浅谈无线高清图传三个主要痛点与误区

浅谈无线高清图传三个主要痛点与误区

转自丨知乎 邓松茂

常有人问起,无线高清图传有哪些特点?图传的分辨率多少?传输距离多远?能传图片吗?清晰度怎么样?时延多少?

“图传”这个概念兴起来还没几年,要说这几年这个名词传播得这么快,DJI的贡献不可磨灭,图传就是随着无人机的概念兴起来的。如果没有图传,无人机就不可能这么快速地发展,图传就好比是无人机的眼睛。

找了一大堆图传的英文翻译,无线高清图传翻译成Wireless HD Vedio Transmission的人不少,相对也贴切一点。其实,图传更专业的叫法应该叫“无线高清视频传输”更合适,它就是来做视频传输的。

无人机图传系统的工作流程如下:
摄像机采集视频,通过“一个接口”传输给图传发射机,图传发射机将视频信号通过无线发给图传接收机,图传接收机到视频送至监视器(显示屏)上显示(可能您又要问了,那个“一个接口”能传图片吗?不好意思啊,这是摄像机的工作,您让它先输出图片我才能传,我只是个搬运工,还是临时的)。


伴随着无人机发展起来的无线高清图传有三个重要的特点:高清、实时、远距离。

所谓“高清”其实跟高清电视里的概念还是有一点的差别,电视行业高清的标准是:HD:720P;Full HD:1080P;Ultra HD:4K;电视行业的高清标准是通过分辨率来区分的,大家应该比较少关注“码流”的概念。

说起“延时”,打游戏的朋友一定有这样体验:网络时延超过150ms的时候,你正准备去砍对方的英雄,发现已经被对方秒杀了。飞飞机也是一样,图传的延时太大,你明明看到路上一个美女,想拍几张清晰大图,你前后左右的推摇杆发现就是对不准,这就是时延太大造成的。

远距离就比较好理解了,谁不想去看看更远的风景呢?但是这个距离一般会加上个“通视”或者带个“*”。如:“Lightbridge 2信号传输距离远达5公里*。*该距离是在室外空旷无干扰情况下所测得的数据。”


于是,各图传厂家就开始打广告了。

比如“1080P60向下兼容”、“3~100km图传”、“无压缩零时延”等。

比如36氪我看到过一个厂家的报道说“现在高清图传行业的图传产品所传输的视频码流速率普遍在3~4Mbps之间,而XX科技的高清数字图传系统在1W的发射功率和8-12Mbps视频码流的条件下,有效传输距离达到100km以上”。

同样是全高清,不同码流速率显示效果有差别。同样的码流速率,采用不同的视频压缩方式也有差别。这里有个概念,压缩方式,就是采用什么方式来压缩视频,常用的H.264,H.265比较新,H.265现在已经有厂家在量产相关产品了。为什么要压缩视频呢?一个1080P60分辨率1秒的数据为1920*1080*32*60=3,981,312,000bit,约为4Gb,4Gb/s,这么大的数据用光纤都要传一会儿吧,何况用带宽有限的无线传输方式?所以国际上XX组织就拉上大家开会,约定一个标准和方法,把视频压缩后传输,接收后再解压,就是这么个过程(不理解可以类比于发邮件时一堆附件太大,压缩一下再发,收件人收到再解压出来)。H.265的号称比H.264的效率高一倍,同样的画质压缩得更猛,码率更低。而分辨率对现在一大堆图像处理芯片都不是事儿,1080P60输入输出都已经烂大街了,4K的无线传输都有厂家在推了。所以所谓的“高清”,更合理的提法应该是画质,分辨率够的话,更高级的压缩编码方式,更高的码率,理论上画质更好。

“实时”被很多厂家炒概念,很大一部分原因是受以色列Amimo那个号称“零时延无压缩”方案的影响。该方案时延确实短,但是不是零时延,实测在30~80ms之间,5.8GHz频率,带宽40MHz,号称能传输3Gb/s的数据。“实时”其实是一个相对的概念,卫星电话延时几秒钟照样能够建立起交流,1000km/h速度的飞机100ms内能走近30m,人眼视觉暂留就在100~400ms,所以“零时延”是所有实时系统追求而不能到达的目标。

远距离的概念就更主观了,一大堆“远距离”的图传在各大微信群里面发来发去。您学过《通信原理(第6版)》、《通信系统》、《高频电子线路(高吉祥主编)》、《电波与天线》这几本书吗?一个功放值这么多钱吗?您研究过宽带功放和线性功放吗?您研究过削峰吗?您研究过smith圆图吗?您研究过单载波和多载波吗?没有的话就不要出来误导这波玩航模出身的无人机创业者了。飞机现在换油电混动了,50km能飞到了,数传换了大平板天线现在也可以了,就差图传了,不行把清晰度降低点也行。行业要健康发展,大家得说人话啊!DJI都不敢吹的东西,先把10km级别的做好吧!一大堆10km的飞机在天上飞,然后隔几天一个新闻掉一架,您这是要把行业埋了的节奏!

最后总结一下:无线高清图传努力的三个方向:①高清——不要迷信分辨率;②实时——“零时延”就忘了吧;③远距离——一个综合的RF问题。

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