1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

检验机构承检业务管理与风险监控系统立项于2012年6月份。2012年上半年，通过对质检管理系统的一系列调查研究和技术准备，已经完成前期的立项准备工作。最后于2012年6月在宫宁生、彭宏京、王一莉三位指导老师的带领下正式开始了有关检验机构承检业务管理与风险监控系统的开发。 2012年10月发生的皇明太阳能事件进一步验证了我团队将风险监控和承检业务流程管理相结合这一想法的正确性，该事件直接加速了我们这个项目的进程。 2012年10月”皇明实名举报江苏质检院涉嫌违规事件”起因是2012年5月，我国决定实施为期一年的节能惠民工程，对购买符合相关节能标准的电子电器产品的消费者进行补贴(整个行业40亿元的补贴额)。6月15日，首批入围名单出炉，受到时间紧迫因素的影响，当时多数企业都最多只有二三十个型号入围，但日出东方公司则以144个型号的紧凑式太阳能热水器和16个型号的分体式热水器成为最大赢家，遥遥领先于其他19家首批入围企业。根据规定，每个入围型号的产品都必须送检接受全面检测，合格后才能申请进入补贴名录。根据行业惯例，每台热水器的检测周期大约都需要四五天时间，日出东方怎么能在这么短时间内就送检160个型号的热水器并获通过？皇明对此提出质疑。质疑点：（1）4天检出160份报告？（2）质疑检测报告（3）质疑江苏质检院公正性（引自#8212;#8212; 北京青年报，2012年10月24日）。面对太阳能热水器检测报告造假事件，江苏省质检院有义务也有责任去开发使用一套新的质检软件去避免此类事件的发生。该需求突显了2012年6月正式立项的”检验机构承检业务管理与风险监控系统”项目的必要性。本项目旨在加强承担质监检验业务的检验机构的监管，解决目前各家检验机构工作量的管理不统一的问题，落实《产品质量检验机构工作质量分类评价细则》的工作，规范检验行为，提高检验工作质量，本项目对检验机构工作包括抽样、样品管理、检验、检验结果确认、异议处理等环节，全面实现电子化和自动化处理。规范检验机构在承检业务的实施过程中的公正和合法行为，尽可能避免人为因素干扰，杜绝违规违纪现象，改善工作流程，确保样品”追溯、控制、高效、准确、可操作， 提高产品质量检验机构的检验能力和竞争力，同时通过物联网技术平台，运用信息化技术手段，实现检验机构承检业务监管与风险监控，为质监部门向社会公开检验结果，服务于社会公众、服务经济发展提供可靠的技术保障。 江苏省质量监督检验研究院原业务管理系统是自2004年起使用的”青之检验业务管理系统”。该系统由质检机构专业人员开发实现，对质检系统的业务流程较为熟悉，但其开发技能并非计算机专业水准。青之检验业务管理系统采用的是C/S结构，安全性和稳定性较弱，无法满足质检业务较高的安全要求。同时，该系统使用传统SQL Server数据库，只能在Windows系统下运行，远不及当今在企业中受到广泛使用的Oracle数据库稳定可靠。据了解，该系统自开发投入使用以来，由于缺乏定期的系统维护和更新，早已无法满足当今承检机构对风险监控和业务管理的安全性、稳定性和可靠性的要求。 因此，本项目需要同时开发一套结合风险监控的质检业务管理系统。 这次的太阳能热水器检测报告造假事件不仅体现了我们项目重大的社会效益而且还加快了我们项目开发步伐。 经过大三学期下和大四学期上这一年的学习和工作，在宫宁生、彭宏京、王一莉三位指导老师的带领下，我们团队已成功的搭建了该系统开发的环境以及基本的代码框架。在我们团队不断的努力下本系统的代码和文档已初具规模。

本项目由4人共同来完成，4位同学及其各自所完成的工作如下：刘加权（即本人）完成基于DSP的智能视频处理模块，实现运行于DSP板上的视频处理模块，李静完成处理摄像机所捕获视频所用的算法。王杉杉完成检验机构承检业务的整个业务流程管理系统。张敏怡完成对检验机构的质检业务统计管理。

