新一代視頻編碼器

先進(jìn)的視頻編碼(AVC)正在慢慢地超越數(shù)字視頻的主要標(biāo)準(zhǔn)。也稱之為H.264和MPEG-4part10，其AVC編碼在1Mbit/s~2Mbit/s能產(chǎn)生良好質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)清晰度視頻流;在高清晰度(HD)方面，可以在10~12Mbit/s廣播HD圖像。
　　
這對(duì)于電話公司用IP協(xié)議和ADSL2通過電話線發(fā)送視頻以及衛(wèi)星和有線TV運(yùn)營(yíng)商不必增加新的容量而能壓縮更多信道到其服務(wù)中都有巨大吸引力。
　　
因此，AVC譯碼器正在快速地變?yōu)樯唐贰T，Broadcom，Conexant Systems等公司是機(jī)頂盒用AVC譯碼器供應(yīng)商。
　　
新一代的AVC編碼器
　　
Tandbery Televison和Harmonic編碼器供應(yīng)商采用Xilinx公司的高端FPGA和他們自己的ASIC來實(shí)時(shí)編碼位流。
　　
最新的硅技術(shù)使AVC編碼變?yōu)橄喈?dāng)便宜的器件。
　　
Telairity公司開發(fā)了一款單芯片編碼器替代編碼器中的8個(gè)FPGA。Telairity公司的TIP2000單芯片編碼器把5個(gè)獨(dú)立的向量/標(biāo)量芯核、視頻控制器和DRAM控制器結(jié)合在一起(圖1)，支持高達(dá)5.2Gbit/s I/O帶寬。每個(gè)向量/標(biāo)量芯核有4個(gè)向量管道，具有獨(dú)立的硬件、獨(dú)立的標(biāo)量單元、128kbyte片上向量SRAM、4KByte向量SRAM數(shù)據(jù)超高速緩沖存儲(chǔ)器、8Kbyte標(biāo)量便箋式存儲(chǔ)器和32kbyte指令高速緩沖存儲(chǔ)器。
　　
韓國(guó)公司開發(fā)了一款可處理4個(gè)信道的單芯片MPEG-4編碼器和譯碼器。IME6500提供全標(biāo)準(zhǔn)清晰度TV分辨率性能，它是采用多個(gè)可編程濾波器，改善了接口性能和圖像質(zhì)量、降低了黑暗或近黑暗條件下噪聲失真，這特別適合于監(jiān)視應(yīng)用。IME6500的PCB占位面積僅為17×17mm，功耗300mW。它適用于個(gè)人視頻錄像機(jī)、安全、機(jī)器觀察、醫(yī)學(xué)設(shè)備和CCTV。它有兩個(gè)參考設(shè)計(jì)：4信道PCI接口模塊，獨(dú)立應(yīng)用的4信道數(shù)字視頻錄像器。
　　
Vixs Systems公司也開發(fā)了一款MPEG-4編碼器，用于分配顯示裝置之間的視頻。這是為集成下一代TV、PC、PCTV調(diào)諧卡、DVD-R機(jī)、機(jī)頂盒和個(gè)人視頻錄像機(jī)(PVR)而設(shè)計(jì)的。它的XCodeⅡ編碼器是基于帶硬件加速器的MIPS處理器芯核基礎(chǔ)上的。
　　
TI公司也把編碼能力視為關(guān)鍵。TI公司的DaVinci平臺(tái)把ARM芯核與最新的數(shù)字信號(hào)處理芯核結(jié)合在一起，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域(如便攜視頻，監(jiān)視系統(tǒng)，采用電話線的標(biāo)準(zhǔn)清晰度TV，甚至高清晰度TV)。DaVinci平臺(tái)的頭兩個(gè)型號(hào)是針對(duì)IPTV的視頻裝置和視頻監(jiān)視應(yīng)用以及通過視頻應(yīng)用。TI的DM6443和DM6446(圖2)包含300MHz ARM926EJ處理器芯核，600MHz C64X DSP芯核，以及處理軟件視頻編譯碼的功能。針對(duì)IPTV應(yīng)用的DM6443，主要是為標(biāo)準(zhǔn)清晰度TV，但也可處理一定編譯碼的720P HDTV，并包含到DDR存儲(chǔ)器和ATA硬盤驅(qū)動(dòng)的接口。它合并另外7個(gè)芯片(包括FPGA)。DM6446針對(duì)視頻監(jiān)視應(yīng)用增加了1個(gè)視頻編碼器，而運(yùn)行Linux的ARM芯核使應(yīng)用比較容易，不必直接編程DSP。其關(guān)鍵特性是具有1個(gè)完整的軟件架構(gòu)(從低級(jí)操作系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器到應(yīng)用API)，這使得開發(fā)人員實(shí)現(xiàn)數(shù)字視頻不必集中在寫和最佳化編譯碼或編程DSP的資源上。TI已開發(fā)出Linux APIs，這掩蓋了來自開發(fā)人員實(shí)現(xiàn)編譯碼的復(fù)雜硬件和軟件詳情，使得能互換多媒體編譯碼，而不必修改應(yīng)用碼。
　　
結(jié)語
　　
廣播中AVC的流行正在驅(qū)使譯碼器芯片成本下降。反過來，正又會(huì)驅(qū)使更經(jīng)濟(jì)的編碼器開辟視頻應(yīng)用進(jìn)入更多傳統(tǒng)的嵌入式市場(chǎng)，如視頻監(jiān)視和醫(yī)學(xué)圖像領(lǐng)域。

圖1 Telairity-1框圖

圖2 基于DaVinci平臺(tái)的DM6446框圖