索亮

（湖北廣興通信科技有限公司 湖北省荊州市 434007）

隨著對視頻業(yè)務(wù)的發(fā)展和應(yīng)用，通過數(shù)據(jù)傳輸能夠有效增強(qiáng)對于語音和視頻通信等技術(shù)的應(yīng)用，從而提高對事態(tài)的感知能力以及信息的共享能力，更能夠提升對設(shè)備進(jìn)行指揮調(diào)度的工作效率[1]。比如，相關(guān)人員在進(jìn)行外出巡邏或者離開指揮中心時，工作人員也可以與指揮人員保持正常的溝通交流，及時做到信息之間的共享，從而使指揮人員能夠快速做出更加精準(zhǔn)的決策。對寬帶多媒體集群系統(tǒng)的整體性進(jìn)行進(jìn)一步提升，是目前最需要重視的問題之一。所以，在論文中我們更加深入的對寬帶多媒體集群視頻業(yè)務(wù)的特點和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，同時對典型視頻壓縮碼的基本原理和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行探討。

1 寬帶多媒體集群系統(tǒng)視頻業(yè)務(wù)特點

寬帶多媒體集群系統(tǒng)能夠提供更多語音、視頻和圖像等無線數(shù)據(jù)的傳輸工作。利用實效性較高以及便于操作的短數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能夠有效對語音業(yè)務(wù)進(jìn)行補(bǔ)充。通過視頻圖像能夠使人們更加直觀的了解到各種事件的真實情況，同時也是指揮調(diào)度人員對現(xiàn)場情況做出正確判斷，視頻圖像是指揮人員進(jìn)行行動方案制定的重要依據(jù)[2]。寬帶多媒體集群系統(tǒng)視頻業(yè)務(wù)的特點具體如圖1 所示。

1.1 業(yè)務(wù)類型豐富

專網(wǎng)視頻業(yè)務(wù)既包括點對點的個人通信業(yè)務(wù)，也以專網(wǎng)需要為依據(jù)，進(jìn)行組群通信，從而使以公安機(jī)關(guān)為代表的專網(wǎng)用戶在不同難度條件下的通信需求[3]。視頻業(yè)務(wù)主要包括以點播和以終端或組為參與方的上下傳、分發(fā)等視頻調(diào)度功能以及視頻會議的相關(guān)功能。

1.2 實時性、大數(shù)據(jù)量

寬帶多媒體集群系統(tǒng)在視頻呼叫接續(xù)時間和媒體流的實時性上有很高的要求，所以建立的呼叫時間也一定要短，使進(jìn)行通話的延遲時間盡可能的被縮小，從而保證無線專網(wǎng)能夠更加快速、準(zhǔn)確的對通信進(jìn)行響應(yīng)。正常情況下，對組呼的響應(yīng)時間建立要在500 毫秒以內(nèi)，視頻的延長時間應(yīng)該在2000 毫秒以內(nèi)。另一方面，與語言業(yè)務(wù)和短數(shù)據(jù)相比，視頻圖像進(jìn)行傳輸?shù)墓ぷ髦校枰罅繉拵Ш蛿?shù)據(jù)作為依據(jù)。

1.3 高安全防護(hù)

寬帶多媒體集群無線具有和接入設(shè)備的多樣性等特點，而且在專網(wǎng)視頻中信息和內(nèi)容的踩在具有很大的級別使用價值和敏感度，造成其更易受到身份信息的丟失、網(wǎng)絡(luò)竊聽、非法接入點攻擊、假冒攻擊、信息重放和拒絕服務(wù)攻擊等不同種類危險攻擊[4]。只有在進(jìn)行設(shè)備的認(rèn)證鑒權(quán)、信息來源的安全性和穩(wěn)定性以及空口安全等多方面的維護(hù)，才能使視頻業(yè)務(wù)的安全性獲得保障。

1.4 多場景應(yīng)用

對專網(wǎng)通信進(jìn)行設(shè)計既要滿足在日常中的應(yīng)用，也要保證在遇到重大突發(fā)事件和重大災(zāi)害時，保證系統(tǒng)視頻業(yè)務(wù)的應(yīng)用場景能夠有不同類型，其內(nèi)容涉及的面很廣泛，比如，在公安、消防以及救援等相關(guān)機(jī)構(gòu)，可以利用寬帶多媒體系統(tǒng)，在最大程度上使視頻通信的質(zhì)量得到全方位的保障，同時還可以以視頻種類的不同，提供相關(guān)流量。

2 寬帶多媒體集群系統(tǒng)視頻業(yè)務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)

