基于dsp的智能视频质量诊断模块设计

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1、基于DSP的智能视频质量诊断模块设计　　摘要：视频监控系统中大量部署的摄像头为监控系统的运维工作带来巨大挑战。提出了一种基于嵌入式DSP处理器的智能视频质量诊断方案，通过对图像的分析能够自动检测视频信号丢失、图像亮度异常、图像模糊等故障并发出报警信号。　　关键词：视频采集视频质量诊断BF536ADV7180梯度模和　　DesignofvideoqualitydiagnosticmodulebasedonDSPprocessor　　ZhouYan，ZhouDalei，WangWencong，LiYundong　　NorthChinau

2、niversityoftechnology，Beijing，100041，China　　Abstract：Therearemanychallengesofoperationandmaintenanceinvideosurveillancesystemduetoagreatmanyofcameras.Inthispaper，anintelligentvideoqualitydiagnosticschemeisproposedbasedonembeddedDSPprocessor.Itcanautomaticallydetectabse

3、ntationofvideosignal，abnormalimagebrightnessandimageblurring.　　Keywords：videocapture；videoqualitydiagnosis；BF536；ADV7180；sumofgradientmode　　视频监控系统在保障人民群众生命财产安全、维护社会治安稳定和防范犯罪行为等方面起到重要作用。我国视频监控系统经过多年迅速发展，已经从单机监控阶段进入大安防时代，呈现出明显的网络化、智能化特点。特别是平安城市等重大项目的实施，极大地促进了视频监控系统的发展，数以

4、万计的摄像头通过网络连接在一起，实现数据共享，但同时也对设备维护带来极大的挑战。前端摄像头一旦出现故障，视频监控系统将会失效。面对数以万计的摄像头，如何快速排查故障，如何自动实现故障报警？面对这种应用背景及需求，智能视频质量诊断系统应运而生。智能视频质量诊断系统是一种基于计算机视觉和人工智能技术的智能化视频故障分析与预警系统，通过分析视频内容对图像出现的模糊、偏色、增益失衡等常见故障做出准确判断并发出报警信息[1]，有效预防由硬件故障引起的监控失效问题。　　笔者提出一种基于嵌入式DSP处理器的智能视频质量诊断方案。该模块可以放置在监

5、控中心，通过接入信号分配器或者视频矩阵输出的CVBS复合视频信号即可自动完成分析工作并输出报警信号。由于该模块体积很小，因此也可将模块嵌入前端视频服务器或者网络摄像机之中，为前端设备赋予智能化功能。本文将从软硬件设计及诊断算法几个方面重点阐述智能视频质量诊断模块的设计。　　1硬件设计　　智能视频质量诊断模块的核心是基于DSP处理器的视频采集系统，由DSP处理器、视频解码器、SDRAM/FLASH、继电器输出、以太网和RS485接口组成。复合视频信号由视频输入端子进入解码器，经过A/D转换后的数字信号通过PPI接口进入DSP处理器，经

6、过分析后把结果通过继电器或者RS485接口输出。视频质量诊断模块硬件结构框图如图1所示。　　图1视频质量诊断模块硬件结构框图　　1.1DSP处理器　　考虑模块体积、功耗与计算能力的要求，选择ADI公司的BF536DSP作为主处理器。BF536处理器基于ADI公司与Intel公司联合开发的微信号架构[2]，既可以运行操作系统，又适合密集运算，在低功耗与高计算能力之间达到很好的平衡。BF536处理器主频可达500MHz，具有丰富的通讯接口，能够满足视频质量诊断模块的需求。Blackfin处理器的PPI接口是一种功能强大的同步并行接口，除

7、了连接视频信号外还可以连接A/D转换芯片等其他并行接口芯片，甚至可以实现两个Blackfin处理器的大容量、高带宽的数据交换。PPI接口的基本特性如下：　　（1）16位高速并行数据总线，由16个数据信号、3个同步信号和1个时钟信号组成，支持8位、10位和16位数据传输。　　（2）半双工双向数据接口。　　（3）时钟和同步信号极性可以编程。　　（4）支持ITU-R656和ITU-R601格式的视频输入信号。　　（5）可以无缝连接A/D，D/A，LCD，视频解码器和视频编码器芯片。　　1.2视频解码器　　标清摄像机输出的视频信号是PAL或

8、NTSC制式的复合视频信号（CompositeVideoBroadcastSignal，CVBS），是一种模拟信号，无法直接输入DSP处理器，需要经过A/D转换器。ADV7180是ADI公司开发的一款高性价比的视频解码器[3]，能够将