低延时视频传输系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种低延时视频传输系统及方法。所述低延时视频传输系统，包括相机、FPGA、主处理器以及天线；相机的输出端连接FPGA，FPGA与主控制器双向连接，FPGA经天线与地面站连接；FPGA包括视频分块模块。在通用的H264算法基础上，通过视频分块技术，使其整个视频传输系统串行工作转换并行工作，快速实现视频低延时传输。视频低延时传输。视频低延时传输。

【技术实现步骤摘要】
低延时视频传输系统及方法


[0001]本专利技术涉及视频处理领域，具体涉及一种低延时视频传输系统及方法。

技术介绍

[0002]随着无人机的应用越来越多，对无人机的要求也越来越高，例如在视频传输领域，需要无人机在高速飞行时，能够及时提供清晰可靠的视频图像。无人机机载视频处理系统的压缩数据要与系统任务设备和遥测等多种数据复合处理，再通过无线信道传输到地面站进行处理。因此，设计的无人机视频处理系统应能够尽可能恒定输出数据到数据链，并且视频数据传送到地面站的时间尽可能的短，便于系统任务设备和遥测等多种数据的复合和快速显示无人机监测现场的视频，实现快速侦查的目的。
[0003]一般情况下在通常情况下，视频采集、格式转换和遥测发送都是采用串行工作模式，也就是当FPGA在做视频采集工作时，其他工作处于暂停状态，没有充分使用每一环节的利用率，导致整个系统的延时增加，不适用于高速飞行的无人机采集数据。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的串行工作模式的视频传输系统延时大的不足，提供一种低延时视频传输系统及方法。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0006]一种低延时视频传输系统，包括相机、FPGA、主处理器以及天线；相机的输出端连接FPGA，FPGA与主控制器双向连接，FPGA经天线与地面站连接；FPGA包括视频分块模块。
[0007]优选地，所述FPGA用于接收相机按行的方式发送的视频，视频分块模块用于对视频进行横切，将一帧视频分为多个子帧，每采集完一字帧即发送数据进行后续处理。
[0008]优选地，所述FPGA为Xinlinx的Zynq-7000系列。
[0009]优选地，所述主处理器为飞思卡尔的IMX系列的IMX6Q多核处理器。
[0010]一种低延时视频传输方法，包括以下步骤：
[0011]相机采集视频数据发送至FPGA；FPGA利用视频分块技术，每采集固定长度的子帧，就把该子帧封装发送给主处理器；所述多个子帧构成一个视频整帧；
[0012]主处理器对子帧进行压缩，然后视频通过遥测传输至上位机。
[0013]优选地，所述相机采集视频数据的格式为1080p，有1280行数据；FPGA将整帧视频横切为40子帧，每子帧的分辨率为1920*32。
[0014]优选地，所述主处理器压缩视频时关键帧间距的GOP值为30～40。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术在通用的H264算法基础上，通过视频分块技术结合增加H264中关键帧的间隔的方法，使其整个视频传输系统串行工作转换并行工作，快速实现视频低延时传输。
附图说明：
[0016]图1为本专利技术示例性实施例1的低延时视频传输系统的系统框图；
[0017]图2为本专利技术示例性实施例2的低延时视频传输方法的流程图。
具体实施方式
[0018]下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。
[0019]实施例1
[0020]如图1所示，本实施例提供一种低延时视频传输系统，包括相机、FPGA、主处理器以及天线，相机的输出端连接FPGA，FPGA与主控制器双向连接，FPGA经天线与地面站连接；FPGA包括视频分块模块。
