AVT数字高清视频传输技术助力车载视觉安全

AVT技术作为全新的数字同轴传输技术，结合全数字架构和数字信号传输的特点，为克服由于数字信号在传输线缆上的衰减所带来的传输距离上限制，采用新一代数字视频压缩算法，比标准的VC-2 LD压缩算法更为有效，且视频延迟小到一帧图像周期以内，不到3毫秒。因此AVT真正做到视觉无损，人眼完全察觉不到高清视频信号的损失和延时，可视为实时效果。

AVT所使用视觉无损压缩技术与原始图像比差别小于-40dB，图像质量媲美数字无压缩传输，且图像质量不随距离、线材、温度等变化。而相比之下，模拟同轴高清在传输之前需要使用DAC变为模拟信号，在接收端还需要使用ADC变回数字信号，两次变换不可避免地造成视频损耗而使图像质量变差。另外，模拟视频信号在传输过程中会造成非线性衰减，导致更多的图像质量损失。模拟同轴高清存在的另一个严重问题，就是其接收端恢复出来的采样时钟有很大抖动，将会导致在接收端ADC采样位置不准，由此而使模拟同轴高清传输后的图像质量欠佳，且不同机器之间的图像质量也不尽相同，离散很大而带来一致性不好的问题，且随温度变化。因而不适于车载视频这种对图像质量要求高，且温度范围变化大的应用场景。

AVT还具有创新的速率自适应传输技术，可根据传输的距离和信号的衰减，进行数字压缩比例的自适应调整，以达到最佳的视频图像效果。因而高清视频传输不再受外部环境影响，而且也利于未来产品的升级换代。此外，AVT还可实现双向数据的传输，在控制接口上支持UART, IR, I²C (主/ 从) 双向透传和SPI正向透传;在音频接口上，AVT支持SPDIF, I²S 8/16/24/32/44.1/48/96Kbps抽样率的双向传输;在线材使用上，AVT支持Cat 5以太网线传输。实际上，只要使用其中以对双绞线即可传输一路高清视频。若用以太网线，一根就可以传四路高清视频，所以非常适合于车载视频设备车内布线，方便车载系统多功能的需要以及ADAS系统的开发。

结合360°全景行车系统的应用，如图3所示AVT在全景泊车系统框图。

基于AVT技术，所设计芯片NS2520为发送器(Tx)，而NS2521芯片为接收器(Rx)，可以支持双路。 NS2520对摄像机ISP输出的并行信号进行串行编码，视频输入接口兼容10/20bit位宽，且具BT656/1120、CEA-861、CPI、 DVP等多种视频格式，最大支持1080P@30fps，同时支持SPDIF/I2S音频嵌入。一片NS2521可以与两片NS2520配和使用，全面支持上述格式。

图3 AVT在全景泊车系统框图

辅助驾驶的前途无限光明

随着汽车产业智能化发展，先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistant System,简称ADAS)将大行于市之际，各种ADAS相关的视频系统将不断涌现，除了介绍过的全景泊车和后视监控系统，还将有自适应巡航控制系统、车道保持系统、前方碰撞预警、车道偏离预警、刹车辅助系统、后方监视系统、夜视系统、驾驶员防疲劳监视系统以及交通信号识别等系统。这些都需要你高清实时视频作为保障，用于提升车载视频源视频图像质量与清晰度，而实时大容量可靠视频传输对ADAS应用至关重要。传统视频高速传输采用模拟同轴线缆，但由于车内存在各种电磁辐射，容易造成多种干扰。对于分辨率为1080P的高清视频带宽将高达三兆，在车辆内部线路复杂条件下，必须具有高可靠性要求。数字化和网络化可以将视频压缩并通过以太网线传输，但不可避免地带来网络延时。AVT作为先进视频传输技术，采用数字同轴高清传输方式，却能够借助通用以太网络的线材，有效地传输视觉无损且延迟极低的高清视频信号，因此，AVT数字高清传输解决方案应用将有助于车载视觉市场的推进。

如图4所示为AVT高清摄像机在ADAS系统中的应用，其中采用AVT芯片就实现新型的AVT高清摄像机，其中CMOS传感器与 ISP处理单元构成的高清视频采集部分与AVT发送芯片NS2520高度耦合，完成视频无缝连接，直接输出数字高清视频信号，经过以太网线进行传输。在主机上可以通过NS2521接收在车内的传输信号，并还原为视觉无损且具有极低延时的数字高清视频信号，然后再由主处理器进行实时处理。处理的结果一方面输出的屏幕显示，同时也输出到ADAS的控制单元，对汽车行驶中的遇到的情况进行调整。需要说明的是，两个AVT摄像机可以共用一个NS2521接收单元。若需要连接更多AVT摄像机时，就需要在主机的设计中预先增加更多的NS2521芯片。

图4 AVT高清摄像机在ADAS系统中的应用

近年来以智能后视镜和智能行车记录仪为主导的车载视频市场呈现出井喷态势，出货量开始数以千万计。车载视频产品的融合已经出现，结合车辆导航、车载多媒体、车载娱乐的多种设备正在经历从标清到高清、从模拟式到数字化、从单一功能到智能化多功能转化的进程，其中数字高清视频传输技术将发挥极其重要的作用。

今年是中国智能驾驶辅助系统市场的元年。 ADAS将主要用于监视、预警、刹车以及导向等任务，其需求将以预见在未来十年保持高速增长，是保护驾驶员，有效减少事故的安全措施，既有法规方面的要求又有消费者的关注。从国际来看，欧盟和美国都强制性要求所有的机动车在2020年前配备自主紧急刹车系统和前方碰撞预警系统。一项最新国际调查机构的报告显示，汽车购买者对于那些提供了辅助驻车系统或后方盲点监视之类的功能，舒适性和经济性并重的ADAS系统越来越感兴趣。

由于处理器和传感器预计将占据销售额的大部分，因此半导体公司考虑通过提供有特色的产品在这些领域参与竞争，随着视频视觉处理器的改进，配合完整的系统解决方案，不仅在后装市场，也将在前装市场上占有一席之地，因此AVT系列芯片都经过严密的设计和严格的生产制造工艺和测试，能够胜任车规的要求。AVT支持4K x 2K的芯片将在下半年推出，届时将全面支持超高清的ADAS需求。