专利名称：基于dsp的嵌入式客流分析装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种视频处理技术领域，具体地说是一种基于DSP的嵌入式客流 分析装置
背景技术随着视频监控系统的广泛应用和计算机视觉技术的成熟，安装于车站，机场，展览 馆，商业区的摄像监控系统单纯的记录功能已经不能满足需要。智能化、实时性已经成为必 然。挖掘监控录像中的有用信息，用于安全生产，市场分析，已经逐步走向应用。其中，基于 视频分析的客流统计系统便是很好的例子。客流分析通过获取客流随时间的变化趋势及不同网点间的对比统计，揭示其与商 场营运策略、营销技术和内部管理间的联系，客观的对已有推广效益进行评估，为管理者的 安全监控，运营管理，服务规划等决策提供有效依据。现有客流统计方法主要有人工计数、 红外线以及视频分析技术。基于主动或被动式红外线的客流分析装置，其缺点在于连续进入的人只能识别 为一个，误差率较高；不能区分进出；识别率低，无法区分人和其它物体。车站有一定应用， 不适于商场等管束性较差的场所。中国专利(申请号200610027593. 6)公开了一种能够双向统计客流的视频客流 分析终端。该设计中摄像头通过视频电缆连接控制电路单元的视频输入口，控制电路单元 通过以太网接口或串口连接装有客流分析模块的计算机相应接口，处理器将视频信号输入 客流分析模块。经客流分析模块处理后返回处理器，处理器存储或转发结果。该系统存在 以下缺点摄像机安装苛刻，只能以90°角垂直向下照射；1.规定安装高度，采用专用摄像头，不能融合于原有监控系统；2.对普通安装角度的监控摄像机无法进行人数统计；3.只能实现双向客流统计；4.只能做一路视频输入的人数统计；5.不能提取异常运动行为；6.视频分析模块存在于PC机，给服务器造成较大压力。 发明内容针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型要解决的技术问题是提供一种 对任意多个方向的人流进行统计计数、可实现多人同时进出的高精度识别的基于DSP的嵌 入式客流分析装置。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是本实用新型基于DSP的嵌入式客流分析装置安装于多通道客流分析系统中，包 括中央处理单元、图像解码器以及FPGA协处理单元，其中图像解码器接收摄像头采集的视频模拟信号，输出至中央处理单元的DSP数字信号处理模块进行分析处理；中央处理单 元将上述分析处理得到的数据送至FPGA协处理单元进行辅助计算。所述FPGA协处理单元具有数据缓冲模块，其输入端通过多数据通道与DSP数字信 号处理模块相连，数据缓冲模块的输出端顺次通过有降噪处理模块、数据分割模块、单元变 换模块、数据提取模块以及结果返回模块返回接至DSP数字信号处理模块；所述DSP数字信 号处理模块与安全单元进行双向连接；所述DSP数字信号处理模块还与将分析处理后的数 据无线传输至数据库服务器的无线传输单元相连；所述DSP数字信号处理模块接有以太网 模块；所述DSP数字信号处理模块接有用于报警输出或参输入数的输入输出单元；所述DSP 数字信号处理模块接有用于显示系统工作状态的指示电路。本实用新型具有以下有益效果及优点1.分析处理由DSP完成，减轻服务器压力，理论上服务器可连接上万台客流统计 终端；2.将复杂繁琐工作交给FPGA模块，实现实时多路视频分析；3.融合于原有监控系统，无需更换或者添加专用摄像机；4.摄像机安装零活，不受安装位置必须在入口处距离地面2. 5_4m限制。摄像机安 装角度不受必须垂直向下照射限制；5.用户可以自定义人流统计方向，同时可以对任意多个方向的人流进行统计计 数；6.多人同时进出的高精度识别；7.对于异常运动轨迹及长时间停留提供报警功能；8.特殊场合可应用GPRS或无线工业模块，节省布线。
图1为本实用新型连接图；图2为本实用新型结构框图；图3为本实用新型的内部FPGA系统结构框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型基于DSP的嵌入式客流分析装置应用于多通道客流分析 系统中，实现对多个输入视频流进行实时的多向、多角度的人数统计。多通道客流分析系统 由多路摄像头、客流分析装置、数据库服务器以及客户端浏览器组成。摄像头采集视频输入 视频分析器，客流分析装置将计算结果上报数据库服务器，客户端浏览器查询数据库服务 器获得客流统计信息。如图2所示，本实用新型包括中央处理单元、图像解码器以及FPGA协处理单元，其 中图像解码器接收摄像头采集的视频模拟信号，输出至中央处理单元的DSP数字信号处 理模块进行分析处理；中央处理单元将上述分析处理得到的数据送至FPGA协处理单元进 行辅助计算。如图3所示，FPGA协处理单元包括数据缓冲模块，其输出端通过多数据通道与DSP数字信号处理模块相连，数据缓冲模块的输出端顺次通过有降噪处理模块、数据分割模块、单元变换模块、数据提取模块以及结果返回模块与DSP数字信号处理模块相连。