专利名称：无线数字扩频图像传输装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线传输领域，更具体地说，涉及一种综合利用了无线通信技术、图像压缩技术、以及网络技术的无线数字扩频图像传输装置。
背景技术：
发生重大的生产安全事故后，事故现场的实际情况将是各级有关领导实施指挥抢救救援的第一手决策依据。由于缺少有效的现场信息传递和沟通指挥系统，各级有关领导大多是依靠语音信息进行指挥，或者是匆匆赶赴事故现场实施指挥，从而极有可能耽误了事故初发时期采取有效措施实施组织救援的宝贵时间。同时，由于事故现场不同方位、场所之间的信息沟通不便，即使在事故现场组织指挥工作，也可能出现延误和混乱，无法实施高效率的组织救援。因此，在发生重大生产安全事故的抢险救援中使用有效的信息系统，使指挥机关迅速了解现场情况，合理调度和使用人力、物力资源，集中后方领导及专家的智慧指导抢险救援工作，有着十分重要的意义。
目前，为了对重大事故现场的实时情况图像进行传输，通常是采用卫星转播、直升机机载微波转播、点对点扩频微波、交通监控探头等方式，将视频、音频、数据等信息传送到指挥中心。其中，卫星转播需要临时租用线路，对于某些突发的重大事故，通常都无法即时地采用这种方式；直升机微波转播需要直升机接受任务后待命升空，所需时间较多，且耗资巨大；现有点对点扩频微波均采用2.4G频段，其信号衰落严重，较难穿透建筑物，并且其波束很窄，发送和接收天线需要准确定向，安装、架设、使用极不方便；而固定监控探头是预先安装在特定位置的，其灵活机动性不足，不能拍摄到现场各点的情况。可见，现有技术中的上述方式都不能满足对突发重大事故现场的情况进行实时图像传输的需要。
实用新型内容针对现有技术的上述缺陷，本实用新型要解决现有图像传输技术不能满足对突发重大事故现场的情况进行实时图像传输需要的问题，以提供一种成本低、使用方便图像传输装置，提高抢险救灾等工作的效率。
为解决上述问题，本实用新型提供一种无线数字扩频图像传输装置，包括便携式发射机及与之配合的接收机，其中，所述发射机包括对输入的视频信号进行压缩编码处理以输出压缩视频信号的图像压缩编码电路，对所述压缩编码电路所输出的压缩视频信号进行扩频处理的扩频电路，以及将扩频处理后的信号发射出去的发射电路；所述接收机包括用于接收所述发射机所发出信号的接收电路，对所述接收电路所输出的信号进行解扩频处理的解扩频电路，以及对所述解扩频电路所输出的信号进行解压缩处理以还原并输出视频信号的图像解压解码电路。
在本实用新型中，所述发射机的发射电路中还包括将扩频处理后的信号调制成中频信号的调制电路，将所述调制后的中频信号变频处理为高频信号的发送端变频电路，对所述高频信号进行放大的发射端放大电路，以及将放大后的高频信号发射出去的发射天线；所述接收机的接收电路中还包括用于接收所述发射机所发出高频信号的接收天线，对所接收到的高频信号进行放大的接收端放大电路，对放大后的高频信号进行变频处理以输出中频信号接收端变频电路，以及将所述中频信号解调处理成数字视频信号并输出到所述解扩频电路的解调电路。
为进一步便于视频信号的传输，本实用新型的所述接收机中还包括与所述解压解码电路的输出端连接、用于将所述解压解码电路所输出的视频信号输出到外部网络的网络接口电路。
与现有图像传输技术相比，本实用新型的无线数字扩频图像传输装置具有以下优点(1)发射机为便携式，其体积小、重量轻、具有很好的便携性和机动性，接收机则可安装在附近或远端的控制中心，可由个人携带发射机到事故现场，将所拍摄的现场情况实时传输到控制中心，使用成本低并且非常方便；(2)采用了无线扩频传输技术，抗干扰能力强，通信质量高，安全保密性好，绕射能力强，可支持高速移动传输；(3)接收机配有网络接口电路，可直接与网络连接，进行远程视频传输，可实现数字视频等多媒体信息的网络传输。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是本实用新型中发射机的原理图；图2是与图1中所示发射机配合的接收机的原理图；图3是本实用新型一个优选实施中对发射电路进一步细化后的发射机的原理图；图4是与图3所示的发射机配合的接收机的原理图。
具体实施方式
