基于MSDM平台的智能网络视频监控的设计与实现贾文全

姓名：贾文全学号：2010201220学院：电子信息学院专业：信号与信息处理导师：李勇教授基于TMS320DM8168平台的智能网络视频监控的研究与实现内容结构安排一、论文研究背景概述二、本设计主要实现的功能三、硬件平台的研究与设计四、系统软件的研究与设计五、应用软件的研究与设计六、系统调试及实验结果七、总结与展望一、论文研究背景概述模拟视频监控模拟监控系统优点：视频、音频信号的采集、传输、存储均为模拟形式，质量最高模拟监控系统缺点：传输距离短、使用范围小、灵活性差、交换数据难一、论文研究背景概述数字视频监控数字视频监控的优点：灵活方便、标准规范，友好人机交互界面数字视频监控的缺点：通常只适合于小范围的区域监控系统的扩展能力差，无法形成有效的报警联动一、论文研究背景概述网络视频监控网络数字视频系统优点：利用现有的网络资源实现远程视频监控，系统扩展能力强，全数字化便于保存和检索网络数字视频系统缺点：无法形成有效的报警联动一、论文研究背景概述智能视频监控为什么要做智能视频监控呢？ 1、摄像头足够多，但是没有足够的工作人员去监管摄像头 2、被动式的监控，在遇到紧急情况无法及时发出报警信息如何实现智能视频监控呢？ 1、从硬件角度分析：高性能的处理器出现，为智能视频算法提供了可靠的运行平台 2、从软件角度分析：计算机视觉技术和人工智能技术的发展二、本设计主要实现的功能

1、实现16路D1视频采集、H.264压缩编码、存盘、读盘、H.264解码以及4x4多画面播放显示 2、对每一路摄像头进行遮挡检测和动态场景检测，发出报警信息三、硬件平台的研究与设计视频采集芯片+FPGA+DSP处理器优点：由于FPGA的可在线编程，可适性强，灵活性高缺点：算法开发难度大，控制能力弱三、硬件平台的研究与设计视频采集芯片+DSP处理器+嵌入式处理器系统的体系结构将硬件划分为两大模块，即视频图像处理模块和系统控制模块。嵌入式处理器增强控制能力，DSP专用于视频算法处理。但是硬件设计复杂，可扩展性差三、硬件平台的研究与设计视频采集芯片+视频处理芯片+嵌入式处理器缺点：视频算法处理单一，扩展性差三、硬件平台的研究与设计本设计采用视频采集芯片+SOC片上系统TMS320DM8168内部结构框图HDVPSS子系统结构框图三、硬件平台的研究与设计HDVICP协处理器三、硬件平台的研究与设计视频采集模块框图四、系统芽软件舰的研右究与庙设计系统天软件滥设计掉方案疯的研奴究五、应用棵软件众的研指究与豆设计DV运RR斜DK集成粒开发碧环境惧安装第五你章：应用纤软件背的研体究与允设计五、应用针软件汇的研旅究与晚设计Sy成sl简in动k/饮IP阿C处理哈器通止信协贡议介迁绍五、应用韵软件鞋的研况究与驶设计Ma专il糖bo芬x模块五、应用彻软件丢的研坛究与悦设计Sp助in伙lo仗ck模块五、应用载软件熔的研愚究与砖设计Li被nk组件绵介绍五、应用签软件挠的研仙究与泥设计IP傻C（In堵te富r幸Pr负oc易es赶so杨r扯Co补mm昆un增ic翻at竹io河n）Li筑nk组件在DV峰RR洋DK开发锦环境建中Li滥nk之间盼通信叮存在3种模计式：1、In球tr贫a-写pr踩oc喂es亚so宾r殊li炉nk歉s：即断运行术在同牌一处匠理器摄上Li业nk之间往的通进信，滴使用舟简单狡有效就的邮卧箱和甜队列皇通信糠机制挠，实叹现Li描nk之间尽数据控快速最的交迹换。糟比如Ca母pt茂ur元e挠Li嫌nk和Di槐sp渴la掘y站Li描nk，单蛙核实导现视捐频采椒集和披显示极的功特能。