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基于5G網(wǎng)絡(luò)的視頻遠(yuǎn)程操控應(yīng)用實(shí)踐—低延遲視頻技術(shù)及應(yīng)用

2023-06-25 11:39
來源:澎湃新聞·澎湃號(hào)·湃客
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本次分享將分為三個(gè)部分:第一部分介紹低延遲視頻所涉及到的關(guān)鍵技術(shù),包括低延遲視頻編解碼、視頻傳輸、視頻處理低延時(shí)框架、視頻采集和顯示;第二部分重點(diǎn)介紹5G環(huán)境下低延遲視頻對(duì)抗弱網(wǎng)提出的要求,包括:弱網(wǎng)狀態(tài)的探測(cè)、擁塞控制等;最后一部分會(huì)結(jié)合實(shí)際測(cè)試結(jié)果,介紹在港口遠(yuǎn)控、遠(yuǎn)程駕駛等場(chǎng)景下的應(yīng)用范例。

文/沈燦

整理/LiveVideoStack

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展帶來了延時(shí)低這一問題的討論。以前網(wǎng)絡(luò)的延遲比較高,芯片的處理都需要時(shí)間,所以延時(shí)一直都做得不夠完美。隨著技術(shù)的發(fā)展,芯片的處理能力提高和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,低延遲視頻開始能夠運(yùn)用在一些比較特殊的場(chǎng)景,所以今天我想講的主要內(nèi)容包括:首先把“低延時(shí)”這一問題拋出來,然后介紹一下如何解決這些問題和相關(guān)技術(shù),最后介紹低延遲視頻的應(yīng)用場(chǎng)景。

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低延遲視頻面對(duì)的問題

延時(shí)是做視頻都會(huì)遇到的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。平時(shí)面對(duì)面實(shí)時(shí)交流,一般200ms的延時(shí)就能達(dá)到滿意的狀態(tài),因?yàn)槿伺c人之間交流的反應(yīng)速度沒有這么快。但是人和機(jī)器交流或機(jī)器和機(jī)器間對(duì)接,對(duì)延遲的要求就會(huì)比較高,因?yàn)闄C(jī)器的反應(yīng)速度遠(yuǎn)快于人。例如受操控的中等速度的工程車,通常100ms的延遲速度能夠滿足控制要求,較典型的例子是遠(yuǎn)程控制車上的機(jī)械臂。

另外,游戲也有比較高的延遲需求,最好是在100ms以下,最好能夠做到50ms、60ms左右。因?yàn)橛螒螂m然是人在操控,但控制的是較為激烈的游戲場(chǎng)景,例如開車、開槍,可能延遲差一點(diǎn)點(diǎn)游戲就輸了,因此延遲對(duì)于用戶體驗(yàn)而言是很關(guān)鍵的。遠(yuǎn)程開車速度通常有60公里/小時(shí),延遲如果在60ms左右,控制時(shí)就會(huì)有1米左右的誤差。再如在高速公路上操控?zé)o人機(jī),“智慧道路”要求在控制的同時(shí)告知操控人前方是否有事故或障礙物,因此延遲需要達(dá)到30ms左右才能滿足用戶的要求。

那么如何定義延遲呢?

從視頻的產(chǎn)生、采集到顯示(在云游戲場(chǎng)景下,即從視頻產(chǎn)生的時(shí)候算起)產(chǎn)生的延時(shí),即視頻經(jīng)過發(fā)送、網(wǎng)絡(luò)傳輸、接收,一直到顯示器,這整個(gè)環(huán)節(jié)就屬于端到端的延時(shí)。中間段的延時(shí)也可以單獨(dú)計(jì)算,例如從發(fā)送端到接收端,不計(jì)算頭和尾的延時(shí)。這中間的很多環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生延時(shí),所以每個(gè)環(huán)節(jié)的延時(shí)都需要計(jì)算、都需要考慮指標(biāo)能做到多少,這樣才能把完整的延時(shí)定義出來。同時(shí),還需要考慮內(nèi)容的產(chǎn)生來源,例如內(nèi)容是從某個(gè)云端產(chǎn)生,這其中的延時(shí)也需要計(jì)算。因此,技術(shù)指標(biāo)是需要考慮到各個(gè)方面的。以上就是它的定義。

