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高清視頻應用已成為市場(chǎng)熱點(diǎn)，為滿(mǎn)足越來(lái)越多的高清視頻采集和編碼的實(shí)際需求，富瀚微電子發(fā)布了FH8735和FH8736高性能視頻編碼芯片和一系列最具競爭力的高清視頻編碼解決方案。這些方案支持1路1080p30格式或2路720p60格式的高清視頻實(shí)時(shí)編碼，支持 HDMI、DVI、YPbPr、VGA、SDI等多種高清視頻接收器的視頻輸入。目前該方案已在視頻安防監控、視頻會(huì )議、高清視頻游戲、遠程機房控制、遠程教育和遠程醫療等得到廣泛應用。 1 前言 視頻監控產(chǎn)品經(jīng)歷了模擬時(shí)代、數字時(shí)代、網(wǎng)絡(luò )時(shí)代的發(fā)展后，現在已經(jīng)逐步走入了高清時(shí)代。高清視頻和傳統標清視頻相比在視頻質(zhì)量上有了質(zhì)的飛躍。以往由于芯片編碼能力、網(wǎng)絡(luò )帶寬和存儲技術(shù)等眾多因素限制，高清視頻一直沒(méi)能得到廣泛應用，但隨著(zhù)視頻編碼、IC設計、寬帶網(wǎng)絡(luò )及大容量存儲等技術(shù)的飛速發(fā)展，高清視頻應用的主要障礙都已被掃清。H.264/AVC視頻編碼標準由于具有優(yōu)異的編碼效率，能極大降低高清視頻傳輸的網(wǎng)絡(luò )帶寬和存儲容量需求，得到廣泛應用，成為了高清視頻編碼的必然選擇。 目前，高清視頻監控已被越來(lái)越多的行業(yè)所關(guān)注和應用。這些行業(yè)用戶(hù)的普遍特點(diǎn)都是需要更高清晰度的視頻圖像。上海富瀚微電子有限公司2008年9月推出了FH8735 H.264編碼專(zhuān)用集成電路以及相應的解決方案。其具有單芯片1路 1080p@30fps或兩路720p@30fps的高清視頻實(shí)時(shí)編碼能力，是目前市場(chǎng)上最具競爭力的高性能視頻編碼芯片，能極大滿(mǎn)足高清視頻的發(fā)展需求。 富瀚微電子基于FH8735芯片推出了一系列高清視頻產(chǎn)品解決方案，如高清網(wǎng)絡(luò )攝像機方案，高清網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器方案和PCI高清視頻壓縮卡等。 經(jīng)過(guò)一年多的市場(chǎng)檢驗，FH8735已被廣泛應用于視頻安防監控、視頻會(huì )議、遠程教育、遠程醫療、高清屏幕錄制和個(gè)人消費電子等各個(gè)領(lǐng)域。 2 FH8735高清編碼芯片簡(jiǎn)介 FH8735是一款高性能的音視頻編碼芯片，支持H.264 Main profile和Baseline profile視頻編碼標準，可對一路1080i、2路720p的高清信號進(jìn)行實(shí)時(shí)編碼和控制。在編碼視頻數據的同時(shí)，也對相關(guān)的多路音頻數據編碼，并完成音視頻同步，輸出ES/PES/PS/TS等格式壓縮碼流。FH8735的各內部功能模塊如圖 1所示。 
圖 1 FH8735功能框圖 FH8735主要技術(shù)特點(diǎn)如下： 1) 超強編碼性能 FH8735 的H.264編碼由純硬件完成，具有高編碼能力，高編碼質(zhì)量和低功耗等特點(diǎn)。FH8735支持最大分辨率2048x1024的視頻輸入，支持1路 1920x1080@30fps或者2路1280x720（1280x720@60fps）實(shí)時(shí)編碼。對典型視頻編碼的對比結果表明，在相同的碼率下，FH8735接近JM12.0的視頻編碼質(zhì)量。 