一种视频图像感知系统

摘要：随着社会经济的发展，越来越多的场合开始应用智能化的视觉系统。本视频图像感知系统，数据交换采用基于物联网的嵌入式智能网关通信方式，对算法进行重构与优化，降低算法设与实现的复杂度。硬件设计采用基于DM6437和DM355/365的硬件组合结构，在保证图像传输质量的基础上，减少视频数据细节的丢失，并充分考虑目标阴影的干扰，解决夜间光线较弱的情况下目标的检测识别。

关键词：视觉系统；图像感知；传输；识别

TP391.41

一、设计思路

系统实现了一个 “视频图像感知”的模型样机。包括上位机软件设计和硬件设计。软件设计主要包括上位机也就是PC端的程序和算法的设计与实现，硬件设计以嵌入式高级微处理器设计为主，重点放在算法和硬件系统的设计，目标是提供可靠的硬件基础。

基于物联网的“视频图像感知”系统拟解决的关键问题有视频图像特征分析和提取和视频图像压缩传输。视频图像特征分析和提取算法设计主要针对现在已经有的成熟算法进行视频图像特征提取技术，致力于消除目标的阴影干扰，解决夜间光线较弱的情况下检测跟踪识别的问题。视频图像压缩传输主要针对相关研究中系统设计与生产成本较高的现状，采用DM355/365构成嵌入的系统网关，芯片中集成了 MPEG-4 协处理器，省去了成本高的 DSP。引入云计算思想，将实时流媒体传输协议RTP开发扩展为云监控实时网络传输协议，可以灵活实现图像特征提取、MPEG-4视频压缩、流媒体播放、传感器联动、远程云台控制、异地查看等监控预警功能。这些问题可以借助计算机强大的数据处理能力过滤掉视频画面无用的或干扰信息、自动识别不同物体，分析抽取视频源中关键有用信息，快速准确的定位目标现场，判断监控画面中的异常情况，并以最快和最佳的方式发出警报或触发其它动作，从而有效进行事前预警，事中处理，事后及时取证的全自动、全天候、实时监控的智能系统。

二、创新点

系统一方面要对视频图像特征分析和提取进行学术上的分析和探讨，以找到适合项目应用的算法和相关技术。另一方面在视频图像压缩传输上，致力于研究如何灵活提取视频图像特征的基础上实现其传输。

创新点：

（一）基于DM6437和DM355/365的硬件组合结构设计。这种硬件结构设计，由DM6437模块独立负责视频的智能识别处理，DM355/365模块主要完成数据编码和通信传输，既增加了系统的稳定性，也降低了系统设计与实现的成本，有利于技术向产品的转化。

（二）拟采用优化的数字图像处理模型算法技术。选取可以应用于图像数据的压缩、去噪、特征提取以及大量图像模式识别的优化算法。同时经过优化，利用免疫计算的并行行克服了传统算法的复杂度高、求解速度慢等问题。提高了算法在各种环境下的抗干扰能力与准确率。

（三）系统硬件设计使用DM355/365构成嵌入的系统网关，系统集成度高，通信效率高。引入云计算思想，将实时流媒体传输协议RTP开发扩展为云监控实时网络传输协议，可以灵活实现MPEG-4视频压缩、流媒体播放、传感器联动、远程云台控制、异地查看等监控预警功能。

三、总体设计结构图

DM6437是低成本，高度集成的高性能视频信号处理开发平台，可以开发仿真达芬奇系列DSP应用程序，同时也可以将该产品集成到用户的具体应用系统中。方便灵活的接口为用户提供良好的开放平台。采用该系列板卡进行产品开发或系统集成可以大大减少用户的产品开发时间。

四、地址空间映射

DM643x系列数字信号处理器具有较大的寻址空间。处理器采用统一寻址方式，具有两组外部存储器接口：EMIFA 和DDR2。EMIFA数据、地址总线跟别的功能复用引脚，可配置为16、8位总线。EMIFA提供4个片选信号，需要注意的是，片选是从CS2开始，即CS2～CS5；DDR2存储器提供了专用接口，数据宽度可配置为16、32位，Bank、时钟、CAS等DDR2芯片关键参数也可以通过寄存器配置，最大存储容量达到256Mbyte，这为外部扩展DDR2存储器带来了很大的灵活性。可以程序和数据代码可以存放到任何寻址空间。本板卡具体的存储空间分配如下表，使用对应的地址就可以访问相应的存储器或设备。

根据上述的思路，整个系统主要完成了以下工作：

实现视频图像特征分析单元。系统一旦发现监测画面中“可疑行为”，能够以最快速度对其进行分析，并以最佳的方式提供反馈或告警。

实现视频图像压缩传输单元。灵活实现图像特征提取、MPEG-4视频压缩、流媒体播放、传感器联动等监控预警功能。

实现上位机程序设计单元。程序模块主要包括控制室数据库程序、控制室多路视频解码程序、用户权限管理程序、报警信息及传感器信息管理程序、用户界面、网络协议程序等。

参考文献：

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作者简介：

刘继光（1980-），男，讲师，硕士，从事信息处理技术研究。