在過去的一年，中國汽車市場銷售總量首次超過兩千八百萬輛達到歷史新高, 增幅大于13%，連續(xù)八年位居全球首位，其中自主品牌首次突破千萬大關(guān)，占有率上升超過四成。這樣的市場形勢有力地推動有關(guān)車載視覺安全系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)和市場，而數(shù)字高清視頻傳輸技術(shù)推廣格外引人矚目，引發(fā)了一系列的技術(shù)創(chuàng)新。

　　各種類型汽車都遍布著各種信號部件，各自有都需要有效而可靠地傳輸，如圖1所示。其中與視覺相關(guān)的視頻單元不斷增加，所傳輸?shù)囊曨l信號的信息量最大，并且已經(jīng)由模擬轉(zhuǎn)為數(shù)字、由標清轉(zhuǎn)為高清，路數(shù)也在持續(xù)增加。

　　圖1 汽車內(nèi)部各種信息部件分布示意圖

　　眾所周知，圖像質(zhì)量、可靠性、系統(tǒng)成本是車載視覺系統(tǒng)最重要的評估指標，但三者之間不可避免存在著對立，一般而言，視頻質(zhì)量越高意味著數(shù)據(jù)量越大，就是視頻傳輸帶寬加大，所帶來的問題便是，在同等條件下傳輸距離變短，或者對傳輸線材的質(zhì)量要求變高。因此，對于車載視頻系統(tǒng)傳輸方案的選擇，需要對上述三個要素定量分析和綜合權(quán)衡。在各種視頻傳輸技術(shù)中，先進視頻傳輸技術(shù)（Advanced Video Transfer，簡稱AVT）脫穎而出，其優(yōu)越的數(shù)字同軸高清視頻傳輸性能及特性有效地解決了上述問題成為優(yōu)選手段，并已支持多種車載視頻系統(tǒng)的市場應(yīng)用，并不斷為汽車廠商所認可和接受。

　　一、   車載數(shù)字高清視頻傳輸系統(tǒng)圖像質(zhì)量的保障

　　現(xiàn)行車載視頻系統(tǒng)有存在多種傳輸技術(shù)體制，選擇起來難免顯得無從入手。

　　如果僅僅圍繞如何確保高品質(zhì)圖像質(zhì)量的高清視頻最有效傳輸，那么就需要做個基本的比較。USB傳輸當(dāng)前主要應(yīng)用于行車記錄儀的后攝像頭接入，采用廣為流行的USB2.0標準，但缺點是傳輸距離一般僅限于5米，需要通過Hub去延長傳輸距離，因采用Hub就不可避免的產(chǎn)生視頻傳輸?shù)牟环€(wěn)定，時常會出現(xiàn)丟幀，馬賽克等現(xiàn)象，且格式通常是畫質(zhì)較差的MJPEG；LVDS的推薦最高速率655Mbps，理論最高速率更是可達1.923Gbps，但實際常見速率<150Mbps，若用多組線纜將會大幅增加線纜成本；SDI可以用一對線纜最高傳輸1.5Gbps，也可傳反向控制信號，但缺點仍然是成本過高；以太網(wǎng)絡(luò)傳輸必須走IP協(xié)議，采用分組傳輸所帶來的網(wǎng)絡(luò)延時動輒數(shù)百毫秒，基于H.264壓縮算法的視頻流采用幀間壓縮，平均延時為百毫秒級，由此在車載高清視頻端方案中應(yīng)用性不強，對于無線局域網(wǎng)絡(luò)難免有更大的延時。

　　AVT屬于數(shù)字無損壓縮傳輸技術(shù)，保障視頻質(zhì)量遠好于各種模擬高清技術(shù)，其突出表現(xiàn)就是對高清視頻信號視覺無損壓縮，并確保在傳輸過程中不會掉幀。所采用視覺無損壓縮算法，在更好地維持原始視頻圖像畫質(zhì)的同時，大幅度降低了數(shù)據(jù)量，其最大壓縮倍數(shù)可達三十倍。在完全符合車載系統(tǒng)圖像質(zhì)量的基本要求上，AVT解壓后的圖像與原始圖像的差別小于40dB，視覺無損，即使靜態(tài)圖像，肉眼也看不出區(qū)別；而且算法本身為幀間壓縮，延時低至3ms以內(nèi)。

　　AVT傳輸技術(shù)，實際上是一種類LVDS-Serdes技術(shù)，只不過更加靈活，既可以傳輸非壓縮視頻數(shù)據(jù)，也可以傳輸輕壓縮視頻數(shù)據(jù)。其傳輸既可以用同軸線纜，也可以用以太網(wǎng)線，甚至一對雙絞線，如業(yè)界俗稱“ZVBS寶馬線”來實現(xiàn)。對于Bayer RBG傳輸最高支持1080P60的視頻傳輸，而AVT可以支持兩種模式數(shù)字視頻高速傳輸，即Raw data模式和YUV模式。下面對這兩種模式做簡要的分析。

