滿足安防和監控市場中視頻分析需求的處理器

Michael Long

摘要：本文將探討新興且不斷發展的安防工業，以及處理技術怎樣在這些最新發展中扮演關鍵角色。本文網絡版地址：http：//www.eepw.com.cn/article/146818.htm

關鍵詞：安防；監控；視頻分析；處理器

在過去幾年中，安防領域的視頻/圖像分析（用于威脅驗證和可疑行為鑒別）已廣泛為各類不同成本和不同復雜性的終端設備所采用。無論是住宅入侵檢測系統中的智能運動傳感器，或是百萬像素級高清監控攝像頭，隨著可編程DSP解決方案的發展，視頻分析的使用也越來越普遍。如今市場上具有多種性能選項且功耗水平很低的處理器，它們符合業界終端設備解決方案，適應多種應用模型的需要。

部署在城市、政府、大學和商業建筑中的傳統視頻監控系統正經歷深刻的變革，從模擬攝像頭和中央視頻處理向智能聯網攝像頭發展，系統邊沿部分現已包含大多數——雖說并非全部一一所需的圖像處理功能。這種轉變不僅將圖像分辨率從傳統標清720x480像素提升到高清（720p及以上），同時還包括實時圖像分析，其范圍涵蓋多種行為與活動。

每種不同的應用都有重點追蹤與監控的功能，以便即時提供警報或沖突條件的驗證。這類行為包括：游蕩檢測、禁區突破、遺留物品檢測和疑犯鑒別。這些分析通常在等比例縮小的視頻流上進行，運算時分辨率低于高清捕捉水平，但對處理器運算能力和存儲器帶寬依然具有很高的依賴性。

每種功能都有一個任務列表，第一項任務便是將感興趣的前景項目與靜態或無關元素組成的背景分離。一旦鑒別出感興趣的項目，就必須創建這些項目的輪廓圖形，以便驗證并將對象歸類。這些功能包括一系列數學運算，由一些計算密集型任務組成，對現成的傳統處理器而言是很大的挑戰，如通用DSP和FPGA。

在安保市場的傳統視頻監控領域，ADI公司認識到了降低成本、功耗和實時分析運算整體預算的需要，推出了全新的雙核處理器系列（ADSP，BF60x），提供更高端IP攝像頭所要求的多行為并行分析支持。

該系列器件集成流水線加速元件，可為處理器內核分擔一些最為密集的計算功能，并利用本地存儲器和更順暢的數據移動能力，避免進行視頻分析時所需的大量存儲器訪問。宏觀上，實時視頻分析正在進一步普及，是單純增加存儲效率還是真正在運行時實現實時違規者攔截，基于加速解決方案（如BlackflnADSP-BF60x系列）將會反映到日益增長的安保市場。

在較為低端的市場上，正在逐漸形成一種趨勢，即在典型運動傳感器中加入條目級視頻/圖像驗證：這類傳感器廣泛用于各類住宅和商用入侵檢測系統中。

傳統入侵檢測系統（包括運動傳感器）均采用被動紅外（PIR）技術判斷視野中是否存在威脅。這種PIR技術在捕捉運動物體時非常有效，但它不允許任何等級的驗證。在商業和住宅建筑內，對感知到的警報條件進行驗證已成為世界上許多地區必不可少的要求。尤其在拉丁美洲和南美國家，地方和國家政府已開始要求先提供真正的威脅證據，才能調派應急人員前往現場。

這種趨勢，以及隨之而來的要求，迫使設備制造商和系統集成商尋找無需大幅增加系統成本和復雜性即可滿足這些要求的解決方案。而答案便是最新的“智能”運動傳感器，當觸發PIR要素時，它們可采集休眠圖像或分析活躍要素。

在第一代解決方案中，圖像或視頻數據經壓縮后，被捕捉并傳輸到中央監控站進行威脅驗證。雖然很多系統將繼續采用這種方法，但趨勢是通過使用視頻分析，而無需進行實際圖像或視頻數據的壓縮、存儲和傳輸。

這種方式采用上述監控攝像頭應用中提及的行為分析功能，對圖像數據進行分析，以歸類被測對象：然而，在智能運動傳感器用例中，無需行為驗證，只是簡單地對運動源歸類。通過這種初步的分析運算，任務就能在可編程域中采用成本和功耗更低的解決方案獨立完成。

ADI的入門級ADSP-BF51x Blackfm處理器同時集成有線和無線“智能”傳感器，可用于全系列入侵檢測系統部署。該項技術實現了以合理價位提供絕對威脅驗證，無需犧牲關鍵系統標準，如易用性和免維護（最顯而易見的好處是延長了電池壽命）。

隨著安保應用的部署范圍越來越廣，且后臺分析任務逐漸進入關聯應用（如照明和HVAC占位檢測器），本文所提及的處理器等器件將繼續為最終設備的部署與差異化提供強大的技術解決方案支持。