嵌入式網絡智能視頻監控系統設計與實現

摘要：提出了一種新型的嵌入式網絡智能視頻監控系統構架方案，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；系統地分析了各個部分的關鍵技術并給出了具體設計和實現方案。多級客戶端的結構可以提供對多個嵌入式智能視頻監控器的系統管理，可以實現對多個監控場景的全面、無縫監控。系統基于Davicn TMS320DM6446芯片實現。實驗表明，該系統安全可靠，可擴充性強，應用靈活。
關鍵詞：智能視頻監控系統；嵌入式系統；網絡監控；Davicn TMS320DM6446；智能視頻分析

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

1 系統體系結構
如圖1所示，整個系統由視頻采集、視頻服務、智能視頻分析、智能客戶端、網絡存儲、電視墻等組成。視頻服務器負責整個系統的控制與協調；智能視頻分析單元負責實現視頻數據的智能分析；智能客戶端作為一級客戶端主要是實現流媒體的實時播放，與監控管理相關的各種控制操作，與智能視頻分析相關的規則設置、分析軟件的更新等；網絡存儲和電視墻作為二級客戶端分別用于視頻回放，實時視頻監視。

2 軟硬件實現
本系統基于TMS320DM6446的實現。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核具有高速的數據處理能力和ARM核優于對外設進行控制的特點，該系統中ARM主要負責內部數據傳輸控制、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；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，由視頻服務器Linux來調度執行；智能客戶端在PC上VC++實現，智能客戶端和視頻服務器間的通信通過Socket實現。

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