TI DM8127平臺的技術(shù)特點(diǎn)及開(kāi)發(fā)應用 ——深圳市中瀛鑫科技股份有限公司

　　隨著(zhù)安防監控需求以及技術(shù)發(fā)展的推進(jìn)，智能高清已成為視頻監控領(lǐng)域的主推，視頻處理器芯片作為視頻壓縮這一核心技術(shù)所在載體，自然成為重點(diǎn)研發(fā)對象。智能化芯片TI DM8127自推出以來(lái)，在業(yè)界反響甚佳。該芯片以其擁有強大的處理能力，可以植入算法，提供深度定制開(kāi)發(fā)支持，實(shí)現高清智能化的技術(shù)特點(diǎn)，在智能監控、智能交通、智能視頻會(huì )議、智能電子顯微鏡等領(lǐng)域發(fā)揮其特有的優(yōu)勢，得到很好的開(kāi)發(fā)與應用，特別是在數據分析、人臉偵測、報警預設等方面，真正實(shí)現了高清智能化管理。

　　DM8127芯片分析和技術(shù)特點(diǎn)

　　DM8127是德州儀器(TI)推出的一款視頻處理器芯片。該芯片從系統的角度進(jìn)行功能的設計，將目標系統的處理機制、模型算法、芯片結構、各層次電路直至器件的設計緊密結合起來(lái)，在一顆芯片上完成整個(gè)系統的功能。在性能上，該芯片擁有四核處理能力，內核包括ARM Cortex-A8、C674xDSP、VideoM3、VPSSM3等，ARM的主頻最高可達1GHz， DSP采用新一代的定浮點(diǎn)運算，支持多種算法，并且采用高清視頻/影像協(xié)處理器，對視頻的轉碼、解碼、分析進(jìn)行加速，內嵌高性能的C674x架構的浮點(diǎn)運算DSP，對視頻數據提供強有力的運算載體。

　　圖1.DM8127芯片性能

　　簡(jiǎn)單概括，它是一款擁有強大的處理能力，可以植入算法，實(shí)現高清智能化的模塊芯片。而基于DM8127芯片超強性能的平臺，技術(shù)特點(diǎn)可以概括為：

　　1.運算能力強，可以一步到位，無(wú)需外置協(xié)處理器

　　2.提供易于開(kāi)發(fā)的軟件框架，便于移植算法

　　3.可快速產(chǎn)品化

　　4.提供深度定制開(kāi)發(fā)支持，包括軟件、硬件開(kāi)發(fā)技術(shù)支持

　　圖2. DM8127平臺+ Aptina0331

　　平臺強大的硬件、軟件技術(shù)支持，為實(shí)現定制開(kāi)發(fā)提供了很大的便捷。軟件開(kāi)發(fā)包可在DSP核、A8核開(kāi)發(fā)代碼，植入算法方便簡(jiǎn)易，可實(shí)現視頻處理、智能算法、設備控制、數據傳輸等功能。硬件方面，可發(fā)展豐富的硬件接口：IO、485、232、USB、HDMI、網(wǎng)口等?？捎糜诳刂?、報警、數據傳輸、圖像顯示等，滿(mǎn)足不同的產(chǎn)品特性?？蓛煞N方式實(shí)現定制開(kāi)發(fā)產(chǎn)品化，一是直接組裝成為高清網(wǎng)絡(luò )攝像機，如智能高清監控工程攝像機、電警/卡口抓拍攝像機。另一個(gè)就是利用DSP+A8的強大運算能力，深度開(kāi)發(fā)智能化產(chǎn)品，如智能會(huì )議機、機器人、智能玩具等。

　　無(wú)論是高清網(wǎng)絡(luò )攝像機，還是智能化產(chǎn)品，他們的開(kāi)發(fā)都將迎合市場(chǎng)對智能高清的需求，結合網(wǎng)絡(luò )化的發(fā)展，在相應的領(lǐng)域發(fā)揮其獨特的技術(shù)優(yōu)勢，帶來(lái)新的變革。下面，本文就DM8127在智能監控、多目標智能跟蹤系統以及智能交通三方面的應用進(jìn)行分析。

　　DM8127在智能監控的應用分析

　　TI達芬奇視頻處理器一直為IP攝像機提供清晰銳利的影像質(zhì)量，DM8127芯片更是針對安防監控做了特殊優(yōu)化。DM8127擁有獨特的低照技術(shù)和高效率壓縮功能，高幀率，可以實(shí)現1080P60幀/s全幀率視頻輸出，集3D降噪、WDR和強光抑制處理技術(shù)，面部檢測、視頻穩定以及變焦失真校正等影像信號處理技術(shù)于一體，此外還采用最高支持1600W(4320x4096)像素的圖像采集技術(shù)，結合獨有的750兆DSP用以智能分析，應用于智能監控，可全面實(shí)現高清、智能化。

