多場景8K視頻實時傳輸方法及系統*

作者：洪文生,余明火,尹占江,張曼華（深圳創維-RGB電子有限公司,深圳 518108) 時間：2021-11-22 來源：電子產品世界

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編者按：對超高清顯示趨勢、5G+8K技術特點、超高清視頻顯示系統方案需求等進行簡單的分析，對基于5G網絡的8K視頻實時傳輸關鍵環節做了論述，重點闡述了基于多機位、多場景的8K視頻流實時采集、傳輸、終端便攜顯示的實現方法及系統。

*深圳市技術攻關重點項目：重2020N061 8K攝像機圖像處理關鍵技術研發

本文引用地址：http://www.j9360.com/article/202111/429823.htm

0 背景

顯示終端的尺寸越來越大，分辨率越來越高已成為趨勢。從近年的數據來看，在2020 年市場整體下滑情況下，65 英寸（注：1 英寸=2.54 cm）逆勢增長；75 ～ 77 英寸增長1.5 倍；國內外超高清銷量占比逐年上升，年復合增長率達到20% 以上^[1]。8K 超高清電視方面，8K 電視滲透率相應從2021 年0.5% 增長到2025年的7%^[2]。

而一項技術數據顯示，高質量的8K 視頻傳輸需要網絡滿足140 Mb/s 以上速率，5G 的傳輸速率可達到2 000 Mb/s^[3]，滿足8K 視頻的傳輸需求。隨著5G 的商用，及基于5G 網絡的便攜式8K 攝像機方案的應用，8K 視頻內容短缺問題有望得到緩解，5G+8K 的良好應用也將給用戶帶來良好的震撼體驗和臨場感。

從整體情況看，5G+8K 超高清視頻顯示領域是技術和市場發展的趨勢和重點。5G、8K 在多媒體視頻領域場景應用是5G 技術研究的重點之一，而最典型應用場景就是視頻采集（8K 攝像機）、5G 傳輸、云端處理、8K 終端顯示等實現的實時系統方案應用^[4]。場景化應用包括單8K 攝像機機位的圖像實時顯示，及特定的多場景應用，如職業教育教學，需要實現不同機位、不同場景8K 視頻向云端后傳輸，在同一個8K 便攜顯示終端顯示，本文將論述多場景實時8K 視頻傳輸方法、裝置及控制系統。

1 系統方案的實現

1.1 方案簡述

本方案涉及多場景實時8K 視頻傳輸方法、裝置及控制系統，主要包括三大功能，分別為8K 視頻采集傳輸端、云端視頻合成管理端和8K 終端顯示應用端。8K視頻采集傳輸端包括8K攝像機、5G傳輸模塊等。8K 攝像機對視頻進行采集，編碼壓縮，對視頻信號進行推送；5G 傳輸模塊將8K 視頻傳輸給云端流媒體服務器。本系統可由多組8K 視頻采集傳輸端組成。

云端視頻合成管理端通過RTC 等協議接收各組8K視頻采集傳輸端的視頻并進行賬號管理等，根據顯示終端建立的連接和請求推送對應8K 視頻采集傳輸端機位拍攝的8K 視頻。

8K 終端顯示應用端主要包括8K 顯示終端硬件系統、客戶端應用、語音系統、交互等，客戶端應用主要實現8K 視頻顯示界面管理、視頻預覽、播放等。

1.2 系統方案設計^[5]

如圖1 所示，系統實現的總體框圖主要包括8K 視頻采集傳輸端、云端流媒體服務器、8K 顯示終端三大部分；其中8K 視頻采集傳輸端包括多組具有相同功能、算法、但地址不同的8K 攝像機和5G 通信模塊構成的8K 視頻采集傳輸端。每個傳輸端可以獨立工作，并配置于相應的場景中。云端流媒體服務器具有接收各8K視頻采集傳輸端視頻、實時合流、云端視頻自適應轉碼等功能。8K 終端顯示應用端從云端拉流后的相關音視頻信息。

圖1 系統框圖

視頻采集傳輸端主要包括8K 攝像機、5G 通信模塊組成的便攜式采集傳輸，或由8K 攝像機、千兆網組成的采集傳輸系統。圖2 所示為具有同樣功能的8K 顯示終端的實現框圖，主要包括控制輸入模塊、系統CPU、DSP 模塊、5G 通信模塊或WiFi 模塊、存儲單元、圖像處理單元、8K 顯示屏及8K 觸控屏組成。其中控制輸入模塊主要是顯示終端的遙控輸入口，可為藍牙、紅外等方式；5G 通信模塊或WiFi 6 模塊，主要是實現8K 視頻音視頻信號的流暢輸入，同時也可為千兆網輸入口，此處的網絡視頻輸入口只要滿足其中一個條件即可，不一定需要同時具備以上接口；存儲單元存儲運行軟件系統、視頻等；圖像處理單元由CPU 控制完成視頻解碼、圖像優化等，并輸出給8K 顯示屏顯示；8K 觸控屏貼附于8K 顯示屏上，實現8K 顯示終端的觸控功能。