視頻壓縮技術

所謂視頻編碼方式就是指通過特定的壓縮技術,將某個視頻格式的檔案轉換成另一種視頻格式檔案的方式。目前視頻流傳輸中最為重要的編解碼標準有國際電聯的H.261、H.263,運動靜止圖像專家組的M-JPEG和國際標準化組織運動圖像專家組的MPEG系列標準,此外在網際網路上被廣泛套用的還有Real-Networks的RealVideo、微軟公司的WMV以及Apple公司的QuickTime等。

視頻編碼的基本原理

視頻圖像數據有極強的相關性,也就是說有大量的冗餘信息。其中冗餘信息可分為空域冗余信息和時域冗餘信息。壓縮技術就是將數據中的冗餘信息去掉(去除數據之間的相關性),壓縮技術包含幀內圖像數據壓縮技術、幀間圖像數據壓縮技術和熵編碼壓縮技術。

去時域冗餘信息

使用幀間編碼技術可去除時域冗餘信息,它包括以下三部分:
運動補償
運動補償是通過先前的局部圖像來預測、補償當前的局部圖像,它是減少幀序列冗餘信息的有效方法。
運動表示 不同區域的圖像需要使用不同的運動矢量來描述運動信息。運動矢量通過熵編碼進行壓縮。
- 運動估計
運動估計是從視頻序列中抽取運動信息的一整套技術。
註:通用的壓縮標準都使用基於塊的運動估計和運動補償。
去空域冗餘信息
主要使用幀間編碼技術和熵編碼技術:
- 變換編碼
幀內圖像和預測差分信號都有很高的空域冗餘信息。變換編碼將空域信號變換到另一正交矢量空間,使其相關性下降,數據冗餘度減小。
- 量化編碼
經過變換編碼後,產生一批變換係數,對這些係數進行量化,使編碼器的輸出達到一定的位率。這一過程導致精度的降低。
- 熵編碼
熵編碼是無損編碼。它對變換、量化後得到的係數和運動信息,進行進一步的壓縮。
視頻編碼的基本框架(圖)
國際音視頻壓縮標準發展歷程
H.261
H.261標準是為ISDN設計,主要針對實時編碼和解碼設計,壓縮和解壓縮的信號延時不超過150ms,碼率px64kbps(p=1~30)。
H.261標準主要採用運動補償的幀間預測、DCT變換、自適應量化、熵編碼等壓縮技術。 只有I幀P幀,沒有B幀,運動估計精度只精確到像素級。支持兩種圖像掃描格式:QCIF和CIF。
H.263
H.263標準是甚低碼率的圖像編碼國際標準,它一方面以H.261為基礎,以混合編碼為核心,其基本原理框圖和H.261十分相似,原始數據和碼流組織也相似;另一方面,H.263也吸收了MPEG等其它一些國際標準中有效、合理的部分,如:半像素精度的運動估計、PB幀預測等,使它性能優於H.261。
H.263使用的位率可小於64Kb/s,且傳輸比特率可不固定(變碼率)。H.263支持多種解析度: SQCIF(128x96)、 QCIF、CIF、4CIF、16CIF。
與H.261和H.263相關的國際標準
與H.261有關的國際標準
H.320:窄帶可視電話系統和終端設備;
H.221:視聽電信業務中64~1 920Kb/s信道的幀結構;
H.230:視聽系統的幀同步控制和指示信號;
H.242:使用直到2Mb/s數字信道的視聽終端的系統。
與H.263有關的國際標準
H.324:甚低碼率多媒體通信終端設備;
H.223:甚低碼率多媒體通信複合協定;
H.245:多媒體通信控制協定;
G.723.1.1:傳輸速率為5.3Kb/s和6.3Kb/s的語音編碼器。
JPEG
國際標準化組織於1986年成立了JPEG(Joint Photographic Expert Group)聯合圖片專家小組,主要致力於制定連續色調、多級灰度、靜態圖像的數字圖像壓縮編碼標準。常用的基於離散餘弦變換(DCT)的編碼方法,是JPEG算法的核心內容。