　　以中瀛鑫TI8127工業(yè)級智能工程攝像機A9P81為例，一個(gè)攝像頭集齊所有功能，可支持不同使用要求。自主算法實(shí)現高清智能化視頻監控，能清晰地捕捉事件發(fā)生的過(guò)程，并識別這一過(guò)程中所涉及的人物和目標。設備內置視頻移動(dòng)偵測、音頻檢測報警、主動(dòng)防拆卸報警、I/O(輸入/輸出)連接以及報警和事件管理等功能，可對輸入的信息進(jìn)行持續分析，偵測事件是否發(fā)生，并自動(dòng)進(jìn)行視頻記錄和發(fā)送報警通知等相應操作，對事件做出響應。此外，設備豐富的外圍接口，可便捷接入各種報警設備，方便設備實(shí)現智能報警。應用于安防監控，其技術(shù)特點(diǎn)在于：

　　圖3.中瀛鑫Smart IPC - A9P81

　　1. 周界防范技術(shù)

　　可設絆線(xiàn)跟區域用以周界防范，最多可設置4個(gè)規則。

　　圖4. 周界防范示意圖

　　2. 聚眾檢測技術(shù)

　　指定區域內進(jìn)行人群密度估計，當人數超過(guò)允許范圍，自動(dòng)報警。

　　圖5. 聚眾檢測示意圖

　　3. 人臉檢測技術(shù)

　　指定區域內進(jìn)行人臉檢測。提供場(chǎng)景中是否有人臉、數量、位置。聯(lián)動(dòng)錄像和報警、抓拍等功能。

　　圖6. 人臉檢測示意圖

　　4. 智能運維

　　4.1 模糊檢測：當攝像機圖像變模糊時(shí)，提供自動(dòng)報警。

　　4.2 遮擋檢測：當攝像機圖像被遮擋時(shí)，提供自動(dòng)報警。

　　4.3 移位檢測：當攝像機視場(chǎng)被更改時(shí)，提供自動(dòng)報警。

　　5. 光控調焦

　　工程安裝時(shí)不用再盯著(zhù)監視器看鏡頭是否調焦清楚，根據LED燈提示，調校出清晰的圖像，為施工人員帶來(lái)了極大的便利。

　　DM8127在多目標智能跟蹤系統的應用分析

　　再以中瀛鑫與廈門(mén)博聰集團合作利用DM8127平臺開(kāi)發(fā)的多目標智能跟蹤系統為例。多目標智能跟蹤系統由廣角槍機、高速跟蹤球機、多目標智能跟蹤處理器和一體化支架組成。采用圖像檢測、識別和跟蹤技術(shù)，通過(guò)先進(jìn)的視頻分析算法和多目標跟蹤算法程序配合精密、準確的云鏡控制系統，實(shí)現對全景區域內多個(gè)移動(dòng)目標或選定目標的自動(dòng)、快速、精準、連續、流暢的跟蹤和捕捉;并同步完成對全景區域的監控需要，實(shí)現對高等級要求的安保需求。

　　基于DM8127的廣角攝像機應用于該系統，智能鎖定畫(huà)面內多個(gè)移動(dòng)目標，配合高速跟蹤球機對其進(jìn)行自動(dòng)跟蹤、放大以得以更清晰的目標特征，結合運動(dòng)物體檢測技術(shù)和多目標跟蹤技術(shù)，這樣既有反映目標移動(dòng)軌跡的大場(chǎng)景全局畫(huà)面，又保留具有監控價(jià)值的運動(dòng)目標局部清晰特寫(xiě)畫(huà)面，大幅提升了監控畫(huà)面的效用?？蓪?shí)現：

　　1. 多目標自動(dòng)跟蹤特寫(xiě)拍攝

　　自動(dòng)鎖定警戒區內多個(gè)移動(dòng)目標，跟蹤區內運動(dòng)目標，獲得清晰特寫(xiě)，自動(dòng)監控闖入警戒區的各個(gè)目標。

　　圖7. 多目標自動(dòng)跟蹤特寫(xiě)拍攝示意圖

　　2. 單目標持續跟蹤特寫(xiě)拍攝(無(wú)人值守、人工控制)

　　可在廣角攝像機畫(huà)面內所有被鎖定的目標中，點(diǎn)擊鼠標選擇任意感興趣的單個(gè)目標，該目標將被持續鎖定跟蹤顯示，直至目標離開(kāi)警戒線(xiàn)。