2、In筛te狭r陶M3映(荷Vi殿de少o告/暖VP扔SS令)惧li觉nk下s：即HD桨VP瓜SS窄-M阔3和HD齿VI鹊CP宽-M记3协处感理器标之间架的通须信，逝通过袋基于No扇ti记fy机制喇的IP柱C丙Li倡st栽MP实现彩，不恋需要边任何ca胜ch磨e设置顺和地舅址转伤换操摧作。罪例如搁实现Ca针pt肚ur纺e岛Li血nk和Ve戏nc薄L宪in阀k，双栽核协咬处理猜器实吹现视缩慧频编茎解码火功能从。3、In胜te毛r音pr著oc莫es棉so艰r功(M年3基to刮A捧8刘or告D春SP月)：即M3、AR誓M和DS痰P之间愁数据午交换夺模式智，由煤于在M3和DS烛P上数搜据都皮存储礼在连帖续的葛物理谱地址智空间极，而AR悲M采用艺了内傍存管孩理机甲制，阴应用稻空间汁只能胶操作醒虚拟冈地址淋，所胞以在M3或者DS列P与AR园M通信梦时必喷须实辱现物扫理地羞址到导虚拟欣地址火之间喝的转荣换。玻例如衡实现城视频蹲压缩逼数据筛存储文的功鸦能，专运行羊在HD株VI董CP监-M相3处理悬器上路的Ve挑nc撞L璃in岔k同IP弓C弃Li仗nk将编发码后团的数查据传墙递到AR住M上，山在AR猪M上实掏现数上据硬棒盘的敞存储吸。五、应用赢软件跳的研猴究与酿设计HD毙VP丘SS截L右in卷k组件Ca基pt协ur系e册Li雷nk：实位现视燥频采猫集的葵功能Ca临pt终ur乳e狂Li或nk：实晚现视抓频采川集的游功能De相i厅Li完nk：实竿现隔等行扫货描方悠式到悟逐行酱扫描返方式吧的转挣化Ns栗f漠Li另nk：实盛现对算图像宋的噪售声滤念波处帆理功忘能Se预le齿ct咏L藏in君k：实只现从售队列纲中选研择指共定通艇道的匪信息Sc戴lr均L荐in淡k：实畏现图蜜形的添缩小霉和放司大处买理MP拌_S呆cl难r东Li杂nk：实丘现任孙何分律辨率合图像聪大小触的放烟缩Sw熔Ms哲L黎in液k：实内现4*距4的显腔示布枪局，效窗口弊和通带道之开间的抹映射班关系Di豆sp膨la危y扒Li董nk：实缠现图竖像和音视频托的显度示功盗能Me吓rg俭e策Li很nk：将棚多核团输入钥队列流整合炭成一旋个输幼出队耗列Du旗p锋Li属nk：将苦一个塞输入竹通道跃完整外复制蚂成多眨个输喷出通乘道IP绕C_梅OU舌T_到M3走L椒in商k、IP拢C_钱IN妇_M隶3垦Li感nk、IP膜C_脖FR干AM掏E_被OU把T父Li岭nk、IP蝇C_渔FR跃AM尘E_抢IN捧L云in顷k五、应用顷软件算的研仓究与讽设计HD和VI五CP柜L樱in币k组件Ve赵nc壁L敏in蛇k：将律视频妙图像弦帧数咱据编恶码压会缩为议视频善流数模据，视在本滚系统拌中使独用Ve根nc业L述in笛k完成16路D1视频战数据H.斧26鹊4压缩绳，帧考率与识通道吼成反戴比关足系，独最大悬支持3路10寇80袖P6肉0编码Vd宾ec府L尝in枕k：实笼现视循频图堪像解垒码功鼠能，男目前福支持H.程26她4、MP锡EG姻4以及MJ业PE青G解码耍，最捎多可渠创建64个解珠码通住道，屈在NV半R应用妨中支骆持6路10并80恭P3爹0解码过功能IP骑C_侦BI枝TS额_O宿UT臂L叔in描k、IP毙C_揪BI绩TS阳_I歉N晋Li虾nk、IP俊C_岛OU留T_厚M3席L胶in灶k、IP宽C_略IN竖_M惩3扰Li叠nk、IP最C_臭FR主AM赛E_采OU很T祸Li弯nk、IP木C_哭FR枯AM则E_凉IN梳L漏in星k五、应用亩软件顿的研失究与由设计DS痰P公Li艰nk组件Al指g景Li当nk：在Al凡g童Li议nk组件夕中主皆要实良现两钥种场渠景变值换检犁测算炭法，匆分别滩为基旬于帧坝的图碰像篡羞改检刚测算欢法和遭基于雷块的动态场景旱检测肥算法IP间C_姜FR板AM冈E_纽奉OU板T厅Li盾nk、IP楚C_坟FR获AM遍E_吉IN呀L拉in含k、IP夜C_史B啄IT劝S_傍OU氧T往Li舰nk、IP垒C_哑B荡IT双S_茂IN没L循in概k处理星编解落码算年法之汁外其火他有蛇关视盗频处周理的骑算法勾基本誉需要旬移植泼到DS换P上运喷行，洞在DV炸RR姻DK开发鞠环境轮中提啦供了DS鼻P算法运开发秆的基捏本框压架便旁于移稀植和若开发惰。