MPEG-1/2
MPEG-1標準用於數字存儲體上活動圖像及其伴音的編碼,其數碼率為1.5Mb/s。 MPEG-1的視頻原理框圖和H.261的相似。
MPEG-1視頻壓縮技術的特點:1. 隨機存取;2. 快速正向/逆向搜尋;3 .逆向重播;4. 視聽同步;5. 容錯性;6. 編/解碼延遲。MPEG-1視頻壓縮策略:為了提高壓縮比,幀內/幀間圖像數據壓縮技術必須同時使用。幀內壓縮算法與JPEG壓縮算法大致相同,採用基於DCT的變換編碼技術,用以減少空域冗餘信息。幀間壓縮算法,採用預測法和插補法。預測誤差可在通過DCT變換編碼處理,進一步壓縮。幀間編碼技術可減少時間軸方向的冗餘信息。
MPEG-2被稱為“21世紀的電視標準”,它在MPEG-1的基礎上作了許多重要的擴展和改進,但基本算法和MPEG-1相同。
MPEG-4
MPEG-4標準並非是MPEG-2的替代品,它著眼於不同的套用領域。MPEG-4的制定初衷主要針對視頻會議、可視電話超低比特率壓縮(小於64Kb/s)的需求。在制定過程中,MPEG組織深深感受到人們對媒體信息,特別是對視頻信息的需求由播放型轉向基於內容的訪問、檢索和操作。
MPEG-4與前面提到的JPEG、MPEG-1/2有很大的不同,它為多媒體數據壓縮編碼提供了更為廣闊的平台,它定義的是一種格式、一種框架,而不是具體算法,它希望建立一種更自由的通信與開發環境。於是MPEG-4新的目標就是定義為:支持多種多媒體的套用,特別是多媒體信息基於內容的檢索和訪問,可根據不同的套用需求,現場配置解碼器。編碼系統也是開放的,可隨時加入新的有效的算法模組。套用範圍包括實時視聽通信、多媒體通信、遠地監測/監視、VOD、家庭購物/娛樂等。
JVT:新一代的視頻壓縮標準
JVT是由ISO/IEC MPEG和ITU-T VCEG成立的聯合視頻工作組(Joint Video Team),致力於新一代數字視頻壓縮標準的制定。
JVT標準在ISO/IEC中的正式名稱為:MPEG-4 AVC(part10)標準;在ITU-T中的名稱:H.264(早期被稱為H.26L)
H264/AVC
H264集中了以往標準的優點,並吸收了以往標準制定中積累的經驗, 採用簡潔設計,使它比MPEG4更容易推廣。H.264創造性了多參考幀、多塊類型、整數變換、幀內預測等新的壓縮技術,使用了更精細的分象素運動矢量(1/4、1/8)和新一代的環路濾波器,使得壓縮性能大大提高,系統更加完善。
H.264主要有以下幾大優點:
- 高效壓縮:與H.263+和MPEG4 SP相比,減小50%比特率
- 延時約束方面有很好的柔韌性
- 容錯能力
- 編/解碼的複雜性可伸縮性
- 解碼全部細節:沒有不匹配
- 高質量套用
- 網路友善
監控中的視頻編碼技術
目前監控中主要採用MJPEG、MPEG1/2、MPEG4(SP/ASP)、H.264/AVC等幾種視頻編碼技術。對於最終用戶來言他最為關心的主要有:清晰度、存儲量(頻寬)、穩定性還有價格。採用不同的壓縮技術,將很大程度影響以上幾大要素。
MJPEG
MJPEG(Motion JPEG)壓縮技術,主要是基於靜態視頻壓縮發展起來的技術,它的主要特點是基本不考慮視頻流中不同幀之間的變化,只單獨對某一幀進行壓縮。
MJPEG壓縮技術可以獲取清晰度很高的視頻圖像,可以動態調整幀率、解析度。但由於沒有考慮到幀間變化,造成大量冗餘信息被重複存儲,因此單幀視頻的占用空間較大,目前流行的MJPEG技術最好的也只能做到3K位元組/幀,通常要8~20K!
