新一代視頻編碼器

先進的視頻編碼(AVC)正在慢慢地超越數(shù)字視頻的主要標準。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)量標準清晰度視頻流;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運營商不必增加新的容量而能壓縮更多信道到其服務中都有巨大吸引力。
　　
因此，AVC譯碼器正在快速地變?yōu)樯唐?。ST，Broadcom，Conexant Systems等公司是機頂盒用AVC譯碼器供應商。
　　
新一代的AVC編碼器
　　
Tandbery Televison和Harmonic編碼器供應商采用Xilinx公司的高端FPGA和他們自己的ASIC來實時編碼位流。
　　
最新的硅技術(shù)使AVC編碼變?yōu)橄喈敱阋说钠骷?br />　　
Telairity公司開發(fā)了一款單芯片編碼器替代編碼器中的8個FPGA。Telairity公司的TIP2000單芯片編碼器把5個獨立的向量/標量芯核、視頻控制器和DRAM控制器結(jié)合在一起(圖1)，支持高達5.2Gbit/s I/O帶寬。每個向量/標量芯核有4個向量管道，具有獨立的硬件、獨立的標量單元、128kbyte片上向量SRAM、4KByte向量SRAM數(shù)據(jù)超高速緩沖存儲器、8Kbyte標量便箋式存儲器和32kbyte指令高速緩沖存儲器。
　　
韓國公司開發(fā)了一款可處理4個信道的單芯片MPEG-4編碼器和譯碼器。IME6500提供全標準清晰度TV分辨率性能，它是采用多個可編程濾波器，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)視應用。IME6500的PCB占位面積僅為17×17mm，功耗300mW。它適用于個人視頻錄像機、安全、機器觀察、醫(yī)學設備和CCTV。它有兩個參考設計：4信道PCI接口模塊，獨立應用的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、機頂盒和個人視頻錄像機(PVR)而設計的。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平臺把ARM芯核與最新的數(shù)字信號處理芯核結(jié)合在一起，具有廣泛的應用領(lǐng)域(如便攜視頻，監(jiān)視系統(tǒng)，采用電話線的標準清晰度TV，甚至高清晰度TV)。DaVinci平臺的頭兩個型號是針對IPTV的視頻裝置和視頻監(jiān)視應用以及通過視頻應用。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IPTV應用的DM6443，主要是為標準清晰度TV，但也可處理一定編譯碼的720P HDTV，并包含到DDR存儲器和ATA硬盤驅(qū)動的接口。它合并另外7個芯片(包括FPGA)。DM6446針對視頻監(jiān)視應用增加了1個視頻編碼器，而運行Linux的ARM芯核使應用比較容易，不必直接編程DSP。其關(guān)鍵特性是具有1個完整的軟件架構(gòu)(從低級操作系統(tǒng)驅(qū)動器到應用API)，這使得開發(fā)人員實現(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)人員實現(xiàn)編譯碼的復雜硬件和軟件詳情，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，正又會驅(qū)使更經(jīng)濟的編碼器開辟視頻應用進入更多傳統(tǒng)的嵌入式市場，如視頻監(jiān)視和醫(yī)學圖像領(lǐng)域。

圖1 Telairity-1框圖

圖2 基于DaVinci平臺的DM6446框圖