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流媒体网络!服务为先导为宗旨

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自“十五”以来,为了促进下一代互联网的接入、安全和商用,国家发改委发布了一系列通知,以开展基于会话的固定、移动等异构网络融合的多媒体业务,为用户提供声音、图像和各种报警信号的远程采集、传输、储存和处理等服务,实现旅游景区网上观光,金融、交通行业远程智能监控.同时,随着各种重大活动和公共安全事件的增多,如何打击“恐怖活动”、创建“和谐世界”,成为全球关注的热点问题之一.

在这样的时代背景下,视频监控的作用日益凸显,已成为打击“恐怖活动”、构建“和谐世界”的利器.

2011年1月14日,一年一度的国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂隆重举行.21世纪的第一个十年,在国家科学技术奖励大会的平台上,我国连续重奖在88必发娱乐场和科技创新成果转化中,取得巨大突破的科技成果.北京邮电大学邓中亮作为项目第一完 ,凭借“基于异构网络融合的多媒体技术”荣获2010年国家科学技术进步奖二等奖.在荣誉和赞美面前,邓中亮依然保持着科研工作者严谨又低调的作风,并认为“创新是科学工作者的宗旨”.

“首先要提出问题,然后寻找解决问题的办法,最后要构建实验平台来验证你的方法,通过评价体系与产业化程度来体现创新的最终价值.”这便是邓中亮所诠释的科学创新的模式和机制.

“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”.邓中亮对于科学创新的论调,并非纸上谈兵——

“发现问题,本身就是一种创新!”

科技服务于生活,并改变着生活.然而在异构网络融合下,现实生活中对技术的需求水涨船高,一些亟待解决的技术问题逐渐“浮出水面”.

视频业务的首要难题,便是视频高效编码与实时转码.异构网络融合下,高延迟、抖动、网络带宽范围变化极大(48K-8M)以及终端设备差异性大等问题,给视频的高效编码与实时转码制造了很大麻烦.另外,不同网络间的数据在传输过程中,存在严重的拥塞、丢包等现象,严重影响了不同网络间音频的实时传输,令不少使用者颇为头疼.

网络流媒体端口:网络流媒体作业

图像监控在 和公交等系统中,发挥着不可替代的作用.在 系统中,很多大案要案正是通过图像监控,获得侦察线索并最终告破的.然而,随着这些领域对监控系统依赖程度的增强,对于图像监控系统又提出了更多新的要求.例如,如何快速准确地获取清晰的目标图像,如何实现图像质量恢复、文件管理和智能识别等

此外,早在几年前,优酷网的日访问量就已经达到一亿以上,这也意味着流媒体的点播量已经达到空前的数量,运营商必须面对日益增加的庞大用户群体,传统的“单一式”流媒体服务器显然已无法满足当前的业务需求.而在流媒体服务日益多样化、终端硬件处理能力和功耗受限的局势下,如何最大限度解决视频算法对硬件资源消耗过高的难题、降低产品成本,也成为越来越多的运营商迫切寻求解答的问题.

针对这些问题,欧美、日本和国内诸多厂商已经开展了一些相关研究,但取得的效果却难以令人满意.

近十多年来,邓中亮一直致力于卫星导航、多媒体视频、MEMS、室内定位等研究.视频监控和流媒体服务所面临的技术难题,没能逃过他的视线.踌躇满志的邓中亮,决定向这些技术难题宣战.

“寻找解决方法,更是一种创新!”

邓中亮的研究计划,得到了国家和众多运营商的支持.在国家和企业的资助下,邓中亮开始了面向个人流媒体以及公众视频监控该系统的研发工作.他带领研究团队,与相关企业展开合作,以“产学研结合”的方式,从异构网络融合下流媒体编码传输关键技术入手,探索异构网络流媒体传输技术,以期开发出新型异构网络流媒体传输控制设备和统一的网管运维支撑平台.

针对不同的网络具有不同带宽、时延、抖动等特性,邓中亮等人提出了UMHS-MT优化编码、动态码率的流媒体视频编转码等优化技术.该技术可有效提高编转码效率.他们还自主研发了视频监控终端,能够成功解决多种网络融合下流媒体对不同终端、不同网络的迅速适配,较好地保证服务质量.

为了解决异构网络下的网络堵塞与传输实时性的问题,他们创新性地提出了无线异构网络下的流媒体带宽适配、移动网络服务质量的动态控制等技术,一举攻破了网络拥塞时图像质量下降、传输效率低等技术难关,并研发了基于AVS的IPTV服务系统.

针对 公交业务监控系统要求准确快速获取清晰的目标图像,邓中亮等人提出了基于残差恢复的错误隐藏技术,并实现了图像智能储存与管理,远程图像实时调度等智能化监控预警.

