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監(jiān)控系統(tǒng)軟件部分，由上層PC監(jiān)控服務(wù)軟件和底層DSP監(jiān)控功能軟件兩部分組成。上層PC部分主要進(jìn)行監(jiān)控功能選擇和監(jiān)控結(jié)果的顯示，底層DSP部分主要進(jìn)行智能監(jiān)控和壓縮編碼的算法實(shí)現(xiàn)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)使用UART和USB接口作為聯(lián)系PC和DSP的通道，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。其中，使用異步串口（UART）作為監(jiān)控系統(tǒng)與PC端監(jiān)控軟件的通信接口，完成底層監(jiān)控程序和PC端監(jiān)控服務(wù)軟件之間的通信；使用USB控制器作為壓縮碼流的數(shù)據(jù)傳輸接口，完成壓縮碼流向PC端的輸送任務(wù)。

智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)同時(shí)使用Blackfin 561 DSP的兩個(gè)核進(jìn)行處理，通過(guò)PC服務(wù)軟件和DSP端監(jiān)控功能軟件協(xié)同工作，其主要工作流程如圖1所示。

圖1 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的工作流程

DSP端接收到一幀圖像后，利用Blackfin 561 DSP的兩個(gè)核完成智能視頻監(jiān)控處理和視頻編碼壓縮處理。智能視頻監(jiān)控處理部分，利用Blackfin 561 DSP的A核進(jìn)行，它首先通過(guò)UART通信模塊獲得PC端監(jiān)控功能選擇模塊的當(dāng)前功能，以及這一功能的相應(yīng)參數(shù)；然后根據(jù)相應(yīng)的功能調(diào)用監(jiān)控功能模塊中對(duì)應(yīng)的監(jiān)控函數(shù)進(jìn)行處理：最后再利用UART通信模塊將處理的結(jié)果傳送到PC端顯示。視頻編碼壓縮處理部分使用Blackfin 561 DSP的B核進(jìn)行，利用由ADI公司提供的H264編碼函數(shù)和USB驅(qū)動(dòng)函數(shù)實(shí)現(xiàn)，這里就不贅述了。

PC端進(jìn)行不同監(jiān)控功能的切換或調(diào)整功能參數(shù)，在下一幀輸入圖像中將進(jìn)行監(jiān)控功能的切換和參數(shù)的調(diào)整。

一、客戶端軟件

客戶端軟件是用戶實(shí)現(xiàn)DSP監(jiān)控操作的平臺(tái)，主要由監(jiān)控軟件界面、監(jiān)控功能選擇模塊、驅(qū)動(dòng)函數(shù)模塊組成。監(jiān)控軟件界面是監(jiān)控系統(tǒng)和用戶進(jìn)行信息交互的平臺(tái)，它整合了各個(gè)監(jiān)控功能模塊，用戶通過(guò)它完成各個(gè)監(jiān)控功能模塊的調(diào)用、參數(shù)的選擇、結(jié)果的顯示等；PC監(jiān)控功能選擇模塊完成對(duì)底層DSP監(jiān)控功能的調(diào)用，從而實(shí)現(xiàn)用戶需要的相應(yīng)的監(jiān)控功能；驅(qū)動(dòng)函數(shù)模塊包括UART驅(qū)動(dòng)和USB駛動(dòng)，UART驅(qū)動(dòng)的作用是實(shí)現(xiàn)上層PC的監(jiān)控服務(wù)軟件和底層DSP的監(jiān)控功能程序之間的UART接口通信，USB驅(qū)動(dòng)的作用是通過(guò)USB接口接收底層DSP發(fā)送的壓縮碼流。

二、DSP端監(jiān)控功能軟件

DSP監(jiān)控功能軟件是整個(gè)監(jiān)控功能實(shí)現(xiàn)的核心，由監(jiān)控功能模塊、H264視頻壓縮模塊和UART通信模塊組成。DSP監(jiān)控功能模塊經(jīng)PC端監(jiān)控功能選擇模塊進(jìn)行調(diào)用，直接負(fù)責(zé)完成相應(yīng)的監(jiān)控功能，并將結(jié)果傳輸?shù)絇C端；H264視頻壓縮模塊負(fù)責(zé)將輸入視頻圖像進(jìn)行H264壓縮，并使用USB接口將壓縮后的視頻圖像傳輸?shù)絇C端；UART通信模塊負(fù)責(zé)利用協(xié)議實(shí)現(xiàn)和PC端的通信。下面主要介紹DSP監(jiān)控功能模塊。

所設(shè)計(jì)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)8個(gè)不同的智能視頻監(jiān)控功能。根據(jù)監(jiān)控功能的不同性質(zhì)和處理手段，主要分為物體檢測(cè)與數(shù)量統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)跟蹤，入侵和遺留物體檢測(cè)，攝像機(jī)模糊、遮擋及非法遺動(dòng)等4類不同功能。本模塊通過(guò)從PC端功能選擇模塊獲取監(jiān)控信息，選擇單一視頻監(jiān)控功能進(jìn)行處理。監(jiān)控功能模塊流程如圖2所示。

圖2 監(jiān)控功能模塊流程

監(jiān)控功能模塊中大部分功能首先都需要進(jìn)行相同的前期處理過(guò)程——運(yùn)動(dòng)對(duì)象的提取。本系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)對(duì)象的提取主要包括背景建模和連通域標(biāo)記兩個(gè)部分，其主要流程如圖3所示。

圖3 運(yùn)動(dòng)對(duì)象提取

（1）物體檢測(cè)。需要根據(jù)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的結(jié)果判斷當(dāng)前運(yùn)動(dòng)物體所屬的類別，如人體，四足動(dòng)物、四輪機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車等。

•算法分析：使用高斯背景模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，提取目標(biāo)的形狀特征，并對(duì)它們進(jìn)行分類。

•輸入?yún)?shù)：輸入圖像的幀緩沖、檢測(cè)對(duì)象種類。

•輸出結(jié)果：運(yùn)動(dòng)物體的位置、類別。

（2）數(shù)量統(tǒng)計(jì)。需要在物體檢測(cè)的基礎(chǔ)上，統(tǒng)計(jì)各類物體或一類物體的數(shù)目。在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，還需要區(qū)分個(gè)體和群體。

•算法分析：在分類的基礎(chǔ)上，使用計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)當(dāng)前幀中各種目標(biāo)的數(shù)量。

•輸入?yún)?shù)：輸入圖像的幀緩沖、數(shù)量統(tǒng)計(jì)對(duì)象類別。

•輸出結(jié)果：各類物體數(shù)目，如個(gè)體數(shù)目、群體數(shù)目。

（3）入侵檢測(cè)。需要判斷場(chǎng)景中運(yùn)動(dòng)物體是否進(jìn)入某一固定區(qū)域。

•算法分析：在運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，判斷冃標(biāo)的位置與標(biāo)定的“禁入”位置的相對(duì)關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)入侵檢測(cè)。

•輸入?yún)?shù)：輸入圖像的幀緩沖、固定區(qū)域坐標(biāo)。

•輸出結(jié)果: 入侵物體位置和類別。