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1.4 Blackfin处理器在智能视频监控系统中的应用

Blackfin处理器是ADI公司推出的适用于通信、视频、语音等领域的低功耗嵌入式处理器,包括单核和双核多种型号。所有的Blackfin处理器都是基于同样的Blackfin内核,该内核是基于ADI与Intel联合开发的微信号(MSA)架构,集RISC处理器与DSP的优点于一身,既适合密集性运算,又适合做控制使用。Blackfin处理器具有较强的并行处理能力,同时具有专门的视频操作指令,配合片上SRAM存储器和DMA操作,可以大大提高算法运行效率,非常适合视频通信领域。

Blackfin处理器被广泛地应用在视频监控领域,如硬盘录像机、视频服务器和网络摄像机,国内几大领先厂商曾经一度使用BF561处理器开发硬盘录像机,也有多家网络摄像机厂商基于BF53x或者BF561开发视频服务器和网络摄像机设备。随着SOC的出现,包括Blackfin在内的通用DSP处理器在视频编码领域的市场份额逐步下降,因为SOC处理器具有更低的价格和更低的技术门槛。SOC之所以大行其道,和视频编码标准的成熟是息息相关的。其实不仅在视频监控领域,在其他信息技术领域同样如此,当某个技术逐渐成熟形成稳定而统一的标准后,通用的可编程处理器必将被专用处理器所代替,以获得更高的性价比。即便受到SOC的大力冲击,由于低端Blackfin 53x处理器在功耗和性价比方面具有的优越性,BF53x仍然广泛地应用在网络摄像机和视频服务器产品中。

智能视频分析技术的出现为通用可编程DSP提供了新的用武之地。前面已经提到智能视频分析的最佳载体是嵌入式设备,如网络摄像机。目前市场上主流的网络摄像机硬件平台包括DSP和SOC两大阵营。DSP包括TI Davinci系列(ARM+DSP,也可认为是SOC)、ADI Blackfin系列、NXP系列等。SOC主要包括TI DM355、海思3510/3511/3512、Grain FIC8120/8161/8180等。这几款方案各有其特点,都可以满足普通网络摄像机的要求。但对于搭载智能分析算法的智能网络摄像机而言,并不是所有的方案都能够满足要求。究其原因,还是智能网络摄像机对硬件平台有更高的要求。一个理想的智能网络摄像机硬件平台应该满足以下两方面的要求:

1)运算能力强

智能分析过程包括背景建模、连通计算、形态学处理等过程,基本上是对像素逐点进行运算,而且要保证每秒10帧以上的处理能力,运算量非常之大。所以强大的处理能力是智能网络摄像机硬件平台的基本要求。在这一点上DSP明显优于SOC处理器。目前SOC多是ARM架构的,ARM处理器的特点是低功耗和体积小,指令优化能力有限。DSP处理器一般具有较强的指令并行处理能力,同时针对像素字节运算具有专门的指令。充分利用DSP的并行处理能力、专用视频指令和高速片上内存以及合理安排DMA操作,可以大大提高算法的运算效率。

2)编程灵活性好

现阶段智能视频分析技术处于发展过程中,同时智能视频监控系统的实施依赖于具体场景。智能视频分析没有标准的算法,更多的是多算法的融合和对特定场景的调整。因此良好的可编程性是处理器必须具备的条件。

基于以上原因,DSP处理器比SOC处理器更适合于智能视频分析。另外,Blackfin处理器支持µClinux操作系统,使得应用程序的开发更加方便、简捷,特别是稳定、可靠的TCP/IP网络通信协议族,因此Blackfin处理器是搭载智能视频分析引擎的理想平台。 V3I3vrtPQYoJ2Mzf2uBybG9aeQ2hr24NMIEBTk5KrRS7qSE6luZrJPGQJU2xkm7O

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