0 引言

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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起来的新系统，多年来充分利用了高速公路DSP、光电传感器、工业以太网和人工智能的技术成果。除了传统安全监控系统的功能外，视频智能分析系统还具有昼夜监控、不间断检测、智能识别和预警入侵目标、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 平台安全系统维护成本高，功耗大，一般不具备智能视频分析功能，X86系统处理器实时性不强，使用范围有限。

目前，大多数视频监控系统都是基于DM642 少数平台使用DM6467平台，处理器性能较弱，无法满足今后的高清视频智能分析的需求。TI公司于2011年推出TMS320DM8168 嵌有图像处理器ARM 核和DSP 核，ARM 核为1.2 GHz ARM-Cortex- -A8 RISCMPU,DSP核为1 GHz C674x-VLIW DSP,带有SGX530显示加速器、高清视频协处理器(HDVICP)、高清视频处理子系统(HDVPSS)。

本文采用美国德州仪器(TI)公司图像处理器处理器TMS320DM8168是高清视频智能分析系统的核心，可以智能分析高清视频流，具有检测、识别、跟踪和预警威胁目标的功能，并通过千兆以太网将视频压缩传输到监控后端。高清视频智能分析系统处理器具有较强的操作能力，能够满足多路高清视频的分析处理和编码传输需求，具有较大的实用价值。

本方案从硬件设计和软件设计两个方面详细描述了高清视频智能分析系统的设计过程。

1 由系统硬件组成

高清视频智能分析系统用于现场大面积覆盖监控和目标事件特写监控。A/D转换器、DM由8168处理器、电源转换电路等组成。

12高清视频智能分析系统VDC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，然后转换为功能电路所需的电压。

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

处理器DM8168高清视频处理子系统(HDVPSS)视频输入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。HDMI显示输出接口。

处理器DM高清视频协会处理器8168(HDVICP)来处理H.264,MPEG4,MJPEG编解码。

处理器DM8168的SGX530显示加速器能有效提高视频流显示速度和质量。

处理器DM8168 的DSP 完成高清视频信号的分析和理解，主动提取目标，实现目标跟踪。

处理器DM8168 的ARM 基于内核运行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。

2 系统软件设计

在本设计中，处理器DM在8168双核架构中ARM内核是主处理器，可引导加载DSP内核，预处理后的视频数据通过SysLink传送到DSP内核进行处理。Sys-Link是TI新推出的DSP/BIOS LINK允许处理器内核之间的通信。ARM 内核、DSP 内核、HDVPSS和HDVICP 的通信由SysLink 负责。软件系统架构。

本设计的智能分析算法。智能分析算法由四个模块组成：视频预处理、目标检测与跟踪、目标识别与理解、视频编码压缩。

在实际应用中，由于运动、光照、噪声等原因，通过视频输入接口捕获的原始视频信息量过于复杂。原始视频必须预处理并提取所需信息。捕获原始视频后，由于成像过程中不可避免地会受到各种干扰。在本设计中，预处理原始视频至关重要，尽量减少干扰因素的影响，处理低质量视频，因为很难直接处理测量目标的特征数据库来提取特征。

预处理模块主要包括相机校准、滤波、增强和恢复。在使用相机之前，需要校准其参数，包括相机模型的内外参数。

3 目标测试和分析结果

目标检测和跟踪模块主要从视频图像中提取和判断目标。同时，将目标从背景中分割出来，最终实现对目标的持续稳定跟踪。检测和跟踪目标是实现更复杂识别功能的基础。目标检测与跟踪模块包括背景建模、目标分割、特征模板建立踪模块。目标识别和理解模块内容主要包括目标模型建立、目标分类识别、行为理解、识别和模板更新，是在目标检测和跟踪模块的基础上，进一步研究目标的性质和目标之间的联系，了解视频内容和客观场景。完成目标的锁定后，通过更为深度的分析和理解和采用基于学习机制的识别和理解算法，进一步研究视频中各目标的性质。对目标进行分类识别和行为理解，从而指导和规划行动。

通过目标识别和理解，将分析结果发送到决策模块并发送报警信息。同时，在分析后的视频上叠加标志TI官方代理视频编码后，信息通过以太网传输到监控后端设备。

为了优化系统性能，由ARM内核对DSP精确同步内核、高清视频处理子系统和高清视频协同处理器的工作，确保ARM内核预处理N帧视频N-3帧视频通过千兆以太网发送，DSP 分析中的核心N-1帧视频，HDVICP对N-2帧视频编码压缩，HDVPSS正好采集N 1帧视频。

4 结论

本方案在DM8168 高清视频智能分析系统智能分析系统，构建了较为先进的智能分析软件算法， 介绍了硬件组成、工作流程和软件架构，并详细描述了智能分析算法的组成、实现和优化。目标测试结果表明，高清视频智能分析系统可以实现对复杂场景的昼夜持续监控，具有结构简单、可靠性高、误报率低的特点，满足未来高清视频智能分析的需求，具有广阔的应用前景。