13、普适视频处理的应用领域驱动系统设计

普适视频处理的应用领域驱动系统设计

1. 引言

视觉在人类感知中占据主导地位，使得普适可视化和视频处理成为环境智能概念的核心。未来环境智能环境中的普适视频处理，对嵌入式系统设计提出了新挑战。一方面，视频处理子系统需在变化环境中运行，要求具备运行时灵活性；另一方面，不断提升的显示技术和压缩标准，对系统性能提出了极高要求，通用处理器架构已难以满足，需要特定领域的多处理解决方案。

SANDRA（Stream Architecture eNgine Dedicated to Real - time Applications）项目针对这些挑战，采用了基于应用领域关键特性的全局方法。这些特性包括大量并行性、结构化数据的分段规则处理、事件可预测性、多处理速率以及应用中的明确时间要求。通过这些特性，确定了合适的计算模型、硬件模板和编程方法，实现了从应用需求到完整系统解决方案的自然映射。

1.1 视频处理的特点与挑战

视频处理本质上具有规律性，但用户交互和与其他设备的通信会引入操作模式、系统负载和服务质量要求的可变性。在未编码数据的媒体流应用中，若能预测或强制单个任务的执行延迟，可消除异步控制，实现完全可预测的实时系统，提高系统效率。

同时，不断提升的显示分辨率和内容分辨率，使得性能需求超出了通用处理器架构的能力范围。为了实现商业可行性，解决方案必须满足硅效率、可承受的系统设计工作量和低制造成本等标准。

1.2 SANDRA的应对策略

SANDRA项目利用应用领域的关键特性，确定了合适的计算模型，进而决定了系统硬件和软件的许多方面。最终定义了系统模板和编程流程，使应用需求驱动整个设计过程。SANDRA系统旨在实