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跟着数字多媒体的利用日渐广泛,视频解码 在嵌入式系统设计中变成一个基础要素。视频标准有多种,依附于产品可实施此中的一个或者多个标准。当然这不是整个,视频仅仅是多媒体码流的一部分,别的还 有音频或者语音必要并行处置惩罚。是以,一个正确的处置惩罚存储或数据流的同步层是必需的。此外,视频解码本身对机能要求较高,必要不合于先前基于语音和信息利用 的系统架构;这就对便携系统提出了特殊寻衅,而桌面利用同样面临这些问题。

通用视频标准和编解码器

联合视频组(Joint Video Team, JVT)由 ITU的视频编码专家组(Video Cod澳门新葡亰官网7598522ing Experts Group, VCEG)和ISO/IEC运动图像专家组(Moving Picture Experts Group, MPEG)组成。VCEG开拓志愿性标准,用于会话和非会话类音/视频利用的先辈移动图像编码。 MPEG开拓国际标准,用于移动图像、音频及两者组合的压 缩、编码、解压缩、处置惩罚等,以满意各类利用。总之,JVT已经开拓了包括ITU H.262/MPEG2和H.264/MPEG-4 AVC在内的最盛行的视频标准。

MPEG-2 Video/H.262:MPEG2(ISO/IEC 13818-2),也被称为ITU-T H.262,是今朝破费类电子视频设备中应用最广泛的视频编码标准。MPE2视频用于数字电视广播:包括地面、电缆和直接卫星广播。它能在25fps (Pal)或者30fps(NTSC)的固定帧率下达到720x576象素成像。此外,它也是DVD视频中必需的编解码器。

MPEG-4-SP/ASP: ISO/IEC 14496-2描述了 MPEG4简单类(Simple Profile, SP)/高档简单类(Advanced Simple Profile, ASP)。此中,SP用于下一代便携式终端和窄带互联网。而ASP增添多少对象,编码效率前进了1.5到2倍。他们两个均在市场上得到越来越多的吸收

MPEG-4-AVC/ITU-T H.264:先辈视频编码(AVC)是由ISO/MPEG和ITU-T联合技巧委员会开拓的多媒体标准。AVC供给更高的压缩率,更好的视频质量和比MPEG2更高的容错性,有望用于互联网广播和移动通讯。

Windows Media Video(WVM)/SMPTE VC-1:WMV9是微软的多媒体标准,其特点包括支持流处置惩罚,可变比特率,以及与MPEG-4-AVC/H.264相媲美的容错对象。除了用于家庭电 脑,WMV9今朝也在片子院用于数字投影。片子中应用的编码可所以7~12Mbps的恒定比特率CBR或可变比特率VBR,并达到DVE解析度 (720x480)。

利用规划

特定的目标利用抉择了系统要求,因而带动了系统设计的选择。

小我媒体播放器(PMP):小我媒体播放器是带大年夜容量存储器的便携式设备,经由过程对存储的文件进行解码,可以不雅看视频、听音乐或者浏览数码照片。因为是便携式播 放器,是以功耗至关紧张。既然编码和流处置惩罚功能都不必要,并且屏幕尺寸平日是对照小的QVGA或者CIF款式,其可经由过程基于DSP的 规划很好的办理。采纳DSP的上风还在于可轻松支持多种视频和音频标准。例如:LSI针对高机能嵌入式系统的可授权DSP核ZSP500,可为此类利用提 供充沛的视频处置惩罚能力。此外,ZSP500还可以供给精彩的音频解码能力,使DSP可在较低的频率下运行;从而使音频/视频子系统功耗很低。而存储器、键 盘、显示和文件系统可经由过程微澳门新葡亰官网7598522节制器履行。