可以通過列表來估算每個(gè)環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生多大的延遲,哪些環(huán)節(jié)是容易產(chǎn)生延遲的。第一個(gè)環(huán)節(jié)是采樣,如果是30幀/秒,其中會(huì)有33ms左右的間隔。這個(gè)(過程)本身也是有延遲的,因?yàn)椴杉泄潭ㄩg隔,其固定間隔就是采樣的延時(shí)。接下來是媒體的前處理,主要是ISP芯片帶來的延遲,例如降噪、畸變校正等,其中的運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸都會(huì)產(chǎn)生延時(shí),這部分就和它的處理能力有關(guān),我們也可以對(duì)其進(jìn)行估算。

然后是發(fā)送緩沖、網(wǎng)絡(luò)傳輸、接收緩沖,這些也都需要時(shí)間,因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的帶寬是有限的,如果帶寬非常寬,則傳輸時(shí)間可以忽略不計(jì)。后面會(huì)詳細(xì)介紹這其中會(huì)帶來什么問題。這部分是延時(shí)產(chǎn)生的主要來源。

再之后是后處理,后處理和前處理相同,都屬于媒體的處理,這部分的延遲比較固定,其數(shù)值不會(huì)波動(dòng)太大。而中間的網(wǎng)絡(luò)部分(的延遲)波動(dòng)是比較大的,是隨著網(wǎng)絡(luò)條件、環(huán)境變化而變化的,也和丟不丟包有關(guān)。最終的顯示,解碼之后進(jìn)入顯示緩存和顯示器,顯示也是存在等待延遲的。綜合上面的計(jì)算,根據(jù)目前系統(tǒng)的能力來看,如果不計(jì)算采樣延時(shí),(延時(shí))大概在20到幾百之間。

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下面再逐個(gè)分析延時(shí)產(chǎn)生的原因到底是什么。一個(gè)是計(jì)算的開銷,比如說在處理的時(shí)候計(jì)算很復(fù)雜,涉及到一些數(shù)值計(jì)算,比如做白平衡、降噪、去掉噪聲、編碼、解碼,這些都是大計(jì)算量的,都需要時(shí)間,時(shí)間大概在幾毫秒到幾十毫秒不等。這部分屬于計(jì)算的開銷。

第二個(gè)(延遲產(chǎn)生的)來源是傳輸延遲。網(wǎng)絡(luò)本身是有延遲的,不管是什么網(wǎng)絡(luò),光的傳輸都是需要時(shí)間的,路由器處理也需要時(shí)間,不管用什么方式(傳輸)都是需要時(shí)間的。視頻的數(shù)據(jù)量比較大,大的視頻幀有幾百kbps到幾M不等。傳輸是在有限的帶寬上進(jìn)行,假設(shè)是50M、100M左右的網(wǎng)絡(luò),傳一個(gè)2M的視頻,這是需要幾毫秒時(shí)間的。通過后面的視頻傳輸數(shù)據(jù)的波形圖,可以看出視頻的碼流是不穩(wěn)定的,即每幀的大小差異比較大,每幀在傳輸中需要的時(shí)間是不確定的,每幀到達(dá)目的地的時(shí)間不同,是不是固定的,這樣不可預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間。壓縮前的視頻數(shù)據(jù)達(dá)到1G左右的級(jí)別,即數(shù)據(jù)在編碼前和解碼后都有這么大的數(shù)據(jù)量,這在終端設(shè)備上顯示和處理都是需要時(shí)間的。所以傳輸?shù)难舆t算是需要考慮的一個(gè)方面。

