JPEG2000減少了數(shù)字視頻分發(fā)的延遲

數(shù)字視頻分發(fā)是一個主要的增長領(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載波上。

此外，許多裝甲車現(xiàn)在都配備了當?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（UAV）傳感器實時接收戰(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，每個站都可能同時在一個或多個屏幕上查看來自多個視頻源的任意視頻源。模擬視頻的分發(fā)需要相當多的布線以及每個乘員站的復(fù)雜切換和縮放硬件。最近引入的更高分辨率、點對點數(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標準，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 標準實現(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，壓縮會導致清晰度和細節(jié)的損失，并在信號路徑中引入延遲。當用于火勢方向或駕駛地面車輛時，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準MPEG-2和MPEG-4通過使用多個幀來區(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行，并且任何延遲都僅限于通過網(wǎng)絡(luò)的傳輸時間。JPEG2000 還提供了可選的壓縮比，以實現(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)算強烈決定的一個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，并且?guī)缀醪恍枰獔D像處理。典型的配置是每個攝像機都包含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算資源在一個或兩個本地顯示器上解壓縮和顯示圖像。通過使用嵌入式計算資源，機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，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)的公認標準，特別是在嵌入式系統(tǒng)模塊中，例如圖 1 中所示的柯蒂斯-賴特控制嵌入式計算 （CWCEC） 的獵戶座 JPEG2000 PMC 模塊。技術(shù)改進將大大改善此類產(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通道上進行實時JPEG2000壓縮和解壓縮，分辨率高達1，920 x 1，200。這些改進使得僅在單個 XMC/PMC 模塊上實現(xiàn)功能成為可能，該模塊與現(xiàn)成的嵌入式計算標準兼容，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)的公認標準，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，以匹配當前和未來的網(wǎng)絡(luò)、傳感器和顯示性能。

審核編輯：郭婷