MPEG-1/2
MPEG-1標準主要針對SIF標準解析度(NTSC制為352X240;PAL制為352X288)的圖像進行壓縮. 壓縮位率主要目標為1.5Mb/s.較MJPEG技術,MPEG1在實時壓縮、每幀數據量、處理速度上有顯著的提高。但MPEG1也有較多不利地方:存儲容量還是過大、清晰度不夠高和網路傳輸困難。
MPEG-2 在MPEG-1基礎上進行了擴充和提升,和MPEG-1向下兼容,主要針對存儲媒體、數位電視、高清晰等套用領域,解析度為:低(352x288),中(720x480),次高(1440x1080),高(1920x1080)。MPEG-2視頻相對MPEG-1提升了解析度,滿足了用戶高清晰的要求,但由於壓縮性能沒有多少提高,使得存儲容量還是太大,也不適和網路傳輸。
MPEG-4
MPEG-4視頻壓縮算法相對於MPEG-1/2在低比特率壓縮上有著顯著提高,在CIF(352*288)或者更高清晰度(768*576)情況下的視頻壓縮,無論從清晰度還是從存儲量上都比MPEG1具有更大的優勢,也更適合網路傳輸。另外MPEG-4可以方便地動態調整幀率、比特率,以降低存儲量。
MPEG-4由於系統設計過於複雜,使得MPEG-4難以完全實現並且兼容,很難在視頻會議、可視電話等領域實現,這一點有點偏離原來地初衷。另外對於中國企業來說還要面臨高昂的專利費問題,目前規定:
- 每台解碼設備需要交給MPEG-LA 0.25美元
- 編碼/解碼設備還需要按時間交費(4美分/天=1.2美元/月 =14.4美元/年)
H.264/AVC
H.264集中了以往標準的優點,在許多領域都得到突破性進展,使得它獲得比以往標準好得多整體性能:
- 和H.263+和MPEG-4 SP相比最多可節省50%的碼率,使存儲容量大大降低;
- H.264在不同解析度、不同碼率下都能提供較高的視頻質量;
- 採用“網路友善”的結構和語法,使其更有利於網路傳輸。
H.264採用簡潔設計,使它比MPEG4更容易推廣,更容易在視頻會議、視頻電話中實現,更容易實現互連互通,可以簡便地和G.729等低比特率語音壓縮組成一個完整的系統。
MPEG LA吸收MPEG-4的高昂專利費而使它難以推廣的教訓,MPEG LA制定了以下低廉的H.264收費標準:H.264廣播時基本不收費;產品中嵌入H.264編/解碼器時,年產量10萬台以下不收取費,超過10萬台每台收取0.2美元,超過500萬台每台收取0.1美元。低廉的專利費使得中國H.264監控產品更容易走向世界。
監控中視頻編碼解析度的選擇
目前監控行業中主要使用以下解析度:SQCIF、QCIF、CIF、4CIF。
SQCIF和QCIF的優點是存儲量低,可以在窄帶中使用,使用這種解析度的產品價格低廉;缺點是圖像質量往往很差、不被用戶所接受。
CIF是目前監控行業的主流解析度,它的優點是存儲量較低,能在普通寬頻網路中傳輸,價格也相對低廉,它的圖像質量較好,被大部分用戶所接受。缺點是圖像質量不能滿足高清晰的要求。
4CIF是標清解析度,它的優點是圖像清晰。缺點是存儲量高,網路傳輸頻寬要求很高,價格也較高。
解析度新的選擇-528x384
2CIF(704x288)已被部分產品採用,用來解決CIF清晰度不夠高和4CIF存儲量高、價格高昂的缺點。但由於704x288隻是水平解析度的提升,圖像質量提高不是特別明顯。
