嵌入式视频分析系统软件平台的设计与实现
发布时间：2020-08-15 23:27
【摘要】：视频监控系统是一种防范能力较强的系统。它可以提供最直观而准确的信息,在社会中的应用变得越来越广泛。视频监控系统在经历了模拟视频监控系统、数字视频监控系统后,现在正逐步向智能视频监控系统(IVS)过渡。智能视频监控系统依靠图像处理技术来自动检测画面中的异常情况而不再是纯粹依靠人眼去观察。这种监控系统不仅减轻了工作人员的工作压力,更重要的是提高了监控的有效性和预警的及时性。 视频分析系统是智能监控系统的智能核心,负责完成视频序列中异常情况的检测和识别功能。视频分析系统一般基于特定的嵌入式硬件平台,通过视频处理相关的算法来实现智能检测的目的。 本文的研究内容是智能视频分析系统平台软件的设计与实现,即移植Linux系统到硬件平台并实现系统的自启动。本文主要完成了以下工作：搭建host端开发环境；移植UBL、U-Boot到硬件平台,实现了Linux内核的引导自启动；根据板上资源配置系统内核并利用busybox构建了自己的根文件系统,为后续的算法开发工作建立了良好的系统环境；移植和开发外围设备的驱动,实现操作系统对硬件平台的完整支持。最后烧写内核和文件系统到NAND flash中,构建了一套完整的嵌入式视频分析系统开发平台。各个算法模块可在此平台下完成开发和调试工作,编译后以模块的形式加载到内核。 本文完成的视频分析系统具有轻巧灵便、接口丰富、各算法模块独立开发、更新和卸载灵活等优点,适用于监控点多而分散,需要远距离监控而又对监控质量要求相对较高的场合。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP368.1
【图文】：
一组摄像头获取图像后，立即交给嵌入式视频分析服务器处理(画面中出现异常，算法模块会做相应提示)，完成处理后压缩图像数据并通过网络设备发送出去，控制中心通过以太网接收到数据后解压并显示各路监控画面。整个系统框图如图2一1所示:睿啄赌之~罐爵舞游一娜礴级像机氢__-”一心一;;】)蘸馨黔寥-----一、___一_~_〕柳麟缝妙分拼系经一丫/一，肇、二狄’公多一一撇i滚童餐锐璐图2一1智能视频监控系统示意图Fig.2一 1SehematiediagamofintelligentvideosurVel]lancesystem智能视频监控系统对异常行为的识别和检测是依靠视频服务器(视频分析系统)来完成的。或者说，视频分析系统的智能算法才使得整个系统变得智能。因此，视频分析系统的性能直接决定了整个监控系统的智能性和准确性。2.1硬件平台概述2‘1.1智能视频分析平台本课题开发的嵌入式智能视频分析系统可广泛应用于多种场合，算法模块灵活可裁剪。它可分为图像采集模块、算法处理与数据压缩模块、网络发送模块，还有异常存储模块、调试模块等。原理框图如2一2所示。其硬件资源包括:TI双核处理器 TMS32ODM6446;256MDDRZDRAM;1GNANDFlash;一路 PAL/NTSC的标准模拟视频输入，一路 PAL/NTSC标准模拟视频输出，支持VGA输出;标准RSZ犯和 RS485接口;10M100M标准以太网接口;USBZ.O接口(支持主从模式)。2.1.2处理器DM6446介绍DM6446是整个视频分析系统的核心，详细了解整个SoC的资源和构架至关重要。
为多媒体应用定制的ARM926EJ一S，DSP是C6000系列性能最高的定点DSP内核C64x+。内部各个部件资源的共享和交换通过seR总线 (switehedeentralResourec，资源交换中心)完成[s]。其内部结构如图2一3所示。由图2一3可知，A只M与DSP可以互访内部存储器，同时还共亨A卫MIF与DDRZ内存。所以在很多情况下就避免了大块的数据搬移，ARM只要将待处理的数据的地址指针传递给DSP就可以了，这样就提高了代码运行的效率。DSP和ARM可以相互中断。DSP中断ARM可以通过2个通用中断来完成;ARM也可以通过1个不可屏蔽中断和4个通用中断来中断DSP。ARM控制DSP的复位、电源和时钟的操作通过电源控制器来完成的。
为了将双核的优势充分发挥出来，大部分系统设计采取从ARM端启动。ARM端启动可以通过以下方式启动:EMI队端口、内部ROM(或者说NAND方式)、uARTo、HPI，DM6446的启动过程如图3一1所示。采用哪种方式取决于BTsEL[l:0]的引脚的状态。ARM内部ROM固化的 BootLoader(RBL)会检测BTSEL[1:0]的状态来进一步决定启动方式[’3]。当BTSEL「1:01为O。时代表是 ARMNANDRBL启动方式。启动向量(内部RoM地址)是Ox00004000。这种方式下从启动向量地址启动RBL，RBL把存储在页大小为ZK的 NANDFlash中的第二阶段B。 otLoader(uBL)复制到内部RAM内(由于ARM内部RAM大小的限制，编译后的UBL文件必须小于14K)，uBL则负责把u一Boot从NAND中复制到DDR中并执行。U一Boot启动Linux内核。当BTSEL[1:01为01时代表是 ARMEMIFAExtemalBoot方式。启动向量为oxOZ000000，在这种启动模式下，直接从外部存储空间启动，即从EMIFA接口的 EMCSZ片选端启动。这种模式下不需要第二阶段的 BootLoader。这种模式下外接的一般是NORFlash。启动代码和Linux内核存储在 NORFlash中。当BTSEL【1:0]为10时代表是 ARMHPIRBL方式。这种方式启动向量(内部RoM地址)是Ox000O400o。同样需要14K大小的uBL代码，借助外部主机端完成。当BTSEL[l:0]为11时代表是 ARMuARTRBL方式。这种启动方式的启动向量(内部ROM地址)是Ox0000400O。需要14K大小的UBL代码，通过UARTO传输。本系统采用 NANDFlash引导启动模式，所以本文将重点讨论这种启动模式的特点及其实现过程。如果BOOTCFG寄存器中的BTSEL[1:0]值为00b
