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(chǎng)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(wèn)題。多視點(diǎn)相機(jī)能對(duì)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)全方面、多角度感知；應(yīng)急融合通信能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)多種通信資源融合利用，快速構(gòu)建災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(xiàng)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(duì)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)多視角視覺(jué)信息的感知問(wèn)題，本成果發(fā)明了相位信號(hào)時(shí)域差分校正與像素光流時(shí)域傳播方法，突破了積分周期對(duì)深度傳感器的感知效率制約，提升時(shí)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(gè)公共匹配特征點(diǎn)的極端條件下實(shí)現(xiàn)了多達(dá)60個(gè)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(tái)《新聞聯(lián)播》被報(bào)道、在第七屆世界軍人運(yùn)動(dòng)會(huì)（武漢）開(kāi)幕式中宣傳展示。
（2）為突破災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)視覺(jué)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(dòng)的耦合計(jì)算方法，構(gòu)建了跨模態(tài)、跨視角對(duì)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(chǎng)多角度相機(jī)、多模態(tài)數(shù)據(jù)的聯(lián)合計(jì)算系統(tǒng)。在突破深度場(chǎng)角頻率感知的制約基礎(chǔ)上，深度場(chǎng)壞點(diǎn)率由12.3%下降至0.14%。
（3）為滿足災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)視覺(jué)感知裝備低消耗、長(zhǎng)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(shí)-角維差值技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了以計(jì)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(jì)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(huì)咨詢報(bào)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(chǎng)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(wú)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(shí)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(guó)內(nèi)外首次實(shí)現(xiàn)了災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)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(shí)間<1.6秒，多信道融合傳輸效率>90%，突破了現(xiàn)場(chǎng)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(duì)本成果進(jìn)行成果鑒定（鄂技交評(píng)字[2021]第194號(hào)），該成果技術(shù)成熟度9級(jí)，技術(shù)創(chuàng)新度2級(jí)，技術(shù)先進(jìn)度5級(jí)。
【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(chǎng)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(chǎng)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(wèn)題。
除了應(yīng)急領(lǐng)域，在高端工業(yè)視覺(jué)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)駕駛、車路協(xié)同、智慧家庭、服務(wù)機(jī)器人、遠(yuǎn)程視頻會(huì)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(shí)產(chǎn)權(quán)、榮譽(yù)】
該成果獲授權(quán)發(fā)明專利29項(xiàng)、軟著3項(xiàng)，在TIP、OE、DCC、ACM MM等國(guó)際頂級(jí)期刊和會(huì)議上發(fā)表論文75篇，制定國(guó)家應(yīng)急廣播技術(shù)暫行文件3項(xiàng)。
自2019年以來(lái)，在外交部、中國(guó)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(píng)價(jià)為“實(shí)現(xiàn)了對(duì)通信空洞的快速無(wú)線覆蓋”、“效果顯著”。2015年獲聯(lián)合國(guó)UNITAR與中國(guó)商務(wù)部CIFAL聯(lián)合表彰，2020年獲英國(guó)IET學(xué)會(huì)全球創(chuàng)新獎(jiǎng)（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(guó)成果。