音视频数据传输

音视频数据传输（精选12篇）

音视频数据传输 第1篇

美国在911事件之后,为防范可能出现的恐怖袭击,先后通过了《爱国者法》和《国土安全法》,明确公众在网络上的信息在必要情况下可以受到监视,允许电子通信和远程计算机服务商在保护生命安全的紧急情况下,向政府部门提供用户的电子通信记录。

经过数年不懈的努力,中国相关部门加大了对互联网的管理力度,不断支持在传输内容监测领域进行研究,如今已实现了关键词监测、域名过滤和监控软件,均达到较先进的水平。但由于视听信息复杂程度远高于文本内容,现阶段对视听内容大都通过深度包检测和视频识别对传输内容进行计算密集型处理,监测效率和准确性仍可进一步提高。在三网融合的环境下,融合监管应先行,如何从技术上构建有效统一的监管机制值得思考。

2 主动策略监测技术方案分析

2.1 设计思想

利用监测传输流量实现对音视频内容的发现仍有较大困难。主要原因在于,互联网通过底层技术实现最大程度的兼容和开放,自创建以来处于无组织、无目的、无计划的“自生秩序”中。而且音视频信息的处理复杂度较文本信息成倍增长,因此对于网络音视频信息的监测方式,需要突破现有基于文本内容的监测规制,使用一种新的基于主动策略的技术体系。

本方案以数字媒体内容标引技术[1]为核心,在不影响现有传输机制的前提下,通过对传输内容抽取特征生成标引,并嵌入到对应的IP节目数据包中,从而使网络中的检测设备感知传输内容,实现对传输流的实时监测。笔者将从方案设计与标引表示方法、生成、嵌入、检测原理及原型系统验证等方面对该方案进行详细描述。

2.2 方案设计

基于内容标引的主动监测系统技术方案拓扑图如图1所示。根据逻辑层次分为3个平面,即基础设施平面、前台节点平面和集中管理平面。

基础设施平面的外延最为广泛,它涉及现有互联网上的所有设备,包括源端设备、传输设备和终端设备,该平面上传输的数据流为方案的监测对象。

前台节点平面处理标引与基础设计平台上传输数据流之间的一切核心操作,如完成标引主动嵌入和检测,上报原始监测数据等工作。该平台包括标引嵌入设备和标引检测设备。标引嵌入设备设置于靠近源端的传输网络边缘处,不影响传输网的数据正常发送,标引检测设备位于靠近终端的传输网络边缘,对终端透明,在终端加载检验模块进行校验处理并不是必要操作。

集中控制平面位于信息的汇聚层面,网络上和标引的各类归集和状态信息向该平面聚集,同时下发各类指令,如监测协议类型、标引过滤策略等实现分级管理,包含监控平台和指挥调度平台。

本方案处理3类信息:数据流、监测信息和指令。沿数据流方向看,源端播出服务器发送的音视频内容经过标引嵌入设备嵌入标引,并通过传输网络传输,经过标引检测设备检测标引的有效性,进而判断内容传输的有效性,统计监测信息,最终将有效数据流传到各用户终端。标引嵌入设备和标引检测设备对原始监测信息进行分类、加工,然后将其上报到信息汇总平台作深度数据挖掘。指挥调度平台同时根据不同的处置方案对前台节点平台的各设备下发调度、任务等指令,保证系统稳定运行。通过专有安全协议与前台的标引嵌入设备和标引检测设备之间通信,进行远程维护和管理。

3 内容标引技术

3.1 内容标引的表示方法

作为内容的特征及描述,内容标引应具有三大功能和对应的三大信息要素。三大功能为信源监测、内容感知和防伪造篡改。三大信息要素为运营商信息要素、节目描述信息要素和安全信息要素。

运营商信息要素对所有持证播出机构分配播出机构ID,可以保证在检测到非法内容时进行溯源,符合业务来源可靠的要求。

节目描述信息要素实现对传输内容的感知要求,综合考虑扩展性、传输效率和解析效率之间的平衡,将编目信息和节目属性等信息抽象成一种精简的数据集合。

安全信息要素实现标引防伪造、篡改功能,主要包含安全算法模式和鉴别码2个字段。设计方法是对标引内容进行单向散列运算生成鉴别码,散列函数具备计算单向性、抗碰撞、无冲突等特点,所以通过鉴别码计算出预映射值的求逆过程很困难,而且内容修改后进行散列运算会得到不同的散列值。在检测时通过比对接收到的鉴别码与重新计算的鉴别码,就可以发现篡改行为。

标引信息组织结构如图2所示。

配合标引的自识别性和扩展性,引入前同步码和版本字段,标引的格式与嵌入标引RTP[2]的报文结构[3]如图3所示。

标引各字段说明如下:1)前同步码用以区别、定位标引首部。2)版本主要考虑标引的升级和更新。3)安全算法模式为标识计算鉴别码的算法模式,每一种模式代表一种鉴别算法或安全鉴别算法。在标引的嵌入和检测之前,这个字段的取值应已完成协商。4)播出机构ID由监管机构核发,用于标识持有各类视听节目许可证的播出机构。5)编目信息用以描述节目内容,编目划分参考广播电视编目的相关标准。6)节目属性对内容的表现形式进行分类,可对不同的表现形式赋予不同的监管级别。7)鉴别码为保证标引在网络传输中的完整和有效性,标引附加鉴别码,由鉴别码根据安全算法模式对应的鉴别算法计算,并提供必要的安全、防篡改功能。

3.2 内容标引的生成及嵌入原理

标引嵌入设备获取内容流,生成标引、嵌入标引并发送至传输网络中,流程如图4所示。首先从传输网络中截获并提取待打标引的媒体数据包,根据媒体流的描述信息中提供的节目、机构等信息要素生成标引描述信息,然后根据标引描述信息、安全算法模式算出鉴别码,最后将数据报负载、标引打成携带标引的数据报,送入传输网络,同时透传无标引的数据报,实现将携带标引数据报混入无标引媒体流中。为保证传输效率,携带标引数据报的发送间隔应根据码流发送速率以及线路繁忙程度进行合理设计。当媒体流量随会话数量线性增长,发送携带标引报文的速率将按适当比例下降。

如果嵌入设备还未发送第1个携带标引数据报,嵌入间隔最小常量Tmin设置为2 s,否则设置为4 s,间隔最大常量Tmax设置为5 min。嵌入间隔T为

式中:k为调整系数,可由当时的链路质量和经验值确定;nsession为当前会话数;Ltag为标引长度;bwsession为当前会话带宽。

在标引嵌入设备中,可以维持一个计时器,计时器时长设定为嵌入间隔。图5为标引嵌入间隔算法的流程图,在确定需要嵌入标引的数据报时,首先检查计时器是否超时,如果计时器超时,则将定时器清零,再根据上述公式计算嵌入间隔T,将嵌入间隔设置为定时器的时长,并确定该报文需要嵌入的标引,如果计时器没有超时,则确定该报文不需要嵌入标引。

其中鉴别码是保证内容标引不被篡改的关键。其设计思想是:从内容标引结构中提取从左边算起n bit的字符(n<内容标引的总长度,Fleft(str,n)为数据块str从左边提取n bit字符的方法)。同时,从嵌入目标IP包的负载中提取从左边算起m bit的字符(m

预映射值=Fleft(标引描述信息,n bit)+

Fleft(IP负载,m bit)(2)

利用预映射值根据鉴别算法生成128 bit的鉴别码,如

鉴别码=Hash(预映射值,安全算法模式=0)(3)式中:安全算法模式数值取0时,鉴别算法采用单向散列函数(Hash)计算。由于单向散列函数是非可逆算法,并且该鉴别码与标引及IP包负载紧密相关,所以将标引信息替换掉,或是伪造一个相同长度的单向散列函数值,验证算法会很容易发现非法标引信息。

