JPEG2000减少了数字视频分发的延迟-电子发烧友网

数字视频分发是一个主要的增长领域 - 而不仅仅是在传统的监视平台上，如海战系统，海上巡逻机或装甲侦察车。数字分配消除了有线模拟分配的束缚，每个视频源都有离散电缆，使视频能够以高质量和高分辨率长距离分布在多个载波上。

此外，许多装甲车现在都配备了当地的态势感知系统，在舱口关闭的情况下提供全方位的视野。这些车辆还可以从无人机（UAV）传感器实时接收战场的下行链路图像。

数字视频应用

最常见的应用是具有许多船员站的大型多传感器平台，每个站都可能同时在一个或多个屏幕上查看来自多个视频源的任意视频源。模拟视频的分发需要相当多的布线以及每个乘员站的复杂切换和缩放硬件。最近引入的更高分辨率、点对点数字视频/音频接口，其传输距离受限和电缆布线问题，使此类系统的复杂性更加复杂。其中包括PC标准，例如现代平板电视和显示器中的高清多媒体接口（HDMI）。一些军事应用使用基于光纤通道信令（特别是 FC-AV）的 ARINC 818 标准实现无压缩数字视频传输。通过以太网网络将视频压缩和分发为 IP 数据包是大型平台采用的解决方案。同样的原则正在应用于许多具有多传感器有效载荷的小型平台，这些平台可能需要在整个数字战场上从外部共享数据和图像。

但是，压缩会导致清晰度和细节的损失，并在信号路径中引入延迟。当用于火势方向或驾驶地面车辆时，延迟通常是不可接受的，因此压缩算法的选择至关重要。最熟悉的视频压缩标准MPEG-2和MPEG-4通过使用多个帧来区分变化，增加了通常为300 mS的延迟。如果一帧在传输过程中丢失或损坏，则还可能会丢失图像完整性并增加一些额外的恢复时间。另一种方法是使用JPEG2000的逐帧压缩，其中编码和解码以帧速率运行，并且任何延迟都仅限于通过网络的传输时间。JPEG2000 还提供了可选的压缩比，以实现带宽的最佳利用。例如，在典型的压缩比为 30：1 的情况下，电视速率视频只需要通过网络的带宽为 1 Mbps。

管理成本和分配

JPEG2000适用于所有类型的视频分发，与MPEG相比，它以相似的总成本提供更好的质量和响应。解决方案通常由预算强烈决定的一个例子是装甲车的局部态势感知。这在电视分辨率下使用了许多相机，并且几乎不需要图像处理。典型的配置是每个摄像机都包含JPEG2000压缩，直接连接到车辆的本地网络，并使用车载嵌入式计算资源在一个或两个本地显示器上解压缩和显示图像。通过使用嵌入式计算资源，机组人员添加的图像和注释也可以通过无线电或卫星链路在外部分发到指挥所或地面上的其他车辆。更大的平台，如海战系统或侦察机，将承载更复杂的应用程序，需要额外的图像或显示处理;这些包括目标跟踪，识别和分类;传感器融合;和窗口化。图像处理将与许多嵌入式计算系统更紧密地集成在一起，并将处理更高质量的视频。此应用程序不仅将通过网络分发压缩的传感器视频，而且还将有许多合作参与者共享来自许多来源的处理/合成视频（例如，从一个战斗系统显示控制台到许多其他来源）。

JPEG2000 现在是高质量视频分发的公认标准，特别是在嵌入式系统模块中，例如图 1 中所示的柯蒂斯-赖特控制嵌入式计算（CWCEC）的猎户座 JPEG2000 PMC 模块。技术改进将大大改善此类产品的包装和性能;PCI 高速正在取代旧的 PCI 和 PCI-X 并行接口。其次，FPGA现在可用于在高清分辨率及更高分辨率的多个通道上进行实时JPEG2000压缩和解压缩，分辨率高达1，920 x 1，200。这些改进使得仅在单个 XMC/PMC 模块上实现功能成为可能，该模块与现成的嵌入式计算标准兼容，以支持 DVI 以及 PAL/NTSC 传感器和显示视频流。此外，这样的模块可以作为JPEG2000协处理器，用于平台间，控制台到控制台或平台到平台级别的视频分发。

图 1：JPEG2000现在是高质量视频分发的公认标准，特别是在嵌入式系统模块中，如柯蒂斯-赖特的猎户座JPEG2000 PMC模块。