本实用新型的无线数字扩频图像传输装置中，便携式发射机的原理如图1所示，与之相配合的接收机的原理如图2所示。图3和图4则分别是对发射电路和接收电路进一步细化后的原理图。本实用新型通过一个或多个便携式、可移动的无线发射机，以及与之配合安装在附近或远端控制指挥中心的一个或多个接收机，可组成相应的无线图像传输系统，使事故现场与后方指挥控制中心之间，以及事故现场的不同方位、场所之间，可实现实时的图像传输，从而大大改善信息传输的手段，提高抢险救灾的工作效率。
从图3可以看出，在发射机中，先由图像压缩编码电路对输入的视频信号进行压缩编码处理，再由扩频电路对压缩编码电路所输出的压缩视频信号进行扩频处理，然后输出到其后面的发射电路；发射电路的具体组成如图中虚线框所示，其中，由调制电路将扩频电路所输出的信号调制成中频信号，再由发送端变频电路将调制后的中频信号变频处理为高频信号，然后发射端放大电路进行放大，再送到发射天线将其发射出去。
从图4可以看出，在接收机中，先由接收电路接收发射机所发出信号，再由解扩频电路对收到的信号进行解扩频处理，然后再由图像解压解码电路进行解压缩处理，还原并输出视频信号；接收电路的具体组成如图中虚线框所示，其中，由接收天线接收发射机所发出高频信号，再由接收端放大电路对收到的高频信号进行放大，然后由接收端变频电路对高频信号进行变频处理以输出中频信号，再由解调电路将中频信号解调处理、并输出到其后面的解扩频电路。
从图4可以看出，为进一步便于视频信号的传输，在图像解压解码电路的输出端还连接的一个网络接口电路，可用于将图像解压解码电路所输出的视频信号输出到外部网络。
本实用新型的发射电路和接收电路中的各个组成部分都是现有成熟技术，因此下面只对其它几个电路进行介绍。
一、图像压缩编码电路及图像解压解码电路由于视频信号中图像的信息量大，占用存储容量和要求的传输带宽特别大，因此首先要对其进行高效压缩编码，以达到极低码率的图像压缩，同时保证图像在传输过程中基本不损失信息。另外，还要求图像压缩对误码不能太敏感，能适应无线信道传输的高误码率、时变多径等问题，而且成本不能太高。
为此，本实施例中采用现有的MPEG-4图像压缩编解码技术(MPEG，即运动图像专家组，是一种压缩比率较大的活动图像和声音的压缩标准)，并采用相应的ASIC(专用集成电路)芯片。本实施例中采用Philips公司的TriMediaPNX1311EH芯片来完成MPEG4编解码功能，并采用SAA7111视频A/D芯片将视频信号转换为数字信号)，采用SAA7121进行视频D/A转换和格式变换，变成符合国际标准的NTSC/PAL制式的电视信号的输出，以实现模拟图像采集、数字化和复杂的大规模压缩编码运算。其图像分辨率可达352×288像素/帧(CIF格式)，速率可达25帧/秒，实时传输动态图像的效果良好，无“动画”感觉，图像清晰、“动作”敏捷，能满足事故现场实时图像传输的需要。
二、扩频电路及解扩频电路信息在无线信道条件下进行传输时，要求具有较高的通信质量；特别是在事故现场恶劣的地理、电磁环境下，要求通信通道具有较强的抗干扰性和抗衰落、抗多径的能力。普通的非扩频信道难以满足上述要求。因此，本实施例中采用现有的扩频通信技术，在336～344MHz频段进行无线数字扩频，并采用高速数字处理(DSP)技术及FPGA集成设计，以实现高性能的扩频电路设计，其电路设计集成度高，可靠性好。信道速率从512Kbps～1Mbps，可根据要求进行灵活配置。
本实施例中采用直接序列扩频技术，在发射机的扩频电路中，将要发送的信号用高速率伪随机码(扩频码)扩展到一个很宽的频带上；在接收机的解扩频电路中，用相同的伪随机码对收到的信号进行相关处理，恢复出原信号。
采用上述扩频电路后，可将干扰功率扩展到很宽的频带上去，使进入信号频带的干扰功率大大降低，从而使整个装置具有较强的抗干扰能力；由于直接序列扩频后的信号频谱很宽，一小部分衰落对整个信号的影响不大，所以整个装置的抗衰落性能好，特别是抗频率选择性衰落的性能很好；同时，直接序列扩频技术伪码的相关特性，使系统可以在城市等地形复杂的环境下正常工作，抗多径干扰的性能很好；另外，可使整个装置具有很强的隐蔽性和抗截获的能力，具有较强的安全保密性。
