【所屬領(lǐng)域】
信息電子
【技術(shù)背景】
災(zāi)害現(xiàn)場視頻等信息的全面獲取與回傳是應(yīng)急救援所面臨的重大需求，亟需解決在斷電斷網(wǎng)等極端情況下的感知與傳輸問題。多視點相機能對災(zāi)害現(xiàn)場態(tài)勢全方面、多角度感知；應(yīng)急融合通信能對現(xiàn)場多種通信資源融合利用，快速構(gòu)建災(zāi)害現(xiàn)場與后方之間的信息通路；將兩者結(jié)合，形成面向災(zāi)害現(xiàn)場的多視點視頻采集、處理與傳輸方法及裝置是解決上述救災(zāi)需求的關(guān)鍵核心。為了克服上述重大挑戰(zhàn)，項目組研制了應(yīng)急融合視頻通信技術(shù)與裝備。
【成果介紹】
（1）針對災(zāi)害現(xiàn)場多視角視覺信息的感知問題，本成果發(fā)明了相位信號時域差分校正與像素光流時域傳播方法，突破了積分周期對深度傳感器的感知效率制約，提升時間分辨率達9倍；發(fā)明了遞進式多視點視頻配準方法，在僅有1個公共匹配特征點的極端條件下實現(xiàn)了多達60個視點的空間幾何標定，平均誤差低至0.0031像素，突破了三維空間任意位姿大規(guī)模相機陣列標定的世界性難題。相關(guān)成果在中央電視臺《新聞聯(lián)播》被報道、在第七屆世界軍人運動會（武漢）開幕式中宣傳展示。
（2）為突破災(zāi)害現(xiàn)場視覺信息重構(gòu)質(zhì)量難提升的難題，本成果發(fā)明了模型-數(shù)據(jù)聯(lián)合驅(qū)動的耦合計算方法，構(gòu)建了跨模態(tài)、跨視角對多視點視頻重建質(zhì)量的提升機制，研制災(zāi)害現(xiàn)場多角度相機、多模態(tài)數(shù)據(jù)的聯(lián)合計算系統(tǒng)。在突破深度場角頻率感知的制約基礎(chǔ)上，深度場壞點率由12.3%下降至0.14%。
（3）為滿足災(zāi)害現(xiàn)場視覺感知裝備低消耗、長續(xù)航的需求瓶頸，本成果發(fā)明了多視點視頻優(yōu)化編碼方法，發(fā)明了多視點視頻數(shù)據(jù)的篩選優(yōu)化模型與時-角維差值技術(shù)，實現(xiàn)了以計算目標為導(dǎo)向的關(guān)鍵數(shù)據(jù)篩選，多視點視頻計算效率從窮舉提升至78.8%，為降低多視點業(yè)務(wù)的資源需求提供了關(guān)鍵技術(shù)手段。相關(guān)成果在歐盟委員會咨詢報告State of the Art of Technology and Standards中被認為“是多視點視頻編碼領(lǐng)域中最為重要的進展之一”。
（4）為突破災(zāi)害現(xiàn)場各體制通信獨立組網(wǎng)、資源利用率低的難題，發(fā)明了多無線信道應(yīng)急融合通信技術(shù)，實現(xiàn)了單一業(yè)務(wù)的融合信道多隧道傳輸方案，同時突破了應(yīng)急通信的可用帶寬與傳輸可靠性兩大難題；研制了應(yīng)急融合通信傳輸系統(tǒng)，在國內(nèi)外首次實現(xiàn)了災(zāi)害現(xiàn)場廣電、公網(wǎng)、衛(wèi)星融合組網(wǎng)與多業(yè)務(wù)終端統(tǒng)一接入，網(wǎng)絡(luò)建立時間<1.6秒，多信道融合傳輸效率>90%，突破了現(xiàn)場多視點視頻救災(zāi)業(yè)務(wù)回傳瓶頸。
【熟化程度】
2021年6月28日，湖北省技術(shù)交易所組織專家組對本成果進行成果鑒定（鄂技交評字[2021]第194號），該成果技術(shù)成熟度9級，技術(shù)創(chuàng)新度2級，技術(shù)先進度5級。
【成果展示】
(a)應(yīng)急救援指揮艙 (b)指揮艙內(nèi)裝備
(c)空中應(yīng)急視頻通信裝備 (d)單兵應(yīng)急視頻通信裝備
(e)融合應(yīng)急通信分發(fā)匯聚服務(wù)器
