CN103841373A - 3g视频无线传输终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3G视频无线传输终端，它涉及一种终端系统。它包括视频采集压缩模块(1)、无线数据传输模块(2)和远程监控中心(3)，视频采集压缩模块(1)、无线数据传输模块(2)和远程监控中心(3)依次相连；所述的视频采集压缩模块(1)包括中央处理器(11)、图像压缩芯片(12)、图像采集芯片(13)和CPLD控制芯片(14)，中央处理器(11)分别与图像压缩芯片(12)、图像采集芯片(13)相连，图像压缩芯片(12)、图像采集芯片(13)均与CPLD控制芯片(14)相连。它的采集速度快，图像连续性好，能够传输实时图像画面，可靠性高，实时传输性能好。

Description

3G视频无线传输终端

技术领域

本发明涉及的是一种终端系统，具体涉及一种3G视频无线传输终端。

背景技术

随着移动通信技术的发展和3G时代的到来，移动通信数据网络为监控视频数据的传输提供了更好的传输条件。无线网络视频监控技术，在有线视频监控技术的基础上，迅速发展成为视频监控应用领域的另一重要分支，并根据行业应用的不同需求，提供各种类型的服务。目前，众多的行业用户应用，如平安工程、城市交通系统的道路监控、检验检疫部门的电子监管视频系统。这些特殊行业用户对监控系统的要求很高，不仅需要视频监控系统为其提供实时、清晰的有线图像、保存完好的数据、迅速响应的云台控制等，还增加了对无线视频采集（如交通巡逻、平安城市移动巡逻、城管移动巡逻与执法等）及移动视频的观看、控制方面的要求。往往在许多特殊的应用环境，有线监控部署的成本很高甚至根本无法部署，在这样的环境中3G无线视频监控就有了很大的用武之地，目前无线视频监控的应用需求在公交、公安、交通、城管、电力、金融押运、现场勘查等行业领域有着广泛的应用需求。

无线远程监控系统指的是利用无线传输网络实现远程现场视频信号传输的系统。无线传输网络可以是微波、卫星或移动通信网络。其中，成本最低、灵活性最强的是移动通信网络。目前最常用的无线数据网络有GPRS或CDMA1.x。无论是CDMA1.x还是GPRS网络，其上行带宽均在100kbps以下，监控画面的图像格式要求在320×240以上。通常情况下传输的是一幅幅采集时间间隔为几秒的图像，图像连续性差，还无法传输实时连贯的画面。而3G(第三代移动通信系统)是一种能提供多种类型、高质量的多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力。在准静止条件下能够达到2Mbps的速率，即使在高速的列车上，传输速率也可以达到144kbps，能够支持音频或低速率视频等多媒体业务。由于3G网络的发展，实现远程视频的无线传输已不再是遥远的梦想。

但是由于无线信道的特殊性，数据在传输中极易受到多径效应等环境因素的干扰，从而导致较高的误码率、传输延时和抖动，使得目前的3G视频传输技术存在一些缺陷，可靠性不太高，实时传输性能差。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种3G视频无线传输终端，采集速度快，图像连续性好，能够传输实时图像画面，可靠性高，实时传输性能好。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：3G视频无线传输终端，包括视频采集压缩模块、无线数据传输模块和远程监控中心，视频采集压缩模块、无线数据传输模块和远程监控中心依次相连；所述的视频采集压缩模块包括中央处理器、图像压缩芯片、图像采集芯片和CPLD控制芯片，中央处理器分别与图像压缩芯片、图像采集芯片相连，图像压缩芯片、图像采集芯片均与CPLD控制芯片相连。

根据上述的3G视频无线传输终端，其中，所述的视频采集压缩模块上还设置有USB控制器接口。

根据上述的3G视频无线传输终端，其中，所述的无线数据传输模块采用3G无线modem，它内部存放有3G的网络连接端口协议，并嵌入式地实现了TCP/IP协议、POP3/SMTP协议，同时支持动态IP，完成与3G基站的无线连接与数据交换。

