高清传感器驱动视频压缩

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多光谱电光传感在检测叛乱分子、恐怖分子和其他以有限技术能力运作的破坏稳定力量的威胁和移动方面发挥着关键作用。视频是从无人机(UAV)、直升机或地面车辆等监控平台收集的,然后必须尽快在整个战场指挥结构中进行分析和传播。以太网是流媒体视频的首选介质,但由于其带宽可能有限,实时视频压缩对于新型高清传感器或要承载许多视频通道至关重要。

通信

监控平台携带各种类型的传感器,如高清电视,普通电视,红外,低光和定制。有效负载也会有所不同,因为每个传感器平台没有空间、耐用性、电力或冷却来同时支持所有传感器。无论部署哪种平台,无线数据链路都将图像传输到每个特定任务所需的位置。通常,移动传感器平台将使用 SATCOM 或数字数据链路来流式传输视频。SATCOM通常由大型空中和地面车辆支持,而较小的平台则依赖于带宽有限的空对地数字无线电信道。

压缩标准

最常用的压缩标准是 JPEG 2000 和 H.264/MPEG-4。JPEG 2000是为压缩静止图像而开发的,但也用于通过以视频帧速率传输连续图像来流式传输视频。因此,JPEG 2000 可以恢复下一帧上任何潜在的传输数据丢失,而在相同情况下,某些 H.264 图像完整性可能会丢失。但这可以通过少量的后续帧恢复,并且定期传输完整的图像。H.264已成为互联网应用程序和HDTV的标准,提供低延迟和两倍于MPEG-2的压缩率。通常,H.264 可实现高达 100 倍的压缩率,而 JPEG 2000 可实现 30 倍的压缩率。

视频分发

除了监控车辆之外,使用H.264的以太网流视频可以取代许多繁琐且不灵活的视频分配系统,只要多个视频源要在许多显示位置之间分配,切换和共享。典型应用包括海战系统、地面部队的监视车辆、直升机和安全设施以及许多训练、模拟和记录领域。

实施选择

H.264压缩非常占用处理器资源,特别是对于HDTV或需要低延迟的地方,而解压缩则不那么严格。由于H.264现在是一个通用标准,因此其实现有许多技术选择。软件、IP 核、ASIC 和数字媒体片上系统 (DMSoC) 均可用。然而,仅凭这些并不能提供处理不同格式的多个通道以及多光谱、多传感器平台不断变化的需求所需的灵活性。通常,灵活高效的设计解决方案是使用FPGA进行视频捕获和重新格式化,并使用DMSoC进行H.264所需的密集离散傅里叶变换(DFT)处理。GE智能平台坚固耐用的DAQ8580多通道视频压缩子系统采用这种架构,支持两个HDTV通道或四个带以太网输出的常规通道。

以太网视频的军事应用必然比日常使用中的许多设备、电器和终端要求更高。除了极端环境外,传感器平台还将继续将最先进的传感器与传统设备混合使用,这凸显了对更大灵活性和性能的需求。用户将需要更好、更快的威胁检测功能,这也许是通过将图像预处理、目标检测、跟踪和压缩功能组合到未来的视频处理子系统中来实现的。

审核编辑:郭婷

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