本文编号：2794811
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP368.1
【图文】：
一组摄像头获取图像后，立即交给嵌入式视频分析服务器处理(画面中出现异常，算法模块会做相应提示)，完成处理后压缩图像数据并通过网络设备发送出去，控制中心通过以太网接收到数据后解压并显示各路监控画面。整个系统框图如图2一1所示:睿啄赌之~罐爵舞游一娜礴级像机氢__-”一心一;;】)蘸馨黔寥-----一、___一_~_〕柳麟缝妙分拼系经一丫/一，肇、二狄’公多一一撇i滚童餐锐璐图2一1智能视频监控系统示意图Fig.2一 1SehematiediagamofintelligentvideosurVel]lancesystem智能视频监控系统对异常行为的识别和检测是依靠视频服务器(视频分析系统)来完成的。或者说，视频分析系统的智能算法才使得整个系统变得智能。因此，视频分析系统的性能直接决定了整个监控系统的智能性和准确性。2.1硬件平台概述2‘1.1智能视频分析平台本课题开发的嵌入式智能视频分析系统可广泛应用于多种场合，算法模块灵活可裁剪。它可分为图像采集模块、算法处理与数据压缩模块、网络发送模块，还有异常存储模块、调试模块等。原理框图如2一2所示。其硬件资源包括:TI双核处理器 TMS32ODM6446;256MDDRZDRAM;1GNANDFlash;一路 PAL/NTSC的标准模拟视频输入，一路 PAL/NTSC标准模拟视频输出，支持VGA输出;标准RSZ犯和 RS485接口;10M100M标准以太网接口;USBZ.O接口(支持主从模式)。2.1.2处理器DM6446介绍DM6446是整个视频分析系统的核心，详细了解整个SoC的资源和构架至关重要。
为多媒体应用定制的ARM926EJ一S，DSP是C6000系列性能最高的定点DSP内核C64x+。内部各个部件资源的共享和交换通过seR总线 (switehedeentralResourec，资源交换中心)完成[s]。其内部结构如图2一3所示。由图2一3可知，A只M与DSP可以互访内部存储器，同时还共亨A卫MIF与DDRZ内存。所以在很多情况下就避免了大块的数据搬移，ARM只要将待处理的数据的地址指针传递给DSP就可以了，这样就提高了代码运行的效率。DSP和ARM可以相互中断。DSP中断ARM可以通过2个通用中断来完成;ARM也可以通过1个不可屏蔽中断和4个通用中断来中断DSP。ARM控制DSP的复位、电源和时钟的操作通过电源控制器来完成的。
为了将双核的优势充分发挥出来，大部分系统设计采取从ARM端启动。ARM端启动可以通过以下方式启动:EMI队端口、内部ROM(或者说NAND方式)、uARTo、HPI，DM6446的启动过程如图3一1所示。采用哪种方式取决于BTsEL[l:0]的引脚的状态。ARM内部ROM固化的 BootLoader(RBL)会检测BTSEL[1:0]的状态来进一步决定启动方式[’3]。当BTSEL「1:01为O。时代表是 ARMNANDRBL启动方式。启动向量(内部RoM地址)是Ox00004000。这种方式下从启动向量地址启动RBL，RBL把存储在页大小为ZK的 NANDFlash中的第二阶段B。 otLoader(uBL)复制到内部RAM内(由于ARM内部RAM大小的限制，编译后的UBL文件必须小于14K)，uBL则负责把u一Boot从NAND中复制到DDR中并执行。U一Boot启动Linux内核。当BTSEL[1:01为01时代表是 ARMEMIFAExtemalBoot方式。启动向量为oxOZ000000，在这种启动模式下，直接从外部存储空间启动，即从EMIFA接口的 EMCSZ片选端启动。这种模式下不需要第二阶段的 BootLoader。这种模式下外接的一般是NORFlash。启动代码和Linux内核存储在 NORFlash中。当BTSEL【1:0]为10时代表是 ARMHPIRBL方式。这种方式启动向量(内部RoM地址)是Ox000O400o。同样需要14K大小的uBL代码，借助外部主机端完成。当BTSEL[l:0]为11时代表是 ARMuARTRBL方式。这种启动方式的启动向量(内部ROM地址)是Ox0000400O。需要14K大小的UBL代码，通过UARTO传输。本系统采用 NANDFlash引导启动模式，所以本文将重点讨论这种启动模式的特点及其实现过程。如果BOOTCFG寄存器中的BTSEL[1:0]值为00b
【引证文献】
相关硕士学位论文 前1条
1 王龙;基于视频分析的客流检测子系统的设计与实现[D];北京交通大学;2012年
本文编号：2794811
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