經過測試,我們發現另外一種2CIF解析度528x384,比704x288能更好解決CIF、4CIF的問題。特別是在512Kbps-1Mbps碼率之間,能獲得穩定的高質量圖像,滿足用戶較高圖像質量的要求。目前這一解析度已被許多網路多媒體廣播所採用,被廣大用戶所接受。比如杭州網通網上影院是採用512x384解析度,在768k下能穩定地獲得近似DVD的圖像質量。
監控中實現視頻編碼的最佳方式
目前視頻編碼正處於一個技術日新月異的時期,視頻編碼的壓縮性能在不斷得到提升。
在監控中主要使用ASCI和DSP兩種方案。由於ASIC晶片的設計、生產周期過長,使它已跟不上視頻編碼的發展速度。而DSP晶片,由於它的通用設計,使它能實現各種視頻編碼算法,並且可以及時更新視頻編碼器,緊跟視頻編碼的發展速度。另外使用DSP晶片可以比ASIC更靈活的配置編碼器,使編碼器達到最佳性能。
海康威視產品目前達到的技術水準
海康威視產品採用最先進的H.264視頻壓縮算法和高性能的DSP處理器。
強大的H.264視頻壓縮引擎使產品獲得極高的壓縮比、高質量的圖像質量和良好的網路傳輸性能。高性能的DSP處理器能靈活的配置視頻編/解碼器:動態設定解析度、幀率、碼率、圖像質量等;可以雙碼流輸出,達到本地存儲和網路傳輸分別處理的功能。
使用TM130X DSP的產品,單個晶片能實時壓縮一路以下解析度的視頻:SQCIF、QCIF、CIF、2CIF(PAL:704x288或528x384)。
使用DM642 DSP的產品,單個晶片能實時壓縮4路以下解析度的視頻:SQCIF、QCIF、CIF、2CIF(PAL:704x288或528x384)。單個晶片能實時壓縮2路4CIF視頻。
電視節目製作數字網路化已成為大家關心的熱點,其中重要的技術之一是數字視頻壓縮。運動圖像專家組(MPEG)是ISO/IEC的一個工作組,負責開發運動圖像、聲頻及其混合信息的壓縮、解壓縮、處理和編碼表示方面的國際標準。MPEG已經制定了MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4標準。MPEG-1和MPEG-2已廣泛套用在多媒體工業,例如數位電視、CD、視頻點播、歸檔、網際網路上的音樂等等。MPEG-4主要用於64 kb/s以下的低速率音視頻編碼,以使用於窄帶多媒體通信等領域。MPEG目前正在制定MPEG-7和MPEG-21。但M-JPEG、MPEG-2和DV三大壓縮技術已占據著當今視頻壓縮技術的主要地位,呈現互不替代,激烈競爭,共同發展的狀態。
M-JPEG和DV均採用幀內壓縮方式,壓縮效率要比MPEG-2低。在低碼率的時候,MPEG-2可以提供比M-JPEG高的壓縮比而保持較好的圖像質量;在要求高圖像質量的時候(比如節目編輯和後期製作),MPEG-2與M-JPEG、DV的輸出碼率差別要小得多。電視台業務的多樣性要求壓縮標準能提供多種碼率。可變碼率(VBR)特性對電視台有效利用資源非常重要。MPEG-2可以通過改變GOP結構和DCT及霍夫曼編碼的參數來調整輸出碼率;M-JPEG可以通過改變DCT及霍夫曼編碼參數調節壓縮比;DV格式因其套用特點,沒有提供VBR。M-JPEG發展較早,在非線性視頻編輯方面套用多年,軟、硬體技術成熟,成本低廉,以目前硬體平台而言,平均比MPEG-2平台便宜5000美元左右。目前,M-JPEG、DV和MPEG-2三個標準各有長處,設備都獲得了廣泛使用。日本和北美大多用DV格式進行後期製作;EBU在1999年的D84、D85技術聲明中推薦電視台在演播室使用50 Mb/s的純I幀4:2:2P MPEG-2;而中國在廣泛使用M-JPEG的同時熱烈討論MPEG-2 IBP格式的編輯。