3.3 内容标引的检测

标引检测的目的是从待检测的数据提取标引进行分析、验证并生成监测信息。标引的检测工作既可位于传输网络的探针中,又可位于终端上。

探针的标引检测处理流程如图6所示,主要包括数据报接收、协议分析、流识别、内容标引识别、分析、鉴别以及对应鉴别结果的处理等7个步骤。

详细的标引检测流程如下:从网口或本机协议栈获得数据,根据数据报的3层、4层或更高层的协议完成规则匹配过滤、识别数据报,作为下一步流识别的依据,对同一协议类型的数据报进行流识别。对识别成功的数据进行下一步标引识别操作,对流识别失败的数据报进行非流数据报处理。之后根据标引定义的嵌入位置进行深层次协议识别标引识别,判别该流中有无携带标引的数据报,对有此标引所属的数据流进行标引分析,对无标引所属的数据流进行无标引所属数据流操作。对标引内容进行相应语法分析和语义解释,将携带有效字段的标引数据流送入标引鉴别步骤,将携带无效标引的数据流送入带无效标引数据流处理。根据标引鉴别与算法模式完成标引的鉴别,鉴别公式为

新鉴别码==H(预映射值重计算)(4)

若新鉴别码与报文中的鉴别码相同,就认为该标引鉴别通过。

现阶段为保证内容标引检测的处理效率,在鉴别算法上采用单向比对的方式,检测采用与嵌入同样的算法生成鉴别码,与该数据报中携带的鉴别码进行对比,以判断该内容标引是否被替换或篡改。对携带有效标引的数据流进行带有效标引的数据流处理,对带无效标引的数据流进行带无效标引数据流处理。

对于所有的数据报乃至数据流,无论是否携带标引、携带标引是否正确,均记录相关信息到监测信息进行统计,便于后续分析和上报。

区分处理包含多种方式:在探针中,包括透传、过滤和阻断;在终端上,包括可根据标引描述信息进一步分析并针对本机需要的数据向对应进程进行数据传输。

4 实验验证

搭建一套由RTP流媒体服务器[4]、内容标引嵌入设备、内容标引检测设备和流媒体播放客户端和IXIA测试仪表组成的原型系统[5](见图7),对上述技术进行验证。

启动标引嵌入和检测功能,内容标引检测设备能够对是否具有内容标引及其正确性进行判断,检测结果如图8所示。每一行指示一个RTP会话信息,包含RTP的基本信息(包数、启动时间、源IP和端口、目的IP和端口、是否为RTP)和标引信息(播出机构ID、节目类型、编目和鉴别结果)。

在PC客户端使用通用播放器播放嵌入标引的媒体流,仍可流畅播放,不影响现有音视频传输。系统截图如图9所示。

在PC客户端上使用wireshark对携带标引的数据包进行解码分析,可以看到内容标引已按照生成及嵌入方法要求正确嵌入到了RTP包中,如图10所示。

利用IXIA 400T仪表仿真150个客户端并发上述播放器的点播行为,观看时长约为2 min,测试场景中的点播策略如图11所示,RTP吞吐量如图12所示。仪表接收了约62.5 Mbyte/s的RTP流量,该系统的嵌入和检测设备在性能上可处理中等规模网络流量。

5 小结与展望

对内容标引在互联网音视频监测中的应用,从方案设计、内容标引表示、内容标引的生成、嵌入与检测和实验验证等4个方面进行了研究及实现。实验结果证明,该技术成果可以在不影响现有互联网音视频传输的前提下实现透明、有效监测,并为将来实现融合监管打下良好的基础,提供新的技术方向。在后续的工作中,将进一步研究标引的动态分级监测管理技术、高性能深度嵌入与检测技术以及监测数据挖掘处理技术等。

摘要：首先简要介绍了互联网音视频传输监测现状,其次对主动监测技术方案的技术需求进行分析,以互联网音视频传输内容为研究对象提出了基于内容标引的主动监测技术方案,为内容感知和传输监测提供了新的手段。之后较为详细地论证了内容标引及相关关键技术如生成、嵌入与检测等。最后对标引嵌入和检测两个关键环节搭建原型系统进行功能及性能验证。

关键词：监测,标引,嵌入,检测

参考文献

[1]夏勇,袁敏.数字媒体内容标引及映射方法的研究与实现[J].电视技术,2009,33(8):68-70.

[2]SCHULZRINNE H,CASNER S,FREDERICK R,et al.RTP:a transport protocol for real-time applications[EB/OL].[2009-12-12].http://www.ietf.org/rfc/rfc1889.txt.

[3]杨显斌,叶梧.基于IP网络音、视频流式传输的实现[J].电视技术,2005,28(8):73-75.

[4]黄拔峰,钟明,杨传钧,等.Darwin Streaming server的研究与应用[J].计算机工程,2004,30(19):134-135.

双绞线视频传输 第2篇

由于同轴电缆自身的特性，当视频信号在同轴电缆内传输时其受到的衰减与传输距离和信号本身的频率有关。视频信号在同轴电缆内传输时不仅信号整体幅度受到衰减，而且各频率分量衰减量相差很大，特别是色彩部分衰减最大，因此同轴电缆只适合于传输距离200米左右的视频。

光纤是为了解决远距离的视频信号传输而使用的。由于光纤整体传输系统价格太高，光纤铺设、连接需要专门设备，并且安装调试困难，故障难找，损坏不易维修等缺陷，对于3000米以内近距离视频传输而言，光纤并不是一个很好的选择。

寻求一种经济、传输质量高、传输距离远的解决方案十分必要。常州市鹏凌电子有限公司根据这种情况，结合国外近年的视频音频及数据传输的发展趋势，开发出双绞线视频音频及数据传输设备，可以将双绞线应用于监控传输系统中，很好地解决了上面的难题，在今后的监控系统中必将被大量使用。

在很多工业控制系统中和干扰较大的场所传输中都使用了双绞线，例如电话传输使用的就是双绞线，我们今天广泛使用的局域网也是使用双绞线。双绞线之所以使用如此广泛，是因为它具有抗干扰能力强、传输距离远、布线容易、价格低廉等许多优点。由于双绞线对信号也存在着较大的衰减，所以传输距离远时，信号的频率不能太高，而高速信号比如以太网则只能限制在100m以内。对于视频信号而言，带宽达到6MHz，如果直接在双绞线内传输，也会衰减很大，因此视频信号在双绞线上要实现远距离传输，必须进行放大和补偿，双绞线传输设备就是完成这种功能。加上一对双绞线收发设备后，可以将图象传输到1至2km，如果采用中继方式，还可以成倍增加传输距离，而且，传输图象的质量可以与光端机媲美（如近距离双绞线视/音频传输设备加权信噪比≥60dB，微分增益≤2%，微分相位≤2°）。双绞线和双绞线传输设备价格都很便宜，不但没有增加系统造价，反而在距离增加时其造价与同轴电缆相比下降了许多。所以，监控系统中使用双绞线进行传输具有明显的优势：

1． 传输距离远、传输质量高。由于在双绞线收发器中采用了先进的处理技术，极好地补偿了双绞线对视频信号幅度的衰减以及不同频率间的衰减差，保持了原始图象的亮度和色彩以及实时性，在传输距离达到1km或更远时，图象信号基本无失真。如果采用中继方式，传输距离会更远。

2． 布线方便、线缆利用率高。一对普通电话线就可以用来传送视频信号。楼宇大厦内广泛铺设的5类非屏蔽双绞线中任取一对就可以传送一路视频信号，无须另外布线；即使是重新布线，5类电缆也比同轴电缆及光纤容易的多。一根5类电缆内有4对双绞线，如果使用一对线传送视频信号，另外的几对线还可以用来传输音频信号、控制信号、供电电源或其它信号；若全部用来传送视频，可传送4路视频，提高了线缆利用率，同时避免了各种信号单独布线带来的麻烦，减少了工程造价。

3． 抗干扰能力强。双绞线能有效抑制共模干扰，即使在强干扰环境下，双绞线也能传送极好的图象信号。而且，使用一根缆内的几对双绞线分别传送不同的信号，相互之间不会发生干扰。