三、网络接口电路本实用型的发射机与接收机之间的有效传输距离在10公里左右，在某些重大事故中，需要将现场实时图像信息传送到更远的地方，基于互联网的种种优势，最好的办法是通过现有网络进行远程传输，要实现数字化视频的网络传输，可采用目前应用最广泛的网络传输协议的IP技术，使视频压缩编码形成的码流适应网络传输要求的接口及其协议体系。为此，本实施例中采用目前广泛应用的以太网接口10BASE/100BASE-T，例如利用Realtek公司的RTL8019AS提供物理层接口，网络高层协议族内容则由DSP软件实现，即可完成实现视频的数字网络化传输。同时，本实施例中还采用了无线局域网接口电路，使接收机可直接与无线局域网(WLAN)连接，通过无线局域网向远程发送所收到的视频信息。
这样，可借助于现有的计算机网络系统进行事故现场图像的实时远程传输，如通过计算机局域网(LAN)、广域网(WAN)及互联网(Internet)来进行图像文件的传输与浏览，将远程传输问题转化为将压缩后的图像文件(或说流媒体)，即图像压缩编码器能直接接入Intranet，甚至Internet，被授权的用户(例如控制指挥中心)可以在本地的办公地点上网，也可远程上网进行图像浏览和现场监控。
权利要求1.一种无线数字扩频图像传输装置，包括便携式发射机及与之配合的接收机，其特征在于，所述发射机包括对输入的视频信号进行压缩编码处理以输出压缩视频信号的图像压缩编码电路，对所述压缩编码电路所输出的压缩视频信号进行扩频处理的扩频电路，以及将扩频处理后的信号发射出去的发射电路；所述接收机包括用于接收所述发射机所发出信号的接收电路，对所述接收电路所输出的信号进行解扩频处理的解扩频电路，以及对所述解扩频电路所输出的信号进行解压缩处理以还原并输出视频信号的图像解压解码电路。
2.根据权利要求1所述的无线数字扩频图像传输装置，其特征在于，所述发射机的发射电路中还包括将扩频处理后的信号调制成中频信号的调制电路，将所述调制后的中频信号变频处理为高频信号的发送端变频电路，对所述高频信号进行放大的发射端放大电路，以及将放大后的高频信号发射出去的发射天线；所述接收机的接收电路中还包括用于接收所述发射机所发出高频信号的接收天线，对所接收到的高频信号进行放大的接收端放大电路，对放大后的高频信号进行变频处理以输出中频信号接收端变频电路，以及将所述中频信号解调处理成数字视频信号并输出到所述解扩频电路的解调电路。
3.根据权利要求2所述的无线数字扩频图像传输装置，其特征在于，在所述发射机的发射电路中的所述发射端放大电路与发射天线之间，还接有一个用于对所述发射端放大电路输出高频信号进行带通滤波处理的带通滤波电路；在所述接收机的接收电路中的所述接收端放大电路与接收端变频电路之间，还接有一个用于对所述接收端放大电路输出的高频信号进行带通滤波处理的带通滤波电路。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的无线数字扩频图像传输装置，其特征在于，在所述接收机中还包括与所述解压解码电路的输出端连接、用于将所述解压解码电路所输出的视频信号输出到外部网络的网络接口电路。
5.根据权利要求4所述的无线数字扩频图像传输装置，其特征在于，所述网络接口电路包括以太网接口电路和无线局域网接口电路。
6.根据权利要求4所述的无线数字扩频图像传输装置，其特征在于，所述压缩编码电路为MPEG-4压缩编码器；所述解压解码电路为MPEG-4解压解码器。
7.根据权利要求4所述的无线数字扩频图像传输装置，其特征在于，所述扩频电路是直接序列扩频电路，所述解扩频电路是直接序列解扩频电路。
8.根据权利要求4所述的无线数字扩频图像传输装置，其特征在于，所述发射机和接收机的工作频率为336-344MHz频段。
专利摘要本实用新型涉及一种无线数字扩频图像传输装置，包括便携式发射机及与之配合的接收机；在发射机中，先由图像压缩编码电路对输入的视频信号进行压缩编码处理，再由扩频电路对压缩视频信号进行扩频处理，然后输出到其后面的发射电路；在接收机中，先由接收电路接收发射机所发出信号，再由解扩频电路对收到的信号进行解扩频处理，然后再由图像解压解码电路进行解压缩处理，还原并输出视频信号。在图像解压解码电路的输出端还连接的网络接口电路，可用于将视频信号输出到外部网络。通过上述发射机和接收机，可组成相应的无线图像传输系统，实现实时的图像传输，提高抢险救灾的工作效率。
文档编号H04N5/14GK2627742SQ0322488
公开日2004年7月21日 申请日期2003年4月1日 优先权日2003年4月1日
发明者刘玉贞, 郭逸龙, 杨文义, 胡斌, 由鑫堂, 沈刚健, 杨全 申请人:深圳市威迪泰通信技术有限公司