AVT數字高清視頻傳輸技術(shù)助力車(chē)載視覺(jué)安全

車(chē)載視頻監控已經(jīng)成為數字視頻監控技術(shù)所覆蓋到的重要應用領(lǐng)域，出于對汽車(chē)及駕駛安全性等多方面考量，所涉及視頻和視覺(jué)系統必須穩定可靠，其中對于視頻傳輸就有了更加嚴格的要求。視頻傳輸數字化成為發(fā)展的必然趨勢，先進(jìn)視頻傳輸(Advanced Video Transfer，簡(jiǎn)稱(chēng)AVT)作為一種數字同軸高清視頻傳輸技術(shù)，以其優(yōu)越的圖像性能和突出的系統特性，全面支持車(chē)載高清視頻設備的視覺(jué)無(wú)損和實(shí)時(shí)傳輸，有益于從視頻記錄擴展到ADAS相關(guān)的視頻應用。本文首先分析 AVT技術(shù)在同軸高清數字化的技術(shù)特色，然后結合實(shí)際應用介紹相關(guān)的系統方案及實(shí)現，最后展望其對提高車(chē)載視覺(jué)應用安全性前景。

汽車(chē)視覺(jué)的理想照進(jìn)現實(shí)

在視頻監控開(kāi)始普及之后，交通就成為該行業(yè)拓展應用的一個(gè)重要領(lǐng)域。除了在道路上實(shí)施視頻監控，在車(chē)輛內部也在逐步加裝車(chē)載視頻設備，以便及時(shí)采集視頻信息并進(jìn)行后續處理，這就開(kāi)啟了車(chē)載監控的時(shí)代。早期車(chē)載視頻系統主要為視頻紀錄儀，其目的就是將車(chē)輛行駛過(guò)程中周邊的視頻圖像記錄下來(lái)，往往只在車(chē)內前部安裝攝像頭，將采集到的視頻進(jìn)行數字壓縮并存儲，對分辨率和延遲并沒(méi)有太高要求。為擴展視頻監控范圍，又在后部加裝攝像頭，增加記錄通道。多路視頻可以分別處理，或者傳輸到前端處理器進(jìn)行合成，對信號傳輸的手段和質(zhì)量也沒(méi)有特別要求。

隨著(zhù)智能視頻處理技術(shù)的出現，裝在車(chē)內的攝像頭采集的視頻可以進(jìn)行實(shí)時(shí)分析處理，從而及時(shí)對行車(chē)中可能出現的狀況提供預警或警示，這時(shí)的車(chē)載設備就具有一定的視覺(jué)功能，由此可以達到輔助駕駛作用。車(chē)載視頻系統按應用可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)是360°全景視頻行車(chē)系統,也稱(chēng)作環(huán)視系統;另一類(lèi)為汽車(chē)后視監控系統。下面介紹其所涉及的系統組成和視頻傳輸方式。

如圖1所示為360°全景行車(chē)系統組成,在汽車(chē)的前后左右，各有一個(gè)攝像機和一個(gè)主機組合而成，四個(gè)攝像機都采用魚(yú)眼鏡頭采集廣角畫(huà)面，并送入主機中對圖像進(jìn)行拼接、修剪等處理，生成一個(gè)360°全景的畫(huà)面，再輸出到LCD顯示器。目前市場(chǎng)上主流的360°全景產(chǎn)品主要以標清的方案居多，主要原因首先在于其像素低時(shí)，對全景主機方案的主處理器能力要求不高。隨著(zhù)越來(lái)越多的主機芯片提供廠(chǎng)商的介入，處理器性能越來(lái)越強大，從雙核到四核，甚至到八核。

所以，處理器能力的問(wèn)題基本已經(jīng)得到解決，其性能足夠強大以支撐高清視頻的負荷。其次就是車(chē)載屏曾經(jīng)的1280*600分辨率不高，隨著(zhù) 720P高清分辨率車(chē)級顯示屏的普及，對車(chē)載高清監控的需求也就變得更加急迫，每個(gè)攝像機都需要通過(guò)線(xiàn)纜穩定可靠地傳輸高清視頻信號到主機，所以提供高容量和高可靠性的數字高清視頻傳輸手段勢在必行。

