CN101562731A

CN101562731A - 无线移动音视频传输***

Info

Publication number: CN101562731A
Application number: CNA2009100509241A
Authority: CN
Inventors: 李栋; 余晓俊
Original assignee: SHANGHAI SKYSHAPE INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI SKYSHAPE INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2009-05-08
Filing date: 2009-05-08
Publication date: 2009-10-21

Abstract

本发明涉及CDMA无线视音频传输技术领域，具体说是一种无线移动音视频传输***，包括用于对远程音视频的多路传输、显示、存储和远程控制的指挥控制中心监控***、通过4条或4条以上(8－16条)CDMA/EDGE/3G无线链路捆绑用于实时地向指挥控制中心传输视频图像和声音信号的无线视音频传输***，其特征在于还包括用于4路CDMA通道实时音视频传输和进行高清本地录像及录音和进行高清本地回显的车载无线视音频终端。经过实际测试，本***采用4条CDMA链路(4卡)最高能够达到300－450K/S的传输速率，CIF图像(352*288)能够流畅的已25帧/S传输，音频信号也能够流畅的传输。

Description

无线移动音视频传输***

[技术领域]

本发明涉及CDMA无线视音频传输技术领域，具体说是一种无线移动音视频传输***。

[背景技术]

目前全国在无线车载移动环境的大规模的视音频应用，各地大多还处在较为落后的应用方式，主要实现方式为“车载现场硬盘录像(录音)，事后回放”的方式，无法满足控制中心对车载移动端实时视音频监控的需要。在公交、公安、交通、城管、电力、金融押运、现场勘查等行业领域，指挥中心迫切需要实时掌握车载端的视频图像和声音，需要实时的传输现场视频图像和现场声音。

无线视音频传输应用实现的关键在于无线传输链路手段。目前的无线传输技术主要有包括以下技术：卫星、微波、WIFI/WIMAX技术、移动运营商2.5G链路(CDMA/GPRS/EDGE)、移动运营商3G链路(TD-SCDMA/WCDMA/CDMA-2000)。卫星和微波技术是无线视频传输的传统手段，但这两种技术成本居高不下，其昂贵的初始建造费用和通讯费用常使人望而却步，无法大面积推广。新兴的WIMAX/WIFI等新技术构建无线城域网来进行大范围覆盖的视频应用，需要建设方建设大量基站，一方面基站建设成本巨大，非一般用户能够承受；另一方面即使某一单位建成了无线城域网，由于其初始建设费用巨大而不愿与其他用户进行共享，从而对社会资源造成了较大浪费。

移动运营商所建的无线网络(2.5G、3G)是全社会覆盖的巨型网络，利用运营商建设的现有无线网络传输移动视频图像和声音，有以下显而易见的优势：(1)地理位置广，只要在手机信号能覆盖的位置就能传输视音频；(2)初始投资低，省去了基站建设的建设和维护的高额费用，从全社会角度看可以避免大量单位重复建设基站，从而节省了社会资源；(3)通讯资费便宜，手机链路的通信资费相比卫星等传输方式，资费具有极大的优势，同时通过参加套餐、预存话费等方式还能够大幅降低运营通讯费。从而使无线视频监控纳入日常业务而成为可能。

目前移动运营商主要包括***、***和中国电信三家。这三家分别都建设有2.5G网络和3G网络，而目前各运营商推出的3G网络运营业务还在实验和试商用阶段。***运营的2.5G网络主要包括GSM语音业务，GPRS数据业务和GPRS数据业务的升级版技术EDGE数据业务。中国电信运营的2.5G网络主要包括CDMA 1X语音及数据业务(原来由***进行运营，后C网被电信收购)。无论是EDGE还是CDMA都包含上传和下载2个方向的传输通道，车载的无线视频应用，需要控制中心实时监控车辆的视频和音频，需要车辆端将本地的图像和声音持续的传送到控制中心，因此主要使用的是无线链路的上传通道。经过实际测试，CDMA链路上传速率可达120K-140K左右，EDGE链路可达到50KBPS速率左右，因此在传输效率上我们建议采用CDMA无线链路来传输视频。

以目前的图像编码技术，200KBPS以下的传输带宽速率，仅能做到QCIF图像传输(176*144)，其视频清晰度一般无法满足基本的视频监控需求。需要做到清晰的监控视频，视频格式至少要达到CIF(352*288)，要达到较好的监控效果还必须能够达到较高的帧率，要达到25帧/S，对监控人员来说才感觉比较流畅。另外除了视频，现场的音频资料也很重要，也需要能够进行流畅的传输。