還有就是抗丟包。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量比較差的時(shí)候,要應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)或網(wǎng)絡(luò)丟包,就要用一個(gè)“代價(jià)”。通常情況下,要保證用戶體驗(yàn),要用的“代價(jià)”就是用延時(shí)來換。所以要增加延遲來抵抗(丟包),比如重傳。這部分的延遲是可變動(dòng)的,隨著網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化而不斷變化。再有就是任務(wù)調(diào)度之間的延遲。要把以上的步驟串起來,不同的模塊之間、不同的任務(wù)之間需要安排好,像流水線一樣。如果流水安排得不好,就會(huì)出現(xiàn)“等待”:數(shù)據(jù)還沒來,我無法處理,需要等數(shù)據(jù)過來才能開始。這其中就有等待延遲。

再看到延遲、帶寬和算力之間的關(guān)系。它們之間是三角形的、互相矛盾關(guān)系。如果要限制算力、節(jié)省算力,延遲可能就會(huì)上升。算力如果給得多,延遲或帶寬就會(huì)占得比較少,它們之間是互相矛盾的關(guān)系。假如帶寬給得非常高,給得十分充足,延遲肯定就會(huì)下降,因?yàn)榛ㄔ趥鬏斅飞系臅r(shí)間少了,而且如果帶寬給得高,抗丟包也好做,需要的抗弱網(wǎng)的延遲比較少。所以它們之間是三角形的關(guān)系。延遲最終可以表達(dá)為與帶寬、算力、視頻質(zhì)量相關(guān)的函數(shù),視頻質(zhì)量高,要求的延遲、算力的消耗都會(huì)更多,會(huì)影響視頻質(zhì)量。算力高意味著成本高,帶寬占得高也意味著成本高,所以需要尋找平衡。在什么樣的質(zhì)量下、在什么樣的延遲要求下,用多少成本約束是合理的。也不是一定要選擇最好的芯片,處理能力、配置強(qiáng)一些、帶寬配置高一些,就一定是好的,它是一個(gè)均衡的關(guān)系,相互之間要達(dá)到平衡和優(yōu)化。當(dāng)然,視頻質(zhì)量和延遲也是互為矛盾的關(guān)系,如果視頻質(zhì)量要求高,碼率就會(huì)高。

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再看下視頻碼流的圖。不同的線表示不同的條件,有的是游戲,有的是演講、聊天。在不同的條件下的曲線是變化的,碼流是不太有規(guī)則的,雖然長(zhǎng)時(shí)間看,有一根平均線,但短時(shí)間看是忽上忽下的,這是因?yàn)橐曨l的復(fù)雜度不一樣,內(nèi)容的復(fù)雜度和碼流是有關(guān)系的。內(nèi)容越復(fù)雜,或者攝像頭劇烈晃動(dòng)、距離變動(dòng),碼流自然就會(huì)沖高,因?yàn)閹挘ɡ?M的帶寬)是壓不住的,是會(huì)上升的。因?yàn)榫幋a要保證質(zhì)量在一定范圍內(nèi)、保證它不太差,那么(碼流)必然會(huì)沖高,因?yàn)樾畔⒘糠浅4蟆H绻汛a率壓低,編碼器最終輸出的質(zhì)量會(huì)很差,就會(huì)看到很多不清楚的、模糊的畫面。內(nèi)容的復(fù)雜度還包括幀內(nèi)的內(nèi)容。如果幀內(nèi)的內(nèi)容非常豐富,也會(huì)影響碼流的輸出。所以視頻的碼流波動(dòng)是比較劇烈的。

還有一個(gè)影響碼率的因素是視頻的I幀、P幀的問題。關(guān)鍵幀的大小一般是P幀的5倍、10倍都有可能,這取決于內(nèi)容的復(fù)雜度、幀內(nèi)的復(fù)雜度。如果幀內(nèi)復(fù)雜度很高,100k、200k都是很正常的,而P幀可能只有它的十分之一。因?yàn)樗牟▌?dòng)比較劇烈,所以每幀在路上傳輸消耗的時(shí)間是不一樣的,即使是網(wǎng)絡(luò)很好的時(shí)候,到達(dá)、接收的時(shí)間也是不一樣的,到達(dá)延遲是變化的。有的幀可能特別大,要把它拆成幾百個(gè)報(bào)文,要等所有的報(bào)文都收到才算傳輸完畢,這路上花費(fèi)的時(shí)間變化就會(huì)比較大。同時(shí),碼流變化會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生一定的沖擊,假設(shè)幾個(gè)攝像頭在同一個(gè)信道里傳輸,幾個(gè)波峰都在一起,相互之間會(huì)擠,等待時(shí)間就會(huì)大幅度增加,就會(huì)出現(xiàn)更多不可預(yù)料的延時(shí)。這些問題都是需要考慮的。