同苍时SY劲SB助IO尊S操作卷系统缺、fr托am辨ew茄or钳k_伙co孤mp颂on圆en冈ts和xd课ai借s开发报包为DS芳P算法际开发灰提供盐了丰算富的AP搁Is接收哥。五、应用丝式软件坝的研费究与焦设计AR霞M妨Li提nk组件IP扛C_但BI夏TS愧_I用N层Li印nk：实希现从HD它VI烛CP旨-M悟3处理俱器获填取视臭频图童像编同码数煎据进宿行硬乏盘存宽储和庭网络系发送释处理岛功能IP性C_蚁BI钳TS改_O材UT玩L衣in挣k：通泡过IP片C_炸BI捎TS容_O判UT康L附in猫k组件Co乔rt与ex狱-A屑8厦AR织M将从法网络天接收检到的映视频难流数甩据发扶送到HD抗VI炊CP偏-M践3处理列器IP旨C_拿FR推AM救E_因IN弄L饺in响k：实宣现AR闪M处理序器从HD界VP房诚SS沸-M纽奉3处理狸器获陪取采积集后加的视咏频图弯像数似据，舍进行毕原始兆数据锈的存约盘或烧发送致处理IP派C_纤FR崭AM运E_租OU述T听Li蚊nk：通愧过IP宜C_泳FR继AM晌E_滩OU书T年Li借nk组件视将YU阅V视频票数据涨发送个到HD魂VP触SS陪-M乎3处理挂器显饶示或柏者发薄送到HD犁VI何CP宇-M世3视频岸编解及码处背理器喇进行宇编码舅处理AR景M处理速器主番要负摊责从HD恭VI宏CP巨-M凶3处理程器获妥取编丽码后绝的视躬频流遵数据袋并作盼存盘锯和网盆络发吵送处属理五、扭应用舱软件先的研底究与铁设计DS屿P视频震分析铺程序夏的实允现1、TM场S3壶20蜻DM挺81遣68芯片恭内部夺集成1G听Hz巧C侮67兵4x浮点DS虚P处理六器，汉为实血现高拾性能开的智在能视乞频分损析算液法提寻供强筐大的需处理宪引擎茫。2、本厦系统先中在DS焰P处理躺器上脖通过嫌运行SC即D(熟Sc命en孤e泛Ch台an祖ge秀D高et论ec督ti朱on咳)算法亭实现依摄像结头遮凉挡自宗动检爪测和泡动态洒场景顿自动怖检测惯功能理。3、摄努像头望遮挡画检测笼功能阀是通沾过基狭于帧点的图律像篡必改算议法实绝现的协，即逮是通牲计算娘断图唉像的窃质量艰和有唐效性牲判断错摄像禁头是袍否被杏遮挡象、覆侄盖或混者断桥开等窗情况竟。4、动缘瑞态场确景检日测功竿能是鞭同基们于块克的动血态场呢景检赚测，茧在算孝法中凳将一叉帧完劣整图摄像分局割成浸若干胆个尺阅寸固景定的秆小型Re词gi疫on珍s块，吉用户汗可以触选择戚使用驰某一蹦个Re何gi耍on焰s块来养代表们整帧亏图像魄的变伞化状睁态，番经过肯对Re鲜gi怪on快处贺理之愿后判聚断摄盛像头毁周围畅场景斗是否弟发生尖变化五、各应用推软件关的研蚊究与彼设计SC理D算法中处理友流程倦图五、应用松软件折的研乎究与雷设计Ch主ai诊ns链构甜建从软惨件角撞度分尝析，Li牛nk组件美介于暗底层韵驱动续与上肢层应省用之织间的壶中间纪成组我件，手虽然雪编程拥灵活哪性比厅较强谱，但展是对年于软猾件开傍发人蜘员需蓄要熟释悉底饿层硬鬼件以欧及相对关驱蛙动程输序，类为程狮序开烟发提鹿高了央较高谎的难察度。片为了糠解决绞此问干题在Li幻玉nk的基猜础之闻上进瓶行了命再次外封装去，即疯是MC适FW层，虽为DV场R和DV蒸R需求穿开发放减小躬了软正件开铅发难宋度Ch侵ai带ns是按虾照某滑种需蹄求将缴各种Li约nk组件墓连接怕而成群的视钟频处表理链仆。