4． 可靠性高、使用方便。双绞线传输设备带有防雷击措施，按工业级设计，使用起来也很简单，无需专业知识，也无太多的操作，一次安装，长期稳定工作。

5.价格便宜，取材方便。由于使用的是目前广泛使用的普通5类非屏蔽电缆或普通电话线，购买容易，而且价格也很便宜，给工程应用带来极大的方便。

实时视频传输中相关协议探析 第3篇

关键词：视频传输；协议；拥塞控制

在视频传输的过程中，可能会由于IP数据流的突发性，当流量大时，网络会发生拥塞，引起丢包、误码，看到的图像中带有不少方块，这样的视频质量时无法让人们接受的。对视频编码技术的要求，不仅仅要压缩比高，而且应在恶劣的传输条件下(包括移动网络的衰落)具有抗阻塞、抗误码的健壮性。

传统的媒体传送方式和数据压缩算法限制了多媒体业务的功能实现，很难满足信道带宽的波动性大、信道的误码率高和视频实时传输的要求。视频是流性质业务，数据量很大。传统的媒体传送方式和数据压缩算法却限制了上述业务的功能实现，很难满足信道带宽的波动性大、信道的误码率高和视频实时传输的要求。

一、基于UDP协议的网络传输层协议选择

传统的TCP／IP协议传输实时音频、视频数据的能力较差。当然在传输用于回放的视频和音频数据时，TCP也是一种选择。如果有足够的缓冲区，和充足的网络带宽，在TCP协议上，接近实时的传输也是可能的，然而如果在丢包率较高、网络状况不好的情况下，此时利用TCP协议进行视频或音频通信几乎是不可能的。

TCP不适合实时音，视频的传输主要有以下几个原因：TCP的重传机制；TCP的拥塞控制机制iTCP报文头比UDP的报文；TCP的启动速度慢。UDP是与TCP同层的协议，它是一个非常简单的协议。UDP启动速度要比TCP快，传输之前不需要建立连接，没有确认机制来确保报文到达，也就没有重传机制。UDP使用底层的互连网协议来传送报文，提供尽量传递的无连接数据报服务，尽管UDP无法保证任何数据报的传递或验证数据报的顺序，但正因如此，它的传输延迟小，在传输效率上要优语TCP，可以用它来传输那些对实时性要求高于其可靠性的实时性数据。

实时视频传输系统中，例如实时监控系统中，重点在于及时收到当前监控画面，不一定要每次都保证视频数据传输的准确到位，而且UDP的组播能力又可以降低网络开销，因此对于实时视频监控来说UDP比TCP更适合于实时视频数据的传输。

所以，对实时视频数据的传输我们采用UDP协议。UDP提供较高的实时性，以牺牲可靠性为代价的，可能产生报文丢失、重复、失序等问题。因此，为了尽量保证传输的可靠性，在UDP协议之上采用专门为实时音，视频传输所设计的RTP／RTCP协议对视频数据进行封装和打包；对于本系统中，TCP协议主要用于控制信息和用户信息的可靠传输。

二、网络实时视频传送协议

(一)RTP协议

使用RTP协议的应用程序运行在RTP之上，而执行RTP的程序运行在UDP的上层，目的是为了使用UDP的端口号和校验和。通常RTP的协议兀是用UDP协议元来装载的，并利用UDP的复用、校验和来实现RTP的复用。由多媒体应用程序生成的声音和视频数据块被封装在RTP信息包中，每个RTP信息包被封装在UDP消息段中，然后再封装在IP数据包中。

RTP协议是专门为交互式话音、视频、仿真数据等实时媒体应用而设计的轻型传输协议，它为应用提供端到端的实时网络传输。但RTP协议本身不提供对实时媒体应用的服务质量保证，需要下层协议提供支持。

RTP协议主要完成网络上实时多媒体数据的传输，而由RTCP协议来负责监视控制。RTP的组成包括：序列号，用来侦测丢失的包；净负荷标识，描述了媒体的编码，它可以被更改以适应带宽的改变；帧指示，标记每一帧的开始与结束；源标识，标识帧的源；媒体内部同步，使用时间戳来侦测一个码流中不同的时延抖动，并对抖动进行补偿。

(二)RTCP协议

RTCP(Rea-Time Control Protocol)实时传输控制协议，它的设计目的是与RTP共同合作，对顺序传输数据报提供可靠的传送机制，并对网络流量和阻塞进行控制。RTCP的组成包括：服务质量(Qos)反馈，包括丢失包的数目、往返时间、抖动，这样，源就可以根据这些信息来调整它们的数据率；会话控制，使用RTCP的BYE分组来告知参与者会话的结束；标识，包括参与者的名字、e-mail地址及电话号码；媒体间同步，同步独立传输的音频和视频流。

在RTP会话期间，各参与者周期性地传送RTCP包，包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计信息，因此，服务器可以利用这些信息动态的改变传送速率，甚至改变载荷类型。

三、结束语

TCP／UDP是传输层协议，但无法满足音视频传输的需要。RTP／RTCP是建立在UDP基础上的传输层协议，RTP能根据RTCP的反馈信息动态调整码流速率以适应网络带宽的变换，能很好地为音视频传输服务。RSVP能提供Q0s保证。

参考文献：

[1]郭宝龙，倪伟，通信中视频信号处理[M]北京：电子工业出版社，2007

音视频数据采集接口电路设计及实现 第4篇

1 系统总体设计

音视频压缩编码传输方案如图1所示。上位机通过PCI总线将功能配置信息、管道配置信息和广播时间信息传入FPGA对应的缓存器中,这些信息包括对DM365的配置信息,对FPGA内部的压缩数据双级缓存器的配置信息和对视频显示时间的管理信息。只有先通过这些配置手段,DM365和FPGA才能正常工作[3]。

配置完成后就可对音视频进行采集。先通过摄像头采集到的RGB模拟视频流,传入TVP5146做采样处理,输出YCbCr4∶2∶2格式的视频流,再传入TMS320DM365的视频处理前端VPFE,在DM365中完成色彩空间转变,形成YCbCr4∶2∶0格式的视频流,由此完成模拟视频的采样工作,视频信号转换为数字视频[4]。通过MIC采集到原始声音传入TLV320AIC3101中进行采样处理,由模拟声音变为数字声音,传输到DM365中,等待下一步压缩处理。

在DM365对数字视频流和数字音频流进行MPEG-4压缩编码,形成ES流。ES流是经过音视频编码器编码后得到的音视频基本流[5,6]。ES流通过复用器打包,形成供传输和存储的TS流。DM365通过EMIF总线,将TS流数据传入FPGA的压缩数据双级缓存器中。由于压缩数据双级缓存器中每小周期传输的数据数量,已由管道配置信息进行了设置。因此,通过输入输出开关切换,将第一级缓存区中的数据传输到第二级缓存区中。在每个小周期信号到来时,通过第二级缓冲区与PCI总线,将TS流数据传到上位机,由此完成数据采集工作[7]。

上位机接收到TS流后,将其经过解复用器及MPEG-4解码器,形成可供播放的音视频[8,9]。

2 接口电路主要分系统设计

2.1 压缩数据双级缓存器

针对项目需求,设计一种满足条件的存储器显得尤为重要。在此设计一种双级缓存器。第一级为FIFO存储器,第二级为RAM存储器。因此要满足项目的要求,这里所说的存储器不是典型的FIFO存储器和RAM存储器,而是对其进行了更改或改进。双级缓存器逻辑如图2所示。

在每一次小周期信号到来时,类FIFO缓存区均会对其内部数据进行一次判断。若此时的数据量满足管道缓存区中配置信息要求的数据量,那么类FIFO缓存区就会将对应的数据量写入此时接收数据的RAM中,而下一个小周期到来时,再将数据输出。若此时数据量不满足管道缓存区中配置信息要求的数据量,则类FIFO缓存区就会输出对应数量的空数据(16 bit的0),供RAM接收。下一个小周期到来时,RAM将空数据输出。

2.2 功能配置信息缓存器设计

功能配置信息缓存区,用于存储由上位机发送过来的功能配置信息,这一缓存区由地址线cfg_index_out高4位进行寻址,在前12位管道索引均为0时,通过后4位索引功能配置信息缓存器地址。功能配置信息,主要包括管道数量、最高采样率、最低采样率、输入上限、输入下限、功能管理[10]。还有其他和音视频数据压缩有关的配置信息,主要包括视频参数、音频参数、字幕选项、字幕位置等。

