基于MPSoC的移動(dòng)視頻監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著移動(dòng)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，移動(dòng)高清視頻監(jiān)控由于具有安裝方便、靈活性強(qiáng)、性價(jià)比高等特點(diǎn)，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(duì)移動(dòng)高清視頻監(jiān)控的基礎(chǔ)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（特別是上行帶寬）的發(fā)展等帶來(lái)一定壓力和挑戰(zhàn);解塊濾波和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)可以一定程度上緩解以上挑戰(zhàn)，同時(shí)基于壓縮域的實(shí)現(xiàn)還可以降低監(jiān)控視頻高物理分辨率(4K:4690×2304)導(dǎo)致的MPSoC器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度。
　　論文基于多核系統(tǒng)芯片(MPSoC)開(kāi)展

2、了數(shù)據(jù)量大且復(fù)雜度高的解塊濾波和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊的相關(guān)研究，以及對(duì)應(yīng)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(píng)判的自適應(yīng)復(fù)合壓縮域解塊濾波算法(LCJDD)，同時(shí)針對(duì)移動(dòng)監(jiān)控設(shè)計(jì)了嵌入式改進(jìn)型LCJDD算法:通過(guò)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(jìn)行自適應(yīng)濾波。仿真結(jié)果表明，本文方法在低比特率和高比特率壓縮的場(chǎng)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(gòu)圖像質(zhì)量提高1％～3％。同時(shí)嵌入式改進(jìn)型LCJDD算法相較于前人經(jīng)典方法，在實(shí)際高清移動(dòng)監(jiān)控處理場(chǎng)景下，執(zhí)行時(shí)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(zhǎng)指令集(VLIW)構(gòu)架(Cadence Lx6基本型，600MH

4、z)下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:嵌入式改進(jìn)型LCJDD在3路指令并發(fā)槽條件下能達(dá)到130幀/每秒（1024×768，QP為10）。
　　提出了一種基于運(yùn)動(dòng)邊緣圖和弱運(yùn)動(dòng)區(qū)域滯后連接的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)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(guān)性，通過(guò)基于邊緣圖幀差的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)確認(rèn)運(yùn)動(dòng)程度高的核心前景區(qū)域，通過(guò)指數(shù)單調(diào)衰減背景模型判定潛在運(yùn)動(dòng)區(qū)域，根據(jù)潛在運(yùn)動(dòng)區(qū)域和核心前景區(qū)域互聯(lián)辨識(shí)確認(rèn)運(yùn)動(dòng)前景的完整目標(biāo)區(qū)域。仿真結(jié)果

5、表明:本文ECLC分析結(jié)果中噪聲多、易受較快光變干擾、目標(biāo)檢測(cè)精度低的問(wèn)題明顯改善，官方標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試視頻所測(cè)結(jié)果中提取完整性指標(biāo)均高于90％，基本優(yōu)于和等同混合高斯(GMM)和ViBe中較好的結(jié)果，誤檢率指標(biāo)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(jìn)型LCJDD對(duì)應(yīng)的低構(gòu)架資源消耗和高吞吐量的ASIP模塊設(shè)計(jì):通過(guò)設(shè)計(jì)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(shí)間使能同步數(shù)據(jù)流和并發(fā)調(diào)度實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的構(gòu)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(yù)測(cè)。嵌入式改進(jìn)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(wèn)量和構(gòu)架資源消耗:ASIP工作頻率為28MHz時(shí)，在構(gòu)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(gè)ASI并發(fā)指令槽即可實(shí)現(xiàn)4K格式視頻(16:9-4690×2304@30幀)的壓縮