所有产品

和记娱乐以数字化将同轴高清视频传输进行到底

  :数字视频监控技术的深入发展在高清化传输上对视频影像高品质和实时性提出更加严格的要求,以有益于前端智能视频分析处理和后端高清晰度影像完美展现。同轴高清传输技术具有视觉无损和超低延时特性,而只有数字化技术才能在提升高清影像品质、支持双向透传并且不受线材限制方面有所创新,增强传输的稳定性和可靠性,拓展高清延长显示、有轨交通和车载监控等应用领域。

  摘要:数字视频监控技术的深入发展在高清化传输上对视频影像高品质和实时性提出更加严格的要求,以有益于前端智能视频分析处理和后端高清晰度影像完美展现。同轴高清传输技术具有视觉无损超低延时特性,而只有数字化技术才能在提升高清影像品质、支持双向透传并且不受线材限制方面有所创新,增强传输的稳定性和可靠性,拓展高清延长显示、有轨交通和车载监控等应用领域。

  高清化和智能化是视频监控发展的必由之路,然而高清摄像机如果沿用数字视频压缩技术,如H.264或H.264格式,以网络传输带宽,不可避免地会带来视频损耗。另外,网络传输采用分组式封包传输,不可避免地会带来较大的视频延时。这两个方面都不利于实现智能视频处理。因此,只要对视频图像品质和实时性有更高的要求,同轴高清就不失为一种有效的传输手段。

  模拟同轴高清传输技术包括HD-TVI、HD-CVI和AHD,基于此类技术的摄像机只需采用BNC输出连接模拟监控系统传输接口替代普通摄像机,即可全面升级为高清,以较低成本得到高清监控体验。然而,模拟同轴高清传输技术虽然通过同轴电缆,传输距离可达到300 m,但并不支持其它线材,且存在线路衰减和干扰而影响传输效果,也不支持控制信号双向透传和双向音频,只能在视频监控的部分前端采集中有所应用,应用的局限性很大。

  数字同轴高清传输技术包含HD-SDI和AVT两种标准,前者源于广电,应用不具成本优势且仍然受线材制约。而后者全称为Advanced Video Transport,是天津瑞发科半导体推出,具有全数字架构和数字信号传输的优点。AVT采用了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,可以为三十分之一,真正做到视觉无损。其视频延迟在一帧图像周期以内,即3ms以内,属于超低延时AVT创新的速率自适应传输技术可根据传输距离和信号的衰减而自适应调整数字压缩比例,达到最佳视频图像效果时确保高清视频传输不受外部环境影响。AVT不仅支持视频监控的前端,也支持后端延长显示,该标准全面推进了基于通用传输线的高清视频监控应用拓展。

  由于采用数字信号以低频传输,不需要额外的数字和模拟转换,因而,AVT支持的视频格式较多。其中支持双向音频传输和双向控制透传,在交互应用上有优势。在适用线同轴线缆,还可以采用Cat 5以太网线,对于一根八芯以太网线,采用AVT技术可以做到同时传输四路高清视频,长距离传输后接收效果仍然是视觉无损超低延时的。

  安全性保障始终是轨道交通运营的重中之重,通过先进可靠的前端高清视频采集,实现视觉无损和超低延时传输,并实时实现智能视频分析,才能够达到预警作用和效果。这种先进视频侦测分析技术通过采用数字同轴AVT传输系统设计,使得数据在地下和车厢内都能保证高清的视频流传输。传统轨道交通的视频监控系统采用模拟摄像机,像素只能达到几十万,虽然可以记录现场图像,但是无法看清所需要的细节。高清带来百万或更高像素而使画面清晰度大幅提高,可以掌控到更多细节,但核心的技术在于视频压缩的改进,更在于传输手段的提高。

  AVT提供的芯片和解决方案支持轨道交通的高清视频传输,其中发送器芯片NS2530可作为对摄像机ISP输出的并行信号进行串行编码的芯片,视频输入接口兼容10/20bit位宽,且兼容BT656/1120、CEA-861、CPI、DVP等多种视频格式,最大支持分辨率,同时支持SPDIF/I2S音频嵌入。接收器芯片为NS2531,不仅全面支持上述格式,而且可同时接收两路NS2530传输的高清视频。上述方案均可工作于非压缩模式,兼容HD-SDI格式视频的输入输出,可支持媒体播放功能。图1所示为AVT在轨道交通中监控和媒体播放中的典型应用。

  随着ADAS(Advanced Driver AssistantSystem,先进驾驶辅助系统)成为市场热点,相关车载视频监控系统不断涌现,为保证车载高清视频源无损且实时传输,大容量视频的可靠传输成为决定因素。因而,以太网络传输方式不再适用。由于车内存在各种电磁辐射,容易造成多种干扰,因而视频传输难以采用模拟同轴技术。AVT作为数字同轴高清传输方式,其可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,成为车载视觉市场优选传输手段。

  图2所示为AVT高清摄像机在车载环视监控系统中的应用。其中采用AVT芯片实现新型的AVT高清摄像机,CMOS传感器与前端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,以完成视频无缝连接,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接收车内的传输信号,并还原为视觉无损且具超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在屏幕显示,另一方面输出到ADAS的控制单元,对汽车行驶中遇到的情况进行调整。由于两个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(包括具有全景的“鱼眼”相机)时,只需在主机设计中预先增加更多的NS2521芯片。

  数字视频监控后端常常需要输出到大屏幕或电视墙上显示,于是需要有效地传输高清数字视频信号,可选择标准为HD-SDI和HDMI延长技术。由于HD-SDI为无压缩传输,只能采用同轴线缆,主要应用于广电系统,在视频监控领域应用极为有限。HDMI在数字视频/音频领域已有广泛应用,许多高清显示设备都将其作为标准配置接口,所以在高清视频监控系统的后端显示开始大量采用。但是,尽管HDMI线材在长距离应用上却比之同轴线缆和以太网线要贵得多,并且需要重新布线。对此,基于AVT核心技术的芯片可以兼容HDMI的延长应用,其中的发送芯片为NS5530,而接收芯片为NS5531,图3所示为其典型应用。

  两款芯片最大支持高清1080P60fps格式,支持超高清4Kx2K的芯片将在2016年的第三季度推出,届时将进一步拓展数字视频监控高清应用的领域,并且覆盖从前端到后端的设备,而仍然采用通用的以太网线。

  总而言之,数字视频监控通过从模拟到数字,从网络化到智能化,再到全面的高清和超高清化,大容量的视频传输起着举足轻重的的作用。在通用线材中,同轴线缆和以太网线仍然是两种最重要的长距离传输媒介,而如何在这两种现在发挥巨大的传输性能和效果市场中发挥作用就成为应用拓展的关键。AVT作为一种极为有效的数字同轴高清技术,在不改变常规系统体系的前提下,提供高清视觉无损和超低延时的能力,这一技术正在将同轴高清传输技术推向一个新的阶段。

  [1]牟奎霖.基于AVT技术的数字同轴高清视频传输解决方案[J].安防自动化,2015.

  [2]郑小龙.数字视频监控后时代的追求[J].电子产品世界,2015,(6).

  本文来源于中国科技期刊《电子产品世界》2016年第5期第22页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。