图3为功能配置信息缓存器逻辑图。当功能配置信息及管道配置信息被写入板卡后,再通过EMIF接口向DSP传输配置信息之前,还需对配置信息进行回读验证。回读验证,是将配置信息完全通过数据线回读,在上位机验证无误后,主控板会发出一个握手信号,将设备命令总线dev_cmd_out[2]置高,从而提供验证无误使能,使DSP读取配置数据。功能信息的配置信息回读时,将功能空间的配置信息输入到片上总线桥的fun_data_in接口,以对功能空间的配置信息进行验证。

2.3 广播时间缓存区

经解压缩后的视频播放时要加入时间信息,因此在每一个小周期开始时,均会由主设备发送时间信息,通过PCI总线存储在时间信息缓存器中,以备DSP进行读取,用来验证DSP记录时间是否准确。

广播时间存储区的读写时序如下:采用40 MHz的写入时钟,使能端包括写使能和广播时间击中使能,由地址线brdcase_offset_out来完成寻址工作。

因为DSP要由广播时间缓存区读取时间信息,由此设计通过DSP芯片的SPI总线读取广播时间缓存器信息。设计的广播时间缓存器如图4所示,sipo模块用于接收从DSP的SPI总线传输过的地址信息。经过sipo模块的串并转换将串行地址线转变为4位并行地址线[11]。通过这4位地址线寻址RAM模块中的时间信息,读出此时间信息。再通过16位数据总线传输到piso模块,piso模块将16并行数据位数据转为串行数据输出。

3 接口电路仿真试验

3.1 压缩数据双级缓存器仿真

如图5所示,为压缩数据双极缓存器的仿真结果。可看出图中共有4个小周期信号到来,第1个小周期信号到来时,开始在类FIFO存储器中存储数据,第2个小周期到来时,类FIFO开始在第1个类RAM存储器中写数据。第3个小周期到来时,类FIFO开始在第2个类RAM存储器中写数据。此时,第1个类RAM存储器开始通过输出端读出数据。并经过细微验证数据无误,且可看出输出数据具有连续性,并无数据输出延迟等情况发生。

3.2 功能配置信息缓存器仿真

如图6所示,为功能配置信息缓存器的仿真结果。在第一阶段中,通过wbi_data_out向缓存器中写入数据。第二阶段为数据回读验证阶段,此阶段中数据通过dun_data_in数据总线回读,经过PCI总线流向上位机,并在上位机进行验证。第三个阶段为DSP读数据阶段,DSP通过EMIF接口将数据读入,并通过此数据进行视音频数据采集参数的配置。通过仿真结果中输出数据和输入数据的对比,设计的功能配置信息缓存器的准确性得到了验证。并可看出输出数据具有连续性,并无数据输出延迟等情况发生。

3.3 广播时间信息缓存器

如图7所示,为广播时间信息缓存器,可看出地址位是0100,对第5个寄存器中的信息进行寻址,第5个寄存器中信息为0000000000000100,对比dataout数据线的数据,可看出数据的正确性。

4 结束语

音视频数据传输 第5篇

——虹图高清嵌入式编解码器TMV-HV1001 虹图高清嵌入式编解码器TMV-HV1001是北京图美视讯虹图系列视频编码器产品中的一员。本产品是针对较大规模的专业级数字视频系统应用而设计的专业设备，用于解决视频一级低速率数据的编解码、复用以及网络传输。具有功耗低、数据处理能力强、接口丰富等优点，很好地满足了实时系统控制、工业自动化、实时数据采集、军事系统等有严格要求，并且可靠性要求高的重要设备的需求。

【产品优势】

• 支持全高清视频实时编解码;

• 嵌入式构架;

• 支持2 路VGA输入、2路VGA输出接口;

• 支持2 路HDMI 高清输入、2路HDMI输出接口;

• USB2.0 接口，可插入U盘用于临时视频码流存储;

• SATA接口，用于本地视频存储，适合DVR场合使用;

• 视频编码支持MPEG4-10 AVC Base line，最高1080P 60帧/秒;

• 双路千兆以太网音视频传输;

• 友好的操作界面和便于操作的菜单系统。

【产品规格】

视频输入：2 路VGA接口，2路HDMI接口

视频输出：2 路VGA接口，2路HDMI接口

其他接口：1个USB2.0接口，1个SATA接口

网络接口：2 路千兆以太网

机 箱：采用标准1U机箱

电 源：AC220V

环 境：温度：0℃~70℃ 湿度：85%RH 以下

外形尺寸：480×360×44(宽×深×高(mm))

【应用领域】

可以广泛应用在通讯、网络，适合实时系统控制、产业自动化、实时数据采集、军事系统等需要高速运算的领域，也适用于智能交通、航空航天、医疗器械、水利等模块化及高的可靠度、可长期使用的应用领域。此外还适合课堂录播系统、医疗系统、雷达系统等仪器视频记录系统。

视频网络传输中相应算法研究 第6篇

关键词：码率控制 网络拥塞控制 非平衡多描述编码 峰值信噪比

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）010-075-02

1 引言

H.264是普遍使用的視频编码国际标准，相对应的码率控制方案如JVT-G012，然而JVT-G012不足之处在于当视频序列存在快速运动或场景变换时，各帧之间的MAD（Mean Absolute Difference）波动很大，会引起MAD预测模型失效；在处理P帧的基本单元比特分配时，易造成帧内图像波动。为了有效解决此问题，本文提出基于亮度梯度加权的码率控制，很好地解决了由于图像剧烈波动而造成的视频编解码质量下降的问题。

随机早期检测RED算法是典型的主动队列管理AQM（Active Queue Management）拥塞控制算法，虽然能提高链路带宽利用率并减小队列平均长度，但是存在时延抖动、不能有效估计拥塞等问题。本文采用UMDC使用不同的视频描述，即高分辨率（High-Resolution，HR）描述具有较高的权重和质量，反之称为低分辨率（Low-Resolution，LR）描述，作为冗余用于隐藏HR描述在传输过程中包丢失产生的错误。提出基于拥塞控制的网络视频传输质量保证方法，能有效估计网络拥塞状况、减少丢包率和降低网络延迟。

音视频数据传输 第7篇

数据中心顺应了数字化时代的发展,其多功能性、实用性使数据中心音视频系统达到了人性化的设计要求。扩音系统、音频调节、无线麦克和投影精准度以及集成控制系统等的不断更新发展,使视频会议变得简单而便捷,也使得在办公的数字时代中更突出了时效性、生动性。

二、工程概况

1. 系统设计概况

本方案主要针对中国人寿数据中心三大区块进行说明:A楼(办公区)、B楼(运维办公区)及C楼(后勤值宿区);范围包括多功能厅、多功能宴会厅、10人以上(含10人)的各类会议室及各类培训教室进行归类,共计12个项目进行说明。此系统主要进行多媒体系统的设计,包含有会议扩声系统、视频显示系统、会议录播系统、舞台灯光系统及集中控制等系统。多媒体会议室系统是日常各种工作的主要场所,其中主要包括扩声系统、会议发言系统、同声传译系统、视频显示系统、摄像自动跟踪、双向集中控制系统等。文章将结合多功能厅的音视频系统进行详细分析。

2. 设计原则

根据内部建筑的情况及目前专业的发展状况进行设计,多功能厅总体上把握了以下原则:(1)系统的先进性。本系统在技术上适度超前,整个系统符合今后的发展趋势,在今后相当长的一段时间内可保持其技术的领先地位;(2)成熟性与实用性。各子系统采用先进的、已使用过、成熟可靠的产品,同时具有实用性,充分发挥每一种设备的功能和作用;(3)灵活性和开放性。可以与未来扩展的设备具有互联性与互操作性;(4)集成性和可扩展性。系统设计应确保会议系统结构的先进性、合理性、可扩展性和兼容性,使整个系统可以随着技术的发展和进步,不断得到充实和提高;(5)经济合理节约。系统在确保满足用户需求的基础上,应充分注意节约,作到先进性、功能性与经济性有机结合。

