Научная статья на тему 'От аналога к цифре - обзор решений для систем видеонаблюдения и их особенности'

От аналога к цифре - обзор решений для систем видеонаблюдения и их особенности Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
361
70
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Чепурин Илья, Птицын Николай

Как это не парадоксально, но в современном мире, к сожалению, стано- вится все больше потенциальных угроз для безопасности как персональ- но людей и их собственности, так и разного рода предприятий. Поэтому развитию систем обеспечения безопасности уделяется очень большое внимание, причем в России этот рынок традиционно является довольно крупным и относительно хорошо развитым. Системы видеонаблюдения занимают на нем сравнительно крупный сегмент наряду с интегрирован- ными системами контроля доступа и противопожарной безопасности. В статье мы проанализируем текущие тенденции на рынке видеонаблю- дения и рассмотрим возможные варианты реализации камер видеона- блюдения с использованием современной элементной базы на примере компонентов Texas Instruments.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «От аналога к цифре - обзор решений для систем видеонаблюдения и их особенности»

Илья ЧЕПУРИН Николай ПТИЦЫН

Введение

До недавнего времени системы видеонаблюдения ассоциировались именно с процессом наблюдения, то есть подразумевалось, что система представляет собой инструмент для передачи изображения от камеры на мониторы центрального пульта, где сидит оператор и находятся средства документирования (видеорекордеры). Минусы подобных систем давно известны и нет смысла их здесь перечислять. Гораздо важнее отметить тот факт, что по мере развития основное назначение систем видеонаблюдения начинает кардинально меняться: наряду с передачей изображения с камеры на монитор оператора они выполняют все больше дополнительных функций — начиная от автоматической коррекции изображения и заканчивая его аналитической обработкой и даже принятием решения на основе проведенного анализа. Тем самым система видеонаблюдения становится полноценным средством обеспечения безопасности в реальном режиме времени. И это неудивительно: по мере увеличения числа объектов, за которыми нужно следить, число камер наблюдения увеличивается в геометрической прогрессии, и человек уже просто не в состоянии понять, на какой участок объекта нужно обратить внимание. В итоге система может превратиться в огромный регистратор событий, никоим образом не способствующий реальному обеспечению безопасности, не говоря уже о стоимости установки и содержания такой системы.

От аналога к цифре —

обзор решений

для систем видеонаблюдения

и их особенности

Как это не парадоксально, но в современном мире, к сожалению, становится все больше потенциальных угроз для безопасности как персонально людей и их собственности, так и разного рода предприятий. Поэтому развитию систем обеспечения безопасности уделяется очень большое внимание, причем в России этот рынок традиционно является довольно крупным и относительно хорошо развитым. Системы видеонаблюдения занимают на нем сравнительно крупный сегмент наряду с интегрированными системами контроля доступа и противопожарной безопасности. В статье мы проанализируем текущие тенденции на рынке видеонаблюдения и рассмотрим возможные варианты реализации камер видеонаблюдения с использованием современной элементной базы на примере компонентов Texas Instruments.

Попробуем проанализировать основные тенденции в современных системах видеонаблюдения. Основным моментом здесь, конечно, является переход на цифровые технологии, поскольку все вышесказанное можно реализовать только с использованием компьютеризированных автоматических систем. На данном этапе развития рынка большинство систем строится по следующей схеме: изображение по-прежнему захватывается с помощью аналоговых камер и передается на центральный пункт, однако на смену мультиплексорам и видеомагнитофонам пришли цифровые видеорекордеры, которые в основной массе представляют собой обычный персональный компьютер, оснащенный платами видеозахвата. Это решение имеет значительно больше плюсов по сравнению с полностью аналоговой системой: оцифрованное видео сжимается с помощью кодеков и записывается на цифровые носители (можно хранить большие объемы информации). Здесь уже есть возможность для аналитической обработки изображения (система может сигнализировать оператору о потенциальной угрозе, детектировать различные объекты или реагировать на определенные сценарии). Немаловажным фактором является то, что можно практически полностью сохранить прежнюю аналоговую инфраструктуру, а значит, процесс модернизации не потребует больших капиталовложений. Однако и минусов здесь достаточно: система по-прежнему плохо масштабируется, изображение имеет низ-

кое разрешение, и порой страдает качество. Да и аналитические возможности ограничены, особенно если система достаточно большая: нужно либо жертвовать аналитикой, либо строить компьютерные кластеры, способные обработать весь поток информации. В итоге получается, что большинство такого рода систем по-прежнему плохо масштабируются и работают в режиме наблюдения и фиксации событий.

