基于FPGA的視頻監(jiān)控時(shí)代
HDR處理算法有很強(qiáng)的處理功能,尤其是當(dāng)使用更高幀速率的兆像素傳感器時(shí)。這些都需要很強(qiáng)的處理能力,現(xiàn)成的圖像信號(hào)處理器(ISP)往往無法實(shí)現(xiàn)。使用FPGA實(shí)現(xiàn)這些復(fù)雜和需要大量資源的的算法是最佳的。相同的FPGA器件可用于實(shí)現(xiàn)附加的圖像處理算法。
圖5 基于FPGA的傳感器接口橋接和HDR處理
圖5展示了用松下MN34041圖像傳感器實(shí)現(xiàn)HDR。具有不同曝光時(shí)間的兩個(gè)1080p幀以每秒60幀(fps)的速度捕獲。通過一個(gè)行緩沖器傳遞一個(gè)幀,同步這兩個(gè)捕獲的幀。同步后,兩幀被組合,并加工成每秒30幀的1080p幀。在上述的例子中,傳感器接口、行緩沖器控制器、幀合成器和色調(diào)映射算法是用單片萊迪思的MachXO2 FPGA來實(shí)現(xiàn)的。處理的幀然后被傳遞的圖像信號(hào)處理器,用于進(jìn)一步的處理。
視頻分析
視頻分析(VA)具有能夠自動(dòng)分析視頻的功能, 以檢測(cè)并確定事件。視頻分析可用于廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,包括安防監(jiān)控、汽車、交通控制、以及零售。運(yùn)動(dòng)檢測(cè)是最流行的視頻分析算法,相對(duì)固定的背景場(chǎng)景檢測(cè)運(yùn)動(dòng)。Intellivision公司針對(duì)基于LatticeECP3 HDR-60攝像機(jī)開發(fā)套件已經(jīng)開發(fā)了一套完整的智能視頻分析和移植,可實(shí)現(xiàn)智能安全攝像機(jī)的設(shè)計(jì)。該套件包括智能視頻移動(dòng)檢測(cè)、智能入侵檢測(cè),以及攝像機(jī)篡改檢測(cè)。智能視頻移動(dòng)探測(cè)可以區(qū)分動(dòng)物和人,必要時(shí)會(huì)發(fā)送警報(bào)。當(dāng)有人打開一扇門或進(jìn)入受限制的空間時(shí),智能入侵檢測(cè)會(huì)發(fā)出警報(bào)。有了攝像機(jī)篡改檢測(cè)功能,如果攝相機(jī)被移動(dòng),阻擋或破壞聚焦,可以發(fā)出警報(bào)并采取相應(yīng)的行動(dòng)。
圖6 視頻分析演示
針對(duì)基于HDR-60攝像機(jī)開發(fā)套件的視頻分析演示,圖6展示了基于以太網(wǎng)的圖形控制界面。黃線表示計(jì)數(shù)器演示,用戶能夠在屏幕的水平,垂直或?qū)蔷€位置上定位這條黃線。如果一個(gè)對(duì)象穿過這根線,那么這個(gè)對(duì)象從一個(gè)位置到另個(gè)位置就會(huì)被計(jì)數(shù)。此功能可以用來數(shù)出人們進(jìn)入或退出某個(gè)位置的數(shù)目。紅色方框表示一個(gè)受限制的區(qū)域,可以對(duì)紅色框的大小和位置進(jìn)行編程,以滿足特定應(yīng)用。一旦對(duì)象進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng),就會(huì)被檢測(cè)到。對(duì)象進(jìn)入紅色框表示的受限制區(qū)域可以設(shè)置警報(bào)。自動(dòng)檢測(cè)和報(bào)警可以取代昂貴的攝像機(jī)圖像的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在圖6中未展示的第三個(gè)功能是攝像機(jī)的篡改檢測(cè)。當(dāng)攝相機(jī)被遮蓋或移動(dòng)時(shí),會(huì)發(fā)送警報(bào)。
總結(jié)
更高分辨率和更高幀速率圖像傳感器的需求在繼續(xù)增長(zhǎng)。這些圖像傳感器和先進(jìn)的圖像信號(hào)處理算法的整合,如HDR和智能視頻分析,開辟了新的、還無法想象的應(yīng)用領(lǐng)域?,F(xiàn)有的信號(hào)處理器跟不上新的復(fù)雜應(yīng)用的性能要求??删幊蘁PGA器件能夠同時(shí)與多個(gè)高分辨率圖像傳感器接口,拼接在一起成為全景或平鋪格式,并在同一芯片上運(yùn)行HDR和智能視頻分析算法,因此FPGA器件是一個(gè)的理想選擇。
評(píng)論