高清视频无线传输技术研究

高清视频无线传输技术研究

王荣校

摘要：变电站内的视频传输，通常采用布线的方法。布线错综复杂，敷设成本高，信号线在电缆沟内，极易受到同层其他电缆的影响，维护成本高。采用无线视频信号传播技术就可以使得视频的分辨率高，而且对于高清视频技术在变电站的应用起到了一定的推动作用。本论文针对高清视频无线传输技术展开研究。

关键词：高清视频；无线传输；变电站

引言：

电网的快速发展，越来越多的变电站都采用无人值守模式。目前各个变电站都安装了视频监控系统，用于日常防盗、巡视。变电站面积大，安装的摄像头数量，布线错综复杂，而且线路如果连接不当或者出现老化的现象，就必然会对视频信号的传播造成一定的影响。视频无线传输技术已经逐渐成熟，已经得到广泛应用。随着运行人员对视频质量要求的提高，对电子设备的高清分辨率性能也会提出更高的要求，且成为视频无线传播技术的热点。

一、高清视频无线传输技术的发展趋势

从2008年中旬开始，一些企业开始推出了全高清液晶显示器，比例为16:9比例，获得了良好的市场好评，高清的显示器成为市场上的主流。虽然经历了全球金融危机，平板电视的对外出口遭到抑制，消费量逐渐降低。中国平板电视市场的运行速度逐渐缓慢，但是总体而言，中国的平板电视市场依然呈现出规模化发展的态势。继续扩大。“奥运风”的刮起，使得平板电视市场的运行速度加快，液晶电视呈现出供过于求的局面，虽然平面电视的生产商都有所减产，平板价格都出现了下滑，终端销售获得了刺激，于是启动了“家电下乡”活动，给平板电视销售开拓了农村市场。2009年，家电下乡的产品类型多种多样，低端价格价对消费者产生了极大的刺激，对国内需求起到了一定的拉动效应。中国的平板电视市场运行的速度趋于缓和，但是销售额依然保持着稳定增长。平板电视支持高清视频格式，视频显示格式从720P提升到1080P，并成为主流的规格。

多数的平板电视都是放置在桌子上，部分平板电视可以挂在墙上，对于电视的放置方式可以根据房间的布局进行选择。但是，过多的布线会对房间的美观度产生不良影响。诸如多媒体投影仪等等视频类电子产品，在家庭中还没有普及，无线视频技术的应用使得这一局面被改变，悬挂式的电视显示器普及，对消费市场也起到了驱动作用，制造商也会对无线视频技术投入资金，促进该技术的不断升级。无线视频技术的不断升级，也使得变电站内的视频传输无线化成为了可能。

二、高清视频无线传输技术的技术背景

当前普遍采用的视频无线传输技术是建立在压缩格式的基础上的，对视频信息进行传输。由于多数的设备传输视频信息的时候都不会对视频文件进行传输，所以，就需要在视频源与显示器之间使用无线未压缩链路，即对无线高分辨率数字多媒体接口加以定义，就可以对视频显示器于视频源之间的连接方式进行改变。高清视频源的信息传播速率为1.4Gbps至1.6Gbps，无线传输技术的应用，特别是WiFi技术的普及，受到频宽的限制，高清视频的传输能力就会存在严重的不足，这就需要对无线传输技术进行创新。

三、高清视频无线传输技术

（一）超宽带ULTRAWIDEBAND扩展技术

超宽带ULTRAWIDEBAND扩展技术属于是特高带宽调制技术，在3.1吉赫兹至10.6中吉赫兹的频段内，运行无线链路的信息传播速度可以达到480Mbps。为了保证ULTRAWIDEBAND不会受到干扰，就需要严格限制调整器，同时对传输的距离也起到了一定限制的作用。ULTRAWIDEBAND信号可以在10米的范围内有效传播，所以，个人局域网使用ULTRAWIDEBAN扩展技术是非常便利的。应用无线USB的过程中，多个压缩视频流都可以在短距离内传播，传播的距离局限在10米以内，但是在实际的应用中，信息传播的速度会局限在100Mbps至200Mbps之间。所以，对多个频率信道进行连接，就需要构建多个空间信道，对ULTRAWIDEBAND链路的运行性能进行扩展。

目前信道性能被限制，ULTRAWIDEBAND扩展技术的具体实施中，会受到功率的限制，所采用的扩展技术与信道性能极限的方式比较接近，可以在短距离内使得没有被压缩的视频链路运行质量有所提高。在房间中还可以安装无线USB装置。如果隔壁的房间安装有发射器，就会严重影响视频的质量。这就会导致视频操作受到影响。

目前对于ULTRAWIDEBAND的频谱以及运行功率各个国家都有所不同的要求，就需要对无线视频质量提出更高的要求，所采用的操作方法也会不同。ULTRAWIDEBAND技术的使用规则不同，结合Realtek的无线传输，应用USB视频接口技术就可以实现高清视频的无线传播。但是由于变电站面积大，摄像头与显示主机之间距离远，该技术并不适用于变电站高清视频无线传输。

（二）5吉赫兹频段的无线家庭数字接口技术

无线家庭数字接口技术是应用无线调制解调器传播视频，而且还可以对视频采用相应的处理方式。如果没有经过压缩的视频流所采用的是8位数字，每一个数字都可以对像素的的二原色数值进行准确表达。可以明确，从视觉的角度而言，8比特数字的最高加权位更加重要一些，最低加权位其次。最低加权位数值如果产生错误，所造成的影响并不是很显著，而最高加权位数值如果产生错误，像素值就会完全被改变。无线家庭数字接口对比特数字可以起到保护作用，所以可以保证视频的传播质量，信道的使用有效。