根据上述的3G视频无线传输终端，其中，所述的中央处理器采用TMS320VC5416数字处理芯片。

根据上述的3G视频无线传输终端，其中，所述的是图像压缩芯片采用芯片ADV611。

根据上述的3G视频无线传输终端，其中，所述的图像采集芯片采用芯片OV7620。

本发明整个视频流的处理、传输和接收过程是:在视频发送端，OV7620对模拟视频进行采样，获得数字视频信号，ADV611对数字视频信号进行视频编码，生成适应网络传输的视频码流，DSP可以根据网络反馈信息，估计网络的可用传输带宽，自适应地调整ADV611编码器的编码输出速率，使得视频码流能够满足当前网络可用带宽;视频码流通过调制由3G无线网络传送到监控中心;在监控中心，对接收的视频流进行解码、重构视频信号、计算当前网络传输参数(如传输过程中丢包情况和出错情况等)，然后根据该信息发出反馈控制信息。

本发明的采集速度快，图像连续性好，能够传输实时图像画面，可靠性高，实时传输性能好。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明实施例的实时监控系统视频信号处理流程图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1-2，本实施例中的3G视频无线传输终端，采集速度快，图像连续性好，能够传输实时图像画面，可靠性高，实时传输性能好。其包括视频采集压缩模块1、无线数据传输模块2和远程监控中心3，视频采集压缩模块1、无线数据传输模块2和远程监控中心3依次相连；所述的视频采集压缩模块1包括中央处理器11、图像压缩芯片12、图像采集芯片13和CPLD控制芯片14，中央处理器11分别与图像压缩芯片12、图像采集芯片13相连，图像压缩芯片12、图像采集芯片13均与CPLD控制芯片14相连。

值得注意的是，所述的视频采集压缩模块1上还设置有USB控制器接口。

值得注意的是，所述的无线数据传输模块2采用3G无线modem，它内部存放有3G的网络连接端口协议，并嵌入式地实现了TCP/IP协议、POP3/SMTP协议，同时支持动态IP，完成与3G基站的无线连接与数据交换。

值得注意的是，所述的中央处理器11采用TMS320VC5416数字处理芯片。它既可以满足对各芯片控制速度的要求，同时，具有较多的内部RAM可满足图像处理的一般要求。

此外，所述的是图像压缩芯片12采用芯片ADV611。它是采取小波变换进行图像压缩的。小波变换可以将图像分解为低频成分与高频成分，从而更加有利于对图像的分析和处理。并且，利用小波变换可以消除传统DCT变换带来的方块效应。所述的图像采集芯片13采用芯片OV7620。OV7620芯片是CMOS图像传感芯片，包括664×492的感光阵列。感光阵列输出原始的R、G、B彩色图像信号，经模拟处理电路进行曝光、gamma校正、白电平调整等处理后根据输出要求还可转换成YUV等多种信号输出格式。它包括664×492高分辨率图像数组，一个模拟信号处理器，双10bitA/D转换，模拟视频合成，数字数据格式化和视频输出，SCCB接口和寄存器，数字控制包括定时块、扫描块和白平衡。该芯片可提供015～30fps，640×480像素点阵CMOS的彩色或黑白数字图像，工作频率为27MHz，像素时钟为27MHz。

本实施例的实时监控系统视频信号处理流程如图2所示。系统启动后，DSP(数字信号处理芯片)对各芯片进行初始化操作，设置各芯片的工作参数后，各芯片便开始工作(OV7621图像采集芯片和ADV611图像压缩芯片)。CPLD利用OV7621和ADV611的输出信号参数对信号的行和列进行计数，送出符合要求分辨率的图像信号，并产生双口RAM的地址、读和写的选通信号。将压缩编码后的图像写入双口RAM中，写完一帧图像后发出中断信号通知DSP读取，DSP响应中断信号，从双口RAM中读取该帧图像，对该帧图像作相应处理后通过USB控制器转发图像数据到3G无线模块中，最终通过3G网络传输到远程的视频监控中心。

