基于ADV212芯片的視頻壓縮系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)技術(shù)

　　3. 1 多片編碼模式

　　由于ADV212在不可逆和可逆模式下數(shù)據(jù)最大輸入速率分別為65Mbps和40Mbps， 而有效的視頻轉(zhuǎn)化輸入數(shù)據(jù)速率約為124Mbps， 因此， 至少需要兩片ADV 212才可以實(shí)現(xiàn)全分辨率1080 i視頻信號(hào)的編解碼。在編碼過程中， Y數(shù)據(jù)和CbCr數(shù)據(jù)通過不同的總線輸入到ADV212， 其中AD212_1處理1080i視頻信號(hào)的亮度數(shù)據(jù)， 而ADV202 _2 則用于處理1080 i視頻信號(hào)的色度數(shù)據(jù)。為了對(duì)此應(yīng)用模式下對(duì)應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行同步， 其輸入數(shù)據(jù)必須是EAV /SAV 編碼格式。如果要獲取更高的性能， 例如1080 i視頻的無損壓縮， 可選用3 片或更多的ADV 212來處理信號(hào)。圖3 為兩片ADV212編碼硬件連接圖。

　　ADV 212的多片模式在編碼時(shí)， 芯片通常作為從設(shè)備， 而在解碼時(shí)可分為主/從或從/從模式。在主從模式下， 主片的HVF 輸出和從片的HVF輸入連接在一起， 并且主片從片的SCOMM 也接在控制器的相同IO 引腳。在從從模式下， ADC212 的HVF由同一個(gè)外部同步信號(hào)生成并且SCOMM接到控制器的相同IO 引腳。在多片模式中， 所有ADV 212 的SW IRQ1 都不可被屏蔽， SW IRQ 1 在E IRQ IE (外部中斷使能)寄存器中。

　　3. 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　基于ADV212芯片的多片連接模式和高效壓縮性能， 并結(jié)合FPGA + DSP的可編程性， 我們?cè)O(shè)計(jì)了一種如圖4所示的視頻壓縮系統(tǒng)。由圖可知， 該系統(tǒng)主要由A /D 轉(zhuǎn)換器、FPGA 模塊、DSP 模塊、ADV212編碼/解碼器四部分組成， 各部分的功能及技術(shù)途徑如下:

　　A /D轉(zhuǎn)換由ADV7402來完成， 它能自動(dòng)檢測(cè)和轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)模擬基帶電視信號(hào)成符合CC IR656 的4:2: 2 分量數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。解壓時(shí)的D /A 轉(zhuǎn)換由ADV7321來完成。

圖4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

　　FPGA 模塊作為整個(gè)系統(tǒng)的中樞， 對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)芯片的信號(hào)起橋接作用。首先根據(jù)需要完成圖像數(shù)據(jù)的初步處理(如去噪) ， 然后將數(shù)據(jù)分為大小相同的兩個(gè)子塊， 使其能分別在兩個(gè)ADV 212中處理。

　　同時(shí)， 要向ADV212提供復(fù)位、片選、行場(chǎng)同步、讀寫以及時(shí)鐘等信號(hào)控制多片ADV212的工作時(shí)序和工作模式， 并為DSP提供復(fù)位信號(hào)。在工作過程中，F(xiàn)PGA 要不斷向外部發(fā)送工作狀態(tài)的反饋信息。在接到外部發(fā)來的!傳輸?指令后， 碼流將從存儲(chǔ)器中被取出， FPGA 將其轉(zhuǎn)換成比特流格式后發(fā)往信道。

　　DSP模塊是系統(tǒng)的主控者， 由它完成對(duì)ADV 212和ADV7402的初始化。ADV212 編碼后產(chǎn)生的JPEG2000格式碼流首先送入DSP進(jìn)行加密，然后存入SDRAM 中等待接收! 傳輸?指令， 在接到!傳輸?指令后DSP將存儲(chǔ)在SDRAM中待發(fā)送的碼流送入并/串轉(zhuǎn)換DPRAM， 最后在FPGA 中轉(zhuǎn)換成串行比特流發(fā)送出去。

　　系統(tǒng)開始工作后， 由外部的模擬視頻信號(hào)傳送給ADV 7402。ADV7402經(jīng)過采樣， 量化后輸出符合要求的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。視頻數(shù)據(jù)流通過FPGA 的橋接送給ADV 212進(jìn)行壓縮編碼。為了提高壓縮率，可以在視頻數(shù)據(jù)流流過FPGA 時(shí)， 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行丟場(chǎng)處理， 以人為降低需要進(jìn)行壓縮編碼的源數(shù)據(jù)速率。

　　壓縮好的數(shù)據(jù)再由ADV212傳送給FPGA 里面的接口控制器， 由控制器按照規(guī)定接口協(xié)議輸出壓縮數(shù)據(jù)流。

　　4 結(jié)束語

　　結(jié)合FPGA 和DSP 的高度靈活性， 利用ADV 212的多片模式和高效的壓縮性， 設(shè)計(jì)出一個(gè)壓縮/解壓縮系統(tǒng)， 較好的解決了高清視頻信號(hào)高壓縮、高保質(zhì)難的問題， 為高清數(shù)字電視業(yè)務(wù)的啟動(dòng)和普及打下了良好的基礎(chǔ)。