顯示也是有延遲的。視頻解碼后,到GPU渲染,再到操作系統(tǒng)顯示。如圖,是安卓上的顯示過程,在其他系統(tǒng)上也是一樣的,有顯示服務(wù),服務(wù)每隔一段時(shí)間會(huì)刷新一次的,如果要求數(shù)據(jù)”1”低延遲顯示,就要在第一個(gè)間隔點(diǎn)前把它處理、渲染好,比如你需要疊加一個(gè)文字,就需要在這之前處理好,再到下一個(gè)時(shí)間段會(huì)把它刷新。除了圖中的延遲外,還有顯示器刷新的時(shí)間,顯示器刷新的時(shí)間比較短,有的顯示器僅有1毫秒。操作系統(tǒng)是軟件控制的,這里的延遲和刷新率有關(guān),例如刷新頻率是100赫茲,就會(huì)有10毫秒的間隔。這是一個(gè)固定的延遲,它是操作系統(tǒng)和刷新間隔造成的。再看圖中的“3”的圖像,“3”跨越兩個(gè)時(shí)間段,它的顯示就會(huì)等待更長(zhǎng)時(shí)間,它不會(huì)在前面還沒有處理完就刷新顯示器。所以顯示的環(huán)節(jié)也是延遲比較大。

以上就是低延遲視頻的問題,下面再看下如何解決這些問題。

我把它歸納為傳輸和信源(兩部分)。傳輸主要是指低延遲傳輸,即如何實(shí)現(xiàn)(傳輸?shù)模┛焖佟⒎€(wěn)定,能抵抗丟包。信源層包括攝像頭前面的處理部分,到最終的顯示,如果把這一系列問題都能解決好,解決延遲問題的目標(biāo)就達(dá)成了。

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并行視頻的處理和編碼。視頻本身是采樣過來的,是可以劃分成條塊的,前面這個(gè)示意圖可以橫過來劃分,也可以四分劃分。發(fā)送條塊可以通過并行來計(jì)算,圖像的并行化是解決延遲的主要手段。當(dāng)然,并行化也會(huì)帶來一些問題,并行是通過劃分(進(jìn)行的),計(jì)算的時(shí)候就可以把每塊分別計(jì)算,進(jìn)行處理,包括后面的編碼也可以用同樣的方法,這樣就可以通過并行化把延遲降到原來的幾分之一。當(dāng)然,(為了實(shí)現(xiàn)并行化),每幀都單獨(dú)處理而不做關(guān)聯(lián)會(huì)造成一些問題,比如白平衡,有的處理算法要整幀先計(jì)算,或者后面做補(bǔ)償計(jì)算。因?yàn)槊繋膬?nèi)部及每幀之間是有關(guān)聯(lián)度的,包括編碼,在計(jì)算時(shí)一旦分割進(jìn)行全屏處理,從而實(shí)現(xiàn)并行化。

并行化有什么問題呢?一個(gè)是做了分塊之后,Slice的壓縮比也是受影響的,不僅有幀頭開銷,Slice之間的相互參考也會(huì)減少,就會(huì)帶來壓縮率的下降。還有就是視頻解碼時(shí),要跨越條塊邊界就需要做濾波,所以解碼的并行化不如編碼的并行化好。所以一般是編碼時(shí)做并行化,解碼的并行化比較弱。然后是做圖像處理時(shí),不同條塊之間有一致性的問題,比如光照強(qiáng)度,有區(qū)域的較暗,需要做統(tǒng)一的計(jì)算,才能知道別的塊要怎么處理。

