[發明專利]多入多出信道傳輸視頻的方法及裝置

有效

• 申請號: 201780054926.0
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN109792438B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 陳仕東
• 申請（專利權）人: 陳仕東
• 主分類號: H04N19/159
• 分類號: H04N19/159;H04N19/50;H04N19/61;H04N19/625;H04N19/63
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 錢成岑

本發明提出通過多入多出（MIMO）信道以準連續調制傳輸視頻的方法，包括以下步驟：通過視頻預測編碼和多維變換，將源視頻去相關，產生變換域視頻殘差系數；通過子載波或子信道優化排序，將變換域視頻殘差系數并行映射成一至多個傳輸流；通過線性歸一化和準連續調制，將傳輸流并行調制成多個發射輸出信號；通過多個天線或線纜驅動器，將發射輸出信號并行發射到多入多出信道上。

本申請引用2016年9月12日向美國專利局遞交的臨時專利申請62393124。

技術領域

本發明涉及視頻監控系統、電視廣播系統、機器視覺系統、虛擬現實系統、增強現實系統及其他基于視頻的系統的視頻傳輸。

背景技術

視頻傳輸是很多系統和應用的基礎組成部分和功能。在一個典型的高清監控系統中，多個高清攝像頭通過線纜與一個錄像機相連。每個攝像頭通過連接線纜至少傳輸一路高清視頻到錄像機。錄像機通常立即顯示來自攝像頭的現場視頻，以監視攝像頭現場視野中的現場實景，同時也將現場視頻錄像，并播放錄像。在機器視覺應用中，如基于機器視覺的自主駕駛汽車，安裝有一個、一對或多個攝像頭，每個攝像頭傳輸一路實時視頻到機器視覺處理器，其融合實時視頻，對現場產生2維、3維或環繞機器視覺。

歷史上，視頻傳輸是從無壓縮的模擬傳輸開始的。閉路電視監控系統采用在同軸電纜上傳輸CVBS(復合視頻基帶與同步)信號，成為一個全世界部署的有線模擬視頻傳輸系統。模擬傳輸采用模擬調制傳輸源視頻。該源視頻是一個時間上和垂直上離散取樣、水平上連續、幅度上連續的3維信號。通過電視光柵掃描方式，該源視頻信號被轉換成時間上連續、幅度上連續的一維模擬傳輸信號，如CVBS信號，用于多種多樣的傳輸。

隨著數字技術的巨大進步，數字壓縮和無壓縮視頻傳輸在許多應用中已經取代了或正在取代無壓縮的模擬傳輸。在一個典型的高清IP(互聯網協議)壓縮視頻監控系統中，百萬像素級的高清IP攝像頭采用如H.264那樣的重度視頻壓縮技術，把數字高清源視頻一般壓縮成大約10Mb/s或更低比特率的數字式數據。壓縮高清視頻的數據包裝到IP包中，通過以太網電纜以多電平調制傳輸到網絡視頻錄像機。通過以太網電纜以IP包傳輸高清視頻具有眾所周知的缺點。首先，傳輸距離受限于100米。第二，重度壓縮導致圖像質量損失。第三，以IP包傳輸的視頻幀產生長延遲和可變延遲，導致視頻損失及時性和平滑流動性。第四，IP技術的復雜性導致安裝、運營和維護成本升高。

很多高端應用因要求高畫質和零延遲或近零延遲，采用無壓縮數字視頻傳輸方法。在高清閉路監控系統中，高清串行數字接口(HD-SDI)攝像頭通過同軸電纜以比特串行化兩電平調制傳輸專業級高質量的無壓縮數字高清視頻。然而，鑒于其極高比特率和非優化調制，HD-SDI的典型傳輸距離也限制在100米同軸電纜左右。

一般地，數字視頻傳輸先把數字源視頻，即時間上、水平上和垂直上離散、幅度上離散的3維信號，表達成壓縮的或無壓縮的數字式數據，再采用多種數字調制方法，以時間上離散、幅度離散的數字傳輸信號傳輸數字式數據。采用100base-TX模式的快速以太網接口的IP攝像頭，以3個離散電平的脈沖信號來傳輸數字式數據。其他采用 1000base-TX模式的千兆以太網接口的IP攝像頭，以5個離散電平的脈沖信號來傳輸數字式數據。這些傳輸數字式數據的離散信號值，如離散電平值，稱為星座。數字接收機需要根據含有噪聲和干擾的接收信號判決發送的離散信號值。通常，隨著傳輸距離加大到一定長度，判決出錯和數字比特誤碼迅速增加，變成不可使用。這稱為數字懸崖效應。數字視頻傳輸從內在本質上受到數字懸崖效應的損傷。相反地，模擬視頻傳輸采用模擬調制，產生時間上連續和幅度上連續的信號，沒有無星座，接收端無需判決，因而沒有數字懸崖效應，能平滑漸變降低質量。這個特性稱為優異漸變降質。