　　在Raw data模式下，可支持更高的幀率，其應(yīng)用框圖如圖2所示。

　　圖2 AVT車載高清視頻系統(tǒng)Raw data模式應(yīng)用框圖

　　由于在車載應(yīng)用場景中容易受到干擾，Dewarp在后端主控上實現(xiàn)為宜。但是，具有好的DeWarp性能的主控芯片成本往往比較高。另外，Sensor模組和不同的主控芯片配合要逐一調(diào)試，因而通用性較差。

　　在YUV模式下，AVT的發(fā)送TX可工作在非壓縮模式，或者是壓縮模式，其應(yīng)用框圖如圖3所示。

　　圖3 AVT車載高清視頻系統(tǒng)YUV模式應(yīng)用框圖

　　由于采用輕壓縮方式，可以支持更高的數(shù)據(jù)量且更加可靠。如果前端ISP實現(xiàn)了DeWarp功能，可以降低主控的要求，尤其是類似電子后視鏡等應(yīng)用場合，因而和主控的配合簡單容易，通用性強。

　　AVT還有一個特色，就是雙向傳輸功能。其中可以支持反向控制信號傳輸，在不影響高清視頻圖像傳輸質(zhì)量的前提下，可以進行UART、IR、I&sup2;C信號的雙向透傳，以及SPI信號的正向透傳。同時，還具有支持雙向語音透傳能力，可以支持SPDIF和 I&sup2;S信號的雙向傳輸，支持語音格式包括8/16/24/32/44.1/48/96K 抽樣速率。

　　二、車載數(shù)字高清視頻傳輸系統(tǒng)可靠性的保證

　　車載高清視頻系統(tǒng)對可靠性具有極高的要求，對相關(guān)傳輸技術(shù)的考察將涉及到其傳輸模式。AVT采用低頻數(shù)字的傳輸模式，為信號可以進行嵌入式的應(yīng)用提供便捷通道。在車載系統(tǒng)中POC（power on coaxial）技術(shù)開始受到關(guān)注，這是使用單根同軸線纜同時實現(xiàn)RX->TX端的DC電源傳輸和TX->RX端的視頻傳輸，是未來的一個發(fā)展趨勢。

　　在車載前裝市場，對視頻信號進行POC傳輸就是必要要求，而AVT恰恰可以更好的滿足此點。POC傳輸?shù)膬?yōu)勢主要在于視頻信號與電源信號通過載波疊加，用一根同軸線或者差分線就可實現(xiàn)電源與信號的傳送，大大減少線材的同時又帶來安裝的方便。AVT的低頻數(shù)字傳輸技術(shù)保證其在復(fù)雜車載應(yīng)用環(huán)境下的高可靠性和抗干擾，ESD在不加任何ESD保護器件時可達8KV/15KV,  EMI指標高。

　　車載視頻系統(tǒng)需要所采用的傳輸技術(shù)盡可能地滿足現(xiàn)有的布線要求?？梢钥吹紸VT的傳輸接口使用270Mbps傳輸速率，所對應(yīng)的信號有效頻率又恰好介于27MHz~135MHz之間的頻段,其接收芯片帶有自適應(yīng)均衡，能自適應(yīng)各種線材及傳輸條件，視頻碼流使用RS糾錯碼，2Kbits中最高可糾正8位隨機錯誤及64位連續(xù)錯誤。因此，AVT在可以很好地符合和支持現(xiàn)有車載布線手段。

　　除此之外，AVT在車載高清視頻傳輸應(yīng)用所具有的獨特優(yōu)勢還表現(xiàn)在，其分辨率可任意設(shè)定，例如對于電子后視鏡，可以是支持長寬比為16:9或4:3的畫面，很好地解決了傳輸方案可能存在的兼容性問題。再如差分傳輸對外輻射的功率很小，當(dāng)多根視頻線并行走線

　　且距離很近時，容易產(chǎn)生互相干擾。而采用AVT后，在實際測試中，用Cat5網(wǎng)線中的4對差分線可以同時傳輸4路視頻，不出現(xiàn)串?dāng)_、卡住或停頓頓等問題，如圖4所示。

　　圖4 AVT在車載高清視頻傳輸實際應(yīng)用框圖

　　在POC的應(yīng)用中，能否實現(xiàn)的關(guān)鍵在于，兩種信號能否在耦合和分離過程中互不干擾，更具體的問題在于視頻是否會被電源影響，這就取決于兩種信號的帶寬。DC電源經(jīng)過濾波之后，其高頻成分的幅值本身只在百毫伏級，即使考慮其影響，AVT的信號最低有效頻率為27MHz，考慮衰減，RX端幅值也大于400mV；一般DC電源開關(guān)頻率低于2MHz，27MHz相當(dāng)于DC電源的13次諧波，DC電源中該頻譜的幅值只有視頻信號的幾十分之一，因此視頻信號不會受到電源的干擾。

