熱錯誤

摘要：數字視頻監控技術(shù)的深入發(fā)展在高清化傳輸上對視頻影像高品質(zhì)和實(shí)時(shí)性提出更加嚴格的要求，以有益于前端智能視頻分析處理和后端高清晰度影像完美展現。同軸高清傳輸技術(shù)具有視覺(jué)無(wú)損和超低延時(shí)特性，而只有數字化技術(shù)才能在提升高清影像品質(zhì)、支持雙向透傳并且不受線(xiàn)材限制方面有所創(chuàng )新，增強傳輸的穩定性和可靠性，拓展高清延長(cháng)顯示、有軌交通和車(chē)載監控等應用領(lǐng)域。

1 通用線(xiàn)纜上的數字高清創(chuàng )新

　　高清化和智能化是視頻監控發(fā)展的必由之路，然而高清攝像機如果沿用數字視頻壓縮技術(shù)，如H.264或H.264格式，以網(wǎng)絡(luò )傳輸帶寬，不可避免地會(huì )帶來(lái)視頻損耗。另外，網(wǎng)絡(luò )傳輸采用分組式封包傳輸，不可避免地會(huì )帶來(lái)較大的視頻延時(shí)。這兩個(gè)方面都不利于實(shí)現智能視頻處理。因此，只要對視頻圖像品質(zhì)和實(shí)時(shí)性有更高的要求，同軸高清就不失為一種有效的傳輸手段。

　　模擬同軸高清傳輸技術(shù)包括HD-TVI、HD-CVI和AHD，基于此類(lèi)技術(shù)的攝像機只需采用BNC輸出連接模擬監控系統傳輸接口替代普通攝像機，即可全面升級為高清，以較低成本得到高清監控體驗。然而，模擬同軸高清傳輸技術(shù)雖然通過(guò)同軸電纜，傳輸距離可達到300 m，但并不支持其它線(xiàn)材，且存在線(xiàn)路衰減和干擾而影響傳輸效果，也不支持控制信號雙向透傳和雙向音頻，只能在視頻監控的部分前端采集中有所應用，應用的局限性很大。

　　數字同軸高清傳輸技術(shù)包含HD-SDI和AVT兩種標準，前者源于廣電，應用不具成本優(yōu)勢且仍然受線(xiàn)材制約。而后者全稱(chēng)為Advanced Video Transport，是天津瑞發(fā)科半導體推出，具有全數字架構和數字信號傳輸的優(yōu)點(diǎn)。AVT采用了新一代數字視頻壓縮算法，比標準的VC-2 LD壓縮算法更為有效，可以為三十分之一，真正做到視覺(jué)無(wú)損。其視頻延遲在一幀圖像周期以?xún)?，?ms以?xún)?，屬于超低延時(shí)。AVT創(chuàng )新的速率自適應傳輸技術(shù)可根據傳輸距離和信號的衰減而自適應調整數字壓縮比例，達到最佳視頻圖像效果時(shí)確保高清視頻傳輸不受外部環(huán)境影響。AVT不僅支持視頻監控的前端，也支持后端延長(cháng)顯示，該標準全面推進(jìn)了基于通用傳輸線(xiàn)的高清視頻監控應用拓展。

　　同軸高清傳輸技術(shù)可以由表1進(jìn)行比較。

　　由于采用數字信號以低頻傳輸，不需要額外的數字和模擬轉換，因而，AVT支持的視頻格式較多。其中支持雙向音頻傳輸和雙向控制透傳，在交互應用上有優(yōu)勢。在適用線(xiàn)材方面，不僅可以采用75-3同軸線(xiàn)纜，還可以采用Cat 5以太網(wǎng)線(xiàn)，對于一根八芯以太網(wǎng)線(xiàn)，采用AVT技術(shù)可以做到同時(shí)傳輸四路1080P@60fps高清視頻，長(cháng)距離傳輸后接收效果仍然是視覺(jué)無(wú)損和超低延時(shí)的。

2 數字高清傳輸助力軌道交通

　　安全性保障始終是軌道交通運營(yíng)的重中之重，通過(guò)先進(jìn)可靠的前端高清視頻采集，實(shí)現視覺(jué)無(wú)損和超低延時(shí)傳輸，并實(shí)時(shí)實(shí)現智能視頻分析，才能夠達到預警作用和效果。這種先進(jìn)視頻偵測分析技術(shù)通過(guò)采用數字同軸AVT傳輸系統設計，使得數據在地下和車(chē)廂內都能保證高清的視頻流傳輸。傳統軌道交通的視頻監控系統采用模擬攝像機，像素只能達到幾十萬(wàn)，雖然可以記錄現場(chǎng)圖像，但是無(wú)法看清所需要的細節。高清帶來(lái)百萬(wàn)或更高像素而使畫(huà)面清晰度大幅提高，可以掌控到更多細節，但核心的技術(shù)在于視頻壓縮的改進(jìn)，更在于傳輸手段的提高。