三、多功能厅项目音视频系统分析

多功能厅位于A楼(办公区)一层,是集大型会议、新闻发布会和视频会议及同传会议于一体的多功能使用场所。大会议室观众区成阶梯状分布,房间宽24 m,纵深32 m。前场高度约为7.4 m、后场层高约为5.8 m。观众席首排距离主席台口2.2 m,末排距离台口21 m。舞台区宽16.8 m、纵深约1.8 m。

1. 扩声系统

本设计中扩声系统包含三大部分:1)话筒及音源部分;2)信号传输处理部分;3)信号放大扩声部分,如图1所示。

(1)系统信号流程描述

音频系统采用数模结合、数字的信号处理传统和模拟的信号控制传输相结合的设计与时下流行有机的结合,可进行快速切换,极其方便管理员操作。最为显著特点就是处理能力强大,系统轻便安全。扩声系统在满足功能需求的前提下,信号所经过的设备越少则信号的失真率越小。本会议系统就是一个功能全面,结构严谨的多功能扩声系统。所有信号由音源进入处理器处理后,直接进入扬声器进行扩声。整个信号经过四个流程:信号拾取(声电信号转换)信号处理信号功率加载放大信号还原扩声(电声信号转换)。

所有的音源信号进入数字音频处理器处理,单台BSSAUDIOBLU100数字音频处理器提供了12路的输入接口,两台处理器联机多达24路输入,完全可以满足拾音设备、音频播放设备及外部系统信号输入的通道需求。数字音频处理器是整个系统的信号处理核心,具有混音、线路交换、延时、路由、图式均衡、参量均衡、压缩限制器等功能,方便操作人员和调试人员使用。经过处理器处理的音频信号输出至功率放大器进行功率加载信号放大后,传输给扬声器终端扩声。本设计中的功率放大器具备DSP处理能力,可以更好的保护扬声器。功放功率均采用1.5倍以上与扬声器额定功率的匹配方式,充分保证了扬声器的动态范围和性能展现。

(2)扬声器选型及布位原则

二只主扩声扬声器采用TANNOYV15同轴单元扬声器入墙式安装,距台口左右上方3 m处;一只中置扩声扬声器采用TANNOYV300同轴单元扬声器入墙式安装,距台口中间上方6 m处;在观众席上方均匀安装四排共十六只TANNOYCMS801DCBM吸顶扬声器;在舞台口均匀安装二只TANNOYV12舞台返听扬声器。为了避免出现前后场的声压差较大,因而在多功能厅天花安装十六只TANNOYCMS801DCBM吸顶扬声器。

2. 视频系统

视频系统主要包含投影显示设备、矩阵切换设备、视频摄像记录设备及信息输入设备等。由视频显示设备信号切换路由、信号接入传输、信号拍摄录制、辅助安装设备组成。视频系统在满足功能需求的前提下,信号所经过的设备越少则信号的失真率越小。所有信号进入音视频矩阵后,直接传输到视频播放设备进行信号放大,整个信号经过三个流程:信号采集矩阵处理分配信号放大显示,如图2所示。

个人PC或外界视频信号通过接入到多功能信息盒传输到RGB矩阵进行切换,摄像头的信号进入到AV矩阵,再分别传输到投影设备及播放设备进行显示。

远程视频前端将信号发送到远程视频会议终端,再发送给远程视频远端。远程视频终端系统接收视频远端系统发送的信号,通过视频矩阵传输给显示设备。

3. 数字发言及同传系统

数字发言及同传系统是通过将数字会议主席和代表单元的信号传给会议系统主机。会议系统主机将信号一方面传输给扩声部分进行处理扩声,另一方面传送给现场的翻译人员。译员通过翻译单元话筒传输回会议主机,再将不同语种的音频信号传输至4通道数字红外发射主机。通过与红外发射主机连接的4个数字红外辐射单元,将信号投射到会场的每一个角落,则红外接收机就可以接收各个辐射单元的辐射信号了。

4. 集中控制系统

本系统是结合了现代化多功能厅的要求、设计目标和场地因素。本公司在实际多功能厅的工程经验及本案的特殊要求上,采用先进的控制理念,并考虑优化的性能价格比。使系统达到了对每个房间的设备进行分类控制,也对全部房间的所有设备进行了控制。由CRESTRONCP2E控制主机一台、TPSI-6X5.7寸无线触摸屏一块、CNX-B12W8键墙面控制面板块、继电器箱一只及相应的底座、红外线发射棒若干及软件一套组成。

四、多功能厅深化设计

1. 深化原因

多功厅数字会议系统中目前具备4台译员机,将来装潢分割后应有4间译员室。译员身处译员室内进行同传工作,所以需要观察所翻译对象的事实画面情况。目前具备有8台等离子显示设备,在矩阵配置上采用了一台一分八的RGB视频分配器以及一台一分八的AV视频分配器。这样的配置容易导致分区使用时,DLP显示分区难的问题。所以,需要更换设备来到达分区简便的功能。控制机房缺乏有效的现场音视频信号监控能力,需要增加音视频信号监控设备,从而方便操作人员控制现场音视频信号。

2. 解决方式

增加四台19寸监视器,每间译员室内摆放一台。用于显示会场视频信号,方便译员翻译。并增加一个视频倍线器,可将AV矩阵中的符合视频信号转换为RGB视频信号,输入到RGB矩阵中。再把原先的一台一分八的RGB视频分配器以及一台一分八的AV视频分配器替换为两台一分四的VGA分配器,这样就可以单独的为两个分区中的DLP显示器提供两组独立信号,方便分区视频显示使用。

五、结语

综合各方面的情况来看,本方案是目前国际上比较先进的系统,在国内应属同类系统的佼佼者、选用设备均为国际、国内知名厂家的产品,并且是这些厂家近年来的新型号产品或专利产品,能够满足对设备性能指标的要求。

参考文献

[1]王克甫,隋洪毅.基于光纤通信的远程互动会议系统的建立[J].通信电源技术,2012(09).

音视频数据传输 第8篇

无线传输的媒介为自由空间, 因此外界环境的干扰对其通信质量有很大的影响, 煤矿井下的无线通信更是如此。由于煤矿井下的条件恶劣, 巷道布置错综复杂, 利用无线传感网技术传输音视频流存在着速率低、丢包率高的问题, 导致在接收端接收到的音视频播放很不流畅。由于无线信道的不可靠传输, 在复杂环境下丢包率高达40%, 而视频压缩编码技术会在很大程度上去掉视频帧内和帧间的冗余码, 一个视频帧的丢失虽然不会造成大的灾难, 但接收到的视频播放的流畅性和清晰性会受到很大的影响。

在煤矿井下利用无线传感网技术传输音视频流数据时, 由于受到无线芯片性能的限制, 一次只能传输少量字节的数据, 而一个以太网帧最长为1 518 B, 因此, 需要对长的以太网帧进行拆/组帧处理。本文就井下救灾机器人的无线通信系统提出一种基于FPGA实现的对以太网帧进行拆/组帧的方法, 以此来减小无线传输丢包问题对整个系统通信质量造成的影响。

1 系统介绍及方案的提出

在救灾机器人无线通信系统[1]中, 由视频服务器采用H.264视频编码规范对提取到的视频信号进行压缩编码, 并将编码后的数字信号转换为以太网信号通过RJ485接口送入FPGA (EP1C3) , FPGA再通过内部设计的SPI接口与无线收发模块MG2455连接通信, 传输视频流数据。FPGA连接结构如图1所示。

SPI控制器按字节接收和发送数据, 而MG2455内部缓存器 (RADIO FIFO) 一次只能缓存120 B的以太网数据, 当它每接收到120 B数据时, 便对其进行CRC校验, 校验无误后加上包头和包尾, 最后通过无线信道传输。在接收端, FPGA若检测到有数据包丢失, 则该数据包所在的以太网帧整体被丢弃, 这就造成了资源的浪费。