　　在實際應(yīng)用中，只需要簡單的LC濾波，就可以將兩種信號分離，其中，低通濾波電路使用4.7uH電感，對27MHz信號的阻抗大于900&Omega;，遠大于線材的特征阻抗，也可以避免視頻信號的衰減。

　　AVT應(yīng)用POC方案在傳輸速率270Mbps時，如果使用75-3同軸線實測，1080P視頻的傳輸距離可達到100米以上。

　　三、車載數(shù)字高清視頻傳輸系統(tǒng)成本的控制

　　AVT在車載系統(tǒng)具有突出的成本優(yōu)勢，通過低碼率和自適應(yīng)均衡技術(shù)的應(yīng)用，大大降低了對線材規(guī)格的要求，良好的抗干擾性又降低了對布線的要求。

　　以利于后端車機之智能處理算法等；由于將視頻采用數(shù)字化模式來做傳輸，保證信號的穩(wěn)定可靠，同時采用瑞發(fā)科特有的壓縮模式實現(xiàn)低頻傳輸，在保證信號穩(wěn)定可靠的前提下大大降低對傳輸線材的要求，使得產(chǎn)品較為輕松的通過車載各項嚴格的測試(EMC,EMI等)。

　　AVT完美支持POC(Power Over Coax)這個前裝/準前裝常見要求，靈活支持車載產(chǎn)品常見的各種規(guī)格顯示屏。支持用車載電子常用同軸線纜或普通CVBS寶馬線傳輸高清1080P@60視頻信號至100米， 降低線材和連接器成本， 以及可能的換線工作量。支持單路/雙路/4路視頻， 從720P到1080P@60乃至4K x 2K,  從長度為8到10米的小車。到長度為30到50米的大轎車和大貨車。其傳輸方案的可擴展性、功耗低性、及微型化的芯片尺寸， 有利于前端攝像頭的小型化。

　　特別需要指出的是，任何車載系統(tǒng)投入使用，必須采用具有經(jīng)得起嚴酷環(huán)境特性檢驗且經(jīng)過車規(guī)認證的器件。AVT相關(guān)的系列芯片NS252x和NS353x芯片工作溫度范圍都在-40~+100℃, 有關(guān)AEC-Q100車規(guī)認證測試工作已經(jīng)在進行中，預(yù)計2017年上半年通過。

　　AVT做為先進數(shù)字高清視頻傳輸技術(shù)，目前在車載市場上已經(jīng)取得各項細分領(lǐng)域的成功，其主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

　　第一，在環(huán)視系統(tǒng)領(lǐng)域，數(shù)字化的高清視頻信號可以同步平衡4路視頻的亮度色度等，使之保持精確的一致性，業(yè)已得到多中主流主控平臺廠商的認可，例如如富士通，飛思卡爾，全志等；

　　第二，在流媒體后視鏡領(lǐng)域，AVT可以實現(xiàn)高清視頻的數(shù)字，采用低頻化傳輸，確保實時開啟的后視視頻的穩(wěn)定。同時結(jié)合不同數(shù)字ISP可以完美的實現(xiàn)HDR功能以及AVT特有的支持各種分辨率顯示，確保在流媒體后視鏡各種不同屏幕的完美顯示，在各大車載主控方案中，AVT都是首選的傳輸方案，如業(yè)界知名的主處理器提供商安霸、全志、瑞芯微、Intersil等。

　　AVT傳輸技術(shù)在車載高清流媒體后視鏡其系統(tǒng)示意連接如圖5所示：

　　圖5 基于AVT傳輸技術(shù)的流媒體后視鏡連接示意圖

　　其中流媒體鏡顯示屏分別為MIPI和LVDS接口,分辨率為： 1024*400/1920*480/1600*480，該系統(tǒng)主芯片SOC有全智T3、Intersil、安霸A10、高通。其高清視頻輸入接口為BT.656，高清后拉攝像頭為IMX290+ CXD5700+AVT TX， 具備120db的DOL-WDR功能。

　　綜上所述，一項高速數(shù)字傳輸技術(shù)的引入，對于方興未艾的車載高清視頻產(chǎn)品的應(yīng)用注入了活力，在圖像質(zhì)量提升、系統(tǒng)可靠性提高，以及系統(tǒng)成本下降都有突出的表現(xiàn)。自動輔助駕駛ADAS技術(shù)將為汽車行業(yè)帶來根本性的變革，高清數(shù)字視覺必然應(yīng)用于前視、后視、環(huán)視、車艙內(nèi)多個方位，其中前視包括正向碰撞警告、車道偏離警告、自動遠光燈控制、交通信號識別、行人檢測、自適應(yīng)巡航控制、盲點檢測、夜視等，后視則包括倒車影像、前視、俯視、全景泊車影像、車鏡取代等，所有這些系統(tǒng)都需要極高性能和完全可靠的視頻傳輸技術(shù)的支持 ，瑞發(fā)科將始終不渝地以基于AVT數(shù)字高清視頻傳輸技術(shù)的芯片推進車載系統(tǒng)創(chuàng)新的深入進行并展現(xiàn)出更多的神奇。