目前单条CDMA链路传输速度达到120-140KBPS，单条EDGE链路传输速度达50KBPS，链路带宽无法满足实时视音频传输的需求。

[发明内容]

本发明的目的是提供一种满足控制中心对车载移动端实时视音频监控需要的无线移动音视频传输***，包括用于对远程音视频的多路传输、显示、存储和远程控制的指挥控制中心监控***、通过4条或4条以上(8-16条)CDMA/EDGE/3G无线链路捆绑用于实时地向指挥控制中心传输视频图像和声音信号的无线视音频传输***，目前采用4条CDMA通道能够实现CIF图像(352*288)25帧/S，实时流畅传输，延时2-10秒。同时能够实现车载端的高清录像和回显(D1：704*576)，触摸屏控制，USB手柄摄像机云台控制等功能。其特征在于还包括用于4路CDMA通道实时音视频传输和进行高清本地录像及录音和进行高清本地回显的车载无线视音频终端。所述的车载无线视音频终端

a)设有Joystiker接口，与游戏控制器连接进行摄像机云台控制(变焦、转动、全方位视角)、

b)设有触摸屏接口、

c)设有3G接口，通过更换传输模块实现高清晰视音频传输和双向视频会议功能、

d)预留报警通道，当出现报警时自动显示在预留的通道上、

e)采用密码认证的方式登入***。

指挥控制中心监控***设置接收服务器，实时接收多路车载终端的实时视频流和音频信号，接收服务器运行1个或多个代理程序，每个代理程序进程对应一台车载无线视音频终端，每个代理程序可以通过接驳解码器，将网络音视频流转化为模拟音视频信号，从而接入指挥控制中心进行显示；指挥控制中心通过接收服务器显示存储服务器，接收每个代理程序的音视频流，并以1画面、4画面、6画面、9画面、16画面、25画面方式实时显示多个车载终端画面，并通过接收服务器采用H.264视频编解码算法和流媒体传输实现对远程音视频的多路传输、显示、存储和远程控制功能。如配置流媒体服务器，还能够在指挥中心总部网络上多处部署显示存储服务器以满足大型网络监控的应用需求。

车载无线视音频终端为固定式终端或便携式终端。

固定式终端通过4路CDMA通道实时音视频传输，可进行高清本地录像和录音，录制清晰度达到D1(704*576)***能自动录像；录像资料加密，防止修改；***具有灵活的存储方式，可以前端存储或后端存储，分布存储，集中存储，移动视频终端独特的结构和容错处理可以稳定的记录移动的视频，并可根据需要实现本地检索和回放存储。一旦网络发生堵塞可在车内，把录像资料可以通过USB口存储到移动硬盘上，避免了因为网络带宽窄而录像不清晰流畅；可进行高清本地回显，回显清晰度达到D1(704*576)；具有Joystiker接口，可接游戏控制器进行摄像机云台控制(变焦、转动、全方位视角)；超薄型设计设计可安装在普通小轿车的座位下；具有触摸屏接口，可接触摸屏显示和控制，触摸屏可安装在副驾驶椅背；可进行扩展，可通过网络扩展模块方便的扩展到8通道；留有3G接口，将来通过更换传输模块即可实现高清晰视音频传输和双向视频会议功能；提供多种观看模式，画面自动轮巡。自动打开指定的监控点画面。无需人工干预；采用密码认证的方式登入***，加强安全性；预留报警通道，当出现报警时自动显示在预留的通道上。

前端网络视频服务器可以以域名方式和固定IP方式向中心服务器登入，支持动态IP接入；图像质量和帧率可以调节，满足不同的网络条件；当客户端需要观看监控画面时，网络视频服务器才发送数据。数据不经过中心服务器转发，自动路由到客户端，从而减少带宽占用。

便携式终端通过4路CDMA通道实时音视频传输，可进行高清本地录像和录音，录制清晰度达到D1(704*576)；可进行高清本地回显，回显清晰度达到D1(704*576)；具有Joystiker接口，可接游戏控制器进行摄像机云台控制；军用安装箱设计，内含8.4寸工业液晶屏幕；含一体化鼠标键盘；可进行扩展，可通过网络扩展模块方便的扩展到8通道；留有3G接口，将来通过更换传输模块即可实现高清晰视音频传输和双向视频会议功能；并带有防水摄像机一台。