Поэтому все большее внимание в настоящее время уделяется развитию таких функциональных возможностей, которые позволяют обеспечить превентивную реакцию и в конечном итоге не допустить возникновения опасной ситуации. Для этого система должна уметь грамотно квалифицировать те или иные события как потенциальную угрозу, дать сигнал оператору или соответствующей службе и обеспечить необходимое документирование ситуации. Для еще большей эффективности систему видеонаблюдения можно интегрировать с системой контроля доступа и противопожарной безопасности, что позволяет не только визуализировать опасность, но и в реальном режиме времени прогнозировать и анализировать развитие того или иного сценария развития событий.

Переходя от концепций к конкретным примерам реализации, давайте рассмотрим, какими основными техническими характеристиками должны обладать современные камеры видеонаблюдения, и с решением каких задач придется столкнуться разработчикам при их создании.

Видеопорт

Процес-

сорный

модуль

Входной интерфейс

Порт для подключения датчика изображения Сопроцессор обработки изображения

Модуль статистики Н^одгат/ЗА

Модуль масштабирования

Выходной интерфейс 1 0-бит HD/SD ЦАП

Контроллер Видео- | 10-бит HD ЦАП |

оверлея энкодер ^ 10-бит HD ЦАП |

Шина передачи данных и конфигурации периферии с поддержкой DMA

Периферийные модули EDMA Keyscan/ADC

Последовательные интерфейсы

н

SPI UART

х5 х2

Коммуникационные

интерфейсы

ЕМАС 10/100 2ä°HGs

Системные модули

Timer х4 »д/пт PWM 64b WDT х4

Контроллеры памяти

mDDR/ NAND/ ММС/ DDR2 ЕСС SDIO

EMIF EMIF х2

Речевой

кодек

Системы видеонаблюдения

Камеры — это «глаза» системы видеонаблюдения. И чем лучше зрение у этих «глаз», тем надежнее вся система. А оно зависит от сенсора — датчика изображения. В настоящее время в большинстве камер используются CCD-датчики. Они имеют достаточно высокую чувствительность и надежность, однако их разрешение, как правило, не превышает 720x576 ф1). Вместе с тем на рынке все более востребованными становятся камеры с разрешением 1 или 2 Мп и даже выше. Для их реализации обычно используются CMOS-датчики: благодаря современным технологиям они во многих случаях уже превосходят традиционные CCD-матрицы по техническим характеристикам.

Переход на более высокое разрешение сопровождается практически полным переходом на использование цифрового формата не только для обработки изображения, но и для его передачи. Это вызывает кардинальное изменение инфраструктуры системы: на смену телевизионным коаксиальным кабелям приходят сети передачи данных. Соответственно, все большую распространенность получают и 1Р-камеры.

Передача видео через 1Р-сеть связана с рядом нюансов, самый важный из которых — пропускная способность сети: при большом количестве камер может сложиться такая ситуация, что из-за многочисленных коллизий информация будет передаваться медленно и с искажениями, вызванными потерями пакетов. Решение этой проблемы лежит в двух плоскостях: увеличение полосы пропускания сети (с 10/100 Мбит/с до 1 Гбит/с) и уменьшение объема передаваемой информации. Во втором случае это может быть снижение частоты и разрешения кадров, а также использование более совершенных методов сжатия. Самым распространенным форматом сегодня является MJPEG, однако все шире начинают применяться MPEG4 и Н.264, позволяющие значительно уменьшить объем передаваемой информации. Большой интерес на рынке вызывают решения, способные передавать видео в нескольких форматах одновременно, например, один поток MPEG4 в высоком разрешении для вывода на монитор оператора, а второй — в MJPEG для документирования.

