【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及航空机载视频遥测，尤其涉及一种自适应码速率调节的视频采集遥测装置及方法。
技术介绍
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技术介绍
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1、遥测是航空领域飞行器与地面监控系统通信的重要手段，通过遥测可将飞行数据实时传输至地面监控系统，为地面指挥人员、飞机设计人员、试飞人员等提供决策依据。pcm-fm(pulse code modulation-frequency modulation)、soqpsk调制模式作为常用的遥测手段，其将机载采集信息、音视频等编码成脉冲编码调试(pulse code modulation，简称pcm)格式无线传输至地面进行实时监控，其中，机载数据中的视频影像能直观准确的描述飞机的状态，是采集遥测数据的重要组成部分。
2、由于遥测带宽受限，通常即使是压缩后的视频图像帧数据量也远大于pcm帧的最大容量，所以对需压缩后数字图像数据进行pcm编码后进行传输。随着机载视频路数增加、分辨率及帧率也越来越高，遥测带宽的限制逐步凸显，特别是在遥测链路受到干扰时，多路遥测视频画面都将受其影响。
技术实现思路
1、本专利技术的目的：提出一种自适应码速率调节的视频采集遥测装置及方法，通过地面监控系统判断遥测视频画面的质量来评价遥测链路的质量，当遥测链路质量降低时，机载视频采集和编码系统自动调节pcm编码的码速率以及相应的传输视频通道，尽可能保证遥测下传的视频画面质量可用，当遥测链路质量恢复时，则遥测视频自动恢复至原有设置。
2、本专利技术的技术方案：为了实现上述
3、在一个可能的实施例中，接收输入的视频流可以是模拟信号，也可以是数字信号，常见的视频格式如：pal、vga、lvds、dvi、sdi、gige等，对应各类格式的视频，可采用已成熟的dsp芯片或者采用fpga进行数据获取和格式转换，得到统一的数字视频码流。
4、在一个可能的实施例中，采用成熟的dsp芯片或soc芯片可进行常用的h.264/h.265压缩编码格式硬编码。其中，所述视频压缩编码模块能够接收控制指令调节压缩方法以调控压缩后视频码流的码速率，例如vbr、cbr、cvbr压缩方法；若压缩后的码速率还是较大，该模块可降低视频图像分辨率或帧率后再进行压缩，以满足pcm遥测通道带宽要求。
5、在一个可能的实施例中，所述pcm编码模块接收机载发射接收模块输出的pcm遥测链路质量评估值，根据遥测链路质量调整选择哪些通道视频进行编码传输以及所选的各路视频的码速率，以尽可能保证遥测下传的视频画面质量可用。
6、在一个可能的实施例中，所述机载发射接收模块和地面发射接收模块是空地射频通信系统，用于进行遥测数据和指令状态数据的空地传输，如美国irigl06标准推荐的pcm-fm、soqpsk遥测传输格式，也可采用gps或北斗导航通信链路进行上行链路的补充，完善上下行链路的通畅。
7、所述pcm解码模块将地面接收到的pcm编码数据按数据包报文协议定义进行反编码，再将拆分的视频图像帧数据重新进行组合，得到完整的压缩视频码流帧图像，即h.264/h.265视频码流。
8、所述视频压缩解码模块对pcm解码后的h.264/h.265视频码流进行压缩解码，得到可显示处理的视频图像，并将处理的视频图像发送至所述遥测链路质量评价模块，以及视频显示单元。
9、优选地，所述pcm解码模块和视频压缩解码模块在地面运行，可在电脑上由软件编程实现，也可采用fpga嵌入式系统实现。
10、所述遥测链路质量评价模块同步接收视频压缩解码模块输出的视频图像，通过对视频图像的质量评价来衡量遥测链路的质量，并将遥测链路质量评价结果输出至地面发射接收模块，通过遥测上行链路传输至机载pcm编码模块，作为其进行遥测视频码速率调节的依据。
11、根据系统应用的不同阶段，采用两类视频质量评价模型组合的模式来实现所遥测传输的视频质量评估，同时，根据遥测链路质量下降的特点，由视频质量评价结果推测出遥测链路质量评价结果。
12、根据本专利技术的第二方面，提出一种自适应码速率调节的视频采集遥测，采用上述的一种自适应码速率调节的视频采集遥测装置，包括如下步骤：
13、步骤一：采集机上视频源输出的各路视频信号；对机上各类格式的视频进行数据获取和格式转换，得到统一的数字视频码流；
14、步骤二：对视频采集模块输出的原始数字视频码流进行压缩编码；首次压缩编码时，根据遥测系统初始配置确定视频分辨率或帧率；
15、较优地，所述步骤二采用h.264或h.265压缩编码格式实现。
16、步骤三：pcm编码视频通道选择；首次通道选择时，根据遥测系统初始配置进行pcm编码视频通道选择；
17、较优地，所选的视频通道数据经压缩编码后码速率之和要低于pcm编码码速率上限。