本项目流程的流程如下：

监管系统主要分为4个主要环节：第一部分，现场监督抽查抽样人员到现场后，进入厂方大门即打开便携式单兵3G视频监控设备（以下简称单兵设备），对抽样全程进行摄录监控（单兵设备采用3G传输，平台可以随时调用现场实时画面，对于极个别信号不好的地方，单兵设备可以将实时图像存入缓存，带信号恢复时重新连接平台进行传输。传输的图像进行了一定的压缩，从而确保画面的连贯性，大大降低3G通讯费用成本）。抽样人员抽样前，将二维码身份识别卡通过便携式扫码器扫入监管平台后，开始正式的抽样工作。抽查人员进入库房抽取样品，使用封样带（本课题对原有纸质封样条进行了变革，重新根据实际情况设计了塑料带铅封的封样条，有一字型、十字型和袋装的）进行现场封样。一名人员现场填写抽样单（当系统成熟后，该纸质抽样单将可以省略，目前是过渡期），另外一名抽样人员使用电脑笔记本将样品信息录入电子抽样单库。录入完成后，通过便携式条码打印机打印出防伪易碎二维码，分别贴在抽样单、样品表面、封样条。通过三位一体的二维码确保样品的唯一性。对于木工板等大件商品，采用本体二维码蚀刻技术，将二维码直接蚀刻在样品表面（注：目前对于检验人员工作只增加了一项电脑录入，待时机成熟，手工录入可以去掉。扫描器、条码打印机等设备均是便携的，不会增加工作人员负担）。

第二部分，样品运输监管。在抽样完成后，携带单兵设备的抽样人员需要监控到样品装车完毕后方可与样品分开。运输过程全程采用GPS定位，同时，温湿度采集器和振动采集器实时将运输过程中相关环境信息随时反馈到平台。对于需要使用冷链运输的特定商品，如果没有冷链车，我们将提供专用的冷链包（比大号的国际旅行箱略长，带拉手和滑轮），冷链包上也有相应环境监测设备。运输过程中心，一旦环境要求不符合样品储存要求，系统将报警，并将信息反馈到管理人员和抽样人员手机。

第三部分，检验环节。样品到达检验部门后，在样品交接区域，检验部门人员会同抽样人员，将样品进行移交。使用扫码器读取样品信息，自动生成委托单，并生成附带样品信息的射频卡挂标，将相应标签附在样品上。样品进入检验区域，备样则进入库房。检验过程中，整个检验区域为封闭环节。平台可以随时读取到每个样品的位置信息，当样品离开封闭区域或在某些不该停留的区域停留时间过长，系统将会报警。检验过程中，智能图像分析系统将对整个过程进行实时监控，并可在系统平台统一调用展示。对于检验关键环节，将自动抓拍生成图片，并将图片放入电子原始记录中。对于带数据接口设备在后期开发中，可以实现检测数据自动采集。系统最终开发目标将会极大简化报告出具周期，在检验结束时，自动生成电子原始记录。

第四部分，样品溯源。当发生争议时，按照程序，通过平台可以迅速找到备样，进入复检流程。对于媒体或客户提出疑义时，可以第一时间将测试全程视频录像、全程关键节点的高清图片、全程样品运行轨迹提供出来，以事实为基础来回应疑义。

下面叙述内容即为我所承担的基于DSP处理器的智能视频处理模块的具体内容。

智能视频监控系统是采用人工智能、模式识别、概率论和图像处理技术，借助计算机强大的数据处理能力来分析视频数据，过滤掉图像中的无用信息或干扰信息、抽取视频源中的关键信息、判断有无异常情况，并以最快、最佳的方式进行处理。结合到本项目中的场景较为特殊，其不同于一般公共场所的场景，项目中的摄像机是对检验机构的质量检验活动进行全程的跟踪、监控和管理。采用智能视频监控系统能有效进行事前预警、事件处理、事后及时取证，是全自动、全过程、实时监控的智能管理系统。

第一，智能视频监控模块可以对采集到的视频数据进行智能分析，并在此基础上实现各流程业务的监控与管理，例如，当侦测到有被检目标进入实验室实验监控区域时，系统自动锁定该目标、并进行跟踪拍摄录像、如果实验不符合规范则触发相应报警联动阻止该次实验活动的继续进行；智能记录本次检验或实验活动的开始、经过和结束等检验活动的场景图像数据。

第二，在检验活动进行过程中，智能视频模块要对用于检验的设备进行摄像抓拍。

第三，智能视频监控系统能有效集成其他安防设备，例如门禁系统、红外

探测器、烟温感探头、警铃等，实现安防工作的一体化、集成化，充分发挥系统的最大效能。

第四，智能视频监控系统能感知前端摄像机的工作状态，如视频模糊、视频遮挡、视频丢失、视角变换等。

智能视频的实现方式包括前端嵌入式实现或者后端PC分析实现两种方法。 前端嵌入式方式实现，是采用DSP或类似嵌入式系统，在监控前端对视频进行分析，并进行相应的处理和联动。它的优点是视频无需远程传输、兼容性好、系统工作稳定等；它的缺点是，系统处理资源有限，无法完成复杂的视频分析工作，而且功能升级潜力有限，适用于一些相对简单的视频分析功能。后端PC分析实现，是将视频传送至后端的PC/服务器或者工控机上进行算法实现。它的优点是功能定义灵活、可实现复杂的分析算法；缺点是需保障视频的传输，对网络要求高，后端的硬件投资巨大。

本系统是采用DSP前端嵌入式方式实现的。关于全新达芬奇技术DSP芯片板TMS320DM647技术数字信号处理器的使用介绍如下。

DSP（Digital Signal Processor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号。再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。

