AVT數(shù)字高清視頻傳輸技術(shù)助力車載視覺安全

AVT技術(shù)作為全新的數(shù)字同軸傳輸技術(shù)，結(jié)合全數(shù)字架構(gòu)和數(shù)字信號傳輸?shù)奶攸c，為克服由于數(shù)字信號在傳輸線纜上的衰減所帶來的傳輸距離上限制，采用新一代數(shù)字視頻壓縮算法，比標(biāo)準(zhǔn)的VC-2 LD壓縮算法更為有效，且視頻延遲小到一幀圖像周期以內(nèi)，不到3毫秒。因此AVT真正做到視覺無損，人眼完全察覺不到高清視頻信號的損失和延時，可視為實時效果。

AVT所使用視覺無損壓縮技術(shù)與原始圖像比差別小于-40dB，圖像質(zhì)量媲美數(shù)字無壓縮傳輸，且圖像質(zhì)量不隨距離、線材、溫度等變化。而相比之下，模擬同軸高清在傳輸之前需要使用DAC變?yōu)槟M信號，在接收端還需要使用ADC變回數(shù)字信號，兩次變換不可避免地造成視頻損耗而使圖像質(zhì)量變差。另外，模擬視頻信號在傳輸過程中會造成非線性衰減，導(dǎo)致更多的圖像質(zhì)量損失。模擬同軸高清存在的另一個嚴(yán)重問題，就是其接收端恢復(fù)出來的采樣時鐘有很大抖動，將會導(dǎo)致在接收端ADC采樣位置不準(zhǔn)，由此而使模擬同軸高清傳輸后的圖像質(zhì)量欠佳，且不同機(jī)器之間的圖像質(zhì)量也不盡相同，離散很大而帶來一致性不好的問題，且隨溫度變化。因而不適于車載視頻這種對圖像質(zhì)量要求高，且溫度范圍變化大的應(yīng)用場景。

AVT還具有創(chuàng)新的速率自適應(yīng)傳輸技術(shù)，可根據(jù)傳輸?shù)木嚯x和信號的衰減，進(jìn)行數(shù)字壓縮比例的自適應(yīng)調(diào)整，以達(dá)到最佳的視頻圖像效果。因而高清視頻傳輸不再受外部環(huán)境影響，而且也利于未來產(chǎn)品的升級換代。此外，AVT還可實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)的傳輸，在控制接口上支持UART, IR, I²C (主/ 從) 雙向透傳和SPI正向透傳;在音頻接口上，AVT支持SPDIF, I²S 8/16/24/32/44.1/48/96Kbps抽樣率的雙向傳輸;在線材使用上，AVT支持Cat 5以太網(wǎng)線傳輸。實際上，只要使用其中以對雙絞線即可傳輸一路高清視頻。若用以太網(wǎng)線，一根就可以傳四路高清視頻，所以非常適合于車載視頻設(shè)備車內(nèi)布線，方便車載系統(tǒng)多功能的需要以及ADAS系統(tǒng)的開發(fā)。

結(jié)合360°全景行車系統(tǒng)的應(yīng)用，如圖3所示AVT在全景泊車系統(tǒng)框圖。

基于AVT技術(shù)，所設(shè)計芯片NS2520為發(fā)送器(Tx)，而NS2521芯片為接收器(Rx)，可以支持雙路。 NS2520對攝像機(jī)ISP輸出的并行信號進(jìn)行串行編碼，視頻輸入接口兼容10/20bit位寬，且具BT656/1120、CEA-861、CPI、 DVP等多種視頻格式，最大支持1080P@30fps，同時支持SPDIF/I2S音頻嵌入。一片NS2521可以與兩片NS2520配和使用，全面支持上述格式。

