一种远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒及系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒及系统，包括：总芯片和用于与船舶局域网中的前端图像采集设备连接的数据接口；其中，总芯片通过数据总线与数据接口连接；总芯片包括：DSP控制器、DMA控制器、视频编码器和存储器；DSP控制器分别与DMA控制器、视频编码器连接；视频编码器分别与DMA控制器、存储器连接。采用本实用新型技术方案能大幅降低船舶监控视频码流，实现陆岸对远洋船舶视频的远程实时监控。
【专利说明】
一种远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒及系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及远洋船舶卫星通信技术领域，尤其涉及一种远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒及系统。【背景技术】
[0002]在大海上航行的远洋船舶在遇到紧急或危险状况时，往往希望实时将船上的视频图像传回到陆岸的船公司，在目前的技术条件下要实现远洋船舶的船岸间的视频通信，只能借助于海事卫星通信方式。而海事卫星通信具有传输带宽窄、传输成本高、传输延时大、 延时抖动大、高共享比导致的传输不稳定等特点。如目前远洋船舶使用最普遍的、也是最先进的Inmarsat卫星宽带通信系统FleetBroadband，其最高传输速率仅432kbps，且每11数据流量传输费用高达24美元。
[0003]现有的远洋船舶监控视频系统主要包括前端图像采集设备和本地图像存储设备两个部分。前端图像采集设备包括一台或多台摄像机以及与之配套的镜头、云台、防护罩、 云镜解码器、红外灯和语音采集等设备，以实现图像信息、语音信息、报警信息和状态信息的采集。前端图像采集设备将现场拍摄情况转换为模拟/数字视频信号，再传递给本地图像存储设备进行存储。本地图像存储设备将接入到船舶局域网上，船舶局域网内的终端如电脑、平板电脑等可实时浏览图像或调用历史录像。这些视频信号在未经压缩前，因其码流太大，受卫星传输特点和卫星传输费用的限制而无法将视频回传到陆岸，即使有些远洋船舶使用了标准的H.264压缩技术的设备，但视频信号码流相对卫星通信的带宽仍然较大而依然受限。而且岸端终端查看视频时，需要与前端图像采集设备通信，前端图像采集设备中的一路视频只能由一个岸端终端查看，无法实现多个终端同时查看同一路视频。
[0004]为实现陆岸对远洋船舶视频的远程实时监控，关键的技术问题是将视频流进行高效压缩，大幅减低其码流，使其符合在远洋船舶卫星通信方式下的传输特性，以实现岸端对船端视频的远程监控。
【发明内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒及系统，能减小船舶监控视频码流，实现陆岸对海洋船舶视频的远程实时监控。
[0006]为解决以上技术问题，本实用新型实施例提供一种远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒，包括:总芯片和用于与船舶局域网中的前端图像采集设备连接的数据接口；
[0007]其中，所述总芯片通过数据总线与所述数据接口连接；
[0008]所述总芯片包括:DSP控制器、DMA控制器、视频编码器和存储器；
[0009]所述DSP控制器分别与所述DMA控制器、所述视频编码器连接；
[0010]所述视频编码器分别与所述DMA控制器、所述存储器连接。
[0011]进一步的，所述数据接口包括:RJ45接口、音频输入/输出接口和视频输入/输出接 □ 〇
[0012]进一步的，所述视频编码器是型号为AOKU VE801、A0KU VE8000、A0KU HE803或 AOKU HT9001的视频编码器。
[0013]进一步的，所述船舶局域网是连接卫星调制解调器和船载卫星天线。
[0014]另一方面，本实用新型提供了一种远洋船舶卫星通信系统，包括:船载卫星天线、 卫星调制解调器、交换机、船舶局域网、前端图像采集设备和上述任一项所述的远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒；
[0015]其中，所述船载卫星天线和所述卫星调制解调器连接；
[0016]所述卫星调制解调器和所述交换机连接；
[0017]所述船舶局域网分别与所述交换机、所述前端图像采集设备和所述远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒连接。
[0018]进一步的，所述的远洋船舶卫星通信系统还包括:岸端服务器；
[0019]所述岸端服务器通过卫星链路专用网与所述船载卫星天线通信连接。