控制中心软硬件设备能满足以下要求：

1、网络视频监控***软件在监控***上，以视频的网络监控和监控***管理为核心功能，通过B/S结构的网络端实现对远程视频的集中监控。

2、应用H.264视频编解码算法和先进的流媒体传输技术实现对远程音视频的多路传输、显示、存储和远程控制功能，将存储和网络带宽要求降到最低。

3、模块化结构，***可无限扩。

4、适应各种网络环境，支持NAT，代理服务器及穿透防火墙。

5、严密的用户管理、用户认证、权限分配体系、保障用户合理权益和数据安全。

整个***可提供SDK开发包，便于***嵌入整个操作平台，方便统一管理。

车载无线视音频终端的使用车辆上设有车载摄像机和拾音设备，车载摄像机视频信号和无线话筒的音频信号通过车内线缆输入车载无线视音频终端；车载无线视音频终端内置硬件视音频H.264编码器，将视音频信号编码为H.264网络视频流和音频流；车载无线视音频终端具有双码流音视频编码功能，高码流用于车辆端本地录像和观看；低码流以CIF格式，通过无线网络链路传输视频图像和声音；车载无线视音频终端内置4条CDMA无线链路，将H.264视频和音频流按照4条链路的瞬时速率将数据分配到4条链路，进行同步传输；并解析远端控制中心的目标地址，将数据通过多条无线链路，传递至控制中心接收服务器。

指挥控制中心监控***有两种方式网络接入方式，方式一可通过公网接入，比如ADSL、FTTB+LAN、各运营商的公网专线接入方式。此时车载终端采用的SIM卡为普通CDMA普通数据业务卡。如果车载终端数量较多，可采用电信虚拟专网的电信专线方式进行接入，车载终端的CDMA链路不拨入公网，而拨入电信的专网服务器，与控制中心的网络形成虚拟局域网。由于这种方式数据无需通过公网环节，总体达到的速度较快。

“CDMA无线集群传输***”能够将多条无线链路实现智能捆绑，利用多种技术手段将多条无线链路同步产生更大带宽，来满足视频流畅传输的应用需求，达到更高的传输效果。经过实际测试，本***采用4条CDMA链路(4卡)最高能够达到300-450K/S的传输速率，CIF图像(352*288)能够流畅的已25帧/S传输。音频信号也能够流畅的传输。

[附图说明]

图1为本发明***结构原理图。

其中，1为指挥控制中心，2为车载无线视音频终端，3为电信专网，4为CDMA基站，5为无限视频接收服务端，6为多画面显示存储服务器，7为流媒体服务器，8为客户端访问，9为音视频解码器，10为显示器。

[具体实施方式]

以下结合附图及附图给出的实施例对本发明作进一步说明。本发明的制造技术对本专业的人来说是容易实施的。

参见图1，用户端接收的视频/控制信号和音频信号传输给车载无线视音频终端，车载无线视音频终端将数据信号多链路传输至CDMA基站，再由电信专网由专线传输至无限视频接收服务端，运行配套的代理服务程序，与音视频解码器和流媒体服务器之间以数字视音频流实现通信传输。

车载无线视音频固定式终端内置4个CDMA无线上网模块的数字摄像***，它集视频采集、实时压缩、实时录音录像、实时回显、摄像机控制无线网络传输等功能为一体，每个设备具自己的本地设置IP地址本网络接口模块，通过CDMA网络拨号获取动态IP地址，用于网络连接和视频信息数据传输，采用多通道叠加技术，拓展带宽，使图像质量更加稳定。

车载无线视音频固定式终端具有双码流功能，本地录制采用高清码流，解析度达到D1(704*576)，做到真正的高清晰实时视频监控，和高清音视频录制。低码流用于网络传输，可以以CIF格式(352*288)格式进行实时高达25帧网络音视频传输。

