文/北京图美视讯科技有限公司张光俊总经理

　　众所周知，现代战争是坦克、大炮、飞机、军舰多兵种之间协同配合，空天地海电一体化的立体战争。其技术之先进、杀伤力之强和危险性之大，都是前所未有的。而无人机以其体积小、重量轻、机动性好、飞行时间长和便于隐蔽等特点，尤其是其无人驾驶的特性，特别适合执行危险性大的任务，在现代战争中正发挥着越来越大的作用。集侦查、情报传输和火力打击于一身的无人机已经成为了信息化战场的新宠!

　　无人机侦察监视乃是无人机最早的用途之一，无人侦察机可以深入阵地前沿和敌后一二百公里，甚至更远的距离。它依靠装在机上的可见光照相机、电影摄影机、标准或微光电视摄像机、红外扫描器和雷达等设备，完成各种侦察和监视任务。一般来说，一架无人机可携带一种或几种侦察设备，按预定的程序或地面指令进行工作，最后将所获得的信息和图像随时传送回地面，供有关部门使用;也可以将获得的所有信息记录下来，待无人机回收时一次取用。随着高新技术的发展和应用，无人机上的设备性能也在不断提高，同时还增加了一些新的装备，应用范围进一步扩大。如装备全球定位系统(GPS)后，无人机可与侦察卫星和有人驾驶侦察机配合使用，形成高、中、低空，多层次、多方位的立体空中侦察监视网，使所获得的情报信息更加准确可靠。

　　无人侦察机应必备的条件:

　　1)体积小,质量轻

　　现在制约无人机发展的一个重要因素就是续航能力,所以导致无人机的挂载能力跟着受限,那么在无人机上装的装备一定要轻,才能保证无人机挂载其他侦查设备受很小影响。

　　2)机上设备相互间干扰

　　由于一般无人机装有飞控，数传电台，图传电台，GPS接收系统，舵机等且这些设备安装距离都很近，所以处理好这些设备之间的干扰问题尤为重要。

　　3)传输延时低

　　一般无人机系统采用自驾和手动控制两种模式，所以图传的端到端的延时也很重要，当我们在手动控制情况下如果图传的延时较大，会导致我们操作上的失误，例如我们控制摄像机云台，如果实时性不好，我们在控制的时候经常会出现控制过头的形象，所以传输延时也是个很重要的参数。

　　4)支持高速运动传输

　　无线设备在高速运动中，其接收端接收到的频谱是发生了偏移的，这种现象叫多谱勒频移。无人机的移动速度也是相当快的，所以我们在选择图像传输设备的时候这个因素也要考虑进去。
高质量视频监控系统成为无人机关键所在

　　对于无人机视频图像传输而言，图像清晰度无疑是最关键的技术指标。图像越清晰，细节越明显，辨识效果才能更佳，即便放大也能清晰的看清楚目标和细节。所以，一套高质量视频监控系统成为无人机的关键之一。

　　无人机高清视频监控系统主要表现在三个方面：高清晰高质量的视频，视频全实时，最低延时的控制和传输延时以及多样的智能化应用等。但高清监控也面临着三大核心问题：带宽问题、显示问题、存储问题。

　　高清晰、高质量视频需求 视频数据压缩是关键

　　无人机高清视频系统不仅要求能看得见，而且要求能看得清。虽然720p和1080i/1080p都属于高清，但720p的分辨率和1080i/p相比却有很大差别，720p的分辨率是CIF分辨率的9倍、而1080i/1080p的分辨率则是CIF分辨率的20倍，在同样的显示环境下，1080p高清显示的画面则会清晰得多。从显示效果来看，1080P高清既支持大屏显示，又支持16:9宽屏显示，可以大大增强用户的观看体验。由于指挥员既需要掌控全局，同时也需要了解细节，而1080P 60帧/秒的图像流畅度要比30帧/秒的图像流畅度要高一倍。