因此,如果把并行化做好,編碼的時(shí)間、前處理的時(shí)間都可以減少很多。充分發(fā)揮計(jì)算的能力,通過并行化的手段使延遲下降。

還有就是動(dòng)態(tài)調(diào)整關(guān)鍵幀的間隔,來減少碼流波動(dòng)。看上面這張圖,關(guān)鍵幀如果同時(shí)出現(xiàn),這兩幀的延遲都受到影響。這時(shí)候瞬間出現(xiàn)一個(gè)比較大的波動(dòng),到達(dá)接收端時(shí),就會(huì)出現(xiàn)這一幀在路上的時(shí)間特別長(zhǎng)的情況,其他幀比較小。但是顯示時(shí)為了保證流暢性,減少快慢播問題,就必須緩沖和等待。為了能夠平滑地顯示播放,不至于不斷出現(xiàn)快放、慢放的情況,就會(huì)導(dǎo)致所有的幀都帶來額外的延遲,慢慢才能通過動(dòng)態(tài)緩沖把它補(bǔ)償回來。這種情況是需避免的,以避免關(guān)鍵幀同時(shí)出現(xiàn)。

在延遲要求比較敏感的地方,關(guān)鍵幀盡量越少越好。因?yàn)殛P(guān)鍵幀越少,碼流的平滑度越容易做,每幀在路上的時(shí)間不容易出現(xiàn)波動(dòng)。當(dāng)然,有的場(chǎng)景會(huì)要求固定間隔,比如幾秒就要有一個(gè)關(guān)鍵幀。假如沒有終端臨時(shí)加入觀看,是可以讓間隔長(zhǎng)一些的,這是有收益的,而且壓縮比也更高。但是如果有的場(chǎng)景間隔要求短,就盡量避免它們同時(shí)出現(xiàn)。在同一個(gè)信道中間傳輸多路視頻的時(shí)候,盡量把關(guān)鍵幀交錯(cuò)開,避免關(guān)鍵幀同時(shí)出現(xiàn),減少I幀的碰撞。

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在傳輸過程中間,已經(jīng)編碼完的數(shù)據(jù)立刻進(jìn)行傳輸,盡量減少等待。有多少數(shù)據(jù)立刻傳輸,不用等這一幀全部編完,因?yàn)榘凑詹⑿谢幋a,數(shù)據(jù)是可以先后出來的,這樣就可以減少等待。這是傳輸?shù)膯栴}。

有的場(chǎng)景延遲是固定為主的,有的則是變化的,因?yàn)槭呛途W(wǎng)絡(luò)有關(guān)的,網(wǎng)絡(luò)路上很多是不確定的,哪兒堵車了、哪兒出問題了,會(huì)帶來很大的不確定性。一般抗丟包用的都是前向糾錯(cuò)或者重傳,或者兩者互相結(jié)合。如果是延遲很敏感的場(chǎng)景,可以先用FEC使丟包率下降,但它不能把丟包率完全消除,這取決于你的丟包模型。如果模型是很均勻的,用FEC是可以把它消除到幾乎沒有的;但通常前向糾錯(cuò)本身是無法把它完全消除的,但它能夠使得你的丟包率下降,下降之后發(fā)生重傳的概率就會(huì)相對(duì)低一些。重傳的次數(shù)越多,在路上RTT的時(shí)間就會(huì)更長(zhǎng),就會(huì)出現(xiàn)卡頓,就會(huì)影響后面視頻的接收和顯示,緩沖區(qū)就會(huì)有很多數(shù)據(jù)在等。

而且前向糾錯(cuò)本身冗余率是非常高的,它會(huì)帶來額外的帶寬的浪費(fèi)和消耗。但它是一種平衡,假如你舍得用帶寬,延遲是可以下降的;如果你覺得帶寬很值錢,不希望消耗太多,延遲可能就會(huì)增加一些,前向糾錯(cuò)可能就加得少或者不加,因?yàn)橛袝r(shí)不一定會(huì)有收益。在丟包比較多、或丟包模型不符合一定條件時(shí),不用FEC會(huì)劃算,這是一種平衡。如果能夠通過網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)探測(cè)到,并且能夠根據(jù)當(dāng)前的丟包率、RTT的時(shí)間,能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整,達(dá)到一個(gè)平衡就能知道什么場(chǎng)景下用什么方式是最劃算的。

