基于物聯(lián)網的視頻感知系統(tǒng)

摘 要：視頻圖像感知系統(tǒng)主要是對運動物體或目標的檢測和識別，可以廣泛應用于安全防護的各個領域，例如校園、交通、家庭等方面。目前，國內外都對視頻圖像感知系統(tǒng)有一定的研究與應用。但是算法、硬件設計復雜，實現(xiàn)成本較高，通訊協(xié)議采用私有協(xié)議，通用性較差?；谶@樣的情況，我們研究設計了基于物聯(lián)網的視頻圖像感知系統(tǒng)。

關鍵詞：視頻；感知系統(tǒng)；檢測；物聯(lián)網

中圖分類號：TP27

基于物聯(lián)網應用的視頻圖像感知系統(tǒng)[1]，數(shù)據(jù)交換采用基于物聯(lián)網的嵌入式智能網關通信方式，對算法進行重構與優(yōu)化，降低算法設計與實現(xiàn)的復雜度。硬件設計采用基于DM6437和DM355/365的硬件組合結構，在保證圖像傳輸質量的基礎上，減少視頻數(shù)據(jù)細節(jié)的丟失。可應用于多場合的模型，填補國內相關技術和產品的市場空白，具有廣闊的市場應用前景。

1 總體設計

“視頻圖像感知”系統(tǒng)平臺模型設計分為三個單元：

1.1 圖像特征分析單元設計

圖像特征分析單元設計中的重點問題是圖像特征提取算法的設計。目標特征提取是從圖像中獲取目標的數(shù)據(jù)信息并進行相關分析的前提條件和關鍵環(huán)節(jié)，通過圖像分類方法可以消除不同物體之間的陰影干擾，解決不同照明度下物體的跟蹤識別問題。

1.2 視頻圖像壓縮傳輸單元設計

視頻圖像壓縮傳輸單元設計中需要解決的技術難點有兩個方面[2]。

（1）嵌入式物聯(lián)網網關設計，通過網關設計解決系統(tǒng)與互聯(lián)網的連接。

（2）對RTSP通用協(xié)議的擴展與優(yōu)化，實現(xiàn)在保證圖像傳輸性能的條件下，減少視頻數(shù)據(jù)細節(jié)的丟失。

1.3 上位機應用程序單元設計

該單元程序模塊主要包括控制室數(shù)據(jù)庫程序、控制室多路視頻解碼程序、用戶權限管理程序、報警信息及傳感器信息管理程序、用戶界面、網絡協(xié)議程序等。

2 總體設計結構圖

3 各單位設計

3.1 無線傳感網節(jié)點設計

3.2 ZigBee介質訪問層

MAC層為IEEE 802.15.4標準為低速率無線個人域網（LR-WPAN）定義了OSI模型開始的兩層，其中MAC層負責相鄰設備間的單跳數(shù)據(jù)通信。它負責建立與網絡的同步，支持關聯(lián)和去關聯(lián)以及MAC層安全，它能提供二個設備之間的可靠鏈接[4]。

3.3 上位機界面設計

如果想查看整個網絡節(jié)點狀態(tài)和擴展圖，點擊協(xié)調器節(jié)點相對應的文本名稱“ZC”觸發(fā)新窗口，并點擊“啟動任務”，得到圖3。其表示終端節(jié)點1和2的掛載在（或父節(jié)點）路由器一下；終端節(jié)點3、4、5的父節(jié)點為路由器二；路由器三和終端節(jié)點6未組網成功。

3.4 智能算法設計

本系統(tǒng)采用的就是基于二階微分拉氏算子的彩色圖像銳化處理。微分運算是求信號的變化率，由傅立葉變換的微分性質可知，微分運算具有較強高頻分量作用。實際應用中，我們常采用一階微分運算和二階微分運算來對圖像進行銳化。二階微分一般指拉普拉斯算子。拉普拉斯銳化法是屬于常用的微分銳化法。

4 結束語

基于物聯(lián)網的視頻感知技術在航空航天、工業(yè)生產、醫(yī)療診斷、資源環(huán)境、氣象旋交通監(jiān)測、文化教育等領域有著廣泛的應用，創(chuàng)造了巨額社會價值；同時還遠遠不能滿足社會需求，自身也在不斷完善和發(fā)展，有很多新的方面要探索。它必將向更深入、更完美的方向發(fā)展：處理算法更優(yōu)化，處理速度更快化。實現(xiàn)圖像的智能生成、處理、識別和理解。

參考文獻：

[1]Yuri Boykov，Olga，Ramin Zabih.Fast approximate energy minimization via graph cuts[J].Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence，2001.

[2]黃文芝.視頻圖像壓縮編碼標準及實現(xiàn)的算法研究[D].華中科技大學，2004.

[3]于兵，張為公，龔宗洋.基于DSP的嵌入式車道偏離報警系統(tǒng)的硬件平臺[J].測控技術，2009（07）.

[4]毛乾杰.用于環(huán)境監(jiān)測的ZigBee無線傳感器節(jié)點設計[J].電腦知識與技術，2009（01）.

作者簡介：趙紅巖（1975-），男，副教授，碩士，從事計算機應用研究。

作者單位：遼寧省交通高等?？茖W校，沈陽 110122

基金項目：遼寧省教育廳科學研究一般項目（項目編號：L2013491）。