无线家庭数字接口在对视频流进行接收的过程中，可以将所接收扩大视频信息划分为各种级别，不同的要素都会在无线信道上映射，在方法上则是通过信道资源获得视频信息。如果信息质量比较差，就是由于较少的噪声保护，由此获得的视频信息更少，此时，无线信道中的噪声就会对质量比较差的视频信息造成破坏。所以，如果视频信息质量不良，误码率就会相对较高一些。但是，出现这些误码出现在视频中，而这些视频信息不是很重要，就不会受到影响。无线家庭数字接口系统中，大脑和眼睛是重要的部分，如果在最低有效位上所出现的是非常小的错误，就可以被平滑。

无线家庭数字接口将这种技术先进的调制解调器结合多输入多输出功能的调制解调器，可以执行5吉赫兹免授权视频操作。采用这种方法，如果视频传输30米范围内，如果需要通过超过两个墙体，就可以将20兆赫信道用于传输视频流。在5吉赫兹免授权视频短内使用40兆赫的信道，没有经过压缩的视频信息所传输的距离就与信道内传输的距离类似。无线家庭数字接口不具有实时压缩的功能，如果系统的运行复杂，如果没有经过压缩的高清电视采用无线信号的形式进行压缩，就可以降低运行成本。由于不需要进行压缩处理，使得整个的视频信号传输就会被延迟，所延迟的时间还不超过0.001秒，所以，视频与音频流之间是不需要同步的，快速响应即可。该技术传输距离仍不能完全满足变电站无线视频传输要求，但是可以考虑用于高处（如龙门架上）摄像头与电缆沟内电缆之间的数据传输，避免高空布线，局部实现无线传输。

（三）ULTRAWIDEBAND技术结合压缩技术的应用

ULTRAWIDEBAND技术在具体的应用中会受到限制，但是，依然会有多很多的公司会选择这种技术，结合WiMedia技术以符合视频链路的运行需要。未压缩的高清电视视频对于视频的压缩是实施进行的，之后在ULTRAWIDEBAND链路上进行视频信息传输。视频流被压缩之后，可以被实时解码，之后传输给输出端。

对于无线视频链路，长期以来都运用MPEG解码技术，视频画面的质量难以有所保证，而且还存在视频信号延时的问题。采用压缩图像的方法，可以采用动态JPEG2000对视频文件进行压缩。在压缩处理的过程中，每个帧都可以得到压缩，并不需要用运动估值在MPEG中压缩，这样就可以保证视频的质量，而且视频信号的延迟率会大大降低。从目前的行业市场来看，JPEG2000是较为普遍使用的图像压缩方法，但是，计算方法比较复杂，就会使得系统的运行成本比较高。JPEG2000技术不可以在数码相机中使用，压缩引擎的运行复杂，会导致系统的运行成本非常高。如果视频没有经过压缩，就难以有很好的表现。与动态图像专家组相比较，JPEG2000的运行效果是非常好的，但是对于信道错误具有非常高的敏感度，这就必然会使得视频传播结果产生错误。如果是高端的投影仪或者高清电视，就会由于质量下降而是压缩视频流不能够被有效接受。

基于OFDM的ULTRAWIDEBAND标准运行WiMedia，配合使用ADIJPEG2000编解码器，就可以使得高清无线信息传输得以实现。在此基础上还可以对无线连接适配器进行设计。该技术可以通过改进无线连接适配器，提高无线传输的距离，如果采用高功率定向天线，传输距离可达几十公里，因此，传输距离是满足变电站视频无线传输要求的，视频质量也可以满足当前运行人员要求。

福禄克高温红外成像视频是采用多点对焦的方式生成热像。在视频生成的过程中，对焦是重要的内容。如果图像失焦，就会对数据的准确性造成影响，就必然会造成诊断错误。采用福禄克红外成像仪，就不需要考虑对焦问题，整个的视场内都可以自动对焦形成图像，即便是图像很模糊，也可以采用多幅图像合并的方法清晰、准确地对焦近处和远处的目标。对准拍摄就可以获得所需要的图像。在进行图像捕捉的时候，可以通过调整4倍像素数据对多幅图像进行捕捉，将所有的图像进行合并，就可以生成640×480的图像。这种操作可以采用无线方式进行操作，能够大大地节约时间，配合使用IR-Fusion技术，一幅精确融合图像就可以生成，通过监控录像、视频流和远程控制监视的方式获得图像，也可以在画中画图像中获得视觉背景和红外细节。但由于福禄克本身无线传输距离有限，并不能实现将视频直接传至主控楼监控机，我们就可以采用ULTRAWIDEBAND技术结合压缩技术，延长无线信号的传输距离，实现红外测温成像的无线远距离传输，将被测目标表面的热信息瞬间可视化，快速定位故障，并且在专业的分析软件的帮助下，可进行分析，完成各项工作。

结束语：

综上所述，无线传输技术已经在各个应用领域中普及，特别是办公区域，采用WiFi技术就可以进行无限监督控制。随着4G技术的升级，网络环境不断地完善，无线监控技术得以普及。当无线传输技术的应用中，需要做好资金的预算工作，还要考虑到图像的连续性以及清晰度，还要关注传输距离以及所处的环境条件，以使得高清视频无限传输技术得以有效应用。

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