通訊引擎本身是能夠滿足各種條件的。例如延遲敏感條件,或者帶寬和延遲要求平衡的條件,告訴引擎有這些偏好要求,就可以通過做一些策略調(diào)整來達(dá)到最終延遲和帶寬消耗的平衡。

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還有就是智能調(diào)速技術(shù)。接收方把每個(gè)報(bào)文的接收時(shí)間反饋回去,發(fā)送端就可以根據(jù)接收的時(shí)間和發(fā)送時(shí)間的差來估算網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),最終可以獲得網(wǎng)絡(luò)帶寬、當(dāng)前的丟包率、延遲等信息。網(wǎng)絡(luò)如果感知到這些信息,碼率就可以做動(dòng)態(tài)調(diào)整。在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中,碼率和帶寬是波動(dòng)的,當(dāng)被干擾、被遮擋或有天氣變化等情況時(shí),它的無線信號(hào)在一段時(shí)間內(nèi)也會(huì)出現(xiàn)比較大比例的丟包或帶寬的下降。無線信號(hào)的噪聲上升了,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的帶寬就會(huì)下降,丟包率上升等情況都會(huì)出現(xiàn)。這時(shí)就需要對(duì)它進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),要估算網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在到底怎么樣、處于什么狀態(tài),要獲得丟包率等參數(shù),同時(shí)感知視頻內(nèi)容。

所謂的內(nèi)容,是指內(nèi)容的復(fù)雜度,復(fù)雜度可以表征為時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。時(shí)間復(fù)雜度就是每幀之間的變化,比如運(yùn)動(dòng)是否劇烈。空間復(fù)雜度是幀內(nèi)的畫面復(fù)雜度。根據(jù)這些來動(dòng)態(tài)估計(jì)碼率的決策,可以使得碼率更加合理,達(dá)到最優(yōu)值,減少卡頓和延遲。

智能調(diào)速能夠根據(jù)各種條件實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整碼率。調(diào)整碼率不能太頻繁,不能一秒鐘內(nèi)立刻就變了,那也是有問題的,它也得有一定的調(diào)整時(shí)間的限制。這個(gè)圖可以看出,如果調(diào)整的時(shí)間合理,隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的恢復(fù),碼率也能恢復(fù)。當(dāng)然恢復(fù)是慢速恢復(fù),下降則是快速下降。為了盡量消除卡頓,帶寬必須快速下降,而上升則是慢慢上升。

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還有一個(gè)問題是最短傳輸路徑。如果端到端,在兩個(gè)端上解決這個(gè)問題,其實(shí)還不是徹底地解決,因?yàn)樵诼飞蟼鬏斔牡臅r(shí)間和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是從哪兒走有關(guān)。如果網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間,能夠把路況都探測(cè)到、獲取到不同路徑的延遲和帶寬情況,就可以尋找到最小延遲路徑來解決延遲這個(gè)問題,使得網(wǎng)絡(luò)傳輸之間自主選路。再加上上面端到端之間的媒體抗弱網(wǎng),在端到端之間、2個(gè)媒體節(jié)點(diǎn)之間做抗丟包,綜合起來之后可以達(dá)到完整的方案。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都做了優(yōu)化,就可以解決好這個(gè)問題。

-03-

低延遲視頻應(yīng)用案例

最后說一下應(yīng)用場(chǎng)景。

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5G應(yīng)用給產(chǎn)業(yè)帶來了一些變革。之前許多控制都是靠有線的,例如網(wǎng)線、光纖。但是有了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)之后,一些需要運(yùn)動(dòng)的、不太容易布線的(東西、場(chǎng)景),移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)就可以適用于這些新的應(yīng)用場(chǎng)景,例如生產(chǎn)線、工業(yè)應(yīng)用、自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程操控,或是一些較為危險(xiǎn)的場(chǎng)景,例如地下礦車等。工業(yè)園區(qū)、港口、煤礦、醫(yī)院、智慧社區(qū)這些都是未來潛在的應(yīng)用可能。這也是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)帶來的一個(gè)好處,即通信設(shè)備可以通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)來解決問題。

