主頁(yè)（http://www.by236.com）：基于DSP智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)(2)

　　· 自動(dòng)跟蹤：自動(dòng)跟蹤實(shí)現(xiàn)對(duì)于運(yùn)動(dòng)對(duì)象的連續(xù)檢測(cè)，通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤，獲得其位置、速度、運(yùn)動(dòng)軌跡等運(yùn)動(dòng)信息。使用卡爾曼濾波的方法進(jìn)行目標(biāo)跟蹤，輸出運(yùn)動(dòng)物體的位置及中心坐標(biāo)等;

　　· 攝像機(jī)模糊、遮擋及非法移動(dòng)檢測(cè)：攝像機(jī)模糊、遮擋及非法移動(dòng)檢測(cè)是需要發(fā)現(xiàn)影響監(jiān)控?cái)z像機(jī)正常工作或者威脅監(jiān)控?cái)z像機(jī)自身安全的活動(dòng)。使用DCT變換，統(tǒng)計(jì)全局的圖像變化信息，判斷攝像機(jī)是否模糊;利用圖像灰度直方圖變化信息，判斷攝像機(jī)是否被遮擋;使用模板匹配的方法，判斷攝像機(jī)是否非法移動(dòng)，輸出模糊、遮擋及非法移動(dòng)情況信息和程度。

　　系統(tǒng)優(yōu)化

　　1、三緩沖結(jié)構(gòu)

　　設(shè)置三緩沖組成緩沖區(qū)隊(duì)列。在實(shí)際處理過(guò)程中，使用其中兩個(gè)緩沖區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)接收，另外一個(gè)緩沖區(qū)進(jìn)行圖像處理等(具體的三緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)如圖5所示)。

圖5  三緩沖結(jié)構(gòu)

　　利用回調(diào)函數(shù)對(duì)緩沖區(qū)進(jìn)行管理，每接收完一整幅圖像后產(chǎn)生一次回調(diào)。使用三個(gè)變量維護(hù)當(dāng)前緩沖區(qū)狀態(tài)，F(xiàn)rame Buffer1和Frame Buffer2用于維護(hù)在循環(huán)中接收的兩個(gè)緩沖區(qū)，F(xiàn)rame Counter為當(dāng)前最新接收到的緩沖區(qū)。每次接收數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)位置根據(jù)Frame Buffer1和Frame Buffer2的值決定。

　　在主循環(huán)過(guò)程中，使用一個(gè)變量Active Index維護(hù)當(dāng)前處理中的緩沖區(qū)。每當(dāng)開始處理新的一幀時(shí)，交換Frame Counter和Active Index的值，并同時(shí)更新Frame Buffer1和Frame Buffer2。實(shí)現(xiàn)將上一幀處理結(jié)束的緩沖區(qū)加到輸入緩沖中，而將最新一幀緩沖并進(jìn)行處理的目的。

　　2、算法優(yōu)化

　　系統(tǒng)對(duì)大部分的功能實(shí)現(xiàn)算法進(jìn)行了優(yōu)化。在物體檢測(cè)、數(shù)量統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)跟蹤、入侵檢測(cè)、遺留物體檢測(cè)等算法中都需要使用背景模型。因此，系統(tǒng)重點(diǎn)對(duì)背景建模算法進(jìn)行了優(yōu)化。

　　背景建模主要包括兩個(gè)部分：一是用當(dāng)前圖像和背景模型的均值和方差矩陣進(jìn)行比較，得到前景圖像和更新后的背景模型;二是對(duì)前景圖像進(jìn)行膨脹、腐蝕的形態(tài)學(xué)運(yùn)算。

　　· 背景模型更新：模型更新過(guò)程涉及的數(shù)據(jù)有：當(dāng)前圖像幀緩沖(8位)、當(dāng)前前景幀圖像(8位)、背景均值模型(32位)、背景方差模型(32位)、前景駐留時(shí)間矩陣(16位)。為了提高運(yùn)算速度，需要首先將內(nèi)存搬運(yùn)到L1中再進(jìn)行處理。其步驟如下：

　　第一步：在L1內(nèi)存中分配行緩存區(qū)用于計(jì)算，采用PINGPONG結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雙緩沖區(qū)。

　　第二步：使用兩個(gè)DMA通道用于輸入和輸出。首先使用異步DMA方式輸入一行輸入圖像、均值和方差矩陣及駐留時(shí)間矩陣，交替使用current和bck指針?lè)謩e指向輸入和處理緩沖區(qū)，并不斷更新實(shí)現(xiàn)雙緩沖結(jié)構(gòu)。這里要求從第二行輸入起使用同步DMA方式進(jìn)行傳輸，因此使用了回調(diào)函數(shù)Line In Caqll Back和input_index變量，實(shí)現(xiàn)依次輸入4個(gè)緩沖區(qū)。

　　由于這里要求將輸入并計(jì)算后的新均值、方差和駐留時(shí)間行矩陣傳回SDRAM中，因此輸出DMA采用異步方式，等待完成后才會(huì)開始下一次的DMA輸入。這樣，在一定程度上，可避免同時(shí)向一個(gè)SDRAM區(qū)讀/寫內(nèi)存。

　　· 膨脹、腐蝕算法：這里同樣也使用行處理方式進(jìn)行膨脹、腐蝕兩步運(yùn)算。根據(jù)膨脹、腐蝕算法的特點(diǎn)，需要輸入3行緩沖，然后進(jìn)行一行的處理。因此，需設(shè)計(jì)使用6行輸入的前景緩沖和兩行膨脹、腐蝕處理結(jié)果作為3行輸入和1行輸出雙緩沖。由于輸入和輸出的緩沖區(qū)沒(méi)有沖突問(wèn)題，因而輸入和輸出均采用同步模式，并注意輸入緩沖增量設(shè)為一行。