[0020]可见，本实用新型实施例提供的远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒由总芯片和数据接口组成。其中，数据接口用于与船舶局域网中的前端图像采集设备连接，总芯片包括: DSP控制器、DMA控制器、视频编码器和存储器。数据接口将前端图像采集设备采集的音视频图像进行压缩编码后，经船舶局域网通过船载卫星通信系统和卫星传输通道回传到陆岸服务器，岸端设备通过互联网访问陆岸服务器，对船舶前端视频进行实时图像查看或历史录像查看。相比于现有技术，本压缩盒将音视频信号进行压缩处理，能大幅减小船舶监控视频码流，使其适合远洋船舶卫星通信要求，而且通过陆岸服务器的视频流转发功能，实现船端发送一路视频流，即可在陆岸多个终端设备同时查看，避免船端设备因多路视频上传造成传输带宽拥堵和传输流量倍增问题。【附图说明】
[0021]图1是本实用新型提供的远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒的一种实施例的结构示意图；
[0022]图2是本实用新型的远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒的另一种实施例的结构示意图；
[0023]图3是本实用新型提供的远洋船舶卫星通信系统的一种实施例的连接结构示意图。【具体实施方式】
[0024]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0025]参见图1，是本实用新型提供的远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒的一种实施例的结构示意图。该远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒包括:总芯片1和用于与船舶局域网中的前端图像采集设备连接的数据接口 2。[〇〇26] 其中，总芯片1通过数据总线与数据接口 2连接。总芯片1包括:DSP控制器11、DMA控制器12、视频编码器13和存储器1LDSP控制器11分别与DMA控制器12、视频编码器13连接。 视频编码器13分别与DMA控制器12、存储器14连接。
[0027]作为本实施例的一种举例，参见图2,图2是本实用新型的远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒的另一种实施例的结构示意图。图2与图1的区别在于，数据接口2包括:RJ45接口21、音频输入/输出接口22和视频输入/输出接口23。其中，数据接口2接入到船舶局域网中，与船舶局域网配置的前端图像采集设备连接。前端图像采集设备将采集的音视频图像通过数据接口 2传输给总芯片1，总芯片1对音视频图像进行编码压缩后，通过船载卫星通信天线发送给陆地上的服务器。
[0028]在本实施例中，DSP控制器ll(digital singnal processor，简称DSP)是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为0 或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。[〇〇29] DSP控制器11 一般具有如下主要特点:
[0030](1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；[0031 ](2)程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据；
[0032](3)片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问；[〇〇33](4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；[〇〇34](5)快速的中断处理和硬件I/O支持；
[0035](6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器；[〇〇36](7)可以并行执行多个操作；
[0037](8)支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
[0038]在本实施例中，DMA(Direct Memory Access)控制器12是一种在系统内部转移数据的独特外设，可以将其视为一种能够通过一组专用总线将内部和外部存储器与每个具有 DMA能力的外设连接起来的控制器。它之所以属于外设，是因为它是在处理器的编程控制下来执行传输的。它具有独立于CHJ的后台批量数据传输能力，能够满足实时图像处理中高速数据传输要求。
