以太網(wǎng)AVB技術(shù)的音視頻編碼器設(shè)計(jì)

視頻編碼器產(chǎn)品技術(shù)方案

介紹了在tms320dm6446dsp平臺上實(shí)現(xiàn)avs視頻編碼器的算法設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法。在軟件整體設(shè)計(jì)優(yōu)化的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)對運(yùn)動估計(jì)等算法進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn);同時針對平臺特點(diǎn)給出結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,主要包括提高代碼并行性及存儲器和數(shù)據(jù)搬移的優(yōu)化。測試結(jié)果表明,通過優(yōu)化,在保證圖像質(zhì)量損失較小的情況下,編碼器的編碼速率有顯著提高。

設(shè)計(jì)了一種用fpga實(shí)現(xiàn)mpeg-4編碼器方案。為進(jìn)一步提高編碼的效率,在算法和結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了優(yōu)化。提出了帶有判全零系數(shù)的loeffler快速dct算法,并采用"十字"形運(yùn)動估計(jì)算法,設(shè)計(jì)了高度并行、緊湊流水線的fpga實(shí)現(xiàn)方案。用veriloghdl硬件描述語言編寫了代碼,在quartusii集成開發(fā)環(huán)境下,進(jìn)行了fpga(field-programmablegatearray)系統(tǒng)仿真驗(yàn)證。測試結(jié)果表明,該設(shè)計(jì)編碼高效,符合實(shí)時視頻通信的需求。可廣泛應(yīng)用于移動視頻通信和遠(yuǎn)程無線監(jiān)控等領(lǐng)域。

在tms320dm642dsp平臺上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了mpeg-4視頻編碼器,并從算法改進(jìn)、c代碼優(yōu)化、匯編代碼優(yōu)化等幾個層次對編碼器進(jìn)行優(yōu)化,以減小程序代碼的復(fù)雜度和運(yùn)算量,改善軟件并行性.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,優(yōu)化后的編碼速度提高了10倍以上,該編碼器可以實(shí)時編碼cif格式的視頻序列.

該文以ti公司tms320dm642dsp為核心處理器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個符合mpeg標(biāo)準(zhǔn)的低碼率實(shí)時視頻編碼器。主要特色是:提出并實(shí)現(xiàn)了中心三步搜索和菱形搜索相結(jié)合的方法進(jìn)行快速運(yùn)動搜索:提出并實(shí)現(xiàn)了一種新的全零塊預(yù)先判別方法;針對dsp系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及指令特點(diǎn)對編碼過程中的運(yùn)算密集部分進(jìn)行專門優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)表明.該文提出的快速運(yùn)動搜索算法性能優(yōu)于中心三步搜索算法。全零塊預(yù)先判別機(jī)制在保證圖像質(zhì)量的同時能有效減小運(yùn)算量并降低碼率。

視頻編碼器接線圖：ioi

vga+hdmi高清視頻編碼器hs-b100v/h-e 一、產(chǎn)品介紹： vga+hdmi高清視頻編碼器hs-b100v/h-e是一款專業(yè)的高清音視頻編碼器， 該產(chǎn)品具有1路hdmi音視頻輸入接口，1路vga高清視頻輸入，1路立體聲輸入， 支持h.264編碼格式，可同時可對hdmi，vga，音頻進(jìn)行編碼。輸出不同信號的 ts雙碼流設(shè)計(jì)，是一款雙路高清編碼器。可根據(jù)不同需要設(shè)置每一路的輸出碼 流分辨率，該設(shè)備具有高集成，低成本的優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用于各種數(shù)字電視播出 系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)電視系統(tǒng)，全面代替采集卡使用。全面支持vlc解碼操作。 二、產(chǎn)品特點(diǎn)： 全面支持onvif協(xié)議,可支持nvr錄播； 采用標(biāo)準(zhǔn)h264編碼； 音頻編碼支持mpeg1audiolayer2； cbr/vbr/abr碼率控制，16kbit/s～16mbit/s； 網(wǎng)絡(luò)接口采用10

