智能化视频处理芯片：TI DM8127平台的技术特点及开发应用浅析

　　TIDM8127平台的技术特点及开发应用

　　随着安防监控需求以及技术发展的推进，智能高清已成为视频监控领域的主推，视频处理器芯片作为视频压缩这一核心技术所在载体，自然成为重点研发对象。智能化芯片TIDM8127自推出以来，在业界反响甚佳。该芯片以其拥有强大的处理能力，可以植入算法，提供深度定制开发支持，实现高清智能化的技术特点，在智能监控、智能交通、智能视频会议、智能电子显微镜等领域发挥其特有的优势，得到很好的开发与应用，特别是在数据分析、人脸侦测、报警预设等方面，真正实现了高清智能化管理。

　　DM8127芯片分析和技术特点

　　DM8127是德州仪器（TI）推出的一款视频处理器芯片。该芯片从系统的角度进行功能的设计，将目标系统的处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合起来，在一颗芯片上完成整个系统的功能。在性能上，该芯片拥有四核处理能力，内核包括ARMCortex-A8、C674xDSP、VideoM3、VPSSM3等，ARM的主频最高可达1GHz，DSP采用新一代的定浮点运算，支持多种算法，并且采用高清视频/影像协处理器，对视频的转码、解码、分析进行加速，内嵌高性能的C674x架构的浮点运算DSP，对视频数据提供强有力的运算载体。

　　图1.DM8127芯片性能

　　简单概括，它是一款拥有强大的处理能力，可以植入算法，实现高清智能化的模块芯片。而基于DM8127芯片超强性能的平台，技术特点可以概括为：

　　1.运算能力强，可以一步到位，无需外置协处理器

　　2.提供易于开发的软件框架，便于移植算法

　　3.可快速产品化

　　4.提供深度定制开发支持，包括软件、硬件开发技术支持

　　图2.DM8127平台+Aptina0331

　　平台强大的硬件、软件技术支持，为实现定制开发提供了很大的便捷。软件开发包可在DSP核、A8核开发代码，植入算法方便简易，可实现视频处理、智能算法、设备控制、数据传输等功能。硬件方面，可发展丰富的硬件接口：IO、485、232、USB、HDMI、网口等。可用于控制、报警、数据传输、图像显示等，满足不同的产品特性。可两种方式实现定制开发产品化，一是直接组装成为高清网络摄像机，如智能高清监控工程摄像机、电警/卡口抓拍摄像机。另一个就是利用DSP+A8的强大运算能力，深度开发智能化产品，如智能会议机、机器人、智能玩具等。

　　无论是高清网络摄像机，还是智能化产品，他们的开发都将迎合市场对智能高清的需求，结合网络化的发展，在相应的领域发挥其独特的技术优势，带来新的变革。下面，本文就DM8127在智能监控、多目标智能跟踪系统以及智能交通三方面的应用进行分析。

　　DM8127在智能监控的应用分析

　　TI达芬奇视频处理器一直为IP摄像机提供清晰锐利的影像质量，DM8127芯片更是针对安防监控做了特殊优化。DM8127拥有独特的低照技术和高效率压缩功能，高帧率，可以实现1080P60帧/s全帧率视频输出，集3D降噪、WDR和强光抑制处理技术，面部检测、视频稳定以及变焦失真校正等影像信号处理技术于一体，此外还采用最高支持1600W（4320x4096）像素的图像采集技术，结合独有的750兆DSP用以智能分析，应用于智能监控，可全面实现高清、智能化。

　　以中瀛鑫TI8127工业级智能工程摄像机A9P81为例，一个摄像头集齐所有功能，可支持不同使用要求。自主算法实现高清智能化视频监控，能清晰地捕捉事件发生的过程，并识别这一过程中所涉及的人物和目标。设备内置视频移动侦测、音频检测报警、主动防拆卸报警、I/O（输入/输出）连接以及报警和事件管理等功能，可对输入的信息进行持续分析，侦测事件是否发生，并自动进行视频记录和发送报警通知等相应操作，对事件做出响应。此外，设备丰富的外围接口，可便捷接入各种报警设备，方便设备实现智能报警。应用于安防监控，其技术特点在于：

