基于MPSoC的移動視頻監(jiān)控關鍵技術研究.pdf

1、隨著移動通信技術的不斷發(fā)展，移動高清視頻監(jiān)控由于具有安裝方便、靈活性強、性價比高等特點，已成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分。視頻監(jiān)控高清化的發(fā)展對移動高清視頻監(jiān)控的基礎、移動通信網(wǎng)絡技術（特別是上行帶寬）的發(fā)展等帶來一定壓力和挑戰(zhàn);解塊濾波和運動檢測可以一定程度上緩解以上挑戰(zhàn)，同時基于壓縮域的實現(xiàn)還可以降低監(jiān)控視頻高物理分辨率(4K:4690×2304)導致的MPSoC器件結構設計的難度。
　　論文基于多核系統(tǒng)芯片(MPSoC)開展

2、了數(shù)據(jù)量大且復雜度高的解塊濾波和運動檢測模塊的相關研究，以及對應壓縮域解塊濾波專用指令集處理器(AS IP)的研究，主要工作及創(chuàng)新如下:
　　提出了一種基于滯后連接邊緣圖提取方法和塊狀瑕疵程度評判的自適應復合壓縮域解塊濾波算法(LCJDD)，同時針對移動監(jiān)控設計了嵌入式改進型LCJDD算法:通過基于滯后連接的壓縮域邊緣圖提取以區(qū)分邊緣與非邊緣區(qū)域，再在非邊緣區(qū)域中分析臨近壓縮數(shù)據(jù)塊和半塊尺寸平移圖像數(shù)據(jù)塊的DCT變換系數(shù)，得到塊狀

3、瑕疵程度分類，最后根據(jù)瑕疵區(qū)域的分類進行自適應濾波。仿真結果表明，本文方法在低比特率和高比特率壓縮的場景下都穩(wěn)定工作(bpp=0.28-1.2)，人為瑕疵情況明顯改善，重構圖像質(zhì)量提高1％～3％。同時嵌入式改進型LCJDD算法相較于前人經(jīng)典方法，在實際高清移動監(jiān)控處理場景下，執(zhí)行時間分別為前人經(jīng)典方法的1/2～1/3和1/4左右。在基于類TI DSP（8路指令并發(fā)槽）的超長指令集(VLIW)構架(Cadence Lx6基本型，600MH

4、z)下的實驗結果表明:嵌入式改進型LCJDD在3路指令并發(fā)槽條件下能達到130幀/每秒（1024×768，QP為10）。
　　提出了一種基于運動邊緣圖和弱運動區(qū)域滯后連接的運動檢測算法(ECLC)并完成了壓縮域?qū)崿F(xiàn):基于邊緣梯度信息揭示了像素之間的空間相關性，通過基于邊緣圖幀差的運動檢測確認運動程度高的核心前景區(qū)域，通過指數(shù)單調(diào)衰減背景模型判定潛在運動區(qū)域，根據(jù)潛在運動區(qū)域和核心前景區(qū)域互聯(lián)辨識確認運動前景的完整目標區(qū)域。仿真結果

5、表明:本文ECLC分析結果中噪聲多、易受較快光變干擾、目標檢測精度低的問題明顯改善，官方標準測試視頻所測結果中提取完整性指標均高于90％，基本優(yōu)于和等同混合高斯(GMM)和ViBe中較好的結果，誤檢率指標在三種方法前景完整性基本相似的情況下，下降接近50％以上。
　　基于Cadence Lx6（VLIW可定制ASIP框架）完成了嵌入式改進型LCJDD對應的低構架資源消耗和高吞吐量的ASIP模塊設計:通過設計基于多面體有限可剖分調(diào)度

6、方法挖掘了LCJDD算法的最大并發(fā)度(TPL/IPL)，然后基于時間使能同步數(shù)據(jù)流和并發(fā)調(diào)度實現(xiàn)了對應實現(xiàn)的構架資源（并發(fā)指令槽數(shù)和指令寄存器數(shù)量）合理范圍預測。嵌入式改進型LCJDD的MPSoC內(nèi)嵌ASIP模塊具有較高的數(shù)據(jù)吞吐量和較低內(nèi)存訪問量和構架資源消耗:ASIP工作頻率為28MHz時，在構架最大容許定制指令(ASI)并發(fā)槽數(shù)為5的約束下，使用3個ASI并發(fā)指令槽即可實現(xiàn)4K格式視頻(16:9-4690×2304@30幀)的壓縮