視頻編碼在視頻業(yè)務(wù)的開展工作中站十分重要的位置，同時視頻編碼技術(shù)也對寬帶多媒體集群系統(tǒng)視頻業(yè)務(wù)的開展有積極意義。一般而言，視頻業(yè)務(wù)都需要儲存大量的圖像信息，通過視頻壓縮編碼可以使視頻與有關(guān)圖像縮短冗余度差距，進(jìn)行視頻壓縮編碼可使得視頻傳輸新號碼有所降低[5]。現(xiàn)階段，視頻壓縮編碼數(shù)據(jù)信息流通共計包括前向與重建兩種方式。解碼器的信息加工過程和原理基本同于編碼器重建。在進(jìn)行編碼器的前向工作中,首先要將目前幀中的視頻圖像進(jìn)行分離,形成宏塊。之后結(jié)合宏塊情況，對冗余數(shù)據(jù)信息開展時間與空間雙向劃分，使此信息得以全方位刪除。利用初始圖像視頻宏塊減與預(yù)算中的視頻和圖像宏塊進(jìn)行減法計算，便能獲得預(yù)算中殘留的宏塊數(shù)量。同時，采用視頻區(qū)域轉(zhuǎn)換法得到變化指數(shù)，將存在的多余信息符號冗余全面清除，最終獲取視頻信號中的數(shù)據(jù)流。結(jié)合寬帶多媒體集群系統(tǒng)內(nèi)所持有的視頻業(yè)務(wù)特點，并考慮到用戶實際需求，以運(yùn)動評估、整數(shù)量化和幀間預(yù)算等方式完成常用視頻編碼的數(shù)據(jù)計算，并且使敏感區(qū)域中變質(zhì)量編碼、動態(tài)碼率和加密認(rèn)證等相關(guān)模塊的數(shù)量增加，同時也實現(xiàn)了寬帶多媒體集群系統(tǒng)視頻業(yè)務(wù)的高效進(jìn)行。

2.1 敏感區(qū)域變質(zhì)量編碼

圖1：寬帶多媒體集群專網(wǎng)的視頻業(yè)務(wù)特點

安全監(jiān)督和科學(xué)調(diào)度是專項網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵內(nèi)容，用戶在進(jìn)行視頻圖像的應(yīng)用中，主要是針對人、物以及車輛和事件中存在的細(xì)節(jié)問題[6]。如果限制了信道的內(nèi)容量，就需提前準(zhǔn)備保存好敏感區(qū)域中的視頻圖像，進(jìn)而實現(xiàn)非 POI 區(qū)域能量持續(xù)消耗量控制，使信號來源碼率更得到降低，最終達(dá)到專項網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部需求。另一方面，從預(yù)測編碼中的圖像視頻算法角度而言，減少殘差以及對視頻圖像進(jìn)行恢復(fù)中的最主要的參數(shù)便是量化參數(shù)，通俗來講，量化參數(shù)越小，其量化的步長就越短，使恢復(fù)的視頻和圖像就越發(fā)準(zhǔn)確，否則，便會在很大程度上降低恢復(fù)視頻和圖像的準(zhǔn)確性。所以在進(jìn)行視頻和圖像的恢復(fù)工作中，可以將寬帶多媒體集群設(shè)置成左、右兩種普通編碼的視頻圖像。并利用POI 變質(zhì)量編碼對兩種視頻進(jìn)行編碼，經(jīng)過編碼的恢復(fù)的視頻和圖像，無論是從客觀方面還是從主觀方面進(jìn)行評價，其變質(zhì)量編碼針對POI 地區(qū)產(chǎn)生的效果都是比較突出的，有關(guān)人員也可以以保證圖像視頻質(zhì)量的前提下，利用變質(zhì)量編碼技術(shù)將總碼率降低的幅度控制在1.5 左右。

2.2 可伸縮編碼

可伸縮編碼是指對不同層次的視頻信息數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并將編碼分成上下兩層的碼流，這兩種碼流也可以叫做基本層碼流和增加層碼流[7]。從基本層的碼流進(jìn)行分析，其含有較低的碼流數(shù)值，提供的圖像大多也是分辨率較低的圖像。增加層，是多種事物的重建碼流。同時以基礎(chǔ)層為依據(jù)進(jìn)行結(jié)合解碼，能夠獲得分辨率更高的圖像。寬帶多媒體的專網(wǎng)絡(luò)，由于用戶的數(shù)量較多，同時對信息數(shù)據(jù)的存儲和圖像視頻的需求也有所差別。所以便可以利用可伸縮視頻編碼技術(shù)對視頻信號的源頭進(jìn)行處理，從而使信號傳輸更加靈活[8]。對于一些對數(shù)據(jù)信息存儲容量要求較小的用戶而言，利用基本層的碼流數(shù)據(jù)對信息進(jìn)行儲存便已經(jīng)足夠了。利用科學(xué)的方法，將基本層與增加層進(jìn)行聯(lián)合使用,能夠使通過傳輸數(shù)據(jù)較高的信道，對視頻圖像的分辨率進(jìn)行恢復(fù)。

