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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于嵌入式智能前端的突發(fā)事件主動感知攝像系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 針對目前對社會安全防范的日趨重視和需求的日益增加，本項(xiàng)目提出了基于嵌入式智能前端的突發(fā)事件主動感知攝像系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)并完成了基于DM642的嵌入式智能前端的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)通過分布式嵌入式智能前端對圖像數(shù)據(jù)采集并與遠(yuǎn)程控制中心的數(shù)據(jù)融合處理，將高效的信息融合技術(shù)應(yīng)用于安全防范，不僅具有特征識別和區(qū)域目標(biāo)跟蹤等應(yīng)變能力，并能將各類不同監(jiān)控信息進(jìn)行綜合智能處理并主動地進(jìn)行監(jiān)控?cái)z像。該系統(tǒng)支持通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)動配置智能終端的特征識別功能，能有效的提高區(qū)域安防整體聯(lián)動能力，并且支持與其他安防網(wǎng)絡(luò)的有效整合。經(jīng)測試，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、特征識別基本準(zhǔn)確、跟蹤效果基本理想、擴(kuò)展性強(qiáng)，能夠提高了安防效率。
- 詳細(xì)介紹：
- 本系統(tǒng)的硬件平臺，主要是以高速DSP為核心的嵌入式系統(tǒng)。首先完成各個(gè)模塊的功能實(shí)現(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上將多個(gè)功能模塊進(jìn)行單獨(dú)調(diào)試，然后進(jìn)一步進(jìn)行小型化設(shè)計(jì)。相對比較復(fù)雜的在于小型化電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試。該硬件平臺的構(gòu)建，是整個(gè)綜合防控演示系統(tǒng)的核心所在，是能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵。 作為本系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，智能前端采用TMS320DM642作為處理器，對CCD圖像采集前端及其他傳感器所采集到的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并存儲傳輸。通過直接將前端A/D采集到的數(shù)據(jù)輸入DSP進(jìn)行處理的方法以求獲得較高的圖像分辨率和較大的信息量。系統(tǒng)上電或復(fù)位后，從Flash加載程序，完成對芯片的初始化和外圍硬件的配置等工作。同時(shí)CCD開始進(jìn)行圖像采集，F(xiàn)PGA作為協(xié)處理器，產(chǎn)生CCD的工作時(shí)序，通過對模數(shù)轉(zhuǎn)換器內(nèi)部寄存器的配置，控制模數(shù)轉(zhuǎn)換的工作狀態(tài)，數(shù)據(jù)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出后，將前端CCD所采集的數(shù)據(jù)保存于FPGA內(nèi)部的RAM中。DM642通過EMIF總線讀取圖像數(shù)據(jù)，并進(jìn)行識別等圖像處理運(yùn)算，利用其Ethernet接口，將處理后的結(jié)果傳至遠(yuǎn)程控制平臺。硬件部分主要包括視頻數(shù)據(jù)輸入模塊，存儲模塊，電源模塊，網(wǎng)絡(luò)模塊，外圍通信模塊等。系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，可對圖像的數(shù)據(jù)進(jìn)行文件操作。 本項(xiàng)目致力于實(shí)現(xiàn)前端智能視頻采集器以及基于該采集器構(gòu)造的區(qū)域安全綜合防控演示系統(tǒng)，最終成果包括前端智能視頻采集前端樣機(jī)多臺、綜合防控演示系統(tǒng)1套。 本項(xiàng)目涉及的研究在國內(nèi)還處于起步階段，限于研究其中涉及到的一些關(guān)鍵性問題，但是基于智能視頻采集器構(gòu)建完整的功能性演示系統(tǒng)具有一定的創(chuàng)新性；在國外，前端智能視頻采集器的研究有一些成果已經(jīng)開始推廣應(yīng)用，例如美國、日本等國家在研究的“智能攝像機(jī)”，但是對于區(qū)域安全綜合防控系統(tǒng)究竟應(yīng)該如何構(gòu)建、需要綜合那些合理因素進(jìn)行預(yù)警判決，還沒有達(dá)成統(tǒng)一的意向。 