如图2所示，除DSP数字信号处理模块外，中央处理单元内部还具有内存模块SDRAM和数据程序存储模块，即闪存FLASH ；为了保证系统的版权安全，保证硬件系统全球唯一性，防止软件系统被抄袭，DSP 数字信号处理模块接有安全单元。DSP数字信号处理模块还与无线传输模块相连，以将其分析处理后的数据无线传 输至数据库服务器，供客户浏览器使用；DSP数字信号处理模块还可以接有以太网模块，以便在局域网内使用本装置；所述DSP数字信号处理模块接有输出输出单元，用于报警输出或参输入数，对系 统做指令性设定和参数选择；所述DSP数字信号处理模块接有指示电路，用于显示系统的工作状态。本实施例中，DSP数字信号处理模块选用美国德州仪器TI的TMS320DM642型。本实用新型基于上述结构，能够实现对多个输入视频流进行实时的多向、多角度 的人数统计。本实用新型采用DSP平台融合嵌入式技术与计算机视觉技术，中央处理单元 完成主要分析处理任务，FPGA协处理单元通过多数据通道连接DSP数字信号处理模块完成 辅助计算任务。FPGA是结构内部主要模块，包括基本逻辑部分和辅助计算部分。辅助计算部分对 数据逐步通过以下操作数据缓冲准备、降噪处理、数据分割、单元变换、数据提取、结果发 送；图像解码器负责数字视频信息的采集，提交给DSP数字信号处理模块；以太网模块或无 线传输模块完成与数据库服务器的数据交换，提交结果信息。本实施例中，安全单元采用ESAM高端安全智能卡专用安全微处理器，符合 IS07816通讯协议，其内部包括加密解密算法模块和安全数据存储模块，具有防篡改设计、 唯一序列号和可探测到外部攻击后内部数据自毁等安全设计。本实用新型将安全微处理器 的1\0 口连接可编程逻辑器件(即FPGA协处理单元的基本逻辑单元)，通过可编程逻辑器 件的内部寄存器映射到DSP的外部存储器接口进行操作。并通过配置可编程逻辑器件的寄 存器状态，控制读写时序和改变安全微处理器的状态。加密过程采用随机数产生随机密钥， 一次一密钥，隐藏加密信息，安全性极高。智能视频分析是一项非常繁重的任务，虽然DSP已经有了很强的处理能力，但仍 然无法满足多路实时智能分析。本实用新型的硬件特色就是配备了强大的协处理能力的 FPGA，同时存取数据占用专门的EDMA通道和硬件接口，增强通信能力和时实性，把沉重而 又重复的区域变换、预处理等过程放到FPGA中进行，实现软件硬化。对于DSP来讲，等于把 耗用CPU资源的处理，转化为DMA操作，提高系统资源利用率，达到实时要求，同时兼顾灵活 性。与本实用新型连接的摄像机安装简单，无需专用的摄像头，可以以正常监控角度 (约与水平面30 90度)照射，并可利用现有监控设备和监控录像，融合于原有监控系统。
权利要求一种基于DSP的嵌入式客流分析装置，安装于多通道客流分析系统中，其特征在于包括中央处理单元、图像解码器以及FPGA协处理单元，其中图像解码器接收摄像头采集的视频模拟信号，输出至中央处理单元的DSP数字信号处理模块进行分析处理；中央处理单元将上述分析处理得到的数据送至FPGA协处理单元进行辅助计算。
2.按权利要求1所述的基于DSP的嵌入式客流分析装置，其特征在于所述FPGA协处 理单元具有数据缓冲模块，其输入端通过多数据通道与DSP数字信号处理模块相连，数据 缓冲模块的输出端顺次通过有降噪处理模块、数据分割模块、单元变换模块、数据提取模块 以及结果返回模块返回接至DSP数字信号处理模块。
3.按权利要求1所述的基于DSP的嵌入式客流分析装置，其特征在于所述DSP数字 信号处理模块与安全单元进行双向连接。
4.按权利要求1所述的基于DSP的嵌入式客流分析装置，其特征在于所述DSP数字 信号处理模块还与将分析处理后的数据无线传输至数据库服务器的无线传输单元相连。
5.按权利要求1所述的基于DSP的嵌入式客流分析装置，其特征在于所述DSP数字 信号处理模块接有以太网模块。
6.按权利要求1所述的基于DSP的嵌入式客流分析装置，其特征在于所述DSP数字 信号处理模块接有用于报警输出或参输入数的输入输出单元。
7.按权利要求1所述的基于DSP的嵌入式客流分析装置，其特征在于所述DSP数字 信号处理模块接有用于显示系统工作状态的指示电路。
专利摘要本实用新型涉及一种基于DSP的嵌入式客流分析装置，安装于多通道客流分析系统中，包括中央处理单元、图像解码器以及FPGA协处理单元，图像解码器接收摄像头采集的视频模拟信号，输出至中央处理单元的DSP数字信号处理模块进行分析处理；中央处理单元将上述分析处理得到的数据送至FPGA协处理单元进行辅助计算。本实用新型的分析处理过程由DSP完成，减轻服务器压力，将复杂繁琐工作交给FPGA模块，实现实时多路视频分析，可融合于原有监控系统，无需更换或者添加专用摄像机，同时可以对任意多个方向的人流进行统计计数。
文档编号H04N7/18GK201590866SQ200920351718
公开日2010年9月22日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者姚志瑞, 孙磊, 杨旭, 邱怀骏, 高名杨, 高洪羽 申请人:邱怀骏