　　AVT提供的芯片和解決方案支持軌道交通的高清視頻傳輸，其中發(fā)送器芯片NS2530可作為對攝像機ISP輸出的并行信號進(jìn)行串行編碼的芯片，視頻輸入接口兼容10/20bit位寬，且兼容BT656/1120、CEA-861、CPI、DVP等多種視頻格式，最大支持1080P@60fps分辨率，同時(shí)支持SPDIF/I2S音頻嵌入。接收器芯片為NS2531，不僅全面支持上述格式，而且可同時(shí)接收兩路NS2530傳輸的高清視頻。上述方案均可工作于非壓縮模式，兼容HD-SDI格式視頻的輸入輸出，可支持媒體播放功能。圖1所示為AVT在軌道交通中監控和媒體播放中的典型應用。

3 數字高清傳輸推進(jìn)車(chē)載監控

　　隨著(zhù)ADAS(Advanced Driver AssistantSystem，先進(jìn)駕駛輔助系統)成為市場(chǎng)熱點(diǎn)，相關(guān)車(chē)載視頻監控系統不斷涌現，為保證車(chē)載高清視頻源無(wú)損且實(shí)時(shí)傳輸，大容量視頻的可靠傳輸成為決定因素。因而，以太網(wǎng)絡(luò )傳輸方式不再適用。由于車(chē)內存在各種電磁輻射，容易造成多種干擾，因而視頻傳輸難以采用模擬同軸技術(shù)。AVT作為數字同軸高清傳輸方式，其可借助通用以太網(wǎng)絡(luò )的線(xiàn)材，有效地傳輸視覺(jué)無(wú)損且延遲極低的高清視頻信號，成為車(chē)載視覺(jué)市場(chǎng)優(yōu)選傳輸手段。

　　圖2所示為AVT高清攝像機在車(chē)載環(huán)視監控系統中的應用。其中采用AVT芯片實(shí)現新型的AVT高清攝像機，CMOS傳感器與前端ISP處理單元構成的高清視頻采集部分與AVT發(fā)送芯片NS2520高度耦合，以完成視頻無(wú)縫連接，直接輸出數字高清視頻信號，經(jīng)過(guò)以太網(wǎng)線(xiàn)進(jìn)行傳輸。在主機上可以通過(guò)NS2521接收車(chē)內的傳輸信號，并還原為視覺(jué)無(wú)損且具超低延時(shí)的數字高清視頻信號，然后再由主處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。處理的結果一方面輸出在屏幕顯示，另一方面輸出到ADAS的控制單元，對汽車(chē)行駛中遇到的情況進(jìn)行調整。由于兩個(gè)AVT攝像機可以共用一個(gè)NS2521接收單元。若需要連接更多AVT攝像機(包括具有全景的“魚(yú)眼”相機)時(shí)，只需在主機設計中預先增加更多的NS2521芯片。

4 高清數字傳輸提升顯示系統

　　數字視頻監控后端常常需要輸出到大屏幕或電視墻上顯示，于是需要有效地傳輸高清數字視頻信號，可選擇標準為HD-SDI和HDMI延長(cháng)技術(shù)。由于HD-SDI為無(wú)壓縮傳輸，只能采用同軸線(xiàn)纜，主要應用于廣電系統，在視頻監控領(lǐng)域應用極為有限。HDMI在數字視頻/音頻領(lǐng)域已有廣泛應用，許多高清顯示設備都將其作為標準配置接口，所以在高清視頻監控系統的后端顯示開(kāi)始大量采用。但是，盡管HDMI線(xiàn)材在長(cháng)距離應用上卻比之同軸線(xiàn)纜和以太網(wǎng)線(xiàn)要貴得多，并且需要重新布線(xiàn)。對此，基于A(yíng)VT核心技術(shù)的芯片可以兼容HDMI的延長(cháng)應用，其中的發(fā)送芯片為NS5530，而接收芯片為NS5531，圖3所示為其典型應用。

　　兩款芯片最大支持高清1080P60fps格式，支持超高清4Kx2K的芯片將在2016年的第三季度推出，屆時(shí)將進(jìn)一步拓展數字視頻監控高清應用的領(lǐng)域，并且覆蓋從前端到后端的設備，而仍然采用通用的以太網(wǎng)線(xiàn)。

　　總而言之，數字視頻監控通過(guò)從模擬到數字，從網(wǎng)絡(luò )化到智能化，再到全面的高清和超高清化，大容量的視頻傳輸起著(zhù)舉足輕重的的作用。在通用線(xiàn)材中，同軸線(xiàn)纜和以太網(wǎng)線(xiàn)仍然是兩種最重要的長(cháng)距離傳輸媒介，而如何在這兩種現在發(fā)揮巨大的傳輸性能和效果市場(chǎng)中發(fā)揮作用就成為應用拓展的關(guān)鍵。AVT作為一種極為有效的數字同軸高清技術(shù)，在不改變常規系統體系的前提下，提供高清視覺(jué)無(wú)損和超低延時(shí)的能力，這一技術(shù)正在將同軸高清傳輸技術(shù)推向一個(gè)新的階段。

參考文獻：

　　[1]牟奎霖.基于A(yíng)VT技術(shù)的數字同軸高清視頻傳輸解決方案[J].安防自動(dòng)化，2015.

　　[2]鄭小龍.數字視頻監控后時(shí)代的追求[J].電子產(chǎn)品世界，2015，(6).

本文來(lái)源于中國科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2016年第5期第25頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。