　　图3.中瀛鑫SmartIPC-A9P81

　　1.周界防范技术

　　可设绊线跟区域用以周界防范，最多可设置4个规则。

　　图4.周界防范示意图

　　2.聚众检测技术

　　指定区域内进行人群密度估计，当人数超过允许范围，自动报警。

　　图5.聚众检测示意图

　　3.人脸检测技术

　　指定区域内进行人脸检测。提供场景中是否有人脸、数量、位置。联动录像和报警、抓拍等功能。

　　图6.人脸检测示意图

　　4.智能运维

　　4.1模糊检测：当摄像机图像变模糊时，提供自动报警。

　　4.2遮挡检测：当摄像机图像被遮挡时，提供自动报警。

　　4.3移位检测：当摄像机视场被更改时，提供自动报警。

　　5.光控调焦

　　工程安装时不用再盯着监视器看镜头是否调焦清楚，根据LED灯提示，调校出清晰的图像，为施工人员带来了极大的便利。

　　DM8127在多目标智能跟踪系统的应用分析

　　再以中瀛鑫与其合作客户利用DM8127平台开发的多目标智能跟踪系统为例。多目标智能跟踪系统由广角枪机、高速跟踪球机、多目标智能跟踪处理器和一体化支架组成。采用图像检测、识别和跟踪技术，通过先进的视频分析算法和多目标跟踪算法程序配合精密、准确的云镜控制系统，实现对全景区域内多个移动目标或选定目标的自动、快速、精准、连续、流畅的跟踪和捕捉；并同步完成对全景区域的监控需要，实现对高等级要求的安保需求。

　　基于DM8127的广角摄像机应用于该系统，智能锁定画面内多个移动目标，配合高速跟踪球机对其进行自动跟踪、放大以得以更清晰的目标特征，结合运动物体检测技术和多目标跟踪技术，这样既有反映目标移动轨迹的大场景全局画面，又保留具有监控价值的运动目标局部清晰特写画面，大幅提升了监控画面的效用。可实现：

　　1.多目标自动跟踪特写拍摄

　　自动锁定警戒区内多个移动目标，跟踪区内运动目标，获得清晰特写，自动监控闯入警戒区的各个目标。

　　图7.多目标自动跟踪特写拍摄示意图

　　2.单目标持续跟踪特写拍摄（无人值守、人工控制）

　　可在广角摄像机画面内所有被锁定的目标中，点击鼠标选择任意感兴趣的单个目标，该目标将被持续锁定跟踪显示，直至目标离开警戒线。

　　3.一点即视（人工控制）

　　用户可在广角摄像机画面使用鼠标框选或点击任意区域和位置，高速球机画面将迅速显示该对应区域，并变倍到满屏，更有利于详细观察。

　　图8.一点即视拍摄示意图

　　4.入侵检测

　　可侦测到警戒区域内的移动目标，监视保护区域的边界，对偷偷越过边界、区域闯入或离开等行为进行锁定报警。

　　5.警戒线

　　可对监控区域内穿越单侧或双侧警戒线的行为进行辨识。

　　图9.穿越单侧警戒线拍摄示意图

　　DM8127应用于多目标智能跟踪系统，用来对人员、地点、财产和操作进行安全监控或远程监控，无论是保证人员和场所的安全，还是远程监控财产和设施的安全，在数据分析、人脸侦测、报警预设等方面，都实现了高清智能化管理。

　　DM8127在智能交通的应用分析

　　DM8127应用于智能交通领域，在车辆识别、低照度、高清晰、智能分析报警等方面有其特有的优势。基于DM8127平台的摄像机可支持最高1600W像素的图像采集，配合720兆DSP做视频分析处理，用于路段上数据统计、人脸识别、报警预设等，可实现高清智能化管理。

　　凭借多年来与其合作客户就智能交通定制的经验，中瀛鑫基于DM8127平台定制开发的智能交通摄像机，应用于智能交通监控，可实现：

　　1.闯红灯违法检测抓拍功能

　　系统可检测车辆是否在红灯周期内继续前进，跟进车辆行进的情况系统发出控制指令连续拍摄三张闯红灯过程的照片，夜间光线不足时，提供同步补光。

　　2.不按导向车道行驶检测抓拍功能

　　系统可对高清视频流的每一帧进行分析并准确定位车牌/车辆在视频中的位置，从而判断车辆直行、左右转向，车辆在停车线前、压线、越线情况，以及车辆压车道分隔线行驶情况，并对违法过程记录3张全景（兼特写）图片。

　　图10.直行车道左转违法行为抓拍示意图

　　3.违法停车检测抓拍功能

　　系统检测到车辆在停车线前停留时间过长，自动抓拍3张违法照片，并分别反映车辆一定时间内在路口停留的情况。

　　图11.违法禁停检测拍摄示意图

　　4.绿灯卡口记录过程功能

　　系统检测到车辆在绿灯周期内正常行驶，对通过监测点的车辆信息进行记录，每个车辆抓拍一幅高清图片，能清晰的辨别车辆号牌、车牌颜色和车辆尾部特征等信息，并叠加时间、地点等信息一并保存。

　　图12.绿灯卡口记录过程示意图

　　结束语

　　随着安防需求以及技术发展的推进，高清智能已成为监控技术发展的主要方向之一。DM8127还将遵循其以高清视频处理为基础，以智能分析为延伸的设计原则，紧跟网络的变革，充分利用其运算能力强、便于植入算法、可快速产品化、以及可提供深度开发支持的技术优势，结合不断变化的市场需求，在行业定制方面得以更多的应用。各厂商以及视频监控领域专家，随着市场对智能高清日益增长的需求以及重视，也将不断加强对智能高清芯片的研究与设计，使得智能高清成为监控市场的主导。