针对多媒体终端硬件处理能力和功耗受限等问题,他们攻克了视频算法硬件资源消耗过高等硬件实现中的诸多难题,自主开发了由流媒体终端、流媒体服务器等设备组成的移动流媒体系统.

为了解决流媒体运营商面临的并发用户激增带来的困扰,邓中亮及合作团队提出并实现了全局共享式集群流媒体组网系统架构,极大提高了可以应对的并发用户数.同时,该组网系统还集成了自主知识产权的服务器负载均衡技术、设备集中控制管理技术、流媒体加密认证技术、以及集群式流媒体组网计费方法等.此外,他们还提出了全新的分布式视频点播系统数据存储访问方法.

“从验证到产业化,也是一种创新!”

通过“基于异构网络融合的多媒体技术”的研究,邓中亮团队完成了视频监控、视频会议等多媒体业务,实现了交互类视音频服务、信息服务、游戏、视频监控、可视电话等多项功能的融合,有效解决了公众流媒体服务、国家应急安全处理方面的需求,拓展了集家庭娱乐、公共安全一体的流媒体消费的新局面,得到各大运营商的强烈支持.

他们成功研制出的异构网络融合业务平台,提供了包括核心控制网络、多媒体业务平台、综合用户数据库系统、综合接入网络、多媒体固定和移动终端在内的全系统、端到端的一站式解决方案.

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实验结果显示,该平台具有完善的网络融合支持能力,能够提供综合统一的业务平台、统一的用户数据管理系统、统一的核心网络;具有简易的业务生成环境,强大的业务提供能力,可支持包括WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、LAN/WLAN、WiMAX、CABLE、xDSL以及传统2G移动接入和2G固定接入等在内的多种接入类型;具有强大的终端支持能力,多样的多媒体终端解决方案,开放的终端平台;具有良好的可扩展性,可满足不同规模网络建设需求;具有灵活的组网能力,提供集中处理到全分布处理的不同组网需求.

邓中亮团队的努力没有白费.他们的研究使异构网络融合的多媒体技术及其业务平台实现了全面升级.2006年,该项目系列产品成功通过入网检测,随后大规模进入生产销售,目前已成功实施监控类项目数百个,取得了重大的经济和社会效益.

网络不拥堵、像素不朦胧、节能又减排

生活中,我们常常遇到这样的事情:

一个朋友兴奋的把自己旅游的照片通过彩信发送给你,可你的手机却显示“由于文件过大而无法接收”,多么扫兴啊!

——这便是带宽的问题.

你正在通过网络与远隔千里的朋友视频聊天,但是某一刻你发现,你们俩的聊天出现了时差——当你问第四个问题时,你耳边听到的却还是第二个问题的答案;你辛辛苦苦接收的图像,打开一看,却只有一半.让朋友再传一遍,结果还是一样,无奈之下你只能放弃.

——这是拥塞和传输丢包(传输实时性问题)现象.

某犯罪嫌疑人在ATM机提款时,被拍到了面部图像. 人员本来可以根据图像轻松破案,可惜监控器所拍到的面部图像却很模糊,无从辨认!

——这是图像质量(像素)不高的问题.

当我们的手机只具备接打功能的时候,待机时间是一个星期左右甚至更长,而当我们的手机兼备游戏、摄像、mp3等多项娱乐功能的时候,满满的电量一天就被消耗殆尽.

——这就是功耗的差别.这种差别在视频传输中尤其厉害.

如今,这一系列问题,都在邓中亮等人的努力下迎刃而解.他们通过“基于异构网络融合的多媒体技术”项目的一系列创新工作,将这些技术难题逐一化解,实现了网络不拥堵、像素不朦胧、节能又减排的目标.

2011年的科技奖励大会上,邓中亮等人的努力得到了国家的认可,“基于异构网络融合的多媒体技术”的研究和应用荣获2010年国家科技进步二等奖!

在刚刚过去的“十一五”里,邓中亮等还曾与六合万通微电子技术有限公司合作完成“基于同轴电缆的智能宽带通信系统”的研发,一举攻克了同轴电缆中信号衰减、最大带宽保证、多模接入等多项技术瓶颈;“智能卡片上系统设计与验证技术研究”突破技术瓶颈,提出了一种新的高容量SIM卡的系统架构解决方案,可用于3G手机SIM卡;而在“大型建筑物复杂环境室内定位系统”项目中,他们成功解决了大型复杂建筑物室内精确定位导航、无缝监控预警、应急事件处理等方面的关键技术.

邓中亮等人,以创新为宗旨,在为现代生活带来诸多便利的同时,也为现代科学技术开辟了一方新的天地.“在研究中我们发现,这一领域的工作是没有止境的,它永远会提出新的问题、新的需求,等待我们去解决.”在国家第十二个五年计划的开局之年,邓中亮一如既往地把创新的目光放在研究领域的最前沿.

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