因此, 本文提出对以太网数据帧进行拆/组帧的方法, 即在发送端将一个以太网帧拆分成若干个小的数据包进行传输, 在接收端将小数据包组合成以太网帧, 并对丢失或损坏的数据进行一定的处理, 最后对接收到的数据帧重新计算帧校验序列 (Frame Check Sequence, FCS) , 这样既有效利用了丢失部分数据的以太网帧, 又提高了有效数据的利用率, 减小了音视频流中数据丢失对接收端收到的音视频流质量造成的影响。

2 以太网拆/组帧的FPGA实现

2.1 拆帧 (发送端)

2.1.1 以太网帧格式

目前, 广泛使用的以太网帧有如下4种格式:

(1) Ethernet II, 即DIX 2.0, Xerox与DEC、Intel在1982年制定的以太网标准帧格式;

(2) Ethernet 802.3 raw, Novell在1983年公布的专用以太网标准帧格式;

(3) Ethernet 802.3 SAP, IEEE在1985年公布的Ethernet 802.3的SAP版本以太网帧格式;

(4) Ethernet 802.3 SNAP, IEEE在1985年公布的Ethernet 802.3的SNAP版本以太网帧格式。

每种格式的以太网帧起始都有8 B的前导字符, 它标识着以太网帧的开始, 作用是使接收端进行同步并做好接收数据帧的准备。本方法采用Ethernet II以太网标准帧格式。

Ethernet II以太网标准帧格式的以太网帧长度为64～1 518 B (不算8 B的前导字符) , 其帧格式如表1所示。

其中, 12 B的目标地址和源地址分别标识发送数据帧的源节点MAC地址和接收数据帧的目标节点的MAC地址;接下来的2 B标识出以太网帧所携带的上层数据类型;在数据字段后是4 B (FCS) , 采用32位CRC循环冗余校验对从“目标地址”字段到“数据”字段的数据进行校验。由此可见, Ethernet II类型帧格式中前22 (7+1+6+6+2) B均是重要数据, 若在传输过程中丢失或发生错误, 则这一整个以太网帧的数据将变得毫无意义, 会在上层被自动丢弃。

2.1.2 拆帧的FPGA实现

在救灾机器人无线通信系统中, 视频数据经过数据链路层的封装后通过无线网络进行传输。由于无线收发模块MG2455内部缓存器大小的限制, 笔者将一个以太网帧拆分为若干个大小为120 B的数据包, 包括 1 B的前导字符 (7D) 、1 B的序列号 (帧序列号reg 1和数据包序列号reg2) 以及118 B的以太网数据 (最后一个数据包除外) , 其结构如表2所示。

帧序列号和数据包序列号是为了在接收端能将若干的小数据包按拆帧时的顺序组合成一个完整的以太网帧, 避免乱序。表2中的“数据”字段是指将一帧以太网数据 (包括前导字符、源/目标地址、长度/类型、视频流数据) 拆分后的数据段。

由于视频流数据在传输过程中会丢失或发生错误, 所以在接收端要对接收到的数据重新计算FCS。为节省资源, 在发送端将表1中Ethernet II帧格式中最后4 B的FCS丢弃不传输。FPGA发送端的处理流程如图2所示。

在用FPGA实现该过程的时候, 使用了EP1C3内部的2个RAM进行缓存, 大小分别为128 B的RAM1和2 048 B的RAM2。其中, RAM1的前2个地址中存放的值为7D (地址为“0000000”) 、reg1&reg2 (地址为“0000001”) , 当RAM1写满120 B时指针归为“0000001”地址, 接着写下一个数据包的数据。在对RAM1进行读操作的同时对RAM2进行写操作, 且两者的频率相同, 而RAM2的读时钟比写时钟要慢很多, 因此既不会有延时也不会造成乱序的问题。SPI口从RAM2中读数据, 会丢弃最后4 B的FCS不读。RAM1、RAM2的存储结构如图3所示。

2.2 组帧 (接收端) 的FPGA实现

接收端要完成的任务包括去掉每个小数据包的前2个字节 (7D, reg1&reg2) 、对传输过程中丢失的数据包进行处理、将小数据包按顺序组合成一个完整的以太网帧并对接收到的数据重新计算FCS。FPGA接收端的处理流程如图4所示。

采用地址偏移的方法将接收到的数据放入接收缓存器RAM3 (大小为2 048 B) 中缓存, 其存储结构如图5所示。每个数据包中第一个字节的数据在RAM3中存放的地址应为reg2*118。当前一帧数据接收完毕, 下一帧数据来临时, 它会将RAM3中前一帧的数据覆盖掉。若在传输过程中有部分数据丢失, 接收缓存器中丢失数据存放的位置的值就不会被覆盖, 保留前一帧中对应地址的数据。

这样处理的好处:如果有部分数据丢失, 在接收端, 该数据包所在的以太网帧没有被丢弃, 而是丢失的那部分数据由其它数据填充, 大大减小了数据丢失对音/视频流的无线传输造成的影响, 以此可提高无线视频传输的可靠性和流畅性。

3 帧校验序列 (FCS)

CRC通常有串行和并行2种生成算法。串行CRC速度快、算法简单, 实现容易;并行CRC实现起来复杂, 占用资源也较多。

而在救灾机器人无线通信系统的接收端, FPGA按字节接收数据, 若采用串行CRC算法, 就必须先将8 bit并行数据转换为串行数据, 并且时钟也要提高8倍, 这样实现起来会更复杂, 因此本文采用参考文献[3]中提出的8 bit并行CRC-32的矩阵算法。该算法是在串行结构CRC-32校验码基础上设计出来的, 检验码由输入的8 bit数据经过“异或”运算直接得到, 效率高, 也更便于硬件实现。生成的校验码与采用串行结构生成的校验码完全一致, 同时克服了并行查找表法占用资源多的缺点。

4 结语

本文基于井下救灾机器人无线通信系统, 针对利用无线传感网技术传输音视频流时丢包率高的缺点, 提出了一种基于FPGA实现的对以太网数据帧进行拆/组帧的方法, 充分利用了丢失部分数据的以太网帧, 降低了无线传输丢包问题对整个通信系统造成的影响, 以此提高了无线视频传输的可靠性。该方法已在Altera公司的Cyclone系列FPGA芯片上实现。该方法同样适用于在复杂环境下利用无线传感网技术传输其它大数据量的通信系统。

参考文献

[1]钱善华, 葛世荣, 王永胜, 等.救灾机器人的研究现状与煤矿救灾的应用[J].机器人, 2006, 28 (3) :105-154.

[2]徐钊, 田传根, 唐璐.矿井救灾机器人通信系统设计[DB/OL]. (2009-06-15) .http://www.paper.edu.cn.

[3]郭熙夜, 苏绍?, 王跃科, 等.并行CRC-32校验码生成算法研究及其实现[J].电子技术应用, 2007 (5) :

[4]李波, 张毅.煤矿井下无线通信技术分析[J].中国科教创新导刊, 2008 (27) .

音视频数据传输 第9篇

为了顺应新媒体对未来广播宣传的技术需求, 自2012年开始筹建, 经过全台广大编播技术人员的共同努力, 2016年初天津数字广播大厦已进入播控设备安装调试阶段。新建的广播编辑录制和播出监控技术系统的规模强大, 各子系统分工明确、独立性高, 彼此关联更加紧密。本文介绍的音、视频传输系统是广播播控系统的一个子系统, 主要功能:1.实现天津广播电视台广播播控系统16套广播节目 (含4套预留) 、中央广播电台一、二、三套节目、中央电视台一套、新闻频道节目等近百路主备音、视频节目信号与天津广播电视台传输中心对接。2.搭建的视频信号控制平台完善了广播电台技术系统对音、视频信号的管理和监控功能。

1 系统的整体结构解析

音视频传输系统由总控音频系统输出的音频信号及外接输入的音视频信号和视频信号控制平台两个部分组成。系统框图如图1所示。

1.1 总控音频系统输出的音频信号

由广播总控音频系统输出的16套自办广播节目主、备路音频信号;3套中央电台节目、1套国际台节目和6套付费节目 (包括背景音乐、古典音乐、戏曲音乐、小说节目和外语节目等) 的主、备路音频信号, 通过主、备多路数字音频光发设备传输至天津广播电视传输中心, 再由传输中心传输至各发射终端。