Нужно отметить, что уменьшить объем передаваемых данных можно путем переноса функций по аналитической обработке изображения с видеосервера непосредственно в камеру. Это наиболее перспективное сейчас направление в развитии видеокамер, и ему уделяется большое внимание. Благодаря аналитическим возможностям можно не только динамически управлять потоком данных, транслируемых в сеть, но и передавать дополнительную служебную информацию — например, назначать кадрам определенные теги или метки. Данный метод позволяет превратить камеру из пассивного наблюда-

Рис. 1. Внутренняя структура процессора TMS320DM365

теля в интеллектуального ассистента оператора системы, способного в нужный момент привлечь внимание к потенциально опасной ситуации. При последующей работе с видеоархивом можно будет избавиться от многочасовых просмотров всего снятого материала, сразу переходя к нужным фрагментам.

Набор и возможности аналитических алгоритмов обработки изображений также постоянно развиваются. Если до недавнего времени основной задачей было детектирование разного рода действий или объектов, то сейчас одним из наиболее активно развивающихся направлений является поведенческий анализ объектов наряду с прогнозированием того или иного сценария. Кроме того, применение видеоаналитики уже выходит за рамки систем безопасности и может широко использоваться в рекламных технологиях, маркетинговых исследованиях и в игровом бизнесе.

Рассмотрим, как этот функционал может быть реализован в разного рода решениях на базе мультимедийных процессоров DaVinci компании Texas Instruments. Это семейство уже достаточно давно находится на рынке и широко применяется для построения большого спектра различных компонентов систем видеонаблюдения — видеосерверов, видеокамер, энкодеров и т. п. Самыми простыми и дешевыми в семействе DaVinci являются процессоры TMS320DM3xx, которые благодаря своей архитектуре практически идеально подходят для построения бюджетных решений для IP-камер и 1-4-канальных видеосерверов. Структура одного из таких процессоров (TMS320DM365) представлена на рис. 1. Здесь можно выделить несколько характерных функциональных узлов:

• процессорное ядро ARM926 с тактовой частотой до 300 МГц;

• аппаратный ускоритель для кодирования и декодирования видео в форматах H.264, MPEG4 и MJPEG с разрешением вплоть до Full HD (1920x1080);

• многофункциональный видеопорт, отвечающий за захват и обработку изображения, а также его вывод на внешнее устройство отображения.

Решение для реализации IP-камеры на этих процессорах можно функционально разбить на следующие этапы: видеопорт захватывает изображение, затем аппаратный ускоритель производит сжатие видео, а центральный процессор упаковывает видео в пакеты и передает по сети.

С процессорным ядром в принципе все понятно: это стандартное ARM-ядро, на нем, как правило, выполняется ОС верхнего уровня (например, Linux, WinCE или какая-либо RTOS). Гораздо интереснее посмотреть на аппаратный ускоритель и видеопорт.

Аппаратный ускоритель является практически полностью автономным вычислительным модулем, на котором происходит выполнение алгоритмов кодирования и декодирования (кодеков) видео, изображений, аудио и речевой информации в наиболее широко распространенных форматах. Важно подчеркнуть, что при этом нагрузка на центральный процессор очень мала, и сводится она в основном к передаче указателей на буферы в памяти, где находятся данные для обработки, а также к конфигурации и непосредственному запуску необходимого алгоритма. При этом аппаратный ускоритель позволяет параллельный запуск нескольких инстанций алгоритмов, что

, Контроллер памяти DDR2/mDDR

1 Внутренняя шина Шина чтения DDR ' Шина записи DDR

■ Модули обработки Ц Модули статистики Ц Модули инфраструктуры

дает возможность одновременного кодирования видео в нескольких форматах в реальном режиме времени. Например, можно одновременно сжимать видео в форматах H.264 720p и MJPEG D1. Более производительный процессор TMS320DM368 обеспечивает кодирование в формате H.264 1080p со скоростью 30 кадров в секунду. Выбор алгоритма кодирования, разрешения и скорости кадров можно выполнять непосредственно в ходе работы приложения, а обращение к ним со стороны пользовательской программы осуществляется через стандартный интерфейс API. Полный набор кодеков Texas Instruments предоставляет бесплатно, он может быть загружен после регистрации с сайта компании.