[0039]作为本实施例的一种举例，视频编码器13可以但不限于是采用非标准、专有的、具有高压缩比性能的视频编码器。该视频编码技术基于H.264进行二次开发，在保证不明显损伤视频监控画面质量的前提下，采用独特的预测、变换、量化和独特的编码算法，通过画面甄别、图像分辨率、帧率、色彩保真度等各种算法和策略，对视频流进行分解、计算、重组合， 实现高效压缩性能。经测试验证，在近乎相等图像质量的条件下，该专有编码技术的压缩效率是标准编码技术的5-10倍。目前国际上制定视频编解码技术的组织有两个，一个是“国际电联(ITU-T)”，它制定的标准有11.261、11.263、11.263+、11.264、11.265等，另一个是“国际标准化组织(ISO)”它制定的标准有MPEG-l、MPEG-2、MPEG-4等。根据测试的案例数据显示，一个画面动态不太大的720P视频图像，若采用H.264标准编解码压缩方式，视频码流平均在 2Mbps左右，因而无法在船上的卫星宽带系统传输，而使用本压缩盒，在图像质量受损可接受的情况下，视频码流被压缩到240kbpS-400kbps，可较为顺畅的在船载卫星宽带系统传输。
[0040]在本实施例中，存储器14可以将处理后的音视频图像进行存储，以供船舶上的设备通过船舶局域网访问视频数据压缩盒，以查看各路音视频。
[0041]参见图3,图3是本实用新型提供的远洋船舶卫星通信系统的一种实施例的连接结构示意图。如图3所示，该通信系统包括:岸端服务器301、船载卫星天线302、卫星调制解调器303、交换机304、船舶局域网305、前端图像采集设备306和远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒307。其中，岸端服务器301通过卫星链路专用网与船载卫星天线3002通信连接。船载卫星天线302和卫星调制解调器303连接。卫星调制解调器303和交换机304连接。船舶局域网 305分别与交换机304、前端图像采集设备306和远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒307连接。该说明了本实用新型的视频数据压缩盒能沿用原有的船舶设备结构，独立读取前端图像采集设备的视频信号，经过其进行二次编码压缩后，获得低码流和高清晰度的IP视频信号，再通过船载卫星通信系统通过地球同步轨道卫星将其发送给陆地上配置的服务器，实现船端发送一路视频流，即可在陆岸多个终端设备同时查看，避免船舶卫星通信系统因多路视频上传造成卫星传输通道拥塞而无法回传视频的问题。
[0042]可见，本实用新型实施例提供的视频数据压缩盒由总芯片和数据接口组成。其中， 数据接口用于与船舶局域网中的前端图像采集设备连接，总芯片包括:DSP控制器、DMA控制器、视频编码器和存储器。数据接口将前端图像采集设备采集的音视频图像进行压缩编码后，经船舶局域网及船载卫星通信回传到陆岸服务器，岸端终端显示设备通过互联网访问陆岸服务器，对船舶前端视频进行实时图像查看或查看历史录像。相比于现有技术，可实现陆岸对远洋船舶视频的远程监控。本实用新型能大幅减小船舶监控视频码流，使其适合远洋船舶卫星通信要求而且通过陆岸服务期视频流转发功能，实现船端发送一路视频流，即可在陆岸多个终端设备同时查看，避免船舶卫星通信系统因多路视频上传造成卫星传输通道拥塞而无法回传视频的问题。
[0043]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒，其特征在于，包括:总芯片和用于与船舶局 域网中的前端图像采集设备连接的数据接口；其中，所述总芯片通过数据总线与所述数据接口连接；所述总芯片包括:DSP控制器、DMA控制器、视频编码器和存储器；所述DSP控制器分别与所述DMA控制器、所述视频编码器连接；所述视频编码器分别与所述DMA控制器、所述存储器连接。2.根据权利要求1所述的远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒，其特征在于，所述数据接 口包括:RJ45接口、音频输入/输出接口和视频输入/输出接口。3.根据权利要求1所述的远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒，其特征在于，所述视频编 码器是型号为AOKU VE801、A0KU VE8000、A0KU HE803或AOKU HT9001 的视频编码器。4.根据权利要求1所述的远洋船舶卫星通信视频数据压缩盒，其特征在于，所述船舶局 域网是连接有卫星调制解调器和船载卫星天线的局域网。5.—种远洋船舶卫星通信系统，其特征在于，包括:船载卫星天线、卫星调制解调器、交 换机、船舶局域网、前端图像采集设备和如权利要求1至4任一项所述的远洋船舶卫星通信 视频数据压缩盒；其中，所述船载卫星天线和所述卫星调制解调器连接；所述卫星调制解调器和所述交换机连接；所述船舶局域网分别与所述交换机、所述前端图像采集设备和所述远洋船舶卫星通信 视频数据压缩盒连接。6.根据权利要求5所述的远洋船舶卫星通信系统，其特征在于，还包括:岸端服务器；所述岸端服务器通过卫星链路专用网与所述船载卫星天线通信连接。
【文档编号】H04N7/18GK205610843SQ201620110216
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年2月3日
【发明人】卢嘉恩
【申请人】广州中海电信有限公司