宽带多媒体集群系统视频业务的特点和关键技术

王明生

【摘要】本文主要以宽带多媒体集群系统视频业务的特点和关键技术为重点进行阐述，结合当下宽带多媒体集群系统视频业务进行现状为依据，首先分析宽带多媒体集群系统视频业务特点，包括业务种类繁多、实效性与大信息数据、安全防护指数高、多场景使用，其次从敏感区域变质量编码、可伸缩编码、码率控制、加密和认证几个方面深入说明并探讨宽带多媒体集群系统视频业务的关键技术，进一步提高宽带多媒体集群系统视频业务的特点和关键技术的研究效率，推动宽带多媒体集群网络的发展，为相关研究提供参考资料。

【关键词】宽带多媒体;集群系统;视频业务;特点;关键技术

在我国科学技术的不断研发进程中，宽带多媒体随之产生，和窄带集群系统作比较，宽带多媒体集群系统针对语音和短信息数据等业务方面，引进了场地视频和高速率的数据信息传输等性能，特别是视频业务的引进，能够借助信息数据传输强化语音和通信的多媒体使用手段，增强感知和数据信息传递功能，将指挥调度的范围进行扩展。怎样确保在用户正常使用的条件下，尽可能的降低视频传输信息数据数量和减小需要的宽带，进一步提高宽带多媒体集群系统自身的整体作用和性能作为研究人员应思考的重要话题，所以找到宽带多媒体集群系统专用网络的业务特征与掌握视频压缩编码的关键技术十分必要，也就是说只有在了解宽带多媒体集群系统视频业务特点与关键技术的背景下，才会确保宽带多媒体的应用价值充分发挥出。

1.宽带多媒体集群系统视频业务特点

宽带多媒体集群系统主要借助大区制组织网络技术，确保大范围地区的有效覆盖;具备语音或者图像和压缩视频等信息的无线传输业务;向下存有窄带，促使窄带平滑的转换到宽带体系中。语音业务作为专用网络指挥调度性能中比较关键的手段和比较常见的交流方式，实效性且容易操作性的短信息业务作为语音的一种延伸业务。视频和图像能够直观的呈现出多种事件的本质信息，也是相关人员控制现场且做出的正确判断与决策的依据。在视频业务的不断使用与发展期间，即使在一定程度上不可以超越现有的语音业务，然而在集群系统用户的多元化发展进程中，相关用户对与可试听对讲和现场图像传输相关的视频业务的需求越来越高。宽带多媒体集群系统的专用网络业务特点重点表现在实效性强、业务种类繁多且安全防护指数高以及多场景运用等几个角度，具体如下：

1.1 业务种类繁多。专用网络视频业务不仅存在支持点对点的专用个体通信，还存在满足专项网络需求和支持群体通信的作用，进而更好的实现将公安作为中心的专项网络用户在多种情况下开展通信业务。视频业务分为点播和将终端作为参与一方的分发视频或者传输视频等会议性能。除此之外，可以实现可视电话和视频组合呼叫等语音业务以及保存信息数据的检索调度等。

1.2 实效性与大信息数据。宽带多媒体集群系统针对视频开始的时间以及接连的时间具备的实效性需求比较高，应该建立短时间且回话延伸时间小的模式，确保无线专用网络通信速度更快、相应更加准确。通常来讲，视频呼叫的时间应不超过五百毫秒，且将视频推迟的时间控制在两千毫秒之内。同时将语音和短信息数据按照视频图像的形式增加宽带需要的数据信息数量适当增加。

1.3 安全防护指数高。因为宽带多媒体集群涉及的无线开放性与相关接入设备具备多样性，且专用网络视频的数据和信息内容具备高级别的敏感性，导致视频业务受到身份盗窃、非法接入端口攻击以及信息重新安放等多个因素的影响，因此针对视频业务涉及的安全性需求，应该基于设备的认证权和信息来源的安全性以及空口完整性等多个角度进行保证。

1.4 多场景使用。专用网络通信的需求可以保证在任意地区内通行且在任意时间内通行，在日常使用之后，针对突发情况与巨大灾害等，视频业务的实用场景具备多样化，且通信的主体可能存有不同的工作目标，诸如消防团队和警察，宽带多媒体集群系统还可以确保全方面的视频业务正常进行，依据具体的需求提供切合实际的视频流量。针对比较完善的多媒体集群系统内部结构，如下图：

2.宽带多媒体集群系统视频业务的关键技术

因为视频编码是视频业务开展的核心，所以宽带多媒体集群系统视频业务的关键技术也就是视频编码原理和关键技术。因为视频图像信息数据存在大量的特点，且视频压缩编码的目标为降低视频与相关图像存有的冗余度，科学高效的视频图像压缩编码科技能够大范围的减小视频输出的新号码[4]。视频压缩编码含有前向和重建兩个数据信息流通方式，其解码器的信息加工和编码器的重建方式十分相似。对于编码涉及的前向方式中需要先把目前帧的视频图像分离成宏块，在宏块的基础上划分空间与时间，确保冗余数据信息被全面去除，把最初的图像视频宏块和预算的图像与视频进行相减求出预测中残留的宏块，同时将视频区域进行转变得出变化指数，最终最大限度上去除量化之后的信息符号冗余，进一步求出视频信号中存在的数据流。

对于宽带多媒体集群系统中存在的视频业务特点与用户的实际需求，在借助包括运动评估、帧间预算和整数量化等经常使用的视频编码计算方式之后，还增加敏感区域内的变质量编码和动态码率以及加密认证等模块，进而提高宽带多媒体集群系统视频业务的运作效率。

