應(yīng)急融合視頻通信技術(shù)與裝備
發(fā)布日期:2023-02-22 瀏覽量:1
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【所屬領(lǐng)域】
信息電子
【技術(shù)背景】
災(zāi)害現(xiàn)場視頻等信息的全面獲取與回傳是應(yīng)急救援所面臨的重大需求,亟需解決在斷電斷網(wǎng)等極端情況下的感知與傳輸問題。多視點(diǎn)相機(jī)能對災(zāi)害現(xiàn)場態(tài)勢全方面、多角度感知;應(yīng)急融合通信能對現(xiàn)場多種通信資源融合利用,快速構(gòu)建災(zāi)害現(xiàn)場與后方之間的信息通路;將兩者結(jié)合,形成面向?yàn)?zāi)害現(xiàn)場的多視點(diǎn)視頻采集、處理與傳輸方法及裝置是解決上述救災(zāi)需求的關(guān)鍵核心。為了克服上述重大挑戰(zhàn),項目組研制了應(yīng)急融合視頻通信技術(shù)與裝備。
【成果介紹】
(1)針對災(zāi)害現(xiàn)場多視角視覺信息的感知問題,本成果發(fā)明了相位信號時域差分校正與像素光流時域傳播方法,突破了積分周期對深度傳感器的感知效率制約,提升時間分辨率達(dá)9倍;發(fā)明了遞進(jìn)式多視點(diǎn)視頻配準(zhǔn)方法,在僅有1個公共匹配特征點(diǎn)的極端條件下實(shí)現(xiàn)了多達(dá)60個視點(diǎn)的空間幾何標(biāo)定,平均誤差低至0.0031像素,突破了三維空間任意位姿大規(guī)模相機(jī)陣列標(biāo)定的世界性難題。相關(guān)成果在中央電視臺《新聞聯(lián)播》被報道、在第七屆世界軍人運(yùn)動會(武漢)開幕式中宣傳展示。
(2)為突破災(zāi)害現(xiàn)場視覺信息重構(gòu)質(zhì)量難提升的難題,本成果發(fā)明了模型-數(shù)據(jù)聯(lián)合驅(qū)動的耦合計算方法,構(gòu)建了跨模態(tài)、跨視角對多視點(diǎn)視頻重建質(zhì)量的提升機(jī)制,研制災(zāi)害現(xiàn)場多角度相機(jī)、多模態(tài)數(shù)據(jù)的聯(lián)合計算系統(tǒng)。在突破深度場角頻率感知的制約基礎(chǔ)上,深度場壞點(diǎn)率由12.3%下降至0.14%。
(3)為滿足災(zāi)害現(xiàn)場視覺感知裝備低消耗、長續(xù)航的需求瓶頸,本成果發(fā)明了多視點(diǎn)視頻優(yōu)化編碼方法,發(fā)明了多視點(diǎn)視頻數(shù)據(jù)的篩選優(yōu)化模型與時-角維差值技術(shù),實(shí)現(xiàn)了以計算目標(biāo)為導(dǎo)向的關(guān)鍵數(shù)據(jù)篩選,多視點(diǎn)視頻計算效率從窮舉提升至78.8%,為降低多視點(diǎn)業(yè)務(wù)的資源需求提供了關(guān)鍵技術(shù)手段。相關(guān)成果在歐盟委員會咨詢報告State of the Art of Technology and Standards中被認(rèn)為“是多視點(diǎn)視頻編碼領(lǐng)域中最為重要的進(jìn)展之一”。
(4)為突破災(zāi)害現(xiàn)場各體制通信獨(dú)立組網(wǎng)、資源利用率低的難題,發(fā)明了多無線信道應(yīng)急融合通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)了單一業(yè)務(wù)的融合信道多隧道傳輸方案,同時突破了應(yīng)急通信的可用帶寬與傳輸可靠性兩大難題;研制了應(yīng)急融合通信傳輸系統(tǒng),在國內(nèi)外首次實(shí)現(xiàn)了災(zāi)害現(xiàn)場廣電、公網(wǎng)、衛(wèi)星融合組網(wǎng)與多業(yè)務(wù)終端統(tǒng)一接入,網(wǎng)絡(luò)建立時間<1.6秒,多信道融合傳輸效率>90%,突破了現(xiàn)場多視點(diǎn)視頻救災(zāi)業(yè)務(wù)回傳瓶頸。
【熟化程度】
2021年6月28日,湖北省技術(shù)交易所組織專家組對本成果進(jìn)行成果鑒定(鄂技交評字[2021]第194號),該成果技術(shù)成熟度9級,技術(shù)創(chuàng)新度2級,技術(shù)先進(jìn)度5級。
【成果展示】
(a)應(yīng)急救援指揮艙
(b)指揮艙內(nèi)裝備
(c)空中應(yīng)急視頻通信裝備
(d)單兵應(yīng)急視頻通信裝備
(e)融合應(yīng)急通信分發(fā)匯聚服務(wù)器
圖1應(yīng)急融合視頻通信技術(shù)與裝備
【應(yīng)用場景】
斷電、斷網(wǎng)、斷路等“三斷”條件下的應(yīng)急救援、超高清視頻直播等應(yīng)用場景,包含視頻通信、視頻壓縮、視頻處理、多網(wǎng)絡(luò)(廣電、公網(wǎng)、衛(wèi)星等)融合傳輸問題。
除了應(yīng)急領(lǐng)域,在高端工業(yè)視覺監(jiān)測、自動駕駛、車路協(xié)同、智慧家庭、服務(wù)機(jī)器人、遠(yuǎn)程視頻會議、遠(yuǎn)程醫(yī)療和專用醫(yī)療裝備等多方面都有很好的應(yīng)用。
【知識產(chǎn)權(quán)、榮譽(yù)】
該成果獲授權(quán)發(fā)明專利29項、軟著3項,在TIP、OE、DCC、ACM MM等國際頂級期刊和會議上發(fā)表論文75篇,制定國家應(yīng)急廣播技術(shù)暫行文件3項。
自2019年以來,在外交部、中國地震應(yīng)急搜救中心、多省應(yīng)急廳組織的多災(zāi)種應(yīng)急演練中被評價為“實(shí)現(xiàn)了對通信空洞的快速無線覆蓋”、“效果顯著”。2015年獲聯(lián)合國UNITAR與中國商務(wù)部CIFAL聯(lián)合表彰,2020年獲英國IET學(xué)會全球創(chuàng)新獎(通信與信息技術(shù)領(lǐng)域)推薦,是當(dāng)年唯一獲推薦的中國成果。