IPCamera实时多任务系统的设计与优化

摘要

IPCamera实时多任务系统是近年来随着嵌入式技术、网络技术、视频处理技术和计算机技术等的发展而快速发展起来的。作为物联网安防的重要组成部分且基于智能家居发展中的内在需求，人们要求IPCamera不仅能提供网络负载小，分辨率高的实时视频监控数据，还要能提供各种智能服务，比如人体/人脸检测、火灾预警、运动跟踪等。因此，IPCamera实时多任务系统具有很高的研究价值和广阔的应用前景。
　　本文基于TI（德州仪器）公司推出的低功耗浮点DSP+ARM双核架构的高性能嵌入式处理器 OMAPL138，旨在研究设计一款实时性强、传输码流低、分辨率高，联网即用的IPCamera系统。系统利用Davinci异构多核通信的基础组件SysLink，实现了视频信号在异构多核处理器之间的通信与处理，具有体积小，功耗低，可扩展性强，算法实现灵活高效，可以脱离计算机独立运行等特点。在OMAPL138的ARM端利用了强大的流媒体应用程序框架Gstreamer，综合运用Gstreamer的各种插件库，大大提高了ARM端流媒体应用程序的开发速度。在DSP端，综合运用频度图像和灰度图像相对于参考图的相关系数，实现了一种基于图像频度特征的烟雾检测算法，既能检测薄烟又能检测浓烟，并利用烟雾的独有特征避免了物体移动与光照变化等场景引起的误检测。
　　在系统优化方面，除了常规优化方式外，本文充分利用软硬件和视频监控的固有特性进行优化，系统移植了业内领先的HITAV编解码算法，并加入了场景分析，使场景分析算法与HITAV编解码算法有机结合在一起。系统利用视频监控中静态场景较多且无意义和动态场景明显且集中的特点，提出了一种基于视频监控的动静态场景分析算法，降低了视频处理数据量，提高了IPCamera系统对视频的平均压缩比。

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第1章 绪论

1.1 课题来源及背景

1.2 IPCamera的发展概况和发展趋势

1.3 研究内容

第2章 系统及硬件平台介绍

2.1 系统方案介绍

2.2 OMAPL138

2.3 TI OMAPL138双核通信的硬件支持

2.4 本章小节

第3章 开发环境及软件框架介绍

3.1 开发环境

3.2 SYSLINK框架

3.3 Gstreamer框架

3.4 本章小结

第4章 系统软件设计与实现

4.1 启动系统

4.2 基于Syslink的双核协作与通信设计与实现

4.3 基于Gstreamer的ARM应用程序设计与实现

4.4 DSP端算法程序设计

4.5工程调试

4.6 系统优化

4.7 本章小节

第5章 烟雾检测算法的研究与实现

5.1 频度图像的引入

5.2 相关性分析

5.3 薄雾检测方法

5.4浓烟检测方法

5.5 误检测排除

5.6 总结与实验

5.7 实现与测试

5.8本章小节

第6章 结合场景分析的优化方案研究

6.1 动静态场景分析算法的提出

6.2 HITAV编解码算法

6.3 动静态场景分析算法与HITAV的结合

6.4 实验与分析

6.5 本章小节

第7章 总结和展望

7.1 工作总结

7.2 研究展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文和研究成果

附录A mkcard.sh