1.2 外接输入的音频信号

国干网信号是从天津广播电视台传输中心26层机房通过主、备两路E1光发传输设备和4台国干网信号E1解码器解调出中央电台一、二、三套广播节目的音频信号。

L波段信号是从天津广播电视台传输中心前端卫星天线接收的经L波段光发、光收设备, 通过功分器输入给音频卫星接收机, 解调出中央电台广播节目用的音频信号。具体接收信号包括:

中星6B/C/V接收机4台, 用于接收中央电台一、二、三套广播节目的音频信号。

中星6A/Ku/V接收机2台, 用于接收卫星车和北京音乐台广播节目的音频信号。

中星6B/C/H接收机1台, 用于接收上海财经节目。

另外, 天津广播卫星车和北京音乐台所用的中星6A/Ku波段垂直极化信号由我台自行接收, 经2部1×4分配设备 (功分器) 和一套卫星天线, 两台卫星接收机。为确保一定的扩展能力, 系统设计多安装一套卫星接收系统, 包括天线、功分器和接收机, 目前可用于接收亚太6号卫星的中央台信号, 为转播中央台做备份, 或改换接收其它卫星信号进入L波段矩阵, 以便未来的灵活调度。

上述, 所有外接输入的音频信号都经跳线盘输入到总控音频系统, 由总控音频系统的音频矩阵来完成各音频信号的分配播出等工作。

1.3 视频信息控制平台

1.3.1 外接输入的视频信号

经过与传输中心沟通, 传输中心可以为音视频系统提供4个通路的L波段信号, 包括中星6A/C波段垂直和水平极化信号及中星6B/C波段垂直和水平极化信号。L波段信号通过光端发射和光端接收设备传输到新厦总控音频系统机房, 经功分器和一部8×16的L波段矩阵 (带矩阵遥控面板) 进行L波段信号接收和分配。

结合电台实际需求配置了高清、标清卫星接收机各4台, 其中6台用于主备接收CCTV1、CCTV5和CCTV新闻信号, 另外两台备用。

卫星接收机采用具有多路SDI视频输出和多路AES音频输出的设备, 能够同时将视频信号输出给主备视频矩阵, 以便进行切换调度, 音频信号送入总控音频系统进行处理。高清卫星接收机可通过网络进行远程控制, 方便在总控值班机房通过计算机直接修改配置, 进而可以接收不同节目。

由天津广播电视台传输中心送来的4路高清数字视频信号 (HD-SDI信号) , 经4套带AES解嵌输出的HD-SDI光收设备, 输出8路SDI/DVI信号分别进入主、备32×32路视频矩阵, 以及输出4路AES音频信号进入总控音频系统的音频矩阵。

此部分主要用于在转播大型体育赛事时, 接收电视台传送过来的各比赛现场的音视频信号。

1.3.2 视频矩阵

为了便于对各路视频信息的分配、调用、集中管理和监控, 实现为各直播间的视频显示终端、共享编辑区、总控大屏幕显示系统等提供优质、稳定的音、视频节目信号。系统配置了主、备两套视频矩阵, 容量为32×32, 配备了矩阵遥控面板, 实现遥控功能。双视频矩阵输入、输出信号都是SDI信号。它一方面可以将送往直播间的视频信号 (用A矩阵) 与送往编辑区或录制系统的视频信号 (用B矩阵) 分开处理, 尽量避免误操作影响播出, 另一方面B矩阵还可作为主视频矩阵的备份和扩展使用。视频矩阵安装在总控设备机房, 可以通过远程方式在总控值班机房直接控制矩阵切换。

1.4 其它音视频信号的拾取和输出

图1中, 有线电视机顶盒提供的电视信号经过HDMI/SDI转换后, 进入视频矩阵和音频矩阵;由于录制区的2层1000平米演播室的导演室与总控机房距离较远, 所以采用光发、收终端设备进行音视频信号的双向传输;由于16套直播间、交通路况室和总控大屏幕显示系统的显示屏输入接口是DVI, 故采用SDI/HDMI (DVI) 转换器, 将视频矩阵输出的SDI信号转换成适合这三个系统显示屏接收的信号格式;由于7层共享编辑区需要音频信号, 故备视频矩阵送给7层编辑区的9路SDI视频信号要先送入高标清AES音频解嵌器, 由解嵌器环出SDI信号送入7层大屏处理器, 解嵌出AES音频信号用于音频应用。

另外, 为了更好对视频信号进行监控管理, 将主、备视频矩阵输出的SDI信号接入视频监控设备, 有助于值班人员发现问题, 并及时解决问题。

2 视频信息的应用

音视频传输系统的视频信息控制平台, 实现了广播电台各套广播节目对各种视频信息的技术需求和台内视频信息的共享。如图2, 交通台直播间、交通路况室、2层1000平米演播室的导演室、多媒体直播间和有线电视机顶盒为视频信号系统提供了7路台内的音视频信号。而视频信号系统向16个直播间输出了16路视频信号, 为7层共享编辑区大屏幕显示系统提供9路音视频信号、总控大屏幕显示系统提供3路音视频信号, 向录制区的大演播室和交通路况室各提供1路音视频信号。

总之, 视频信息控制系统是集中管理视频信号的平台, 实现各个系统之间视频信号的交换和调用, 在视频信息综合管理控制上处于核心位置, 也是播控系统中不可或缺的一个子系统。

3 结束语

基于无线网络的视频和数据传输系统 第10篇

关键词：无线网桥,视频监控,数据采集

0 引言

随着油田自动化信息系统建设, 油田内部从以前粗放式管理向信息化管理过渡, 逐步加强了从采油过程到输油过程的集中管理。油田企业由于其生产区域范围大, 生产环境复杂, 不利于采用传统的有线方式来构架生产区域的网络。因为有线方式构架网络不但会由于所监视区域大而需要铺设大量网线, 从而提高成本, 而且一旦遇到障碍物或者周围环境恶劣时, 将更不利于有线网络的施工工作;同时, 有线网络还存在可扩充性、灵活性差等缺点, 一旦要增加或者减少被监测点, 将会带来新的施工周期。在这种情况下, 采用无线网络将具有无可比拟的优势, 利用无线网桥技术, 可以将多个监测点与中央控制中心连接起来, 且搭建迅速, 可以在最短的时间内迅速建立起无线网络链路。

1 系统组成

本系统专门针对油田所在地区的地理特点, 结合当地的地理环境采用无线网桥为网络架构主体, 使系统满足远程视频和数据监控的需求。可24小时实时监控井场生产的安全情况, 降低了安全监控人员的劳动强度, 为监控中心的调度指挥提供强有力的保障, 监控中心的调度人员通过监视远端传送上来的现场图像及工况数据能直观、准确、及时地了解各井场的实际情况。同时该系统借助油田现有的办公网络资源, 能为各级管理部门的应用需求提供开放的数据平台, 使生产和管理人员及时控制和掌握生产动态, 对取得的实时数据进行统计、分析、优化, 从而为保证生产设备正常运转、降低生产成本提供重要依据。

本系统主要有3部分组成:前端图像、数据采集系统 (含供电系统) 、无线传输系统、后端监控管理指挥系统。

2 关键技术

2.1 无线局域网 (WLAN)

无线局域网利用射频 (RF) 技术, 取代由双绞线连接的有线网络, 从而具备高度的灵活性和弹性。本系统无线局域网采用IEEE802.11g协议标准;该协议工作在5.8GHz的频段, 采用DSSS (直接序列扩频) 再配合CCK (补码键控) 的调频方式, 传输速率最高可以达到54Mbit/s, 成为事实意义上的高速无线局域网, 能保证用于局域网范围内视频传输所需的带宽要求。同时配合高增益天线, 可以使网络的有效传输距离达到10km以上, 能满足大范围无线监控的要求。

2.2 视频压缩标准的选择

由于未经压缩的视频数据量十分庞大, 而传输信道带宽常常很有限, 所以压缩标准的正确选择对视频的网络传输至关重要。目前对视频流进行数字压缩的标准很多, 主要有:MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4以及H.263。

