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视音频处理与传输

随着信息技术和网络应用以爆炸性的速度急剧发展,互联网络、多媒体、远程传输、宽带通信、电子商务等等这些新生事物,已经不容置疑地逐渐改变我们的工作和生活方式。人们可以享受快速而廉价的网络去观看缤纷的世界,可以以视频、音频、动画、图文的方式呈现在人们的面前。对于商业来说,厂商以低廉的投资,用动态的影片、生动的画面来展示产品、策略。娱乐在现在的生活中已经必不可少,网上电影院的开设,各大电视台、电台、新闻网络的建立、网上游戏的流行,娱乐已经成为网上信息浏览的一个总要内容,而在这些应用场景中,视频、音频将成为网络中重要的主角,涉及它的处理与传输将会在未来占据很大的增长空间。

视音频的处理与传输由于视频信息存储量巨大、视频与音频同步、长距离传输、跨网段传输等因素,使得视音频在网络上的传输具有一定的挑战,同时面对有限的宽带和拥挤的网络,实现宽带视音频的传输就成为了目前大多数应用场景的瓶颈。在解决这类应用需求中,往往要求实现对视音频具有较高的实时性、传输速度、并行处理能力和图像质量等达到较高的性能,即主要解决信号压缩、实时传输、同步处理的问题。

随着高清视频格式的发展,高清也被分之为了三个不同档次:标清、高清与全高清。所谓“标清”(SD)即标准清晰度,是指物理分辨率在720p以下的一种视频格式。720p是指视频的垂直分辨率为720线逐行扫描。具体来说,是指分辨率在400线左右的VCD、DVD、电视节目等。而“全高清”(FULL HD),是指物理分辨率高达1920×1080逐行扫描,即1080p,是高清的顶级规格,因此被称作“全高清”,而对应地把720p和1080i称为标准高清即“高清”(HD)。很显然,由于在传输的过程中数据信息更加丰富,所以1080p在分辨率上更有优势,尤其在大屏幕电视方面1080p能确保更清晰的画质。

我公司的“云腾”系列是新一代采用视光无损技术通过千兆网络传输1080P全高清图像与声音。通过网络即可以组成普通矩阵所难以实现的分布式HD矩阵,针对节目源及显示器进行全方位的管理。

“云腾”系列替代了视频显示系统,无须拼接处理器,视频矩阵,中控系统。它是集三种产品为一身通过网络进行全方位的管理。

主要性能:1、瞬时切换不同节目源(达到毫秒极)

          2、视觉无损1080P同清传输

          3、立体声音频传送

          4、解码器内建电视墙拼接功能

          5、可与大多数中控系统配套集成。

          6、RS232控制

三、规格参数

(1)、接口:HDMI、千兆网口、RS232/USB、3.5音频输出

(2)、协议:TCP/IP/UDP/ICMP/IGMP

(3)、RS232:DB-9(Tx为针式、RX为孔)

(4)、分辨率:可达1080P

(5)、尺寸(MM):246*481*45

(6)、温度:0-70oC

(7)、湿度:10-85%RH(无冷凝)

(8)、电源:220V

四、产品连接图

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五、设备外观图

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六、对于视音频处理相关技术

1、硬件技术

①视频处理硬件的发展方向

与网络通信技术结合,由视频采集卡附加网络通信卡构成多媒体视频会议、可视电话、视频邮件、多媒体通信终端等。与影视制作技术结合,构成压缩/解压缩、合成输出、特技效果于一体的影视制作非线性编辑系统。

②视频采集卡

③视频输出卡(电视编码卡)

④MPEG1 压缩/解压缩卡

⑤电视接收卡

⑥非线性编辑卡

⑦MPEG2压缩/解压缩卡 

2、视频压缩技术

视频压缩技术(仅适用数位讯号),自从数位信号系统被广泛使用以来,人们发展出许多方法来压缩视频串流。由于视频资料包含了空间的与时间的冗余性,所以使得未压缩的视频串流以传送效率的观点来说是相当糟糕的。

总体而言,空间冗余性可以借由“只记录单帧画面的一部份与另一部份的差异性”来减低;这种技巧被称为帧内压缩(intraframe compression)。并且与图像压缩密切相关。而时间冗余性则可借由“只记录两帧不同画面间的差异性”来减低;这种技巧被称为帧间压缩(interframe compression),包括运动补偿以及其他技术。目前常用的视频压缩技术为DVD与卫星直播电视所采用的MPEG-2,以及因特网传输常用的MPEG-4。 