Не менее важную функцию выполняет и видеопорт, хотя на первый взгляд в нем нет ничего особенного: многие современные процессоры имеют тот или иной интерфейс для подключения датчика изображения или какого-либо дисплея. Однако для получения хорошего качества «картинки» недостаточно просто захватить изображение, требуется произвести еще довольно много операций, прежде чем данные можно будет передать для дальнейшей обработки. Очень часто для этого используют внешние микросхемы программируемой логики, на которых производится коррекция изображения, но благодаря расширенным возможностям видеопорта в процессорах DaVinci можно получить полностью однокристальное решение. По своей сути видеопорт в процессорах DaVinci можно рассматривать как дополнительный конфигурируемый аппаратный ускоритель, способный автономно выполнять свои задачи и таким образом разгружать центральный процессор для выполнения других задач. Благодаря этому возможна более профессиональная обработка изображения непосредственно на кристалле без использования дополнительных внешних компонентов.

В модуле видеопорта можно выделить два блока: один отвечает за захват изображения, а другой — за его вывод. Поскольку мы рассматриваем варианты построения IP-камер, то вторую часть видеопорта подробно описывать не будем, отметим только, что она также благодаря своему функционалу позволяет свести использование внешних компонентов к минимуму, а то и вовсе от них отказаться. Что же касается первой части, то в ее состав входят два основных процессинговых модуля — ISIF и IPIPE, модуль сбора статистики H3A и интерфейсный блок IPIPEIF (рис. 2).

Название модуля ISIF (Image Sensor Interface) говорит само за себя: его задача — обслуживание интерфейса с источником входного видеосигнала. Это может быть датчик изображения, внешний видеоэнкодер или же какое-либо устройство с параллельным выходом. Разрядность видеопорта составляет 16 бит, соответственно, процессор может воспринимать 8-, 10-, 12- и 16-разрядные данные в различных форматах — как стандартных (RAW,

Рис. 2. Внутренняя структура видеопорта DM365

ВТ.656/1120 и YCbCr), так и частных. ШБ может генерировать все необходимые сигналы развертки самостоятельно или же воспринимать их извне, обеспечивая необходимую гибкость при использовании нестандартных форматов, при этом максимальная тактовая частота порта составляет 120 МГц. Полученные модулем данные через канал DMA складываются в указанный буфер в памяти с заданным форматированием или же передаются для последующей обработки в 1Р1РЕ. Если необходимо сэкономить место в памяти, то К1Б может осуществлять компандирование данных.

Дополнительно ШБ обеспечивает пока-нальное усиление каждого цвета ^, G и В), преобразование цветового пространства в RGB, прореживание кадра по заданному шаблону, фильтрацию шумов, детектирование дефектных пикселей и усиление контраста контуров.

Основная задача модуля 1Р1РЕ заключается в преобразовании пространства RGB в пространство YCbCr с заданным форматированием 4:2:2 или 4:2:0. Для этого сначала выполняется коррекция дефектных пикселей, затем путем управления коэффициентом усиления или смещением в отдельных цветовых каналах настраивается баланс белого, выполняется демозаика с последующей коррекцией и потом производится поканальная коррекция гамма-кривой по заданным коэффициентам. Полученный результат преобразуется в формат YCbCr и прореживается в соответствии с выбранным выходным форматом и промежуточным усилением контурного контраста. Здесь же рассчитывается общая и поканальная гистограммы.