圖1 360°全景行車(chē)系統組成

汽車(chē)后視監控系統是在行車(chē)記錄儀之上產(chǎn)品形態(tài)的一個(gè)大的轉折，從之前的以一種產(chǎn)品規格滿(mǎn)足所有用戶(hù)變成以不同規格、不同配置來(lái)滿(mǎn)足更多用戶(hù)的需求的產(chǎn)品細分市場(chǎng)。在360°全景行車(chē)系統普及之前，對汽車(chē)后視監控系統的需求非常高，據悉市場(chǎng)容量月出貨量達百萬(wàn)套以上。因為該方案價(jià)格低廉，且安裝方案簡(jiǎn)單，只需要在車(chē)尾牌照燈處安裝一個(gè)小型攝像頭，汽車(chē)開(kāi)始倒車(chē)時(shí)屏幕自動(dòng)切換到倒車(chē)攝像頭的影像，以達到輔助車(chē)主倒車(chē)之功能，如圖2所示為該方案的系統框圖。同樣，隨著(zhù)高清屏的普及，越來(lái)越多的車(chē)主對高清攝像頭的需求也就越來(lái)越迫切，所以關(guān)注于汽車(chē)后視應用，數字高清同樣面臨著(zhù)很大的機遇。

圖2 汽車(chē)后視監控系統組成

隨著(zhù)產(chǎn)品的逐漸起量，有更多的主控芯片提供廠(chǎng)商參與競爭，例如，全志主推T3系列和V系列芯片;聯(lián)發(fā)科推出智能后視視頻芯片;美賽達是應用聯(lián)芯 1860芯片最具代表的方案商;瑞芯微與英特爾聯(lián)手推出的代號為Sofia3G-R也將實(shí)現量產(chǎn);也有玩家搭載高通平臺等方案。

視頻傳輸在車(chē)內的創(chuàng )新手段

數字高清視頻傳輸技術(shù)對于提高車(chē)載視頻設備的性能和品質(zhì)具有非同尋常的意義，不僅用于提升車(chē)載視頻源的圖像質(zhì)量與清晰度，而且在于提供視覺(jué)無(wú)損和實(shí)時(shí)的視頻傳輸手段。在車(chē)載市場(chǎng)上既有前裝設備和后裝設備的需求，都期待著(zhù)在高清視頻傳輸中采用更有效和更可靠的創(chuàng )新手段。

縱觀(guān)汽車(chē)內部的連線(xiàn)非常復雜，并且對可靠性的要求非常高，而留給視頻連接的選擇性并不多。普通的AV音視頻線(xiàn)纜顯然是不適合在車(chē)內采用，那么就需要考慮選擇同軸線(xiàn)纜或以太網(wǎng)線(xiàn)。對于高清視頻傳輸，同軸高清傳輸體制目前較為流行，其中模擬同軸高清傳輸體制主要應用于高清視頻監控相機，如AHD、HD-TVI和HD-CVI，而數字同軸高清體制就非AVT莫屬啦。

HD-TVI、HD-CVI、AHD是一種基于同軸電纜的高清視頻傳輸規范，屬于模擬高清解決方案，采用通過(guò)幀內加頻的模式來(lái)實(shí)現，只是各自增加頻率的大小不一樣而已，而實(shí)現手段與方式基本一樣。這種實(shí)現方式的優(yōu)點(diǎn)是方案成本低廉，相對標清效果其圖像畫(huà)質(zhì)能提升到100萬(wàn)200萬(wàn)像素，也就是所謂的模擬高清，然而，因為終歸是通過(guò)幀內加頻的方式來(lái)提升圖像的像素點(diǎn)，導致其幀內頻率增加，所造成的圖像亮色干擾也就難以避免。雖然，通過(guò)ISP處理能夠彌補部分人眼察覺(jué)的缺陷，使得這類(lèi)方案在工業(yè)監控市場(chǎng)有所普及，但是，對于車(chē)載市場(chǎng)而言，視頻除了滿(mǎn)足人眼的觀(guān)賞以外，主控芯片平臺還需要采集視頻來(lái)做智能分析處理，達到機器視覺(jué)的效果，如自動(dòng)泊車(chē)技術(shù)及更多輔助駕駛，及未來(lái)無(wú)人駕駛技術(shù)都需要對視頻的精準采集，要確保這些視頻精準收發(fā)，就必須實(shí)現完全的數字化傳輸。如果在傳輸的過(guò)程中仍然沿用模擬信號方式，在車(chē)內復雜的應用環(huán)境中就很容易導致視頻的損耗甚至丟失，從而導致這些主控芯片對高清視頻的識別能力大大降低，而這點(diǎn)確為車(chē)載視頻系統實(shí)現自動(dòng)化和安全性所不能接受。