计的工作流程如图2所示。

方案优势

本方案在DM8168 平台上设计并实现了高清视频智能分析系统,构造了较为先进的智能分析软件算法, 从硬件设计和软件设计两个方面介绍了硬件组成、工作流程、软件架构,并详细描述智能分析算法的构成、实现和优化。经过目标测试结果表明,该高清视频智能分析系统能实现对复杂场景的昼夜不间断监控,具有架构简单、可靠性高、误报警率低等特点,满足今后的高清视频智能分析的需求,应用前景相当广阔。
原理及实物图





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