Модуль 1Р1РЕ1Б является своего рода «переключателем» потоков данных внутри входной части видеопорта. Благодаря этому каждый из модулей видеопорта может работать с данными, поступающими с выхода другого модуля, или же с данными, хранящимися в памяти. При этом нет никаких ограничений на количество обращений, то есть мы, например, можем многократно масштабировать изображение,

осуществлять работу с данными, поступающими из других источников нежели видеопорт, и т. д. Также здесь можно автоматически вырезать «черные» кадры (полученные при закрытом затворе) или «шумные» пиксели (по заданному шаблону). Кроме того, поскольку модуль IPIPE может работать только с кадрами, содержащими 2176 пикселей в линии горизонтальной развертки, то IPIPEIF производит децимацию кадров, поступающих в IPIPE.

Модуль сбора статистики H3A вырабатывает метрики для автоматической установки баланса белого, фокусировки и экспозиции по заданным участкам изображения (пикселям). На базе этих метрик осуществляется автоматическая фокусировка или коррекция изображения.

Суммировать все сказанное по поводу видеопорта можно с помощью рис. 3: на нем видно, что практически все наиболее часто встречающиеся задачи по обработке изображения можно действительно реализовать на базе этого многофункционального модуля. Прибавим сюда аппаратное сжатие, поддержку операционной системы со стеком сетевых протоколов — в результате получаем практически полное решение для IP-камеры на одном кристалле. При этом важно отметить, что DM365 и DM368 имеют встроенный Ethernet-контроллер и аудиокодек, что позволяет снизить стоимость полного решения за счет уменьшения числа внешних компонентов (рис. 4).

Для того чтобы разработчики могли максимально быстро провести разработку устройства, компания Texas Instruments предоставляет целую линейку референсных решений, включающих в себя всю необходимую документацию на аппаратное обеспечение и исходные тексты программ. Они представляют собой полностью рабочие макеты различных IP-камер, на базе которых можно при необходимости доработать программное обеспечение и затем полностью его протестировать (рис. 5).

В нижней части рис. 5 приведена линейка решений для создания относительно простых и недорогих IP-камер. Они построе-

Датчик изображена

SOC system management

Сжатие

Обработка датчика изображения / оптики

Сжатие/ Поддержка сети

Выборе

• Согласование

• Оптическое разрешен ие/ЧКХ

•Форм-фактор

•Фильтры

Чу витель ность, Усилений

► SNR

»Квантовый

кпд

► Чувствительност

*

CRA matching

Dynamic Range Calibration

• Highlights

• Mid-tones

• Shadows

• A/D Converter

Video Processing Subsystem

Peripherals

Serial Interfaces l2C

10h DAC Video 0“„ /vfÎÎo Dis_Play

DMA Data & Configuration Bus

Connectivity S

Program/Data Storage

DDR2 NAND/ H„MC/ EM IF 3 ECC fpfo

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

(162 MHz) (EMIF2.3) x2

Рис. 3. Возможности видеопорта DM3xx по обработке изображений

Микрофон 01-Аудиовыход (J-

DDR SDRAM

р-| TPS5430

TPS65053 |—

—1 TPS23753

Сенсор I МТ9Р031 |-| SN74ALVC164245 \

F

UART/сигнал тревоги

Опторазвязка [-

Voice RTC DDR Codec EMAC

'c DM365

ISIF AEMIF

SPI Video

GPIO/INT оде

UART USB SDIO

PHY

4

USB

и

Компонентный видеовыход Композитный видеовыход

SD

Card

ОРА2357

l=C

Автоматическая регулировка диафрагмы

Рис. 4. Пример построения IP-камеры на базе процессора TMS320DM365

ны на базе процессоров DM355, DM365 или 368 со встроенными аппаратными ускорителями для поддержки различных алгоритмов сжатия и используют два типа датчиков изображения: 5-Мп CMOS-матрица производства компании Арйпа (бывшая Micron) и матрица с высокой чувствительностью компании Sony. Ключевая особенность последнего датчика — способность работы при малой освещенности.