H.263是国际电信联盟为64K窄带信道制定的极低码率编码标准, 对带宽要求低、图像质量较低。MPEG-1、2、4标准是MPEG组织制定的移动图像编码标准, 其中MPEG-1能达到VCD图像效果, 在352288的分辨率下的位速率一般要1.5Mb/s;MPEG-2是MPEG-1的超集, 能达到DVD图像质量, 在720576的分辨率下, 位速率需3.5Mb/s以上。

MPEG-4是超低码率运动图像和语言的压缩标准, 它不仅是针对一定比特率下的视频、音频编码, 更加注重多媒体系统的交互性和灵活性。MPEG-4标准传输速率要求较低, 在4800-64Kbits/sec之间, 分辨率为176X144。MPEG-4利用很窄的带宽, 通过帧重建技术, 压缩和传输数据, 以求以最少的数据获得最佳的图像质量。与MPEG-1和MPEG-2相比, MPEG-4为多媒体数据压缩提供了一个更为广阔的平台。它更多定义的是一种格式、一种架构, 而不是具体的算法。它可以将各种各样的多媒体技术充分用进来, 包括压缩本身的一些工具、算法, 也包括图像合成、语音合成等技术。而且MPEG4标准的占用带宽可调, 占用带宽与图像的清晰度成正比。以目前的技术, 一般视频传输占用带宽大致在几百K左右。采用了MPEG-4视频压缩技术, 可以从根本上很好地解决了图像数字化和带宽之间的突出矛盾, 算法的特点在于它实现了高质量视频图像的极高压缩比。

由于MPEG-4视频压缩标准具有压缩比高、图像质量好的优点, 本系统将采用这一标准对原始视频图像进行压缩, 可以大大的减小在无线网络中需传送的数据量;完全可以达到实际应用的要求。

3 系统特点

下表对典型的3种监控方案做了比较: (上接第212页)

通过上述比较, 针对油田行业本身特色, 我们认为基于无线网络的视频监控系统更能适应于油田生产需要。

4 系统功能

1) 井口数据采集;

2) 综合故障报警;

3) 视频监控;

4) 自动报表生成。

4.1 井口数据采集

1) 采集井口工况数据并写入数据库;

2) 井口工况数据历史查询。

4.2 综合故障报警

1) 记录数据超限故障、通讯故障、软件模块故障、用户操作等多种信息;

2) 使用最新的Flash, AJAX技术, 实现了国内领先的基于Web的实时报警功能;

3) 报警历史信息查询;

4) 采用多媒体技术报警;

5) 管理员消警功能。

4.3 视频监控

1) 监测井场实时画面;

2) 重点监测部位异动报警;

3) 提供多种方式查询。

4.4 自动报表生成

1) 采用Excel模板机制, 以模板化的方式, 自动生成报表, 并可以灵活扩充新报表;

2) 根据生产需要可进行二次开发, 为生产过程的节能优化提供决策支持。

5 应用情况

目前该系统已经在本单位黄桥地区的二氧化碳井场得到应用。队部通过一台监视器能够远程查看到分布在各个井场的实时图像和井口的压力, 流量, 温度等数据。通过对生产过程的实时监控, 能够及时发现安全隐患, 设备工况, 为加强管理, 提高生产效率提供很好的保证手段。

参考文献

[1]张刚要.视频信息的网络化传输及呈现[J].常熟理工学院学报, 2005 (2) .

拥抱大数据时代的视频跨屏营销 第11篇

此次营销分享会推出了爱奇艺与河南卫视联手打造的首档原创汉字类节目《汉字英雄》。这档节目由中国顶尖制作团队齐力打造，运用多屏联动技术，实现电脑屏幕、手机屏幕和电视屏幕的实时跨屏整合，成就今夏 “网台联动”的巅峰之作。

爱奇艺还展示了如何通过大数据来挖掘网络视频用户的营销价值。依托百度海量搜索数据，打通爱奇艺和PPS的数据，在独一无二、真实可信的大数据平台基础上，国内最为精准的贴片广告形式“一搜百映”正式投放市场。

业内独创并已经与众多国际一线品牌深度合作的搜索整合营销“蒲公英计划”在2013年将继续成为广告主所追逐的焦点。今年爱奇艺蒲公英计划将再度升级，基于百度搜索热门生活类数据建构更大种类专业知识类短视频库，并且与强生、飞利浦、家乐等国际一线品牌继续进行深度合作。

实用视频数据压缩方法 第12篇

随着信息技术的发展, 多媒体数据的应用越来越普及。多媒体是计算机技术和视频、音频及通信等技术集成的产物。多媒体信息经数字化处理后的数据量非常大。这样, 如何在多媒体系统中有效地保存和传送数据就成为多媒体系统面临的一个最基本的问题。现在很多的应用场合都涉及到音视频数据的存储及传输问题, 如数字电视、远程数字音视频的监控等等。尽量减少音视频数据占用的存储空间、节约网络传输带宽也就成了这些系统的最大难题之一。因此, 如何将这么庞大的视频数据和音频数据进行有效压缩并以适当格式存储就成了一个非常重要的问题。

本文, 就是在开源编码程序Mencoder的基础上, 对视频数据的压缩和格式转换进行了研究, 提出了一种系统实现的方案。

1. Mencoder简介

MEncoder (MPlayer的编码器) 是一个基于Linux的开源影片编码器, 是一个使用C语言开发的高效的视频压缩和格式转换系统。MEncoder是基于命令行的, 支持的格式也非常多 (Mpeg、avi、rm、rmvb、mkv、DAT、DVD等等) , 它可以针对CPU的结构优化编译, 在CPU家族的不同成员上运行的二进制文件, 不同CPU有相应的程序, 能充分利用处理器性能。MEncoder功能相当强大, 其语法也比较复杂。其最基本的用法是:

mencoder[options]inputfi le[fi le|URL|-][-o outputfi le]

其中options选项相当复杂, 下面列出了部分选项:

在下边的音视频数据压缩实现方案中, 就是采用MEncoder后台处理的方式进行视频数据处理的。

2. 系统视频处理拓扑结构

视频处理系统的拓扑结构如下图1所示。

系统采用多台服务器运行MyEncoder转换程序。MyEncoder通过对MEncoder源代码封装, 能够自动从SQL Server数据库读取待处理记录。MyEncoder处理的输入数据和输出数据都位于媒体服务器上。本模块的核心功能是视频处理参数输入 (CMAVI) 模块, 本模块把设置好的各项MyEncoder参数输入到数据库中, MyEncoder会根据设置的参数进行处理。

3. MyEncoder视频处理程序

MyEncoder是建立在MEncoder基础上, 主要增加了自动查询数据库来获取待处理记录的功能和监控实时处理信息的功能。

3.1 查询待处理记录

每隔一定的时间从数据库获取待处理记录, 其SQL伪代码为:

3.2 监控实时处理信息

在缺省情况下, MEncoder的处理信息是在命令行输出的, MyEncoder通过管道把输出信息重定向, 把这些信息存放到数据库中。为了把处理信息输出到管道中, 需要建一个管道, 即:

3.3 视频处理参数输入 (CMAVI)

视频处理参数输入 (CMAVI) 是本模块的核心, 把主要的Mencoder参数通过GUI界面来组织, 用户可以比较简洁地选取理想的参数。CMAVI是通过BCGPro界面库实现的。在CMAVI的主界面上可监控各个视频的转化信息。在主界面上可以切换到视频设置和音频设置等输入界面。

视频设置主要代码如下:

音频参数的设置界面和视频参数的设置界面相类似, 只不过参数变了而已, 本文中, 对音频参数的设置代码不再做详细介绍。通过CMAVI对系统采集数据进行压缩和转换, 可以更方便地进行存储和检索, 为整个系统的顺利运行打好坚实的基础。

4. 结束语

经过实践证明, 此视频数据压缩方案运行效果良好, 能够达到预期目的, 减少了视频数据的存储空间, 也方便了视频数据的网络传输, 能更有效地利用网络带宽。此方法也适用于视频监控或者传输等应用的前期开发。

参考文献

[1]http://www.mplayerhq.hu