3G网络在车载视频监控系统的应用

　　引言

　　车辆不按既定线路运载、沿途加载旅客、司机疲劳驾驶、车厢内人员滋事等问题，使得已经连带出的一系列安全隐患、犯罪事件等衍生问题不断困扰着人们和社会。针对此种情况，本文提出了基于3G网络的车辆定位和视频监控系统，减少上述事件的发生，给车辆以及车乘人员更安全的保障。此系统采用了先进的H.264视频压缩编码技术，在不影响质量效果的前提下大大减少了所要传输的数据量，并且以3G无线宽带网络为传输媒介，既可以克服传统固定网络有线方式对地理位置变化或处于运动中的监控不能实现的问题，提供更加灵活组网方式，满足不能架设线路的监控点的监控需求，还可以提供比GPRS和CDMA更宽的数据传输带宽，满足了移动视频监控的要求。

　　1 关键技术分析

　　1.1 3G技术

　　第三代移动通信技术(3G)，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力，也因此成为第三代移动通信系统的技术基础。目前在我国3G存在3种标准：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA。CDMA2000从IS-95平滑升级，技术成熟性最高，有明确的提高频谱利用率的演进路线，在国外有预商用试验网，W-CDMA来源于IS-95CDMA技术，有较高的扩频增益，发展空间较大，在欧洲成为优选。TD-SCDMA已成为国际电联和3GPP标准，目前处于与欧洲TDD标准的融合阶段，技术成熟性一般，有较高的频谱利用率。3G可以提供室内、室外和行车环境中分别支持2Mbps、384kbps和144kbps的传输速度。

　　1.2 图像压缩技术

　　为了适应移动设备，同时也为了提高数据传输速度、降低网络数据流量、保证监控的实时性，有必要对车载端摄像头采集的数据进行编码压缩。文中采用H.264标准将摄像头采集的图像系列压缩编码成流媒体。H.264的编解码流程主要包括5个部分：帧间和帧内预测、变换和反变换、量化和反量化、环路滤波、熵编码。通过该流程，使得H.264具有极高的视频压缩比。在同等图像质量条件下，H.264的压缩比是MPEG-4的1.5～2倍。以下简要分析H.264/AvC编解码原理。

　　H.264/Avc编解码器包括2个数据流通道：前向通道(从左向右)和重构通道(从右向左)。其编码器的基本结构如图1所示。输入帧Fn用来进行编码，该帧在宏块(宏块指的是在原始图像中16×l6点阵)单元中进行处理。一个预测宏块P被基于重构的帧所构建。在内部模式中，P从当前己经编码过、解码过和重构的帧Fn的采样所获得。在中间模式中，P通过源自一个和多个参考帧的运动补偿预测中形成。