本具体实施方式的视频采集压缩模块采用TMS320VC5416作为中央处理器，OV7620完成现场图像的采集，由ADV611负责图像的压缩和编码，CPLD完成各种接口逻辑和时序匹配的控制系统。整个视频流的处理、传输和接收过程是:在视频发送端，OV7620对模拟视频进行采样，获得数字视频信号，ADV611对数字视频信号进行视频编码，生成适应网络传输的视频码流，DSP可以根据网络反馈信息，估计网络的可用传输带宽，自适应地调整ADV611编码器的编码输出速率，使得视频码流能够满足当前网络可用带宽;视频码流通过调制由3G无线网络传送到监控中心;在监控中心，对接收的视频流进行解码、重构视频信号、计算当前网络传输参数(如传输过程中丢包情况和出错情况等)，然后根据该信息发出反馈控制信息。

本具体实施方式采用功能强大的数字处理芯片和高效的压缩芯片，将视频压缩与传输处理工作分别内置到芯片上。由现场图像采集芯片传来的视频信号数字后由高效压缩芯片压缩和编码后，通过数字处理芯片内部处理后通过USB控制器传输到3G无线modem，最后通过3G无线网络转发到远程监控中心上。监控中心的用户可以通过专用软件或直接用浏览器观看Web服务器上摄像机图像，并且授权用户可以控制终端动作。

视频信号传输和一般的网络数据传输有明显的区别，主要表现在:一般的网络数据对传输延时和传输抖动并没有特别的要求，但是对流量控制和差错控制有严格的要求。视频信号传输则要求传输具有实时性，对传输延时和传输抖动特别敏感，但是允许一定程度的传输错误。基于上述网络要求，特别是在3G无线网络上提供实时视频服务，本具体实施方式使用了RTP/RTCP(实时传输协议/实时传输控制协议)。RTP协议利用传输分组头中指定时间戳和顺序号来消除抖动和乱序的影响，而RTCP协议起到同步作用，RTP与RTCP相互配合，共同提供了网络传输中的流量控制和拥塞控制。

本具体实施方式在实际传输过程中会因为传输信道容量的限制，常常很难同时满足视频质量和视频传输速率的要求，这时本系统利用可伸缩视频编码方法来解决这两者之间的矛盾。可伸缩的视频编码基本思想是将码流分成基本层和增强层。其中基本层码流优先级最高，包括提供最低质量等级保证的视频码流和视频序列的运动矢量，而增强层优先级低，当网络拥塞时可以相应丢弃，从而解决了视频质量和视频传输速率的矛盾。在视频传输过程中，丢数据包是不可避免的(特别是无线网络)，然而为了实现实时视频监控的功能，不允许网络对丢失的数据包重传，所以，在远程的监控中心采取错误隐藏策略，即利用接收数据包的冗余信息，提供效果更为满意的解码视频流输出。

本具体实施方式的采集速度快，图像连续性好，能够传输实时图像画面，可靠性高，实时传输性能好。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.3G视频无线传输终端，其特征在于，包括视频采集压缩模块(1)、无线数据传输模块(2)和远程监控中心(3)，视频采集压缩模块(1)、无线数据传输模块(2)和远程监控中心(3)依次相连；所述的视频采集压缩模块(1)包括中央处理器(11)、图像压缩芯片(12)、图像采集芯片(13)和CPLD控制芯片(14)，中央处理器(11)分别与图像压缩芯片(12)、图像采集芯片(13)相连，图像压缩芯片(12)、图像采集芯片(13)均与CPLD控制芯片(14)相连。

2.根据权利要求1所述的3G视频无线传输终端，其特征在于，所述的视频采集压缩模块(1)上还设置有USB控制器接口。

3.根据权利要求1所述的3G视频无线传输终端，其特征在于，所述的无线数据传输模块(2)采用3G无线modem，它内部存放有3G的网络连接端口协议，并嵌入式地实现了TCP/IP协议、POP3/SMTP协议，同时支持动态IP，完成与3G基站的无线连接与数据交换。

4.根据权利要求1所述的3G视频无线传输终端，其特征在于，所述的中央处理器(11)采用TMS320VC5416数字处理芯片。

5.根据权利要求1所述的3G视频无线传输终端，其特征在于，所述的是图像压缩芯片(12)采用芯片ADV611。

6.根据权利要求1所述的3G视频无线传输终端，其特征在于，所述的图像采集芯片(13)采用芯片OV7620。

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