基于這些國內(nèi)外發(fā)展情況，在結(jié)合目前世界上恐怖事件日益猖獗、國內(nèi)奧運(yùn)會、世博會等大型賽事相繼進(jìn)行，我們將面臨反恐、防恐的嚴(yán)峻形勢，因此對城市安全防范系統(tǒng)設(shè)備需求將會大大增加；因此，該研究領(lǐng)域具備小型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的嵌入式系統(tǒng)具有很高的使用價(jià)值與應(yīng)用前景，同時(shí)該項(xiàng)目的順利進(jìn)行，取得的成果可以為我們國家公共區(qū)域安全綜合防控體系標(biāo)準(zhǔn)的建立提供合理的現(xiàn)實(shí)依據(jù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)參考。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要有分布廣、數(shù)量多、行業(yè)復(fù)雜等特點(diǎn)。所以要求增強(qiáng)前端采集設(shè)備的智能視頻處理能力，使其具備基本的多種突發(fā)事件識別能力，能夠主動感知根據(jù)管理部門設(shè)置的突發(fā)事件種類，并能基于多源協(xié)同處理，主動甄別攝像機(jī)畫面中的對象與事件性質(zhì)。本設(shè)計(jì)通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與管理終端的多源信息融合，實(shí)現(xiàn)多智能前端的相關(guān)性知識共享，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效協(xié)同監(jiān)控，為多種突發(fā)事件的發(fā)生提供及時(shí)的預(yù)警信息，并及時(shí)跟蹤事態(tài)的發(fā)展演化情況，為預(yù)案實(shí)施及后續(xù)取證提供足夠的信息支持。 關(guān)鍵技術(shù)： 1、智能采集前端嵌入式小型化電路及裝置設(shè)計(jì)； 2、多智能前端的網(wǎng)絡(luò)互連模型； 3、預(yù)設(shè)定突發(fā)事件感知與甄別能力； 4、事件分類； 5、基于事件的目標(biāo)預(yù)警與跟蹤； 6、終端管理系統(tǒng)基于事件的信息融合； 主要技術(shù)指標(biāo)： 1、嵌入式智能前端小型化演示樣機(jī)； 2、智能采集前端具備移動目標(biāo)檢測、人數(shù)統(tǒng)計(jì)、固定場景警戒、非法滯留等特殊事件感知； 3、前端之間以及前端與管理終端的網(wǎng)絡(luò)互連與協(xié)議設(shè)計(jì)； 4、簡單目標(biāo)的持續(xù)接力跟蹤； 5、管理終端能夠基于關(guān)鍵幀及特征數(shù)據(jù)進(jìn)行目標(biāo)融合預(yù)判； 6、突發(fā)事件的網(wǎng)絡(luò)定義能力；
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1、小型化嵌入式設(shè)計(jì)，集視頻圖像獲取、智能分析、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)動于一體；提供網(wǎng)絡(luò)接口，不僅現(xiàn)場圖像和特征識別數(shù)據(jù)可同時(shí)傳輸，而且支持與多種預(yù)警設(shè)備的有效聯(lián)網(wǎng)； 2、多種智能分析算法可以在同一個(gè)硬件系統(tǒng)中有效運(yùn)行，同時(shí)可以根據(jù)具體的工作區(qū)域目標(biāo)進(jìn)行智能分析功能區(qū)分和優(yōu)化； 3、將對目標(biāo)的特征識別分散到前端，減輕了控制中心的計(jì)算工作量，體現(xiàn)了效率監(jiān)控的理念，同時(shí)系統(tǒng)升級簡便，應(yīng)用靈活性增加，在區(qū)域多視點(diǎn)監(jiān)視中，相當(dāng)于增加了無數(shù)的協(xié)處理器； 4、由于前端增加了智能分析能力，不必將所有連續(xù)圖像都傳輸?shù)娇刂浦行模蟠筇岣吡诵畔鬏斝?，降低了信息的冗余度，提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸效率； 5、前端可以進(jìn)行預(yù)警設(shè)置和判別，同時(shí)進(jìn)行必要的預(yù)警決策，使得對值守人員依賴程度大大降低，為預(yù)警系統(tǒng)的自動化監(jiān)測、判斷、控制提供了可能性； 6、以此前端設(shè)備為基礎(chǔ)配合服務(wù)器搭建的區(qū)域安防預(yù)警網(wǎng)絡(luò)在具備預(yù)警處理能力的基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動，從而實(shí)現(xiàn)有效的目標(biāo)跟蹤功能；