七、对于视音频传输相关技术

1、视频传输方式的比较

①视频基带传输:是传统的电视监控传输方式,对0~6MHz视频基带信号不作任何处理,通过同轴电缆(非平衡)直接传输模拟信号。其优点是:短距离传输图像信号损失小,造价低廉,系统稳定。缺点:传输距离短,300米以上高频分量衰减较大,无法保证图像质量;一路视频信号需布一根电缆,传输控制信号需另布电缆;其结构为星形结构,布线量大、维护困难、可扩展性差,适合小系统。

②光纤传输:常见的有模拟光端机和数字光端机,是解决几十甚至几百公里电视监控传输的解决式,通过把视频及控制信号转换为激光信号在光纤中传输。其优点是:传输距离远、衰减小,抗干扰性能好,适合远距离传输。其缺点是:对于几公里内监控信号传输不够经济;光熔接及维护需专业技术人员及设备操作处理,维护技术要求高,不易升级扩容。

③网络传输:是解决城域间远距离、点位极其分散的监控传输方式,采用MPEG2/4、H.264音视频压缩格式传输监控信号。其优点是:采用网络视频服务器作为监控信号上传设备,只要有Internet网络的地方,安装上远程监控软件就可监看和控制。其缺点是:受网络带宽和速度的限制,目前的ADSL只能传输小画面、低画质的图像;每秒只能传输几到十几帧图像,动画效果十分明显并有延时,无法做到实时监控。

④微波传输:是解决几公里甚至几十公里不易布线场所监控传输的解决方式之一。采用调频调制或调幅调制的办法,将图像搭载到高频载波上,转换为高频电磁波在空中传输。其优点是:综合成本低,性能更稳定,省去布线及线缆维护费用;可动态实时传输广播级图像,图像传输清晰度不错,而且完全实时;组网灵活,可扩展性好,即插即用;维护费用低。其缺点是:由于采用微波传输,频段在1GHz以上,常用的有L波段(1.0~2.0GHz)、S波段(2.0~3.0GHz)、Ku波段(10~12GHz),传输环境是开放的空间,如果在大城市使用,无线电波比较复杂,相对容易受外界电磁干扰;微波信号为直线传输,中间不能有山体、建筑物遮挡;如果有障碍物,需要加中继加以解决,Ku波段受天气影响较为严重,尤其是雨雪天气会有比较严重的雨衰现象。不过现在也有数字微波视频传输产品,抗干扰能力和可扩展性都提高不少。

⑤双绞线传输(平衡传输):也是视频基带传输的一种,将75Ω的非平衡模式转换为平衡模式来传输的。是解决监控图像1Km内传输,电磁环境相对复杂、场合比较好的解决方式,将监控图像信号处理通过平衡对称方式传输。其优点是:布线简易、成本低廉、抗共模干忧性能强。其缺点是:只能解决1Km以内监控图像传输,而且一根双绞线只能传输一路图像,不适合应用在大中型监控中;双绞线质地脆弱抗老化能力差,不适于野外传输;双绞线传输高频分量衰减较大,图像颜色会受到很大损失。

⑥宽频共缆传输:视频采用调幅调制、伴音调频搭载、FSK数据信号调制等技术,将数十路监控图像、伴音、控制及报警信号集成到“一根”同轴电缆中双向传输。其优点是:充分利用了同轴电缆的资源空间,三十路音视频及控制信号在同一根电缆中双向传输、实现 “一线通”;施工简单、维护方便,大量节省材料成本及施工费用;频分复用技术解决远距传输点位分散,布线困难监控传输问题;射频传输方式只衰减载波信号,图像信号衰减比较小,亮度、色度传输同步嵌套,保证图像质量达到4级左右;采用75Ω同轴非平衡方式传输使其具有很强抗干扰能力,电磁环境复杂场合仍能保证图像质量。其缺点是:采用弱信号传输,系统调试技术要求高,必须使用专业仪器,如果干线线路有一台设备有问题,可能导致整个系统没图像,另外宽频调制端需外加AC220V交流电源供电(但目前大多监控点都具备AC220V交流电源这个条件)。

随着信息化在我国的普及和深化发展,单位的信息化建设不断深入,各单位特别是大中型单位都加快了信息网络平台的建设;单位正逐步转向利用网络和计算机集中处理管理、生产、销售、物流、售后服务等重要环节的大量数据。对于矩阵平台,传统的视音频处理与传输的局限性已经无法满足日益复杂的应用需求,因此就需要有一套先进,科学,实用,性能稳定可靠的视音频传输系统来实现数据的可靠处理与传输,根据用户实际的需求,一般都会在各节点处理视频数据。传输系统将视频图像,音频,多种画面分割,多画面分割显示等功能有机结合,同时对数据进行及时处理,提高传输效率,并能及时处理情况,保护数据安全,很大程度的保障视音频处理与传输系统的合理性、安全性、经济性、可扩充性。

 

 

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