下面針對現今在電視台數位化網路中主要套用的兩種視頻壓縮技術,即M-JPEG和MPEG-2做一下對比。最後對MPEG-7作簡單概述。
M-JPEG是針對活動圖像而最佳化的JPEG壓縮而稱。而JPEG是針對一幀圖像DCT變換來對圖像數據進行壓縮,通過對電視數位訊號(4:2:2數據)的每一幀進行JPEG壓縮。由於電視編輯、特技製作均需要以幀為基本單位,所以對以幀為單元進行壓縮(幀內壓縮)的M-JPEG格式被成功地用於數字視頻系統,特別是數字非線性節目編輯系統。目前我國非線性編輯系統大都採用4:1 M-JPEG壓縮,被認為是可以接受的廣播級水平。當PAL制4:2:2數位訊號採用4:1壓縮時,其數據率是5 MB/s(40M b/s), 每小時視頻節目占用18 GB存儲空間。由於M-JPEG是幀內壓縮方式,可以提供精確到幀的隨機存取訪問,不附帶任何的訪問延遲,能夠實現精確到幀的節目編輯。 所謂MPEG-2壓縮是根據運動圖像相鄰幀之間有一定的相似性原則,通過運動預測,參考前一幀圖像與這一幀圖像的相似情況,去掉與前一幀相似的冗餘數據,而只記錄這一幀與上一幀不同的數據,從而大大提高了視頻數據的壓縮效率,這種壓縮方法也稱為幀相關壓縮。因為採用運動預測幀相關的壓縮方式,針對視頻壓縮有很好的效果,在獲得廣播級數字視頻質量的前提下,可以實現20:1的壓縮效率,數據率可降至1 MB/s(8M b/s),一小時視頻節目占用3.6 GB空間。數據存儲空間利用率高,網路傳輸效率是M-JPEG系統的5倍以上。這給基於MPEG-2壓縮視頻的存儲、傳輸、編輯、播出帶來極大的好處,在存儲方面可以大大節約存儲體成本,並能引入各種類型的存儲介質,如硬碟、光碟、數據磁帶以及存儲器晶片等。
但由於MPEG-2格式只有一個完整的幀,即I幀,所以在電視需要幀精確地進行剪接時會帶來一定的困難,需要硬體板卡或軟體系統的支持。MPEG-2在壓縮方面有幀內壓縮和幀間壓縮兩種方式,使用三種類型的圖像,即I幀、P幀和B幀。I幀使用幀內壓縮,不使用運動補償,提供中等壓縮比。由於I幀不依賴其它幀,所以是隨機存取的入點,同時是解碼的基準幀。P幀根據前面的I幀或P幀進行預測,使用運動補償算法進行壓縮,壓縮比要比I幀高。P幀是對B幀和後繼P幀進行解碼的基準幀。它本身有誤差,會造成誤差傳播。B幀是基於內插重建的幀,它基於前後兩個IP幀或PP幀,不傳播誤差。它使用雙向預測進行壓縮,提供更高的壓縮比。目前各硬體板卡廠商正在抓緊開發,以解決基於MPEG-2的IBP幀編輯,目前國內很多公司如奧維迅、索貝、大洋已經用軟體解決了IBP幀精確編輯的問題,使MPEG-2格式套用到電視節目的製作、傳輸、存儲、播出,構架全電視台的數位化網路系統成為可能。
1996年10月,運動圖像專家組開始著手一項新的研究課題來解決多媒體內容描述的問題,即多媒體內容描述接口(簡稱MPEG-7)。MPEG-7將擴大現今在識別內容方面存在的能力限制,將包括更多的數據類型。MPEG-7的目標是支持多種音頻和視覺的描述,包括自由文本、N維時空結構、統計信息、客觀屬性、主觀屬性、生產屬性和組合信息。對於視覺信息,描述將包括顏色、視覺對象、紋理、草圖、形狀、體積、空間關係、運動及變形等。
MPEG-7的目標是根據信息的抽象層次,提供一種描述多媒體材料的方法以便表示不同層次上的用戶對信息的需求。以視覺內容為例,較低抽象層將包括形狀、尺寸、紋理、顏色、運動(軌道)和位置的描述。對於音頻的較低抽象層包括音調、調式、音速、音速變化、音響空間位置。MPEG-7的目標是支持數據管理的靈活性、數據資源的全球化和互操作性。