DSP应用框图如图1所示：

图1

数字信号处理器（DSP）作为一种可编程专用芯片，是数字信号处理理论实用化过程的重要技术工具，在语音处理、图像处理等技术领域得到了广泛的应用。

开发工具是由Ti公司提供专业的开发工具CCS，自带DSP/BIOS操作系统，能够直接编写适合DSP开发工程及文件，满足DSP程序设计要求。

传统的视频监视系统是简单的非智能闭路电视（CCTV）系统，其缺点十分明显。这样的系统或者需要安保人员实时监视画面以捕捉关键事件，或者需要在事后对视频记录进行回放并进行人工分析。耗时耗力，成本高而效率低。近几年，DSP在智能视频监控系统方面的应用不断完善，正在逐渐取代传统的模拟非智能系统。

智能视频监控的创新技术之一是”智能摄像机”，它拥有强大的数字信号处理器，能探测威胁并触发自动响应。可见，DSP芯片是智能监控的核心。

DSP的芯片结构特点：

1、采用哈佛结构。DSP芯片普遍采用数据总线和程序总线分离的哈佛结构或改进的哈佛结构，比传统的冯#1776;诺依曼结构有更快的指令执行速度。1）冯#1776;诺依曼采用单存储空间，即程序指令和数据指令公用一个存储空间，使用单一的地址和数据总线，取指令和取操作数都是通过一条总线分时进行的。2）哈佛结构，采用双存储空间，程序存储和数据存储分开，有各自独立的程序总线和数据总线，可独立的编址和独立访问，可对程序和数据进行独立的传输，使取指令操作、指令执行操作、数据吞吐并行完成，大大的提高了数据处理的能力和指令执行的速度，非常适合于实时的数字信号处理。3）改进型的哈佛结构，改进型的哈佛结构是采用双存储空间和数条总线，即一条程序总线和多条数据总线。其特点如下：①允许在程序空间和数据空间传送数据，使这些数据可以由算术运算指令直接调用，增强了芯片的灵活性。②提供了存储指令的高速缓冲器（Cache）和相应的指令，当重复执行这些指令时，只需读入一次就可连续使用，不需要再次从程序存储器中读出，从而减少了指令执行所需要的时间。

2、 采用多总线结构。DSP芯片都采用多总线结构，可同时进行取指令和多个数据存取操作，并由辅助寄存器自动增减地址，使CPU在一个机器周期内可多次对程序空间和数据空间进行访问，大大提高了DSP的运行速度。

3、 采用流水线技术。每一条指令可通过片内多功能单元完成指令、译码、取操作数和执行等多个步骤，实现多条指令并行执行，从而在不提高时钟频率的条件下减少每条指令执行的时间。

4、 配有专用的硬件乘法-累加器。为了适应数字信号处理的需要，当前的DSP芯片都配有硬件乘法-累加器，可以一个周期内完成一次乘法和一次累加操作，从而可实现数据的硬件乘法-累加操作。如矩阵运算、FIR、IIR、FFT变换等专用信号处理。

5 、具有特殊的DSP指令。为了满足数字信号处理的需要，在DSP的指令系统中，设计了一些完成特殊功能的指令。如：TMS320C54x中的FIRS和LMS指令,专门完成系数对称的FIR滤波器和IIR滤波器。

6 、快速的指令周期。由于采用哈佛结构、流水线操作、硬件乘法-累加器、特殊指令和集成的优化设计，使指令周期可在20ns以下。如TMS320C54x的运算速度为100MIPS

7 、硬件配置强。新一代的DSP芯片具有较强的接口功能，除了具有串行口、定时器、主机接口音（HPI）、DMA控制器、软件可编程等待状态发生器等片内外设外，还配有中断处理器、PLL、片内存储器、测试接口等单元电路，可以方便地构成一个嵌入式自封闭的处理器。

8 、支持多处理器结构。尽管当前的DSP芯片已达到了较高的水平，但一些实时性要求很高的场合，单片DSP的处理能力还不能满足要求。如在图象压缩、雷达定位等应用中，若采用单处理器将无法胜任。因此，支持多处理器系统就成为提高DSP应用性能的重要途径之一。

9、 省电管理和低功耗。DSP功耗一般为0.5-4W,若采用低功耗技术可使功耗降到0.25W,可用电池供电,适用于便携式数字终端设备。

DSP优点有对元件值的容限不敏感，受温度、环境等外部因素影响小；容易实现集成VLSI，可以分时复用，共享处理器；方便调整处理器的系数实现自适应滤波；可实现模拟处理不能实现的功能：线性相位、多抽样率处理、级联、易于存储等；

可用于频率非常低的信号。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本课题要研究或解决的问题：

（1） 智能视频监控可以对采集到的视频数据进行智能分析。

（2） 智能视频监控能有效集成其他安防设备.