為了解決標(biāo)準(zhǔn)清晰度監(jiān)控系統(tǒng)中存在的一些問題,設(shè)計(jì)了一個基于tms320dm365的高清視頻壓縮系統(tǒng)。采用itu-t的h.264(dm365內(nèi)嵌硬件壓縮器)視頻壓縮算法,高清模擬視頻信號通過專用視頻解碼芯片tvp7002轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號,在dm365中進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮,內(nèi)嵌arm把數(shù)據(jù)打包后傳到internet,通過pc機(jī)軟件解碼,進(jìn)行視頻播放。實(shí)踐證明,本編碼方案很好的完成了數(shù)據(jù)壓縮及傳輸,符合設(shè)計(jì)要求。

設(shè)計(jì)了一套基于tms320dm6446的視頻壓縮系統(tǒng)。主芯片采用ti公司的tms320dm6446,模擬視頻信號送入解碼器tvp5150后,解碼為符合itu-rbt.656標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視頻信號,bt.656數(shù)字視頻信號被送往tms320dm6446,tms320dm6446內(nèi)嵌dsp實(shí)現(xiàn)視頻信號的h.264壓縮,內(nèi)嵌arm對壓縮后數(shù)據(jù)進(jìn)行打包并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。實(shí)踐證明,該編碼方案很好地完成了數(shù)據(jù)壓縮及傳輸,當(dāng)碼率為372kb/s時,psnr為39.18db(使用news序列),符合設(shè)計(jì)要求。

機(jī)載視頻圖像種類多樣,要求編碼器具備很高的處理能力和靈活性。設(shè)計(jì)一種基于dsp和fpga的編碼器,通過對h.264/avc算法進(jìn)行適當(dāng)修改,實(shí)現(xiàn)dsp和fpga并行流水處理。fpga作為dsp的協(xié)處理器,完成子像素運(yùn)動估計(jì)和幀內(nèi)模式預(yù)測功能,大大降低了dsp的計(jì)算負(fù)載。經(jīng)測試,設(shè)計(jì)的編碼器可以實(shí)現(xiàn)1路高清視頻(hdtv:1280×720,30幀/s)或者2路標(biāo)清視頻(sdtv:720×576,25幀/s)的實(shí)時編碼。同時,fpga還可以完成遙測數(shù)據(jù)與視頻碼流的融合打包傳輸,簡化了機(jī)上遙測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

在ti最新的davinci處理器tms320dm6467開發(fā)平臺上實(shí)現(xiàn)了h.264視頻編碼的移植。重點(diǎn)闡述了davinci平臺的特點(diǎn)及開發(fā)方法,分析了h.264的移植過程中遇到的難點(diǎn),解決了該芯片內(nèi)部dsp端和arm端之間的雙核通信及h.264視頻編碼程序在雙核系統(tǒng)中分割等問題。

h.264/avc是itu-t和iso/iec兩大國際組織共同制定的新一代視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)。指數(shù)哥倫布編碼是熵編碼的重要主要組成模塊,對從碼流中提取的句法元素進(jìn)行編碼。它與基于上下文自適應(yīng)的可變長編碼(cavlc)或基于上下文自適應(yīng)的算術(shù)編碼(cabac)共同構(gòu)成了熵編碼。本文全面介紹了指數(shù)哥倫布的基本原理及本設(shè)計(jì)中指數(shù)哥倫布編碼的句法元素,重點(diǎn)闡述了指數(shù)哥倫布編碼器的硬件實(shí)現(xiàn)方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該設(shè)計(jì)能滿足分辨率為1920×1080的視頻序列的實(shí)時編碼對質(zhì)量和速度的要求。

介紹了xilinx公司的32位軟核處理器microblaze的結(jié)構(gòu),分析了國家音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)avs的技術(shù)特點(diǎn),簡述了軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的avs視頻編碼器的體系結(jié)構(gòu)及軟硬件劃分,重點(diǎn)闡述了在此體系中microblaze處理器及相應(yīng)軟件的設(shè)計(jì)。

基于高速定點(diǎn)dsp處理器tms320dm642,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一款嵌入式實(shí)時h.264視頻編碼器,提出了局部自適應(yīng)預(yù)測運(yùn)動估計(jì)算法.采用c64xcpu的軟件優(yōu)化技術(shù),解決了視頻編碼的實(shí)時性問題.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,h.264編碼器對分辨率為320×288yuv格式視頻信號的編碼速率達(dá)到每秒13幀以上,且具有極低的碼流速率和較高的圖像編碼質(zhì)量.

