[發(fā)明專利]一種多路視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(xiàn)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110062801.7
• 申請日: 2011-03-16
• 公開（公告）號: CN102685449A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 宮繼強
• 申請（專利權(quán)）人: 宮繼強
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N7/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一.技術領域

本發(fā)明屬于實時數(shù)據(jù)傳輸領域，涉及視頻編解碼的系統(tǒng)設計技術領域。

二.背景技術

視頻的編解碼以及數(shù)據(jù)的傳輸技術是多媒體領域非常重要的技術之一。網(wǎng)絡的帶寬限制日益成為人們數(shù)據(jù)共享需要的瓶頸。視頻數(shù)據(jù)有它自身的特點，數(shù)據(jù)量大，并且通常要求實時性。這就要對龐大的視頻數(shù)據(jù)進行編碼后再傳輸以減少對信道帶寬的占用，同時也縮短了視頻傳輸?shù)臅r間。當前的視頻編解碼標準有很多種，其中，JPEG2000算法將視頻作為連續(xù)的靜止圖像來處理，解碼時間短，不需要像MPEG等算法那樣進行視頻幀間相關性運算。因此，對于實時視頻傳輸系統(tǒng)來說，JPEG2000算法再合適不過了。目前，很多場合要求對多路視頻進行實時監(jiān)控。最常見的是各種公共場合的模擬信號視頻監(jiān)控，這些通常是由攝像頭直接產(chǎn)生PAL制式的視頻信號，并通過同軸電纜連接到顯示器上進行播放。但對于一些視頻通信系統(tǒng)，信道中傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，這就要對視頻進行A/D變換并進行編碼后傳輸。當前，比較流行的數(shù)字視頻標準為ITU-656格式。

當前，對于數(shù)字視頻的壓縮和解壓縮有很多種實現(xiàn)方式。可以通過嵌入式軟件算法來進行，也有專門用來對視頻數(shù)據(jù)進行壓縮和解壓縮的芯片。AD公司的ADV202就是一種以場為單位來進行JPEG2000視頻壓縮和解壓縮的ASIC。這種專用壓縮解壓縮芯片，具有速度快，使用方便等特點，但同時也具有一定的缺陷，靈活性差，硬件出現(xiàn)的BUG難以消除。

現(xiàn)有的傳統(tǒng)多路數(shù)據(jù)傳輸方法是數(shù)據(jù)復分接技術。這種技術將數(shù)據(jù)傳輸信道劃分為多個固定的時隙，每一時隙固定地傳送某一路數(shù)據(jù)，這樣就可以同時在信道中傳輸多種數(shù)據(jù)。這種傳輸方式在數(shù)據(jù)源始終有數(shù)據(jù)的情況下具有很好的效果。但如果某一路數(shù)據(jù)臨時沒有要傳送的數(shù)據(jù)，而傳輸該路數(shù)據(jù)的時隙不能被其他的數(shù)據(jù)所占用。這樣，總線的帶寬產(chǎn)生了浪費現(xiàn)象，傳輸效率大大降低。JPEG2000視頻數(shù)據(jù)是以50HZ的場頻率進行傳送的，也就是說有效視頻數(shù)據(jù)每20ms傳輸一場。這樣，如果采用這種傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)復分接的傳輸方式就會出現(xiàn)一定程度的帶寬浪費。

在航空領域，數(shù)據(jù)量以及數(shù)據(jù)種類的傳輸需求越來越大，而這些數(shù)據(jù)傳輸是需要在無線信道中進行的。這通常會涉及到總線的共享問題。航空系統(tǒng)的多路視頻監(jiān)控就涉及這些問題。數(shù)據(jù)復分接技術是一種比較常見的數(shù)據(jù)傳輸方式，但存在帶寬浪費的情況，同時ADV202在進行數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮處理時是以場為單位進行的并且每場的JPEG2000數(shù)據(jù)量各不相同，采用固定時隙的數(shù)據(jù)復分接方式顯然不太適合。

三.發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決航空遙感系統(tǒng)視頻傳輸?shù)膶崟r性以及傳統(tǒng)固定時隙數(shù)據(jù)復分接方式進行多路視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸捓寐实偷膯栴}。本發(fā)明提出了一種多路視頻實時監(jiān)控的方案，實現(xiàn)并達到了多路視頻同時監(jiān)控的效果，并且視頻的實時性很好。

本發(fā)明提出的方案為：航空遙感系統(tǒng)空中部分采用SAA7115對來自攝像頭的模擬PAL視頻進行解碼，輸出標準ITU656格式的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。采用ADV202對標準ITU656格式的數(shù)據(jù)進行JPEG2000編碼。XILINX的SPARTAN3系列FPGA對多路視頻數(shù)據(jù)進行控制并輸出到串行數(shù)據(jù)總線上。采用ATMEGA128單片機作為控制主機。

航空遙感系統(tǒng)地面部分采用XILINX的SPARTAN3系列FPGA對串行數(shù)據(jù)總線進行監(jiān)聽，并將各JPEG2000視頻數(shù)據(jù)包分流。采用ADV202對分流出來的JPEG2000視頻數(shù)據(jù)進行解壓縮并輸出標準ITU656格式的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。SAA7121對ADV202輸出的視頻進行PAL制式編碼。同樣，地面部分也采用ATMEGA128單片機作為控制主機。

四.附圖說明

圖1是本發(fā)明中遙感系統(tǒng)視頻監(jiān)控空中部分設計圖；

圖2是本發(fā)明中遙感系統(tǒng)視頻監(jiān)控地面部分設計圖；

圖3是本發(fā)明中提出的多路數(shù)據(jù)傳輸控制FPGA內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)

圖4是本發(fā)明中提出的空中部分數(shù)據(jù)緩沖及控制模塊結(jié)構(gòu)圖

圖5是本發(fā)明中提出的多路數(shù)據(jù)檢測與分流FPGA內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)

圖6是本發(fā)明中提出的地面部分數(shù)據(jù)緩沖及控制模塊結(jié)構(gòu)圖

五.具體實現(xiàn)方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚，下面參照附圖，具體說明本發(fā)明的實現(xiàn)過程。圖1所示為遙感系統(tǒng)視頻監(jiān)控空中部分。該系統(tǒng)包含以下模塊：視頻解碼模塊、視頻JPEG2000壓縮模塊、數(shù)據(jù)傳輸控制模塊和系統(tǒng)控制主機。具體過程如下：