對於未來的多媒體服務,必須將內容的表示和描述共同來考慮,也就是說,許多涉及內容表示的服務必須要首先處理內容描述。利用MPEG-7 描述可用的音視信息,大家就能快速找到我們想要的信息,可以更加自由的與多媒體內容互動及重新使用音視信息的內容,或以新的方式將這些內容的某些成分結合起來使用。
編解碼技術在過去十年中不斷改進。最新的編解碼技術(H.264/AVC與VC-1)代表著第三代視頻壓縮技術。為具體套用選擇正確的編解碼器並最佳化其實時實施仍然是一項巨大的挑戰,最佳的設計必須權衡壓縮效率及可用的計算能力。 ……
視頻壓縮是所有令人振奮的、新型視頻產品的重要動力。為具體套用選擇正確的編解碼器並最佳化其實時處理仍然是一項巨大的挑戰。最佳的設計必須權衡壓縮效率及可用的計算能力。此外,如何在計算能力有限的情況下獲得最佳壓縮效率也是一門大學問。
數字視頻的主要挑戰在於原始或未壓縮的視頻需要存儲或傳輸大量數據。例如,標準清晰度的 NTSC 視頻的數位化一般是每秒 30 幀速率,採用 4:2:2 YCrCb 及 720×480,其要求超過 165Mbps 的數據速率。保存 90 分鐘的視頻需要 110GB 空間,或者說超過標準 DVD-R 存儲容量的 25 倍。即使是視頻流套用中常用的低解析度視頻(如CIF:352×288 4:2:0、30 幀/秒)也需要超過 36.5Mbps 的數據速率,這是 ADSL 或 3G 無線等寬頻網路速度的許多倍。目前的寬頻網可提供 1~10Mbps 的持續傳輸能力,顯然數字視頻的存儲或傳輸需要採用壓縮技術。
視頻壓縮的目的是對數字視頻進行編碼——在保持視頻質量的同時占用儘可能少的空間。編解碼技術理論依據為信息理論的數學原理。不過,開發實用的編解碼技術需要藝術性的精心考慮。
壓縮權衡
在選擇數字視頻系統的編解碼技術時需要考慮諸多因素。主要因素包括套用的視頻質量要求、傳輸通道或存儲介質所處的環境(速度、時延、錯誤特徵)以及源內容的格式。同樣重要的還有預期解析度、目標比特率、色彩深度、每秒幀數以及內容和顯示是逐行掃描還是隔行掃描。壓縮通常需要在套用的視頻質量要求與其他需求之間做出取捨。首先,用途是存儲還是單播、多播、雙向通信或廣播?對於存儲套用,到底有多少可用的存儲容量以及存儲時間需要多久?對於存儲之外的套用,最高比特率是多少?對於雙向視頻通信,時延容差或容許的端到端系統延遲是多少?如果不是雙向通信,內容需要在脫機狀態提前完成編碼還是需要實時編碼?網路或存儲介質的容錯能力如何?根據基本目標套用,不同壓縮標準以不同方式處理這些問題的權衡。
另一方面是需要權衡編解碼實時處理的成本。如 H.264/AVC 或 WMV9/VC-1等能夠實現較高壓縮比的新算法需要更高的處理能力,這會影響編解碼器件的成本、系統功耗以及系統記憶體。
……
標準對編解碼技術的普及至關重要。出於規模經濟原因,用戶根據可承受的標準尋找相應產品。由於能夠保障廠商之間的互操作性,業界樂意在標準方面進行投資。而由於自己的內容可以獲得較長的生命周期及廣泛的需求,內容提供商也對標準青睞有加。儘管幾乎所有視頻標準都是針對少數特定套用的,但是在能夠適用的情況下,它們在其他套用中也能發揮優勢。
