數(shù)字視頻分發(fā)是一個(gè)主要的增長領(lǐng)域 - 而不僅僅是在傳統(tǒng)的監(jiān)視平臺上，如海戰(zhàn)系統(tǒng)，海上巡邏機(jī)或裝甲偵察車。數(shù)字分配消除了有線模擬分配的束縛，每個(gè)視頻源都有離散電纜，使視頻能夠以高質(zhì)量和高分辨率長距離分布在多個(gè)載波上。

此外，許多裝甲車現(xiàn)在都配備了當(dāng)?shù)氐膽B(tài)勢感知系統(tǒng)，在艙口關(guān)閉的情況下提供全方位的視野。這些車輛還可以從無人機(jī)（UAV）傳感器實(shí)時(shí)接收戰(zhàn)場的下行鏈路圖像。

數(shù)字視頻應(yīng)用

最常見的應(yīng)用是具有許多船員站的大型多傳感器平臺，每個(gè)站都可能同時(shí)在一個(gè)或多個(gè)屏幕上查看來自多個(gè)視頻源的任意視頻源。模擬視頻的分發(fā)需要相當(dāng)多的布線以及每個(gè)乘員站的復(fù)雜切換和縮放硬件。最近引入的更高分辨率、點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)字視頻/音頻接口，其傳輸距離受限和電纜布線問題，使此類系統(tǒng)的復(fù)雜性更加復(fù)雜。其中包括PC標(biāo)準(zhǔn)，例如現(xiàn)代平板電視和顯示器中的高清多媒體接口（HDMI）。一些軍事應(yīng)用使用基于光纖通道信令（特別是 FC-AV）的 ARINC 818 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)無壓縮數(shù)字視頻傳輸。通過以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)將視頻壓縮和分發(fā)為 IP 數(shù)據(jù)包是大型平臺采用的解決方案。同樣的原則正在應(yīng)用于許多具有多傳感器有效載荷的小型平臺，這些平臺可能需要在整個(gè)數(shù)字戰(zhàn)場上從外部共享數(shù)據(jù)和圖像。

但是，壓縮會導(dǎo)致清晰度和細(xì)節(jié)的損失，并在信號路徑中引入延遲。當(dāng)用于火勢方向或駕駛地面車輛時(shí)，延遲通常是不可接受的，因此壓縮算法的選擇至關(guān)重要。最熟悉的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEG-2和MPEG-4通過使用多個(gè)幀來區(qū)分變化，增加了通常為300 mS的延遲。如果一幀在傳輸過程中丟失或損壞，則還可能會丟失圖像完整性并增加一些額外的恢復(fù)時(shí)間。另一種方法是使用JPEG2000的逐幀壓縮，其中編碼和解碼以幀速率運(yùn)行，并且任何延遲都僅限于通過網(wǎng)絡(luò)的傳輸時(shí)間。JPEG2000 還提供了可選的壓縮比，以實(shí)現(xiàn)帶寬的最佳利用。例如，在典型的壓縮比為 30：1 的情況下，電視速率視頻只需要通過網(wǎng)絡(luò)的帶寬為 1 Mbps。

管理成本和分配

JPEG2000適用于所有類型的視頻分發(fā)，與MPEG相比，它以相似的總成本提供更好的質(zhì)量和響應(yīng)。解決方案通常由預(yù)算強(qiáng)烈決定的一個(gè)例子是裝甲車的局部態(tài)勢感知。這在電視分辨率下使用了許多相機(jī)，并且?guī)缀醪恍枰獔D像處理。典型的配置是每個(gè)攝像機(jī)都包含JPEG2000壓縮，直接連接到車輛的本地網(wǎng)絡(luò)，并使用車載嵌入式計(jì)算資源在一個(gè)或兩個(gè)本地顯示器上解壓縮和顯示圖像。通過使用嵌入式計(jì)算資源，機(jī)組人員添加的圖像和注釋也可以通過無線電或衛(wèi)星鏈路在外部分發(fā)到指揮所或地面上的其他車輛。更大的平臺，如海戰(zhàn)系統(tǒng)或偵察機(jī)，將承載更復(fù)雜的應(yīng)用程序，需要額外的圖像或顯示處理;這些包括目標(biāo)跟蹤，識別和分類;傳感器融合;和窗口化。圖像處理將與許多嵌入式計(jì)算系統(tǒng)更緊密地集成在一起，并將處理更高質(zhì)量的視頻。此應(yīng)用程序不僅將通過網(wǎng)絡(luò)分發(fā)壓縮的傳感器視頻，而且還將有許多合作參與者共享來自許多來源的處理/合成視頻（例如，從一個(gè)戰(zhàn)斗系統(tǒng)顯示控制臺到許多其他來源）。

JPEG2000 現(xiàn)在是高質(zhì)量視頻分發(fā)的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，特別是在嵌入式系統(tǒng)模塊中，例如圖 1 中所示的柯蒂斯-賴特控制嵌入式計(jì)算 （CWCEC） 的獵戶座 JPEG2000 PMC 模塊。技術(shù)改進(jìn)將大大改善此類產(chǎn)品的包裝和性能;PCI 高速正在取代舊的 PCI 和 PCI-X 并行接口。其次，FPGA現(xiàn)在可用于在高清分辨率及更高分辨率的多個(gè)通道上進(jìn)行實(shí)時(shí)JPEG2000壓縮和解壓縮，分辨率高達(dá)1，920 x 1，200。這些改進(jìn)使得僅在單個(gè) XMC/PMC 模塊上實(shí)現(xiàn)功能成為可能，該模塊與現(xiàn)成的嵌入式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)兼容，以支持 DVI 以及 PAL/NTSC 傳感器和顯示視頻流。此外，這樣的模塊可以作為JPEG2000協(xié)處理器，用于平臺間，控制臺到控制臺或平臺到平臺級別的視頻分發(fā)。

圖 1：JPEG2000現(xiàn)在是高質(zhì)量視頻分發(fā)的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，特別是在嵌入式系統(tǒng)模塊中，如柯蒂斯-賴特的獵戶座JPEG2000 PMC模塊。

通過網(wǎng)絡(luò)將壓縮視頻作為 IP 數(shù)據(jù)包移動，可以更有效地利用通常未充分利用的現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施，從而節(jié)省空間、重量和成本。新一代 JPEG2000 產(chǎn)品能夠?qū)⒏咔寮墑e的視頻分辨率與壓縮比和視頻質(zhì)量相結(jié)合，以匹配當(dāng)前和未來的網(wǎng)絡(luò)、傳感器和顯示性能。

審核編輯：郭婷