智能视频分析服务器开发平台

在安防监控领域，视频信源在呈现爆炸性的增长，传统的模拟设备已经不能满足日益增长的对视频信息的传输和存储需求，而数字视频压缩技术的出现和发展，极大的缓解了这种市场需求和设备之间的矛盾，数字视频服务器（DVS）可以把模拟相机的视频信号经过数字压缩后在以太网上进行传输，在硬盘阵列中进行存储，可以粗略的估算一下，一路D1的彩色视频信号，原始的数据量是720×576×24bit×25帧，经过ADC的采样和色度空间的亚采样转换成4：2：0格式，再经过视频压缩，数据量可以降低200倍（典型码率为1-2Mbps）。随着更多的网络视频设备被部署和7×24小时不间断存储的需求的迫切性，网络带宽和存储阵列的资源依然紧张，这就对数字视频服务器提出了更高的要求，DVS必须进一步降低视频信源的冗余信息量，这就为基于内容的视频分析技术提供了非常大的市场空间，以车牌识别为例，一帧D1分辨率的原始数据量是9953280bit，识别车牌后，假设每个字符用16bit来表示，则总共是112bit，信息的压缩倍数为10万倍，比H.264这种基于数据的压缩算法可以更有效的剔除冗余信息，对数据的压缩性能超过其500倍。

 继数字化和网络化之后，智能化是数字视频服务器的下一个进化目标，这就要求在一个体积小，功耗低的设备中可以同时完成视频的采集，预处理，视频压缩，视频分析和网络自适应传输等多种功能。

奥维视讯公司一直致力于为客户提供更贴近产品的嵌入式评估系统和参考设计，此次推出的开发平台AVST_VCA6476是基于德州仪器（TI）DaVinciTM家族TMS320DM644x处理器和TMS320DM643x处理器的双芯片系统，该系统可以在支持实时视频压缩的同时进行视频分析处理，实现视频的实时采集，压缩，传输，分析和智能控制。得益于TI高性能处理器的系统架构，AVST_VCA6476平台可以为客户提供一个运行在300MHz的ARM926EJS内核和两个独立的C64x+高性能DSP内核，在ARM内核上可以支持Linux2.6.x操作系统，负责管理系统中的外设和两颗DSP内核的调度以及网络自适应传输，在DM644x的DSP内核上可以支持多种音视频编码算法，而在DM643x的DSP内核上通过VLIB软件库可以开发出包括车牌识别，人脸识别，动目标检测，多目标跟踪等诸多高级视频分析算法。

对于7×24小时全天候数字视频服务器设备，功耗是至关重要的，所以对系统要求计算性能大幅度提升的同时，必须考虑多处理器的系统架构才可以把系统功耗控制在一个相对较低的范围。由于处理器内核功耗和主频的平方近似成正比，这就意味着2个600MHz的处理器的功耗是1个1.2GHz处理器功耗的50%，而分立的两个DSP内核又享有物理上完全独立的内存可以避免视频压缩算法和视频分析算法在高速数据吞吐过程中引发的DMA冲突而导致的外存有效带宽的下降。

芯片互联，启动同步以及多内核通信和管理是多处理器系统设计所面临的最大挑战，AVST的这款开发平台选择了TI公司的VLYNQTM总线做为两颗处理器之间的物理互联方式，这是一种高性价比的多处理器互联方式，可以用很少的IO资源提供理论峰值高达320Mbps的带宽，在该系统中只给DM644x主处理器配备了1片Flash，协处理器DM643x是通过VLYNQ总线从DM644x启动并且加载程序镜像的，由于DM644x处理器集成了一颗ARM926EJS内核，所以DM643x子系统的初始化和程序运行时和DM644x之间的数据交互都是在Linux操作系统下完成的，这极大的简化了多处理器代码调试带来的难题。

AVST_VCA6476平台在DM644x的DSP端提供业内领先的音视频算法库MMCodecTM1.0软件包，包括AVST公司最新发布的H.264-MP编码算法和AVS1.0-XP编码算法。其中H.264-MP算法在工具集上可以支持包括多个B图像（时域/空域双向预测），多参考帧，CABAC熵编码器，多条带编码，4MV运动估计，全模式1/4像素精度运动补偿，去块效应滤波器以及基于4x4块的DCT变换等；而符合我国自主知识产权的AVS1.0-XP算法在工具集上也扩展到多个B图像，多参考帧，多条带编码，4MV运动估计等；用户可以有更多的选择，灵活的配置编码工具，选择最适合自己应用的视频压缩算法。同MMCodec1.0一起发布的还有包括AAC-HE/LC高性能音频编解码器， G.711/G.729AB声码器以及JPEG在内的多种经过测试和验证的多媒体算法。在DM644x的ARM端提供AVST公司最新发布的包括RTSP协议栈和支持FLV文件格式的AVStreamerTM1.0流媒体软件包，该软件包可以支持多种流媒体功能，其中包括基于.mp4和.flv文件格式的多文件分卷本地录制功能，基于RTSP协议的流媒体网络传输功能，基于.flv的远程点播功能，并且所有这些功能都可以使得用户在任何一个支持Web浏览器的PC上进行操作。

AVST_VCA6476平台在DM643x的DSP端提供可帮助视频或视觉系统开发人员显著加速产品开发进程的最新 VLIB 软件库。VLIB 是一套集合了 超过40种软件内核的可扩展软件库，并针对业界领先的 TI TMS320C64x+数字信号处理器 (DSP) 内核进行了精心优化。这些内核可执行背景建模与背景抽取算法、目标特性提取、跟踪、识别以及低像素处理等功能，可为视频分析终端应用的开发奠定坚实基础。相对于标准 C 代码而言，采用 VLIB 的开发人员可将像素处理性能提升高达10 倍之多，不仅支持更高分辨率及帧频处理功能，而且还拥有更多高级特性或更高的单位器件通道数。VLIB 使视频监控系统、汽车视觉、机器视觉以及消费类电子产品等应用和市场领域受益匪浅。

AVST_VCA6476平台将采用面向多种垂直行业应用的产品方式供货，平台上的操作系统和所有软件都将以SDK的形式对用户提供，这使得客户可以将更多的精力投入到有助于产品差异化和高附加值的视频分析算法的开发过程中并且将整个产品的研发过程缩短至1-3个月。