為了實現更好的壓縮及獲得新的市場機遇,ITU與 MPEG 一直在不斷發展壓縮技術和開發新標準。中國最近開發了一種稱為 AVS 的國家視頻編碼標準,我們在後面也會做一介紹。目前正在開發的標準包括 ITU/MPEG 聯合可擴展視頻編碼 (Joint Scalable Video Coding)(對 H264/ AVC 的修訂)和MPEG 多視角視頻編碼 (Multi-view Video Coding)。另外,為了滿足新的套用需求,現有標準也在不斷發展。例如,H.264 最近定義了一種稱為高精度拓展 (Fidelity Range Extensions) 的新模式,以滿足新的市場需求,如專業數字編輯、HD-DVD 與無損編碼等。
…………視頻壓縮正在市場中催生數量日益增長的數字視頻產品。採用數字視頻壓縮技術的終端設備範圍廣泛,從電池驅動的便攜設備到高性能基礎設備。
數字視頻的最佳處理器解決方案取決於具體的目標套用。TI 擁有可支持多種標準並滿足主要設計及系統約束需求的各種 DSP。TI的解決方案範圍廣泛,其中包括低功耗 C5000 DSP與移動OMAP 套用處理器、高性能C6000 DSP 與視頻最佳化的高性能 DM64x 和 DM644x 數字媒體處理器。
德州儀器 (TI) 的DM 列處理器專門針對高端視頻系統的需求而設計。該系列的最新處理器是功能強大的 DM6446【15】,其採用了TI的達文西 (DaVinci)技術【16】。DM6446的雙核心架構兼具DSP和RISC技術優勢,集成了時鐘頻率達594MHz 的c64x+ DSP核心與ARM926EJ-S核心。新一代c64x+ DSP 是 TMS320C6000(tm) DSP 平台中性能最高的定 DSP,並建立在TI開發的第二代高性能高級VLIW架構的增強版之上。c64x+與前代C6000 DSP平台代碼兼容。DM644x等可程式數字媒體處理器可以支持所有的現有業界標準以及採用單個可程式數字媒體處理器的專有視頻格式。DM6446 還具有片上記憶體,包括一個2級高速快取和眾多具有視頻專用功能的外設。DM6446 還包含一種視頻/影像協處理器 (VICP),用於減輕相關算法(如:JPEG、H.264、MPEG4 與 VC-1)的 DSP 核心繁重的視頻與影像處理負擔,從而使更多的 DSP MIPS能夠用於視頻後處理或者其他並行運行等功能。
壓縮標準規定需要的語法與可用的工具,不過許多算法結果取決於具體實施情況。主要變數包括:比特率控制算法、單通道與多通道編碼、I/B/P 幀比率、運動搜尋範圍、運動搜尋算法、以及選用的個別工具與模式。這種靈活性允許我們在計算負載和改進質量之間做出不同取捨。顯然所有編碼器都可以採用或高或低的頻率實現不同的視頻質量水平。
越來越多的視頻壓縮標準可以針對具體最終套用提供越來越高的壓縮效率和越來越豐富的工具。另外,向網路化連線發展的趨勢意味著許多產品越來越需要支持多種標準。多種標準和專有算法的流行也使我們難以選擇單個標準,尤其是在硬體決策經常超前於產品部署的情況下。不僅如此,每個視頻編碼算法都提供豐富的工具與功能選擇,以平衡壓縮效率的複雜性。工具和功能的選擇是與特定套用和用例息息相關的重複過程。由於必須支持的編解碼器數量的增多以及針對具體解決方案和套用而對編解碼器進行最佳化的選擇範圍更為廣泛,因此在數字視頻系統中採用靈活的媒體處理器是大勢所趨。DM6446等數字媒體處理器可充分滿足性能處理需求同時架構靈活,從而能夠快速把新標準實施推向市場,其中包括:H.264、AVS 與 WMV9。我們可以在標準定義階段實施算法並且保持軟體算法與工具的更新,從而緊隨標準大大小小的修改並且滿足套用不斷變化的質量需求。

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們