這是我們中興做的一個(gè)網(wǎng)關(guān),上面帶5G天線,里面可以接幾個(gè)攝像頭,也可以接工業(yè)、車載控制的口,接口豐富。可以接SDI的攝像頭,這種攝像頭延遲是比較低的。還有就是接入IP攝像頭,它已經(jīng)把視頻編碼和打包好了。最后工業(yè)設(shè)備的控制,通過遠(yuǎn)程控制臺(tái)可以控制前面的設(shè)備。IP攝像頭的延遲取決于攝像頭編碼和采集的延遲。因?yàn)樯厦嬗?G天線,所以可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

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還有一種是可以有一個(gè)網(wǎng)關(guān),前面攝像頭已采集的視頻經(jīng)過它做一次轉(zhuǎn)碼,轉(zhuǎn)碼之后再通過天線從基站過來,再把視頻進(jìn)行回傳。這是我們的另外一個(gè)設(shè)備,它可以進(jìn)行網(wǎng)關(guān)的轉(zhuǎn)碼或合成,畫面也可以在里面合成,合成網(wǎng)關(guān)設(shè)備可以和前面的設(shè)備形成互補(bǔ)。

案例1是煤礦。左邊是煤礦的機(jī)械,在井道里面,如果將網(wǎng)關(guān)放在車上,可以在機(jī)械上放幾個(gè)攝像頭,遠(yuǎn)程控制中心可以看到礦井內(nèi)視頻,就不用人在下面開車了,可以在地面的集控中心控制它。因?yàn)檫@個(gè)機(jī)械的延遲要求估計(jì)在100毫秒就夠,它運(yùn)動(dòng)速度不快,就可以解決井下工人工作環(huán)境危險(xiǎn)的問題。這是通過遠(yuǎn)程控制減少人工成本的比較有價(jià)值的應(yīng)用。

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無人集卡。這和前面的車差不多,但它可以帶幾個(gè)SDI或IP攝像頭,然后通過車載完成控制。中間要建5G的基站,及核心網(wǎng)設(shè)備。里面有2個(gè)5G模組實(shí)現(xiàn)備份,提供抗弱網(wǎng)體驗(yàn),支持onvif攝像頭,及支持IP攝像頭接入。到了本地之后它是可以走有線的。

這個(gè)場(chǎng)景是在港口上。港口上有龍門吊(之類的設(shè)備),每個(gè)吊車上可以放20、30個(gè)攝像頭,人都是在操控室里控制的。這種場(chǎng)景要求人可以切換攝像頭,傳過來之后還需要做一些放大,這樣才能使操作時(shí)司機(jī)控制得比較好。這種以前都是用有線來做的,用光纖或網(wǎng)線來做,因?yàn)榄h(huán)境比較惡劣,有一定的維護(hù)成本。如果換成無線的這種,相對(duì)而言維護(hù)成本會(huì)降低。可以提供50-80毫秒的延遲,無線網(wǎng)絡(luò)上的這一段大概在10毫秒,可以解決在岸橋這一場(chǎng)景的遠(yuǎn)程控制。它的優(yōu)勢(shì)在于司機(jī)控制龍門吊時(shí)可以自由切換攝像頭,智能化之后生產(chǎn)效率還是會(huì)有一定提高的。

還有就是車聯(lián)網(wǎng)。車聯(lián)網(wǎng)一個(gè)場(chǎng)景是用在車上,一個(gè)是用在路測(cè)單元。路測(cè)單元需要把路上采集的視頻回傳回去,運(yùn)算時(shí)在邊緣的機(jī)房進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算完后報(bào)告給路上的一些相關(guān)車輛,這樣可以形成路和車之間的協(xié)同。

我的分享就到這里,謝謝。 

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