走向成熟的智能数字视频监控

　　视频分析

　　视频分析技术业已在数字视频监控领域逐步显露锋芒，从而使得监控真正向智能化的视觉方向发展。视频分析所包含的内容相当广泛，其中有物体检测统计、目标物体识别和监控目标跟踪，还可以设立警戒区进行检测或行为分析。对于摄像机自身的智能化处理，已有视频稳定和镜头受袭告警实用技术。人脸识别技术目前已经开始实现市场化，并已有不少成功的应用，例如北京奥运会和上海世博会。

　　在谈到数字视频监控新的增长点时，智能视频分析一定是一个热门话题。视频分析从计算机后端分析到前端嵌入式分析，使得其应用范围大大增加，目前已开始启动市场化的进程。TI郑小龙认为，在这过程中通用可编程的DSP扮演了极其重要的角色，从DM642到DM6437或DM6435，许多智能视频分析厂商推出了出色

　　图2 数字视频SoC集成结构的算法并进入实用。基于现在的达芬奇的C64+核心，已可实现单片的智能视频应用。未来DM8168的C674x将可提供更加强大的高级智能视频分析性能。

　　在视频监控中的软件算法可以用于两个方面。首先是图像处理引擎中执行一套算法。第二个是帮助人们完成任务的VA软件，如内容和事件的识别。在图像信号处理(ISP)领域，莱迪思从合作伙伴Helion GmbH那里得到了算法，它提供了业界最快的自动曝光，支持传感器高达16兆像素的分辨率，ISP流水线的HDR(高动态范围)可达 192分贝。

　　MAXIM 业务总监Jim Fox介绍，该公司的Mobilygen专利技术大大降低了系统计算的复杂度，在保持低功耗的同时提供最高画质。预先定义的配置和固件API允许开发人员设置比特率、帧速率等参数以及GOP结构、H.264工具等。MAXIM器件支持完整的高画质H.264工具套件，包括8 x 8转换、矩阵比例缩放、CABAC和任意分割尺寸的宏模块自适应帧/场(MBAFF)。先进的固件算法提供图像自适应帧/场(PAFF)编码、加权预测、定制矩阵比例缩放和影视图像反转处理，以达到最佳图像质量。视频输出处理器能够组合实时图像和/或存储图像，其图像覆盖功能可以创建单路输出。该输出可以放大或缩小，通过双向端口发送到另外一个器件或输出，以8位YUV 4:2:0格式或18位RGB格式驱动本地显示器。

　　行业应用的特殊需求

　　虽然在所有的应用之中，数字视频监控的基本图像处理相似，不过某些应用确有具体的特殊需求。例如，在工业应用中，高速度和高帧率是捕捉图像细节的必备条件，需要传感器具有全局快门，而不是滚动快门;在医疗市场中，出色的低光照性能和极低的功耗是必不可少的，要求非常低的延时和无损图像压缩;对于交通运输摄像头，需要增强的HDR性能和快速的自动曝光，需要使用带有全局快门的捕捉速度极高的摄像头，以便在夜间光线较暗时读取车牌号码，当有迎面而来的车辆前车灯时，他们也许突然变得明亮。因此需要对不同产业类别的应用根据FW做特殊的应用，以配合特殊产业与厂商的需求。例如工业应用要求高速视频(120 ~240 fps)，但是对分辨率的需求并不是很高(QVGA~VGA)，医疗应用则需要可抛式摄像头，这些特殊功能都需要图像感应器厂商与镜头厂商配合。

　　这些需求构成了对半导体制造商相同的基本挑战：即提高了数据处理负载。莱迪思Douglas Hunter坦言，半导体制造商必须提供低成本、低功耗并行处理器件，如各种配置的FPGA，针对大的和小的应用提供处理逻辑。他们还必须提供IP，支持不同种类的图像传感器， 以及提供低延迟和HDR处理的ISP流水线。

　　对于交通行业而言，需求又有所不同。如何利用车载摄像机降低交通事故数，减少人员伤亡，控制直接财产损失，是中国汽车电子行业不容无视的重大研究课题和商机，本文通过概要介绍若干系统，为中国汽车电子行业抛砖引玉。值得一提的是，开发针对汽车安全的车载摄像机系统需要汽车电子与汽车生产厂家开展密切合作，从摄像头、视频数据采集、视频传输、实时监视和播放平台等多个方面进行研究，才有利于车厂最终使其产品化。

　　特别的，车载摄像头需要的高速总线，MOST(面向媒体的系统传输总线)技术目前已经被50多种车型采用它由MOST组织来主持标准化与规格化工作。截至目前，已经有15家国际性汽车厂商和70余家主要零配件生产厂商加盟该组织。

　　目前已经实现产品化的MOST技术有MOST25、MOST50，第3代MOST 150Mbps技术—150MOST正在开发中。150Mbps可以达到与MOST25塑料光纤同等的传输速度，不用增加物理层成本就可以提高通信速度。采用MOST150后，视频传输变得更容易，不仅可以用在休闲娱乐方面，还可以用在车载摄像头等行车系统上。

　　MOST在制订上完全合乎ISO/OSI的7层数据通讯协议参考模型，而在网线连接上MOST采行环状拓朴，允许改采星状(亦称放射状)或双环状的连接组态，每套MOST传控网络允许最多达64个装置(节点)建立连接。

　　目前，在MOST的应用中，美国车种仅占9%，欧洲车种占比达58%，亚太车系则占比大约为33%。