基于Blackfin的圖像處理解決方案
分級的存儲空間。Blackfin具有L1和L2兩級Cache,對于一些不適合使用DMA操作的數(shù)據(jù),可以采用數(shù)據(jù)/代碼緩沖的模式來加快處理速度;
豐富的外設(shè)功能。Blackfin具有高速的串/并行數(shù)據(jù)接口,可以無縫的連接其它高速器件;
安全方面,Blackfin Lockbox Secure Technology利用軟硬件相結(jié)合的方式來實現(xiàn)各種安全保護(hù)功能。對系統(tǒng)進(jìn)行鑒定的公共密鑰存儲于單次可編程(OTP)內(nèi)存中的用戶可編程區(qū)域,這種存儲方式可以由OEM來控制和定義。同時由于其具有可編程性,使指令集可實現(xiàn)豐富的軟件加密算法,意味著相同的裝置能支持多種內(nèi)容保護(hù)格式。故該技術(shù)可從來源的驗證、內(nèi)容的完整性、機密性以及可更新性等多方面為整個視頻監(jiān)控設(shè)備提供一個安全環(huán)境;低功耗、低成本也是Blackfin擁有突出性價比的制勝法寶。
基于以上技術(shù)特點,同時由于其強大的多媒體處理能力、專業(yè)的算法支持、和嵌入式實時操作系統(tǒng),使Blackfin不僅能實現(xiàn)優(yōu)異的自動對焦等3A1B算法,還能夠執(zhí)行復(fù)雜的如自動精選代碼等計算密集型算法,尤其在對處理器要求極高的智能視頻監(jiān)控等產(chǎn)品中更發(fā)揮著出色的作用。
僅以智能視頻監(jiān)控產(chǎn)品為例,盡管已經(jīng)取得了巨大進(jìn)展,智能視頻分析領(lǐng)域目前仍無公認(rèn)的最優(yōu)方法。其自身研究內(nèi)容的復(fù)雜性,使得算法復(fù)雜度高,適用范圍有限,研究方法和工具多樣,沒有魯棒性、準(zhǔn)確度、速度都符合需求的普遍方法。同時,視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和分布式處理的要求,以及大規(guī)模工程安裝對成本、體積和功耗的限制,使運算能力和帶寬都在不斷提高的嵌入式處理器成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主流選擇。而非標(biāo)準(zhǔn)化的智能視頻分析,正是DSP的用武之地。
Blackfin的幾十個DMA通道和可靈活配置的Cache很好地滿足了視頻監(jiān)控系統(tǒng)對大運算量,高數(shù)據(jù)吞吐率的要求。10級流水線使得Blackfin有很強的指令并行執(zhí)行能力。零開銷循環(huán)控制指令讓系統(tǒng)中的大量循環(huán)跳轉(zhuǎn)不再消耗任何處理器的時鐘周期。利用這些優(yōu)勢,real解碼器的idct4×4算法在Blackfin上速度提高了7倍。
另外,視頻數(shù)據(jù)也有其自身的特性。在不同的顏色空間內(nèi),表示像素的每個分量通常是8位寬度。Blackfin的4個視頻算術(shù)運算單元和視頻像素指令集大大加速了視頻運算速度。一條視頻像素操作指令可以在一個周期內(nèi)完成4對視頻數(shù)據(jù)分量的加法、減法、加減混合、取平均值或者相減并求絕對值等11種視頻像素運算。這些運算在編解碼算法中的運動估計、loopfilter和智能視頻分析的各種算法中大量應(yīng)用。在智能視頻分析的一些基礎(chǔ)算子中,如直方圖統(tǒng)計,中值運算,Sobel運算,形態(tài)學(xué)中的膨脹運算等都可以利用Blackfin的MIN,MAX指令來消除條件跳轉(zhuǎn),節(jié)省處理器周期。不僅如此,Blackfin還支持13種非視頻數(shù)據(jù)的向量運算。適當(dāng)?shù)卦O(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),在前背景分離、閾值計算和更新等多個環(huán)節(jié)都可以運用Blackfin的特色指令從而使智能視頻分析的算法更加快捷。這些有效的指令中,大部分指令都能并行執(zhí)行,使Blackfin的處理能力再加倍。
應(yīng)用方面,由南京新奕天科技有限公司與香港大學(xué)合作開發(fā)出的基于Blackfin系列最新產(chǎn)品BF561的一流智能視頻監(jiān)控設(shè)備ThinkSmart已經(jīng)推向市場。其中BF561獨特的雙核設(shè)計使ThinkSmart在處理核上能獨立的運行圖像處理和系統(tǒng)控制任務(wù),從而達(dá)到最佳的整體性能,使此款產(chǎn)品能夠簡單而又有效檢測威脅或閑雜訪客,實現(xiàn)一系列智能化視頻監(jiān)控功能。
Blackfin系列處理器在圖像處理方面,尤其是應(yīng)對智能化的技術(shù)挑戰(zhàn)方面,是眾多應(yīng)用廠商的理想之選。ADI公司也在努力通過最新的CMOS深亞微米工藝尺度、更深的流水線、多內(nèi)核、每個核心更多的計算單元,以及充分利用信號處理加速引擎,繼續(xù)提高Blackfin系列的性能,增強其在性價比和性能功耗比方面的領(lǐng)先地位。
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