2) 豐富的外設接口 FH8735支持多種高清視頻輸入模式，高清視頻的數據格式和同步方式均可配置，可以接收來(lái)自CMOS/CCD 模組、視頻解碼器等輸出的數字視頻： n 支持ITU-R BT.709/SMPTE 274M(24Bit 4:4:4 YCbCr、16Bit 4:2:2 YCbCr, RGB 24(8:8:8))； n 支持SMPTE296M-2001(24Bit 4:4:4 YCbCr, 16Bit 4:2:2 YCbCr, RGB 24(8:8:8)) n 支持8bit 4:2:2 YCbCr； n 支持內同步和外同步方式； 另外，FH8735還具有SPI/PCI/SD /UART/I2S/GPIO/I2C/MAC等多種外設接口。 3) 專(zhuān)利碼率控制技術(shù) FH8735提供四種碼率控制策略：固定量化系數（QP：quantisation parameter），恒定比特率(CBR：Constant Bit Rate），可變比特率(VBR：Variable Bit Rate)和平均比特率(ABR：Average Bit Rate）。每種算法都經(jīng)過(guò)精心優(yōu)化，能自適應對視頻場(chǎng)景進(jìn)行預先檢測和判斷，從而在保證視頻主觀(guān)質(zhì)量的同時(shí)，又使得編碼器輸出的碼率平滑和穩定，保證網(wǎng)絡(luò )傳輸的效率和穩定性。 4) 靈活的功能設置 除具有高性能的視頻編碼能力外，FH8735提供了豐富的視頻預處理功能和靈活的視頻編碼選項。編碼器的搜索范圍、Intra預測類(lèi)型、GOP長(cháng)度、參考幀個(gè)數、編碼碼率和碼率控制方式、編碼Profile和Level等都根據需要進(jìn)行靈活設定，這樣就能保證和不同解碼能力的解碼器進(jìn)行無(wú)縫對接。另外，FH8735支持對輸入視頻進(jìn)行去隔行、去噪聲、多個(gè)文本和圖形OSD疊加、圖像畫(huà)面縮小、移動(dòng)偵測等多種圖像處理功能，還支持抓取無(wú)損的原始視頻信號，供主機端進(jìn)行一些智能化分析和處理如車(chē)牌識別，人臉識別等。 FH8735 內部有兩組獨立的DDR控制器，可以接兩組外部DDR SDRAM。根據實(shí)際系統對編碼器性能的需求配置一組或者兩組外部DDR SDRAM。比如編碼一路720p視頻時(shí)，就只需配置一組DDR，從而降低系統BOM成本。 5) 優(yōu)化設計的超低延時(shí)實(shí)時(shí)編碼技術(shù) 在高清視頻系統中，系統延時(shí)也是一個(gè)重要的考量要點(diǎn)。FH8735通過(guò)支持靈活的圖像分片編碼方式來(lái)降低整個(gè)視頻編碼的內部延時(shí)。如編碼720P格式的高清視頻時(shí)，每幀數據輸入系統緩沖的時(shí)間約16.7ms。從圖像的第一個(gè)有效行數據開(kāi)始輸入系統緩沖開(kāi)始計時(shí)至編碼器輸出整幀壓縮碼流的時(shí)間可以控制在 20ms內。這種超低延時(shí)實(shí)時(shí)編碼技術(shù)可極大降低整個(gè)系統的端到端延時(shí)，從而改善和提高用戶(hù)主觀(guān)體驗。 3 基于FH8735的多路高清視頻編碼板 為滿(mǎn)足FH8735在高清編碼應用中的前期評估和開(kāi)發(fā)需要，富瀚提供了基于FH8735的多路高清視頻編碼卡參考設計。該高清編碼卡支持DVI/HDMI和YPbPr接口的高清視頻輸入和PCI主機接口，可以完成高清視頻的采集，編碼，并通過(guò)PCI接口發(fā)送到主機。該參考設計支持Windows XP和Linux，富瀚提供相應的驅動(dòng)程序和評估軟件，并可以根據用戶(hù)具體的應用來(lái)修改固件滿(mǎn)足定制化功能。 該多路高清視頻編碼卡的系統示意圖如下：
具體規格見(jiàn)下表：
作者：上海富瀚微電子有限公司 黃為、張克非 |