　　纵使1080P高清优势很多，但是1080P下的视频也面临着很大的问题，那就是高清数据之庞大，码率之高，未经压缩的1080P高清数据可达1Gbps以上，导致从无人机监控上拍摄的视频到达指挥中心的时候根本达不到实时性的效果，这对于作战指挥来说是非常不利的，所以，要想解决高清视频数据之大的方法就是对视频数据进行压缩。

视频数据压缩标准 H.264凸显优势

　　尽管现在已有若干视频压缩标准可以将视频信号的比特率降到合理范围之内，但是最新的H.264标准明显是最佳选择。H.264与以前的国际标准如H.263和MPEG-4相比，为达到高效的压缩，充分利用了各种冗余，统计冗余和视觉生理冗余。

　　H.264最大的优势是具有很高的数据压缩比率，在同等图像质量的条件下，H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG-4的1.5～2倍。举个例子，原始文件的大小如果为88GB，采用MPEG-2压缩标准压缩后变成3.5GB，压缩比为25∶1，而采用H.264压缩标准压缩后变为879MB，从88GB到879MB，H.264的压缩比达到惊人的102∶1。低码率(Low Bit Rate)对H.264的高的压缩比起到了重要的作用，和MPEG-2和MPEG-4 ASP等压缩技术相比，H.264压缩技术将大大节省用户的下载时间和数据流量收费。尤其值得一提的是，H.264在具有高压缩比的同时还拥有高质量流畅的图像，正因为如此，经过H.264压缩的视频数据，在网络传输过程中所需要的带宽更少，也更加经济。

窄带宽、高码率、高延时成为高清视频传输的拦路虎

　　由于目前网络带宽有限，高清视频带来的高码率成为其最大的推广瓶颈。如何用尽可能低的码率传输尽可能高质量的视频是高清监控需要解决的首要问题。

　　对于高清视频监控而言，当提高视频的分辨率、帧率和色深时，视频传输过程中的时延会进一步增加，这是所有视频编码标准都会面临的问题，H.264也不可避免。另外，码率控制也会带来时延的增加，这是因为为了平滑输出比特率而使用的缓冲会导致更大的时延。通常要求码率波动越小越好以避免带宽起伏而影响解码端视频的质量。I帧总是带来码率的大幅波动。即使在两个I帧之间，随着图象复杂程度的变化，码率也可能会有比较大的变化。诸如前处理等的其他因素也会使时延进一步增加。

　　在无人机视频监控中，对视频的实时性要求是非常严格的，大于500毫秒的延时将会对操作监控摄像机及指挥中心都会产生重大影响。一些厂家所生产的编解码器虽然也是高清，但是延时却高达200ms甚至500ms之长，使得达到终端的视频根本无法具备实时性的效果。

　　图美视讯作为业内专业的高清视频编解码器生产厂商，它集中了以往视频压缩标准H.264视频压缩算法的优点，并吸收了标准制定中积累的经验，研发出的1080P/60帧高清视频编解码器采用专用视频处理芯片，在保证高清视频质量不受影响，而又需要降低视频码率的情况下，通过架构和算法上的创新，大大的提高了视频编解码器的压缩比率，使视频端到端间的传输延时降低到了35ms以下，从而缓解了视频处理和码率控制中的瓶颈。

　　数据传输存储技术是无人机图像传输系统重要组成部分,其中数据传输与压缩、 解压缩系统是无人机视频监控系统中的关键技术之一。数据传输是否稳定、流畅直接影响到无人机视频监控系统的质量,特别是在应对紧急事件时决策者要根据无人机传回来的实时画面指定解决方案、做决策。在无人机领域，任何必要的投资，都将带来从经济建设到国家安全，乃至于战略层面上的巨大收益，无人机用最少的投入和最低的伤亡，让对手处于疲于奔命的状态，最终达到不战而屈人之兵的目的。

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