2.3 碼率控制

可從不同的角度進(jìn)行碼率控制：

（1）根據(jù)當(dāng)下衰減指數(shù)、傳輸寬帶以及干擾強(qiáng)度等情況，對視頻幀率、深度和圖像格式進(jìn)行優(yōu)化處理，使的圖像信息數(shù)據(jù)處于高效傳播狀態(tài)[9]。比如，當(dāng)信通道為2Mbps 總?cè)萘繒r，且為無線類型信道,設(shè)定傳輸信息編碼的分辨率與綜合率分別為D1 與1.5，以此完成圖像視頻信息的傳輸。實際上，信道總?cè)萘繒谝欢ǔ潭壬鲜艿礁蓴_信號影響，如果干擾信號持續(xù)增加，錯誤碼率也會隨著自有碼率傳輸而增多，同時端口處的圖像也較難復(fù)原。如果將信號來源的編碼形式改變?yōu)?00 碼率時，則更有利于圖像信息來源被接收端口精準(zhǔn)所找到，從而實現(xiàn)視頻圖像的恢復(fù)處理。

（2）從編碼機(jī)器著手進(jìn)行碼率控制，由于視頻圖像幀內(nèi)部以及不同幀的編碼數(shù)據(jù)并非固定不變，可充分利用穩(wěn)流控制科學(xué)技術(shù)。該技術(shù)的理念就是加大緩存區(qū)域所收集的編碼信息引入量，并根據(jù)信道的實際容量進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄調(diào)整，也可調(diào)整信息流進(jìn)入信道的速度。比如，相同幀之間的視頻圖像編碼所呈現(xiàn)的信息數(shù)據(jù)量極大，甚至能多出幀信息數(shù)據(jù)的10 倍，如此就使得幀信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)多出信道容量，引發(fā)丟包問題。對此，便可在信息發(fā)送時使用穩(wěn)流控制技術(shù)，使信息發(fā)送速度受到控制，以防丟包。

2.4 加密和認(rèn)證

由于不法分子會對寬帶多媒體集群系統(tǒng)專項網(wǎng)絡(luò)造成安全威脅，借助無線信道的開放性及自由性特征，進(jìn)行非法授權(quán)訪問，或者非法監(jiān)視收聽，基于此，應(yīng)加強(qiáng)無線接入端口的安全保護(hù)，通過設(shè)置鑒權(quán)保證用戶之間信道通口不受不法分子入侵。群組內(nèi)部人員統(tǒng)一密鑰，只有小組內(nèi)部人員擁有密鑰的使用權(quán)，不可外傳[10]。此外，要想提高信息數(shù)據(jù)安全性能，就需加強(qiáng)硬核芯片研究，完善密鑰算法。現(xiàn)代社會下，人們對高速度多媒體的信息數(shù)據(jù)流分析，必然會對解密有一定需求，所以有關(guān)人員應(yīng)該建立集群系統(tǒng)的終端設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施。使設(shè)計的芯片具有消耗低和性能高等特點，并開發(fā)出更加豐富的安全端口，從而保證信息在被訪問的過程中更加安全可靠，設(shè)置隨機(jī)的密碼和計算方式，使快帶多媒體集群中視頻和圖像的質(zhì)量得到保證。所以以寬帶多媒體集群系統(tǒng)的作用和價值為依據(jù)，對相關(guān)工作進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。首先，相關(guān)工作人員要對其行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)加以重視，并根據(jù)其需求制定相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；其次，利用各種手段調(diào)動相關(guān)工作人員的積極性，對其內(nèi)部體制按照國際化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，使我國通信行業(yè)的國際競爭力和凝聚力進(jìn)一步被提高。另一方面，在專向網(wǎng)絡(luò)的安全性和國際標(biāo)準(zhǔn)中不存在沖突的情況下，對其業(yè)務(wù)視頻的接口進(jìn)行規(guī)范。但是在實際工作中，加密算法和密鑰都是加密文件，并不對外開放，因此在我國視頻業(yè)務(wù)的發(fā)展過程中，只需要對集群專向網(wǎng)絡(luò)的性能進(jìn)行加強(qiáng)，能夠為用戶提供較為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)便可以了。

3 結(jié)束語

通過這些信息可以發(fā)現(xiàn)，為提高寬帶多媒體專項網(wǎng)絡(luò)用戶的視聽體驗，進(jìn)行現(xiàn)場視頻與圖像傳輸，就需要提高對寬帶多媒體集群系統(tǒng)視頻業(yè)務(wù)的認(rèn)知，了解其特點和關(guān)鍵技術(shù)。相關(guān)研究人員首先要對寬帶多媒體集群系統(tǒng)視頻業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)種類繁多、實效性與大信息數(shù)據(jù)、安全防護(hù)指數(shù)高、多場景使用等特點進(jìn)行深入了解，對其存在的優(yōu)點進(jìn)行分析，采用比較先進(jìn)的手段，對其思想和理念進(jìn)行創(chuàng)新。通過用戶的真實體驗，對其內(nèi)部界都進(jìn)行優(yōu)化和完善。通過對如敏感區(qū)域變質(zhì)量編碼、可伸縮編碼、碼率控制、加密和認(rèn)證等關(guān)鍵技術(shù)的運(yùn)用，使我國的國際市場地位更加穩(wěn)固。通過對相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，在最大程度上推動我國的整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展。