[0021]现有的视频传输模式采用串行工作模式，即相机按帧输出视频，FPGA接收完一帧数据后，进行视频格式转换，再将视频传送至主处理器；主处理器进行视频的压缩后再将数据传递至FPGA通过天线传送至地面站，完成视频的传输。现有的视频传输方式中，相机采集1帧数据时，其他模块均未工作，而多个模块之间的工作需上一模块处理完后再开始工作，则会造成视频处理时部分模块在某些时候，处于忙碌状态，而某些时候处于空闲状态，时间分配不合理，导致延迟时间较长；本申请通过FPGA对一帧的视频进行分块得到若干个子帧，减小单次传输的数据量，让后续的处理模块可以更快的接收到数据，方便后续的模块在接收到处理时间长的任务进行处理时，可以占用后续处理时间短的任务的处理时间，而通过采样时间等的均衡，不影响其他模块的处理过程，以减少延迟时间。划分后的子帧占用空间很小，前端会周期性不断的输出数据视频流，使其后端每个环节处于忙碌状态，形成一条高效的工作流水线，也就是视频采集、视频压缩模块、遥测输出、上位机解码和显示同时工作，进而实现并行工作。子帧的数据量小，后端处理的时间也很短，当FPGA把最后一块视频子帧发送时，后端已经完成前面所有子帧的处理工作，达到缩短延时的目的。
[0022]其中，FPGA用于接收相机按行的方式发送的视频，视频分块模块用于对视频进行横切，将一帧视频分为多个子帧，每采集完一字帧即发送数据进行后续处理。
[0023]其中，FPGA为Xinlinx的Zynq-7000系列；主处理器为飞思卡尔的IMX系列的IMX6Q多核处理器。FPGA用于视频采集、视频格式转换和数据发送等操作；主处理器IMX6Q用于视频压缩等操作。IMX6Q运行频率达到1.2GHz，集成了2D和3D图形处理器、视频编解码模块，其中视频编解码模块支持H263、H264多种视频编解码标准。
[0024]实施例2
[0025]本实施例提供一种低延时视频传输方法，包括以下步骤：
[0026]相机采集视频数据发送至FPGA；FPGA利用视频分块技术，每采集固定长度的子帧，就把该子帧封装发送给主处理器；所述多个子帧构成一个视频整帧；
[0027]主处理器对子帧进行压缩，然后视频通过遥测传输至上位机。
[0028]本实施例中，通过将将一个视频整帧划分成多个固定长度的视频子帧，FPGA将子帧封装成BT1120格式发给到后端进行后续的处理，通过分块技术，使系统的每一个环节都处于工作阶段，数据量变小使其系统中每个环节的时间处理时间短暂，实现了系统的并行
工作。
[0029]其中，相机采集视频数据的格式为1080p，有1280行数据；FPGA将整帧视频横切为40子帧，每子帧的分辨率为1920*32。合理分配各模块的处理时间，实现了系统的并行工作。
[0030]其中，主处理器压缩视频时关键帧间距的GOP值为30到40。调整关键帧间距，保证保证数据量的大小，又可降低关键帧重新进行同步消耗的时间，GOP值与分块大小相适应，进一步提高传输效率，降低延时。
[0031]实施例3
[0032]本实施例通过详细的实例对比现有的技术方案与实施例1所述的技术方案，更好的展示低延时方面的改进。相机视频格式以1080P25帧为例，其通过CameraLink接口与FPGA连接。
[0033]现有的串行模式的技术方案中每一环节具体的工作内容和消耗时间如下：
[0034]视频采集时间：1080P25帧的相机，每一帧输出间隔的时间为40ms，相机采用Camera本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低延时视频传输系统，其特征在于，包括相机、FPGA、主处理器以及天线；相机的输出端连接FPGA，FPGA与主控制器双向连接，FPGA经天线与地面站连接；FPGA包括视频分块模块。2.根据权利要求1所述的低延时视频传输系统，其特征在于，所述FPGA用于接收相机按行的方式发送的视频，视频分块模块用于对视频进行横切，将一帧视频分为多个子帧，每采集完一字帧即发送数据进行后续处理。3.根据权利要求1所述的低延时视频传输系统，其特征在于，所述FPGA为Xinlinx的Zynq-7000系列。4.根据权利要求1所述的低延时视频传输系统，其特征在于，所述主处理器为飞思卡尔的IMX系...

【专利技术属性】
技术研发人员：金鑫，谭左红，肖乐康，杨奇锟，王地伟，张明星，樊勇，万小博，熊梦南，何洋，
申请(专利权)人：重庆航天工业有限公司，
类型：发明
国别省市：