2.1 敏感区域变质量编码。将安全监督和科学调度为核心的专项网络用户针对视频图像的关注方面一般是和人类、车辆以及事件存在关联的部分细节，在信道内的容量受到制约时需要提前确保敏感区域的视频图像具备的完整性，以节约非POI区域的消耗量减小信号来源码率，促使其更加适应专项网络的内部需求。

同时对预测编码中的图像视频算法而言，量化参数作为降低残差和恢复视频图像的主要参数，也就是量化指数越小，量化步长越短，恢复的视频和图像越精确，反之就会导致恢复的图像或者视频准确性较低。因此可以将集群系统设置为左右普通编码的视频图像，两者之间利用POI变质量编码变化之后的视频，不管站在客观的角度上还是主观角度上，变质量编码针对POI地区产生的效果都是比较明显的，相关人员可以在确保图像视频质量足够高的情况下，借助变质量编码技术将总码率降低的幅度控制在1.5左右。

2.2 可伸缩编码。所谓为的可伸缩编码，其主要是对视频信息数据进行不同层次上的编码，且促使编码形成两个方向上的码流，即基本层和增加层。对于基本层码率来说，其数值比较低，且能够提供分辨率低的图像;增加层一般来说并不是相对独立的重建码流，可以在基本层中的结合解码上取得较高分辨率的图像。针对宽带多媒体专向网络，因为多种用户的信息数据容量和图像视频的需求存在差异，因此可以借助可伸缩视频编码对视频信号的来源加以处理，保证信号传输的灵活性。这样对于信息数据容量较小的用户，仅仅借助基本层码流的数据，仅针保证信息容量足够充足即可，进而科学的将基本层和增加层相互结合，传输出容量比较高的数据信道，恢复成高分辨率的视频图像。

2.3 码率控制。对于码率的控制主要分为两个层面，首先是结合传输宽带、衰减指数和干扰强度等状态适当的优化图像视频的深度、帧率以及图像格式等，确保在信道中实现图像信息数据的高效率传播。譬如利用信道总容量是2Mbps的无线类型信道，且可以传输信息的编码形式是分辨率为D1、综合码率为1.5的图像视频信息。因为干扰信号的增加以致于信道总容量下降，若继续保持自有的码率传输会造成错误的码率不断增加，且图像在接受端口处不容易恢复。若把信号来源的编码形式整合综合码率为500的时候，接收端口处便就可以准确的找到图像数据信息的来源，将视频图像加以

恢复。

其次，控制码率的另一个层面为针对编码机器的控制，因为视频图像帧内部和帧与帧之间的编码数据可以时常发生变化，在条件允许的情况下可以借助稳流控制科学技术。稳流控制的理念为：引进相当多的缓存区域收集大量的编码信息，同时结合信道容量的调整记录数据或者信息流进信道的速度。譬如，视频图像编码在相同帧之间产生的信息数据可以是P帧信息数据的十倍，这样产生的帧信息会由于超出信道的容量范围出现丢包的现象，由此利用稳流控制技术整合在某一段时间内发送信息的速度，防止丢包现象的出现。

2.4 加密和认证。宽带多媒体集群系统专项网络中无线信道具备的自由性和开放性造成了非法监视收听和非法授权访问等安全问题，所以无线接入端口通常设置了鉴权和加密的安全性能，要想确保用户之间的通信端口足够安全，群组内部的人员应共同享有一个密钥，且小组内部的人员都具备使用密钥的权利。同时，要想确保信息数据和算法具备安全性，国家研发的密钥算法应借助硬核芯片对芯片进行加密。此外，估计到高速度的多媒体信息数据流涉及的解密需求，相关人员应设置用于集群系统终端的设备与基站设施。在保证芯片具备较低的功耗率以及高性能的消耗率基础上，提供较为丰富的安全开发端口，实现信息数据的安全保存和访问管理，保证随机生成和密码算法的使用，强化宽带多媒体集群系统视频业务的质量与效果。

因此，以发挥宽多媒体集群系统的价值和效用为前提，专项研究组需要强化标准性的制定工作，一方面，专项研究组应给予宽带多媒体集群的行业标准高度重视，制定相应的标準需求;另一方面专项研究组应充分调动产业生产链人员的工作积极性，组织成员积极参与并给予国际标准化工作大力支持，争取完善集群国际标准的内部体系，全方位的提高我国在通信范围内的竞争力与凝聚力。此外针对专项网络的安全性和国际标准指数之间并不存在冲突的现象，也就是说国际标准的公布目标为强化视频业务的接口规范性，但是实际的加密算法和密钥皆是不会被公开的内容，所以在发展我国视频业务期间，并不需要考虑国际指数存在的不良因素，仅仅加强集群专项网络的性能，为用户提供更加优质的服务

即可。

结束语

综上所述，要想促使宽带多媒体专项网络用户实现可试听和现场视频图像传输，需要了解到开展宽带多媒体集群系统视频业务的特点和关键技术具有十分重要的现实意义和价值。专项研究组人员应全面了解宽带多媒体集群系统视频业务特点，如业务种类繁多、实效性与大信息数据、安全防护指数高、多场景使用，明确宽带多媒体集群系统的使用优势，创新先进的方式，更新与时俱进的思想观念，以用户的真实体验为中心，切合实际的完善宽带多媒体集群系统视频业务内部结构，通过敏感区域变质量编码、可伸缩编码、码率控制、加密和认证等关键技术的使用，不断增强我国在国际市场中占据的地位，强化关键技术的使用，进而提高我国整体经济水平。

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