В верхней части рис. 5 представлены более интеллектуальные решения. Помимо

упомянутых выше функций они обладают дополнительными возможностями по аналитической обработке изображения. Мы предлагаем несколько вариантов подобных систем: в самом простом случае к одному из базовых комплектов из нижней части рисунка добавляется отдельная плата, которая и занимается видеоаналитикой. В качестве процессора на этой плате используется также специализированный мультимедиапроцессор семейства DaVinci TMS320DM643x. Достоинством данного решения является

масштабируемость: заказчик может разработать недорогую IP-камеру на базе DM355 или DM365, а затем при необходимости просто добавить плату видеоаналитики. При этом благодаря широкому спектру совместимых по выводам процессоров DM643x с производительностью от 300 до 720 МГц можно не просто варьировать стоимость решения, но и масштабировать его аналитические возможности путем замены процессора и добавления необходимых программных модулей. Для поддержки разработчиков алгоритмов видеоаналитики Texas Instruments предлагает специальную библиотеку VLIB, содержащую большой набор наиболее часто используемых при аналитической обработке изображений функций. Таким образом, можно относительно просто, как из готовых «кирпичиков», реализовать требуемый алгоритм. Эта библиотека написана для процессора на базе ядра C64+ и может быть бесплатно загружена непосредственно с сайта компании [2].

Более интегрированную систему можно построить на базе процессора DM6467, самого мощного в семействе DaVinci. Он содержит процессор ARM9, цифровой сигнальный процессор с ядром C64+ и аппаратный ускоритель HDVICP для поддержки алгоритмов сжатия, способный работать с кадрами высокого разрешения 1920x1080 точек в режиме реального времени. В такой IP-камере

функции сжатия видеопотока и видеоаналитики могут выполняться полностью внутри кристалла при помощи DSP и HDVICP.

В качестве примера реализации IP-камеры такого уровня можно привести решение

000 «Синезис» (Synesis). Платформа HW-6467-CORE разработана для различных периферийных устройств, связанных с обработкой сетевого видео, таких как камера высокой четкости, многоканальный видеоэн-кодер (или ip-видеосервер) и видеорегистратор (DVR). Аппаратной основой платформы является высокопроизводительный универсальный модуль (рис. 6, 7) на базе процессора TMS320DM6467 производства компании Texas Instruments. Система содержит ядро ARM9 с операционной системой Linux, сигнальный процессор C64x+ и сопроцессор HDVICP для цифровой обработки видео HD, а также широкий набор периферийных компонентов, включая подсистемы захвата аудио и видео, сетевой адаптер 10/100/1000 Мбит/с Ethernet, последовательный порт USB 2.0, интерфейс VLYNQ для подключения программируемой логики. Видеопроцессорный модуль выполнен в виде малогабаритной платы (80x55x14 мм), но позволяет максимально использовать все возможности процессора TMS320DM6467. Модуль устанавливается на плату расширения при помощи трех 80-пиновых разъемов (рис. 6).

Несмотря на компактность, видеопроцес-сорная плата содержит всего 8 слоев, а платы расширения могут быть еще проще. Такое инженерное решение позволяет существенно снизить затраты на разработку и адаптацию конечных продуктов без модификации видео-процессорного модуля и базового программного обеспечения. Также достигается снижение стоимости конечного изделия за счет массового производства универсального модуля.

Основные и опциональные электронные компоненты видеопроцессорного модуля подобраны с учетом их совместимости по выводам, что позволяет выпускать модуль в различных модификациях на базе одной универсальной платы. Например, на этапе производства можно адаптировать модуль для стандартного или расширенного диапазонов температур, изменить частоту процессора, объем динамической памяти или флэш-памяти.

Видеопроцессорный модуль позволяет устанавливать кристалл TMS320DM6467 с частотой от 594 до 729 МГц, что предоставляет мощные вычислительные возможности под различные задачи. Так, платформа позволяет сжимать

1 поток высокой четкости Full HD (1080p) по стандарту H.264 или до 8 потоков стандартной четкости SD с разрешением D1, а также использовать сложные видеоаналитические алгоритмы одновременно с компрессией.