圖3 AVT在全景泊車系統(tǒng)框圖

輔助駕駛的前途無限光明

隨著汽車產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展，先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(Advanced Driver Assistant System,簡稱ADAS)將大行于市之際，各種ADAS相關(guān)的視頻系統(tǒng)將不斷涌現(xiàn)，除了介紹過的全景泊車和后視監(jiān)控系統(tǒng)，還將有自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、車道保持系統(tǒng)、前方碰撞預(yù)警、車道偏離預(yù)警、剎車輔助系統(tǒng)、后方監(jiān)視系統(tǒng)、夜視系統(tǒng)、駕駛員防疲勞監(jiān)視系統(tǒng)以及交通信號識別等系統(tǒng)。這些都需要你高清實時視頻作為保障，用于提升車載視頻源視頻圖像質(zhì)量與清晰度，而實時大容量可靠視頻傳輸對ADAS應(yīng)用至關(guān)重要。傳統(tǒng)視頻高速傳輸采用模擬同軸線纜，但由于車內(nèi)存在各種電磁輻射，容易造成多種干擾。對于分辨率為1080P的高清視頻帶寬將高達(dá)三兆，在車輛內(nèi)部線路復(fù)雜條件下，必須具有高可靠性要求。數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化可以將視頻壓縮并通過以太網(wǎng)線傳輸，但不可避免地帶來網(wǎng)絡(luò)延時。AVT作為先進(jìn)視頻傳輸技術(shù)，采用數(shù)字同軸高清傳輸方式，卻能夠借助通用以太網(wǎng)絡(luò)的線材，有效地傳輸視覺無損且延遲極低的高清視頻信號，因此，AVT數(shù)字高清傳輸解決方案應(yīng)用將有助于車載視覺市場的推進(jìn)。

如圖4所示為AVT高清攝像機(jī)在ADAS系統(tǒng)中的應(yīng)用，其中采用AVT芯片就實現(xiàn)新型的AVT高清攝像機(jī)，其中CMOS傳感器與 ISP處理單元構(gòu)成的高清視頻采集部分與AVT發(fā)送芯片NS2520高度耦合，完成視頻無縫連接，直接輸出數(shù)字高清視頻信號，經(jīng)過以太網(wǎng)線進(jìn)行傳輸。在主機(jī)上可以通過NS2521接收在車內(nèi)的傳輸信號，并還原為視覺無損且具有極低延時的數(shù)字高清視頻信號，然后再由主處理器進(jìn)行實時處理。處理的結(jié)果一方面輸出的屏幕顯示，同時也輸出到ADAS的控制單元，對汽車行駛中的遇到的情況進(jìn)行調(diào)整。需要說明的是，兩個AVT攝像機(jī)可以共用一個NS2521接收單元。若需要連接更多AVT攝像機(jī)時，就需要在主機(jī)的設(shè)計中預(yù)先增加更多的NS2521芯片。

圖4 AVT高清攝像機(jī)在ADAS系統(tǒng)中的應(yīng)用

近年來以智能后視鏡和智能行車記錄儀為主導(dǎo)的車載視頻市場呈現(xiàn)出井噴態(tài)勢，出貨量開始數(shù)以千萬計。車載視頻產(chǎn)品的融合已經(jīng)出現(xiàn)，結(jié)合車輛導(dǎo)航、車載多媒體、車載娛樂的多種設(shè)備正在經(jīng)歷從標(biāo)清到高清、從模擬式到數(shù)字化、從單一功能到智能化多功能轉(zhuǎn)化的進(jìn)程，其中數(shù)字高清視頻傳輸技術(shù)將發(fā)揮極其重要的作用。

今年是中國智能駕駛輔助系統(tǒng)市場的元年。 ADAS將主要用于監(jiān)視、預(yù)警、剎車以及導(dǎo)向等任務(wù)，其需求將以預(yù)見在未來十年保持高速增長，是保護(hù)駕駛員，有效減少事故的安全措施，既有法規(guī)方面的要求又有消費者的關(guān)注。從國際來看，歐盟和美國都強制性要求所有的機(jī)動車在2020年前配備自主緊急剎車系統(tǒng)和前方碰撞預(yù)警系統(tǒng)。一項最新國際調(diào)查機(jī)構(gòu)的報告顯示，汽車購買者對于那些提供了輔助駐車系統(tǒng)或后方盲點監(jiān)視之類的功能，舒適性和經(jīng)濟(jì)性并重的ADAS系統(tǒng)越來越感興趣。

由于處理器和傳感器預(yù)計將占據(jù)銷售額的大部分，因此半導(dǎo)體公司考慮通過提供有特色的產(chǎn)品在這些領(lǐng)域參與競爭，隨著視頻視覺處理器的改進(jìn)，配合完整的系統(tǒng)解決方案，不僅在后裝市場，也將在前裝市場上占有一席之地，因此AVT系列芯片都經(jīng)過嚴(yán)密的設(shè)計和嚴(yán)格的生產(chǎn)制造工藝和測試，能夠勝任車規(guī)的要求。AVT支持4K x 2K的芯片將在下半年推出，屆時將全面支持超高清的ADAS需求。