主页（http://www.pttcn.net）：基于DSP智能视频监控系统的软硬件设计 【中国集群通信网】硬件设计 由于本系统使用Blackfin 561 DSP进行开发，因而整个系统可采用一块BF561 EZ-KIT Lite评估板、一台CCD摄像机、一台PC机和一个Blackfin USB-LAN EZ-Extender卡。 BF561 EZ-KIT Lite评估板主要用来实现智能处理算法以及对视频流的压缩编码功能。因为在BF561 EZ-KIT Lite评估板上包括有：视频处理芯片ADSP BF561;外部总线接口单元(EBIU)、SPORT接口、SPI接口、PPI接口、UART接口、JTAG仿真接口等。视频A/D模块采用ADV7183视频解码芯片。BF561 EZ-KIT Lite评估板结构如图1所示。 图1 BF561 EZ-KIT Lite评估板结构 Blackfin USB-LAN EZ-Extender卡 Blackfin USB-LAN EZ-Extender卡可连接USB设备，并通过网络传输已压缩的视频数据到PC客户端。因为在Blackfin USB-LAN EZ-Extender卡上包含有一个USB 2.0接口;一个10/100自适应网口等。 CCD摄像机 这一台CCD摄像机，主要用来采集视频。 PC客户端 该PC客户端主要用来接收压缩视频，配置和控制终端控制系统工作方式，并且能够存储系统的输出。 软件设计 基于Blackfin 561 DSP的智能视频监控系统软件部分，由上层PC监控服务软件和底层DSP监控功能软件两部分组成。上层PC部分主要进行监控功能选择和监控结果的显示，底层DSP部分主要进行智能监控和压缩编码的算法实现。视频监控系统通过使用UART和USB接口作为联系PC和DSP的通道，以实现数据的交换。其中，使用异步串口(UART)作为监控系统与PC端监控软件的通信接口，完成底层监控程序和PC端监控服务软件之间的通信;使用USB控制器作为压缩码流的数据传输接口，完成压缩码流向PC端的输送任务。 智能视频监控系统同时使用Blackfin 561 DSP的两个核进行处理，通过PC服务软件和DSP端监控功能软件协同工作，其主要工作流程如图2所示。
图2 智能视频监控系统的工作流程 DSP端接收到一帧图像后，利用Blackfin 561 DSP的两个核完成智能视频监控处理和视频编码压缩处理。智能视频监控处理部分，利用Blackfin 561 DSP的核A进行，它首先通过UART通信模块获得PC端监控功能选择模块的当前功能，以及这一功能的相应参数，然后根据相应的功能调用监控功能模块中对应的监控函数进行处理;最后再利用UART通信模块将处理的结果传送到PC端显示。视频编码压缩处理部分，使用Blackfin 561 DSP的核B进行，利用由ADI公司提供的H.264编码函数和USB驱动函数实现，这里就不赘述了。 PC端进行不同监控功能的切换或调整功能参数，在下一帧输入图像中将进行监控功能的切换和参数的调整。 客户端软件 客户端软件是用户实现DSP监控操作的平台，主要由监控软件界面、监控功能选择模块、驱动函数模块组成。 监控软件界面是监控系统和用户进行信息交互的平台，它整合了各个监控功能模块，用户通过它完成各个监控功能模块的调用、参数的选择、结果的显示等。 PC监控功能选择模块完成对底层DSP监控功能的调用，从而实现用户需要的相应的监控功能。 驱动函数模块包括UART驱动和USB驱动。UART驱动的作用是实现上层PC的监控服务软件和底层DSP的监控功能程序之间的UART接口通信;USB驱动的作用是通过USB接口接收底层DSP发送的压缩码流。 DSP端监控功能软件 DSP监控功能软件是整个监控功能实现的核心，由监控功能模块、H.264视频压缩模块和UART通信模块组成。 DSP监控功能模块经PC端监控功能选择模块进行调用，直接负责完成相应的监控功能，并将结果传输到PC端。 H.264视频压缩模块负责将输入视频图像进行H.264压缩，并使用USB接口将压缩后的视频图像传输到PC端。 UART通信模块负责利用协议实现和PC端的通信。 1、DSP监控功能模块 本文所设计的智能视频监控系统需要实现8个不同的智能视频监控功能。根据监控功能的不同性质和处理手段，主要分为：物体检测与数量统计、自动跟踪、入侵和遗留物体检测、摄像机模糊、遮挡及非法移动等4类不同功能。本模块通过从PC端功能选择模块获取监控信息，选择单一视频监控功能进行处理。监控功能模块流程如图3所示。 图3 监控功能模块流程 监控功能模块中大部分功能首先都需要进行相同的前期处理过程-运动对象的提取。本系统运动对象的提取主要包括背景建模和连通域标记两个部分，其主要流程如图4所示。 图4 运动对象提取 · 物体检测：物体检测需要根据运动检测的结果判断当前运动物体所属的类别，如人体、四足动物、四轮机动车、非机动车等。其使用高斯背景模型进行运动检测，提取目标的形状特征，并对它们进行分类，最后输出运动物体的位置、类别; · 数量统计：数量统计需要在物体检测的基础上，统计各类物体或一类物体的数目，在统计过程中，还需要区分个体和群体。其在分类的基础上，使用计数器统计当前帧中各种目标的数量。最后输出各类物体数目，如个体数目、群体数目; · 入侵检测：入侵检测需要判断场景中运动物体是否进入某一固定区域。其在运动检测的基础上，判断目标的位置与标定的”禁入”位置的相对关系，以实现入侵检测，最后输出入侵物体位置和类别; · 遗留物体检测：遗留物体检测主要是检测固定区域内箱包类物体的非法滞留问题。具体说，主要是检测行人将箱包等遗留到场景中的情况(重点是为了排除爆炸物和危禁品)。当然，也包括将场景中原有物体拿走的情况。通过判断物体在监控场景中出现的时间的长短，来判断是否为遗留物体，输出遗留物体的位置及大小;
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