图:标准视频编解码器的光阴表。

当然,某些PMP具备把播放器连接到通俗电视机的视频输出功能。虽然PMP集成的显示屏幕相对较小,但现在的视频解码尺寸平日达到D1款式。依据播放器的功 能列表要求,设备必要集成1个或者多个视频解码标准;对付在电视帧率(25-30帧/秒)下D1款式视频解码,硬件视频解码器是最佳选择。多个视频解码标 准可能必要多个硬件模块。推行多个解码标准会前进系统资源,但不会前进功耗,由于同一光阴只有一个模块会被激活。多标准音频解码可在小而高效的嵌入式 DSP核中实现,而无需增添额外的硬件资源(存储解码器的空间除外)。而微节制器将用于节制DSP和视频硬件解码器。

基础设计设置设置设备摆设摆设

针对本文宗旨,我们可以斟酌以下4种基础设计设置设置设备摆设摆设:第一种设计包孕1个 微节制器和1个DSP(MC+DSP);第二种设计包括1个微节制器和1个DSP,然则DSP同时也节制1个视频编码/解码硬件模块(MC+[DSP+ VHW]);第三种设计应用1个微节制器,DSP和视频编码/解码硬件模块(MC+DSP+VHW),在该设计中微节制器节制DSP和视频硬件模块;着末 一种设计包孕1个微节制器,1个视频编码/解码硬件模块,1个音频编码/解码硬件模块(MC+VHW+AHW)。在上述种种设计中,微节制器认真范例的嵌 入式节制义务:包括用户节制连接(如操纵杆节制),USB/UART/以太网驱动,协议层(如TCP/IP, HTTP)等。

表:各类视频款式的范例带宽。

MC+DSP-微节制器和DSP用于低视频解析度(CIF),软件可进级,支持多种音、视频标准的系统。DSP用于音频解码,视频解码和音/视频同步。虽然机能有限,但系统异常机动,此平台可轻松实现多种音频和视频解码款式支持。

MC +[DSP+VHW]—该视频硬件模块用于高解析度视频编/解码。DSP治理音频编/解码,也认真音/视频澳门新葡亰官网7598522同步,同时也能用于画中画或者其他视频叠加功 能。该系统的一个上风是音频/视频子系统可设计为一个标准的多媒体编/解码器,可轻松植入系统而不会增添太多的繁杂性。DSP是系统多媒体部分的节制器。 因为多媒体编/解码系统与微节制系统的连接很疏松,是以其能够被轻松整合进浩繁现有微节制器系统中,从而使这个规划具备相称吸引力。该编/解码系统可被当 作一个具有标准本地总线接口的ASSP产品。

MC+DSP+VHW-在该设置设置设备摆设摆设中,DSP用于音频编/解码,而微节制器用于实现音/视频同 步。这就必要更繁杂的微节制器设计,但可采纳与MC+[DSP+VHW]系统比拟功耗、资源都更低的DSP。因为微节制器必须和谐DSP和VHW,同时还 要履行其它的节制义务以及所有的和谐操作,是以该规划实现艰苦很多澳门新葡亰官网7598522。

该设置设置设备摆设摆设的一个变种是由DSP履行视频解码、音频编/解码,而视频编码仍旧由硬件履行,这必要一个机能强大年夜的DSP,但会使系统机动性更强,并支持多种视频解码标准。

MC +VHW+AHW-在该设置设置设备摆设摆设中,微节制器履行除音、视频编/解码外的所有义务。音/视频同步也由微节制器履行。该办理规划除音频子系统机动性较差(仅能执 行原始设计中的音频编解码器而不能软件进级)外,和MC+DSP澳门新葡亰官网7598522+VHW很相象。其好处在于它能与特定利用共同,与各类前述规划比拟具有最佳的功耗。

本文小结

嵌入式系统的设计取决于特定的目标利用。软件机动性、功耗和机能的综合斟酌抉择最佳设置设置设备摆设摆设规划。利用很广泛,办理规划则反应了不合利用的需求。一些利用必要低 功耗而其他必要机动性和/或高机能。DSP可供给优越的机能和低功耗,同时可增添机动性;完美得当于各类利用。因为全部多媒体办理规划(音/视频编解码和 音/视频同步)可作为单一模块轻松集成至现有和新系统中;这将使大年夜量繁杂问题获得一次性办理并在今后可多次重用,从而低落了应用多媒体模块的系统的开拓成 本和总体开拓光阴。

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