18、根据遥测系统初始配置和系统运行时码速率调整策略计算结果来选择需要进行pcm编码遥测下传的视频通道。具体地，当遥测链路质量较好时，即时码速率调整策略计算结果为无需调整所需视频通道时，则按照系统初始配置选择遥测下传的视频通道，需要注意的是，所选的视频通道数据经压缩编码后码速率之和要低于pcm编码遥测下传的码速率。
19、优选地，码速率调整策略计算结果显示遥测链路质量下降需要减少pcm编码遥测下传的视频通道数量时，则按照计算结果选择更少的视频通道。
20、步骤四：pcm编码、传输、解码，实现将压缩视频码流从机载传至地面。
21、步骤五：压缩视频解码。对应步骤二中的压缩格式进行解码，得到可显示和处理的视频图像，并将解码后的视频进行显示，对机上状态实时监控。
22、步骤六：视频图像评价。对步骤五解码后的各路视频图像进行图像质量评估，得到评本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自适应码速率调节的视频采集遥测装置，其特征在于，包括：视频采集模块、视频压缩编码模块、PCM编码模块、机载发射接收模块、地面发射接收模块、遥测链路质量评价模块、PCM解码模块、视频压缩解码模块、视频显示单元；所述视频采集模块接收机上视频源输出的各路视频信号，并进行时间同步；所述视频压缩编码模块对视频采集模块输出的原始数字视频码流进行压缩编码；所述PCM编码模块接收所述视频压缩编码模块输出的压缩视频码流，按配置选择其中若干路视频，将压缩后的视频数据每一帧拆分后打包封装成PCM数据包，同时将视频数据的附属信息写入数据包报文中，将PCM数据包输出至所述机载发射接收模块进行遥测调制发射传输数据；所述机载发射接收模块和地面发射接收模块是空地射频通信系统，用于进行遥测数据和指令状态数据的空地传输；所述PCM解码模块将地面接收到的PCM编码数据按数据包报文协议定义进行反编码，再将拆分的视频图像帧数据重新进行组合，得到完整的压缩视频码流帧图像；所述视频压缩解码模块对PCM解码后的视频码流进行压缩解码，得到可显示处理的视频图像，并将处理的视频图像发送至所述遥测链路质量评价模块，以及视频显示
2.根据权利要求1所述的一种自适应码速率调节的视频采集遥测装置，其特征在于，接收输入的视频流是模拟信号或数字信号。
3.根据权利要求1所述的一种自适应码速率调节的视频采集遥测装置，其特征在于，所述视频压缩编码模块接收控制指令调节压缩方法以调控压缩后视频码流的码速率。
4.根据权利要求1所述的一种自适应码速率调节的视频采集遥测装置，其特征在于，所述PCM解码模块的压缩视频码流帧图像，为H.264/H.265视频码流。
5.根据权利要求1所述的一种自适应码速率调节的视频采集遥测装置，其特征在于，所述PCM解码模块和视频压缩解码模块在地面运行，可在电脑上由软件编程实现，也可采用FPGA嵌入式系统实现。
6.一种自适应码速率调节的视频采集遥测方法，采用权利要求1-5任意一项所述的一种自适应码速率调节的视频采集遥测装置，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种自适应码速率调节的视频采集遥测方法，其特征在于，在所述步骤七中，具体按下式计算遥测链路质量评估结果TQA：
8.根据权利要求6所述的一种自适应码速率调节的视频采集遥测方法，其特征在于，当系统以降低后的码速率运行一段时间T且该段时间内遥测链路质量评估结果TQA一直保持大于设定的高质量阈值，则恢复为初始配置码速率，跳转至步骤十，否则不进行PCM编码码速率调整，结束继续按原有码速率进行视频采集和遥测编码。
...【技术特征摘要】
1.一种自适应码速率调节的视频采集遥测装置，其特征在于，包括：视频采集模块、视频压缩编码模块、pcm编码模块、机载发射接收模块、地面发射接收模块、遥测链路质量评价模块、pcm解码模块、视频压缩解码模块、视频显示单元；所述视频采集模块接收机上视频源输出的各路视频信号，并进行时间同步；所述视频压缩编码模块对视频采集模块输出的原始数字视频码流进行压缩编码；所述pcm编码模块接收所述视频压缩编码模块输出的压缩视频码流，按配置选择其中若干路视频，将压缩后的视频数据每一帧拆分后打包封装成pcm数据包，同时将视频数据的附属信息写入数据包报文中，将pcm数据包输出至所述机载发射接收模块进行遥测调制发射传输数据；所述机载发射接收模块和地面发射接收模块是空地射频通信系统，用于进行遥测数据和指令状态数据的空地传输；所述pcm解码模块将地面接收到的pcm编码数据按数据包报文协议定义进行反编码，再将拆分的视频图像帧数据重新进行组合，得到完整的压缩视频码流帧图像；所述视频压缩解码模块对pcm解码后的视频码流进行压缩解码，得到可显示处理的视频图像，并将处理的视频图像发送至所述遥测链路质量评价模块，以及视频显示单元。
2.根据权利要求1所述的一种自适应码速率调节的视频采集遥测装置，其特征在于，接收输入的视频流是模拟信号或数字信号。
【专利技术属性】
技术研发人员：张虎龙，冯一鸣，马晓东，岳桂金，邢锦涛，
申请(专利权)人：中国飞行试验研究院，
类型：发明
国别省市：
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