圖1 應(yīng)急融合視頻通信技術(shù)與裝備
【榮譽資質(zhì)】
自2019年以來，在外交部、中國地震應(yīng)急搜救中心、多省應(yīng)急廳組織的多災(zāi)種應(yīng)急演練中被評價為“實現(xiàn)了對通信空洞的快速無線覆蓋”、“效果顯著”。2015年獲聯(lián)合國UNITAR與中國商務(wù)部CIFAL聯(lián)合表彰，2020年獲英國IET學會全球創(chuàng)新獎（通信與信息技術(shù)領(lǐng)域）推薦，是當年唯一獲推薦的中國成果。
【應(yīng)用場景】
斷電、斷網(wǎng)、斷路等“三斷”條件下的應(yīng)急救援、超高清視頻直播等應(yīng)用場景，包含視頻通信、視頻壓縮、視頻處理、多網(wǎng)絡(luò)（廣電、公網(wǎng)、衛(wèi)星等）融合傳輸問題。
除了應(yīng)急領(lǐng)域，在自動駕駛、車路協(xié)同、智慧家庭、服務(wù)機器人、遠程視頻會議、高端工業(yè)視覺監(jiān)測、遠程醫(yī)療和專用醫(yī)療裝備等多方面都有很好的應(yīng)用。
【市場前景】
能為應(yīng)急部產(chǎn)品目錄中的應(yīng)急廣播、應(yīng)急通信、救援裝備、應(yīng)急指揮車等產(chǎn)品提供新產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)升級等，市場需求明確，市場空間巨大。
【知識產(chǎn)權(quán)】
該成果獲授權(quán)發(fā)明專利29項、軟著3項，在TIP、OE、DCC、ACM MM等國際頂級期刊和會議上發(fā)表論文75篇，制定國家應(yīng)急廣播技術(shù)暫行文件3項。
【合作方式】
技術(shù)許可、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、作價入股、技術(shù)開發(fā)、技術(shù)服務(wù)、面談等
【專家介紹】
楊鈾，博士，教授，博士生導(dǎo)師，IET Fellow。主要從事以視覺感知與計算為核心的計算機視覺、計算攝像學、立體視頻系統(tǒng)等方面的研究工作，主持國家重點研發(fā)計劃課題、國家自然科學基金、博士后特別資助、企校重大創(chuàng)新等項目10余項。在國內(nèi)外重要的期刊、會議上發(fā)表學術(shù)論文100余篇，獲授權(quán)國家發(fā)明專利26項，應(yīng)邀在國際會議、學術(shù)機構(gòu)做報告22次。是國家民航安全技術(shù)專家組成員、國家新聞出版廣電總局大數(shù)據(jù)領(lǐng)域技術(shù)專家、融合應(yīng)急通信與業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)＜摇⒑？低暣髷?shù)據(jù)中心特聘專家、武漢移動互聯(lián)網(wǎng)智能視頻大數(shù)據(jù)研究所副所長、中國圖像圖形學學會圖像視頻處理與通信專委會秘書長兼常務(wù)委員、長三角智能安防協(xié)同創(chuàng)新中心專家委員會委員。2012年獲教育部高校科技成果技術(shù)發(fā)明一等獎；2013年獲武漢市“3551人才計劃”；2015年獲聯(lián)合國UNITAR與中國商務(wù)部CIFAL“杰出貢獻”表彰；2018年當選英國國際工程技術(shù)學會會士；2019年擔任IET Innovation Awards Judge；2020年獲英國工程技術(shù)學會全球創(chuàng)新獎“通信與信息技術(shù)”領(lǐng)域杰出創(chuàng)新獎；2021年擔任IET Innovation Awards Panel Member。擔任本領(lǐng)域36個國際期刊的論文評審專家，是Journal of Electronic Imaging等4個SCI國際期刊編委。
【聯(lián)系方式】