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品、現(xiàn)場演示、樣品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 本系統(tǒng)在傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)的基礎(chǔ)上，不僅實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字?jǐn)z像以及IP網(wǎng)絡(luò)功能，而且進(jìn)一步增強(qiáng)了視頻采集前端的智能處理能力，實(shí)現(xiàn)了智能采集前端的小型化設(shè)計(jì)。能夠?qū)⒎?wù)器端繁重的視頻處理任務(wù)進(jìn)行分擔(dān)，不僅減小了系統(tǒng)的處理壓力，而且由于前端智能處理能力的加強(qiáng)，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膲毫σ蚕陆盗撕芏啵到y(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的能力與自由度也進(jìn)一步加強(qiáng)，能夠更多地承擔(dān)智能分析的任務(wù)。與目前的多源采集系統(tǒng)來說，具有處理速度快、組網(wǎng)能力強(qiáng)、傳輸帶寬小、功能擴(kuò)展多等優(yōu)勢。 從經(jīng)濟(jì)效益角度分析，嵌入式智能采集前端完全可以以數(shù)字系統(tǒng)代替目前大量使用的模擬攝像機(jī)，即便就相同的定價(jià)而言，數(shù)字系統(tǒng)仍會實(shí)現(xiàn)大幅節(jié)約。模擬系統(tǒng)很難升級，常需替換整套攝像機(jī)，而該數(shù)字系統(tǒng)硬件適應(yīng)性強(qiáng)、軟件升級潛力大。以一個(gè)中等城市需裝10萬-20萬個(gè)攝像頭計(jì)算，其巨大經(jīng)濟(jì)效益是不可否認(rèn)的。
同類課題研究水平概述
- 進(jìn)入21世紀(jì)，恐怖主義襲擊達(dá)到了嚴(yán)重的程度，并有繼續(xù)擴(kuò)大的趨勢，且具有廣泛性、長期性、復(fù)雜性，事先征兆少、難以預(yù)測和突發(fā)性的特征。視頻監(jiān)控作為安防系統(tǒng)重要組成部分，以其直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場合。近年來，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展特別是網(wǎng)絡(luò)帶寬、計(jì)算機(jī)處理能力和存儲容量的迅速提高以及各種實(shí)用視頻信息處理技術(shù)的出現(xiàn)，視頻監(jiān)控技術(shù)也有長足的發(fā)展，視頻監(jiān)控進(jìn)入了全數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的時(shí)代，日益受到重視和關(guān)注。 在市場需求背景之下，為解決這些問題，把計(jì)算機(jī)視覺中的相關(guān)技術(shù)引入到視頻監(jiān)控中，從而發(fā)展起來一種新型視頻監(jiān)控技術(shù)——智能視頻監(jiān)控。 2001 年美國“911 事件”，以及后來的西班牙馬德里列車連環(huán)爆炸和英國倫敦地鐵大爆炸等恐怖襲擊后，全世界范圍內(nèi)對視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括智能視頻分析系統(tǒng)的需求空前高漲。在英國全國范圍內(nèi)已安裝攝像機(jī)420多萬個(gè)，平均每14人1個(gè)，1個(gè)人1 天之中可能出現(xiàn)在多達(dá)300 個(gè)攝像機(jī)前（英國《The Daily Mail》）。國內(nèi)，2007 年底廣州市安裝完畢25萬個(gè)治安攝像機(jī)，北京在26.3萬臺攝像機(jī)的基礎(chǔ)上，又在所有重點(diǎn)單位、人員聚集的公共場所、重要的交通樞紐、城市重要基礎(chǔ)設(shè)施及法律法規(guī)規(guī)定的重點(diǎn)區(qū)域安裝公共圖像信息系統(tǒng)并且全部與警方監(jiān)控網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。上海2010 年前將在馬路上安裝20 多萬個(gè)監(jiān)控?cái)z像機(jī)，全面建立“社會防控體系”。海量的監(jiān)控圖像需要視頻監(jiān)控系統(tǒng)智能地預(yù)警、選擇、壓縮、存儲和檢索內(nèi)容。 近幾年智能視頻分析監(jiān)控技術(shù)在歐美國家得到了長足的發(fā)展，如美國的Vidient、Verint、Object Video，以色列的Mate、IOimage，日本的NICE 等。目前大部分智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心算法技術(shù)仍然掌握在美國以及歐洲地區(qū)等先進(jìn)國家，國際市場上的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)占據(jù)很大的優(yōu)勢。據(jù)IMS Research 調(diào)查顯示，世界范圍內(nèi)IVS（Intelligent Video System）的市場占有率為35%～36%，其中美國的OV（Object Video）就占有了9%左右的比例。總的來看，經(jīng)過長期的發(fā)展和積累，在政府和軍隊(duì)強(qiáng)有力的支持下，國外的智能視頻應(yīng)用市場正在從“概念驗(yàn)證”階段向“規(guī)模應(yīng)用”階段轉(zhuǎn)化，智能視頻已經(jīng)慢慢開始形成為一個(gè)產(chǎn)業(yè)。