CDMA网络实际使用中在80Kbps～120Kbps之间的居多。依靠CDMA的网络带宽，CIF格式视频传输帧率在10-25帧之间。

具有触摸屏控制接口，可接入触摸屏在车内进行对摄像机进行触摸屏控制，另外还具有JoyStiker控制接口，可采用游戏手柄对摄像机云台和软件界面进行控制。

车载无线视音频固定式终端无线网络视频编码器技术参数：

另外固定式终端能够与海康威视系列硬盘录像机及IP摄像机无缝融合，可直接通过车内网络接收硬盘录像机和IP摄像机的网络流，进行实时传输。

控制中心可选择采用公网接入，或虚拟专网接入方式。如采用公网接入，且车载终端数量较多，建议采用2M-10M电信专线接入，控制中心接收服务器要求需要有固定的公网实地址。另外，可选择虚拟专网接入，也需要采用2M-10M电信专线接入，须由电信申请专门的SIM卡拨入用户名和密码，和对专线进行设置，使车载端设备与控制中心设备形成虚拟局域网，IP地址可互相访问，这种方式保密性和速度都比较好。

目前各大运营商推出的3G业务还处在实验和试商用阶段。经过我们的一系列测试，实际证明还不是很成熟，主要存在以下问题：(1)基站较少，覆盖不全面，城市中很多位置信号不好；(2)上传速率低，以TD为例，上传仅能达到120K，不及CDMA；WCDMA2000上传速度达到150K，与CDMA相差不大；(3)3G的通讯资费偏高。因此目前3G方式的无线视音频传输并不推荐。但3G是未来无线移动通讯的发展方向，链路速度未来会提升，基站覆盖率也会相应增加。终有一天能够满足无线视音频***传输的需要。因此我们的***设备中也预留了3G的接口，在将来3G能够成熟应用时，只需将CDMA无线模块更换为3G传输模块即可。而届时本***将能够以更高的清晰度和流畅度进行视频传输。由于目前的无线链路本身的延时较大，带宽较窄，还无法支撑双向视频的传输需求。但在未来3G链路能够成熟后，本***将能够方便的进行双向音视频互动交流。

Claims

1、一种无线移动音视频传输***，包括：用于对远程音视频的多路传输、显示、存储和远程控制的指挥控制中心监控***、通过4条或4条以上(8-16条)CDMA/EDGE/3G无线链路捆绑用于实时地向指挥控制中心传输视频图像和声音信号的无线视音频传输***，其特征在于还包括用于4路CDMA通道实时音视频传输和进行高清本地录像及录音和进行高清本地回显的车载无线视音频终端。

2、根据权利要求1所述的一种无线移动音视频传输***，其特征在于所述的车载无线视音频终端

b)设有触摸屏接口、

d)预留报警通道，当出现报警时自动显示在预留的通道上、

e)采用密码认证的方式登入***。

3、根据权利要求1所述的一种无线移动音视频传输***，其特征在于所述的指挥控制中心监控***设置接收服务器，实时接收多路车载终端的实时视频流和音频信号，接收服务器运行1个或多个代理程序，每个代理程序进程对应一台车载无线视音频终端，每个代理程序可以通过接驳解码器，将网络音视频流转化为模拟音视频信号，从而接入指挥控制中心进行显示；指挥控制中心通过接收服务器显示存储服务器，接收每个代理程序的音视频流，并以1画面、4画面、6画面、9画面、16画面、25画面方式实时显示多个车载终端画面，并通过接收服务器采用H.264视频编解码算法和流媒体传输实现对远程音视频的多路传输、显示、存储和远程控制功能。

4、根据权利要求2所述的一种无线移动音视频传输***，其特征在于所述的车载无线视音频终端为固定式终端或便携式终端。

5、根据权利要求1所述的一种无线移动音视频传输***，其特征在于所述的指挥控制中心监控***采用电信虚拟专网的电信专线方式或公网两种方式网络接入；采用公网方式接入时，车载终端采用的SIM卡为普通CDMA普通数据业务卡，采用电信虚拟专网的电信专线方式接入时，车载终端的CDMA链路拨入电信的专网服务器，与控制中心的网络形成虚拟局域网。

6、根据权利要求1所述的一种无线移动音视频传输***，其特征在于所述的车载无线视音频终端的使用车辆上设有车载摄像机和拾音设备，车载摄像机视频信号和无线话筒的音频信号通过车内线缆输入车载无线视音频终端；车载无线视音频终端内置硬件视音频H.264编码器，将视音频信号编码为H.264网络视频流和音频流；车载无线视音频终端具有双码流音视频编码功能，高码流用于车辆端本地录像和观看；低码流以CIF格式，通过无线网络链路传输视频图像和声音；车载无线视音频终端内置4条CDMA无线链路，将H.264视频和音频流按照4条链路的瞬时速率将数据分配到4条链路，进行同步传输；并解析远端控制中心的目标地址，将数据通过多条无线链路，传递至控制中心接收服务器。