　　3. 一點(diǎn)即視(人工控制)

　　用戶(hù)可在廣角攝像機畫(huà)面使用鼠標框選或點(diǎn)擊任意區域和位置，高速球機畫(huà)面將迅速顯示該對應區域，并變倍到滿(mǎn)屏，更有利于詳細觀(guān)察。

　　圖8. 一點(diǎn)即視拍攝示意圖

　　4. 入侵檢測

　　可偵測到警戒區域內的移動(dòng)目標，監視保護區域的邊界，對偷偷越過(guò)邊界、區域闖入或離開(kāi)等行為進(jìn)行鎖定報警。

　　5. 警戒線(xiàn)

　　可對監控區域內穿越單側或雙側警戒線(xiàn)的行為進(jìn)行辨識。

　　圖9. 穿越單側警戒線(xiàn)拍攝示意圖

　　DM8127應用于多目標智能跟蹤系統，用來(lái)對人員、地點(diǎn)、財產(chǎn)和操作進(jìn)行安全監控或遠程監控，無(wú)論是保證人員和場(chǎng)所的安全，還是遠程監控財產(chǎn)和設施的安全，在數據分析、人臉偵測、報警預設等方面，都實(shí)現了高清智能化管理。

　　DM8127在智能交通的應用分析

　　DM8127應用于智能交通領(lǐng)域，在車(chē)輛識別、低照度、高清晰、智能分析報警等方面有其特有的優(yōu)勢?；贒M8127平臺的攝像機可支持最高1600W像素的圖像采集，配合720兆DSP做視頻分析處理，用于路段上數據統計、人臉識別、報警預設等，可實(shí)現高清智能化管理。

　　憑借多年來(lái)與北京仲和就智能交通定制的合作經(jīng)驗，中瀛鑫基于DM8127平臺定制開(kāi)發(fā)的智能交通攝像機，應用于智能交通監控，可實(shí)現：

　　1. 闖紅燈違法檢測抓拍功能

　　系統可檢測車(chē)輛是否在紅燈周期內繼續前進(jìn)，跟進(jìn)車(chē)輛行進(jìn)的情況系統發(fā)出控制指令連續拍攝三張闖紅燈過(guò)程的照片，夜間光線(xiàn)不足時(shí)，提供同步補光。

　　2. 不按導向車(chē)道行駛檢測抓拍功能

　　系統可對高清視頻流的每一幀進(jìn)行分析并準確定位車(chē)牌/車(chē)輛在視頻中的位置，從而判斷車(chē)輛直行、左右轉向，車(chē)輛在停車(chē)線(xiàn)前、壓線(xiàn)、越線(xiàn)情況，以及車(chē)輛壓車(chē)道分隔線(xiàn)行駛情況，并對違法過(guò)程記錄3張全景(兼特寫(xiě))圖片。

　　圖10.直行車(chē)道左轉違法行為抓拍示意圖

　　3. 違法停車(chē)檢測抓拍功能

　　系統檢測到車(chē)輛在停車(chē)線(xiàn)前停留時(shí)間過(guò)長(cháng)，自動(dòng)抓拍3張違法照片，并分別反映車(chē)輛一定時(shí)間內在路口停留的情況。

　　圖11.違法禁停檢測拍攝示意圖

　　4. 綠燈卡口記錄過(guò)程功能

　　系統檢測到車(chē)輛在綠燈周期內正常行駛，對通過(guò)監測點(diǎn)的車(chē)輛信息進(jìn)行記錄，每個(gè)車(chē)輛抓拍一幅高清圖片，能清晰的辨別車(chē)輛號牌、車(chē)牌顏色和車(chē)輛尾部特征等信息，并疊加時(shí)間、地點(diǎn)等信息一并保存。

　　圖12. 綠燈卡口記錄過(guò)程示意圖

　　結束語(yǔ)

　　隨著(zhù)安防需求以及技術(shù)發(fā)展的推進(jìn)，高清智能已成為監控技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。DM8127還將遵循其以高清視頻處理為基礎，以智能分析為延伸的設計原則，緊跟網(wǎng)絡(luò )的變革，充分利用其運算能力強、便于植入算法、可快速產(chǎn)品化、以及可提供深度開(kāi)發(fā)支持的技術(shù)優(yōu)勢，結合不斷變化的市場(chǎng)需求，在行業(yè)定制方面得以更多的應用。各廠(chǎng)商以及視頻監控領(lǐng)域專(zhuān)家，隨著(zhù)市場(chǎng)對智能高清日益增長(cháng)的需求以及重視，也將不斷加強對智能高清芯片的研究與設計，使得智能高清成為監控市場(chǎng)的主導。