Преимуществами этой однокристальной архитектуры по сравнению с многокристальными являются более простая программная среда и гибкость в использовании ап-

Reference Design С ) Серийное производство

о Образцы

Разработка

] Совместимость ПО [

Встраиваемое ПО

* для видеоаналитики

(OV, Ai met is, Сет і urn, in-house и др.)

на базе СБ4х+

с частотой 300—700 МГц

DM365

IPNC-VCA2

Н.264 720р30 М нога потокове видео + видеоаналитика Object Video

DM368

IPNC-MT5

H.264 1080р30 Многопотоковое видео

DM365 IPNC-IMX035

„cform

H.264 720р30 Датчик Sony WDR 4009

1Р-кян«ра по ц*н*

аналоговой CCTV

■ Поддержка HD,D1,CIF

■ H.264/MPEG4/JPEG

• Многопотоковое видео

• 5МР, широкий динамический диагазон

• Полный пакет ПО

Рис. 5. Варианты IP-камер на базе процессоров Texas Instruments

Промежуточное ПО

Контроллер

Менеджер конфигураций

Менеджер событий

Стриминг

Дисплей (опц.)

Управление аналитикой

Обновление прошивки

Управление РТг

[ Драйвер сенсораJ Драйвер PTZ

TCP/IP

MTD

Связь

ARM/DSP

Ядро ARM

Рис. 7. Архитектура встраиваемого ПО компании Synesis

паратных ресурсов. К недостаткам системы TMS320DM6467 можно отнести более высокое энергопотребление (и, соответствен-

но, тепловыделение) и дороговизну аппаратной защиты программного обеспечения от несанкционированного копирования.

Решение, помимо аппаратной части, включает в себя полный пакет программного обеспечения, куда входит ОС Linux с драйверами устройств и загрузчиками, файловая система с необходимым набором утилит и модулей для реализации стеков различных сетевых протоколов, набор кодеков для DSP, а также промежуточное ПО, позволяющее производить интеграцию для создания таких вертикальных решений, как мониторинг автодорог, объектов топливноэнергетического комплекса и торговых точек. Программное обеспечение имеет модульную архитектуру, представленную на рис. 7, и обеспечивает следующую функциональность, в основе которой лежит стандарт ONVIF:

• Обнаружение периферийных устройств в сети.

• Мультикастовая передача «живого» видео в формате SD и HD.

• Отложенная передача видео из видеобуфера (timeshift).

• Управление сенсором, кодеками и встраиваемой видеоаналитикой.

• Управление событиями и метаданными.

• Управление правилами для рассылки сигнала тревоги.

За рамками стандарта ОЫУ1Б промежуточное ПО предоставляет следующие важные средства:

• Удаленное отказоустойчивое обновление прошивки.

• Удаленная калибровка видеоаналитики.

• Управлением лицензиями и защита от копирования встраиваемого ПО.

Таким образом, аппаратная платформа HW-6467-CORE в сочетании с промежуточным ПО и открытой операционной системой Linux позволяет выпустить сложное сетевое устройство в минимальные сроки и существенно сократить риски системной интеграции. Аппаратное и программное обеспечение поставляется производителям оборудования как ОЕМ-решение. При этом производители могут в существенной степени дифференцировать свои решения за счет добавления дополнительной функциональности в базовое ПО и/или разработки специальных плат расширения.

Заключение

Мы кратко рассмотрели современные тенденции на рынке систем видеонаблюдения и познакомились с примерами реализации различных IP-камер на элементной базе компании Texas Instruments. Следует отметить, что компания уделяет большое внимание рынку видеонаблюдения и развитию специализированных медиапроцессоров. Их следующее поколение будет построено на базе процессорного ядра Cortex-A8, увеличится число аппаратных ускорителей, позволяющих распараллелить выполнение операций по обработке изображения и существенно повысить производительность системы. По мере выхода таких устройств на рынок мы будем стараться предоставить читателям более полную информацию.

В ближайшее время мы обратим внимание на другие компоненты систем видеонаблюдения, которые пока остались «за кадром»: многоканальные цифровые видеорегистраторы и видеосерверы. ■

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.