链撞有Li滴nk的AP置Is接口谁连接火而成屡，不正同的痛视频笑处理枣链实择现不各同的量应用谢功能欠，链育可以渡被打弄开也宇重建五、应用雕软件蚊的研计究与吐设计构成规一个Ch张ai良ns链需柳要如争下步腿骤：1、创建Li荷nk组件订：通虫过调圣用Sy如st绕em弊_l削in麻kC畜re勒at雁e(计)函数也根据限不同偿的Li习nk道I弹D参数手创建顷链中剩使用盲到的Li父nk2、连驰接Li蚊nk组件打：根至据Li痛nk组件搜的输秘入输圈出队巷列ID号经迎独立垮的Li冠nk组件椅链接田成Ch挽ai昏ns链3、启动Li著nk组件称：通械过调掏用Sy堡st闸em绍_l栏in班kS饱ta厨rt电()函数职启动Ch日ai烈ns链中杜的每监一个Li膊nk组件4、控制Li快nk组件共：在Li台nk组件恢开始踪蝶工作闷之后蒸，通柜过Sy激st谦em葬_l业in猾kC可on梢tr榴ol森()函数迫发送狸控制歉命令率到Li精nk组件缸，实废现Li腾nk组件傻的实英时控仁制5、终止Li干nk组件擦：断并开Ch忍ai左ns时通番过调殊用Sy被st介em竟_l霞in惩kS尾to穴p(裕)函数六终止鲜所有Li摇nk组件6、删除Li纺nk组件庸：调纳用Sy骂st谣em害_l脊in猎kD组el吧et烤e(鸡)函数斯删除Li仗nk组件六、排系统央调试改及实称验结症果硬件技平台舞调试软件畜系统混调试六、锤系统明调试版及实叙验结尺果实验迁结果--起-螺HD以MI显示4x盘4路视泊频六、绝系统杰调试宜及实汽验结嘉果SC赚D算法测试趁结果第六芝章：妖系统真调试壮及实篮验结章果CP目U利用茂率统园计数被据第七顷章：点总结碍与展同望论文怜总结1、认财真研端究了TM比S3台20园DM摧81姑68的硬治件开货发平菠台，祝并进务行了件硬件饲调试资，平揉台能宇正常暑工作叨。2、认峡真研异究了DD袄R内存户分配羽机制迹、多醉核通棒信机拢制，勿包括Ma傅il胞bo名x/剪Sp而in讯lo孔ck硬件再模块兆以及Sy汤sl壮in牺k/碌IP枯C地AP胳Is接口烫函数3、详鱼细地葛研究Li勿nk组件美的组敢成、薯接口剩函数稍、分纱类以答及每追个处戒理器赚上运蝴行的Li渔nk组件从和Ch昆ai擦ns链的果搭建邪流程4、在裙分析DS舞P算法茧开发悲流程钥基础应之上赴，在TM倘S3歌20锄DM铃81墓68平台裙的DS苏P处理赏器上舱移植SC飞D算法戴，实皱现16路动炮态场挺景检反测和刮摄像和头遮蜓挡检邪测功度能5、对奴整个忠系统旦的功路能、缸灵敏暮度和覆稳定难性进瞒行了乌测试婆统计鸦和分今析七、燥总结胁与展颤望前景晃展望1、算集法：如除了士摄像搁头遮董挡检扇测和唱动态欺场景主检测业算法索之外霜，用喝户可绒以按决照开饥发基良于C6瘦74舱x窃DS归P的智或能视赏频分甘析算轮法，妹比如评目标阔数量辈统计缩慧算法群、虚异拟警移戒线津算法湿等智宝能分壮析算林法，脖实现困传统捆的视吩频监捆控向板无人脊监控饲的跨斯越和和实现键被动胀监控大向主择动监袋控的眨跨域活。2、开歼发环稼境：倦强大恭的硬头件处有理平惹台和兼复杂押的DV舞RR公DK开发柜环境以，无距形中挑提高者了软露件的侄开发辽难度花。所裁以需拐要开看发更活加灵幸活适忆用的AP都Is接口杠函数驳，屏据蔽底担层与饱硬件偏相关鉴的操遭作，雾减小料应用贩程序偏的开门发周畏期。3、开庙发板堡面积皮：虽彻然EV肚M8士16屡8硬件蛛开发司板包屡含了赌丰富遮的外故设接势口，悄但是PC俱B板占侄用更截大的迈空间么，同辩时功叹耗较砍高。暖如果偿将开香发板鲁小型怕化和葛产品门化，