文中詳細(xì)闡述了針對adsp-bf561雙核dsp芯片的mpeg-4視頻編碼算法的優(yōu)化方法。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,優(yōu)化后的編碼器性能得到了全面提升,實(shí)現(xiàn)了基于adsp-bf561雙核平臺上的4cif視頻實(shí)時編碼。

針對type-1視頻編碼平臺中的幀間預(yù)測僅有全搜索算法,從而計(jì)算復(fù)雜度很高的問題,提出了改進(jìn)的umhexa-gons快速搜索算法.該算法采用了umhexagons算法的框架,針對該算法在參考幀數(shù)目和編碼模式受限的條件下,建立了一種起始位置運(yùn)動矢量預(yù)測模型;同時,為了解決umhexagons算法中第2類提前截止閾值計(jì)算不準(zhǔn)確而導(dǎo)致編碼性能下降的問題,提出了利用空間相關(guān)性的閾值修正方式.在type-1平臺中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法的搜索精度較高,并且能夠較好地適應(yīng)不同序列的紋理特性.相比于全搜索算法,平均節(jié)省97%以上的時間,同時編碼效率下降控制在平均0.032db以內(nèi).得出結(jié)論:改進(jìn)的算法能夠提升編碼效率,同時節(jié)省平均運(yùn)動搜索時間.

本文基于linux嵌入式操作系統(tǒng),使用marvell公司的交換控制芯片88e6095進(jìn)行千兆以太網(wǎng)二層交換機(jī)的研發(fā),對snmp管理協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)分析,并提出了在千兆以太網(wǎng)交換機(jī)上實(shí)現(xiàn)嵌入式snmp代理的設(shè)計(jì)方案。

以太網(wǎng)音視頻橋接技術(shù)(ethernetaudio/videobridging,簡稱ethernetavb)是一項(xiàng)新的ieee802標(biāo)準(zhǔn),其在傳統(tǒng)以太網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,通過保障帶寬(bandwidth),限制延遲(latency)和精確時鐘同步(timesynchronization),提供完美的服務(wù)質(zhì)量(qos),以支持各種基于音頻、視頻的網(wǎng)絡(luò)流媒體應(yīng)用。本文采用音視頻壓縮專用處理器與一種具有以太網(wǎng)avb功能的交換芯片,設(shè)計(jì)了一種具有優(yōu)良的音視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸特性的音視頻編碼器。

rohm面向監(jiān)視攝像頭和家居安全設(shè)備、汽車行駛記錄儀等安裝有相機(jī)模塊的設(shè)備，開發(fā)了內(nèi)置霧圖像處理功能的視頻編碼器icbu6521kv。

針對現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)平臺,提出可重構(gòu)視頻編碼(rvc)的硬件實(shí)現(xiàn)方案.為提高系統(tǒng)吞吐量和功能單元(fu)的可重用及可擴(kuò)性,提出分層的、多顆粒度并存的、可重用的功能單元設(shè)計(jì)方法;為重構(gòu)的簡單性及降低實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度,提出在功能單元之間采用不同的存儲結(jié)構(gòu)作為數(shù)據(jù)連接方式.最終實(shí)現(xiàn)支持h.264/avc和avs的全i幀可重構(gòu)視頻編碼器.結(jié)果表明,該編碼器在xilinxvirtex-5330上能夠分別實(shí)現(xiàn)h.264/avc標(biāo)準(zhǔn)下25幀及avs標(biāo)準(zhǔn)下37幀1920×1080視頻的實(shí)時編碼,比2個標(biāo)準(zhǔn)單獨(dú)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)代價降低了33%.

用數(shù)字信號處理(dsp)實(shí)現(xiàn)視頻圖像的壓縮編碼應(yīng)用靈活、擴(kuò)展性好,可以克服專用芯片視頻編碼器和現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)視頻編碼器的一些局限性,有廣泛的應(yīng)用前景。論述了基于dsp64xx的視頻編碼器硬件平臺,著重分析了編碼器外部存儲器高速數(shù)字信號的信號完整性問題,對數(shù)據(jù)線、地址線的信號傳輸波形進(jìn)行了仿真、分析,并詳細(xì)闡述了dsp視頻編碼器軟件框架結(jié)構(gòu)和軟件優(yōu)化策略。該編碼器已在工程中廣泛使用,性能穩(wěn)定可靠。

H3CEC1000系列視頻編碼器快速入門