[导读]H.264标准的应用,为视频的网络传输,尤其是低带宽下(如无线传输方式)的传输提供了技术支持。在信息爆炸的今天,市场要求设计人员推出产品的速度越来越快,而且为了保持产品的竞争力,在产品价格、产品应用功能特点上要保持足够优势,尤其是在多媒体市场领域。
进入网络时代以来,庞大的信息流带来了人类文化的丰富,也带来了存储信息的烦恼。尤其是视频信息的庞大数据,催生了视频压缩技术的需求。视频压缩技术成为多媒体时代最热门的技术之一,并广泛地应用在电视、电影、可视电话、视频会议、远程监控等图像传输和存储的领域。
H.264视频压缩原理
从信息论观点来看,图像作为一个信源,描述信源的数据是信息量(信源熵)和信息冗余量之和。信息冗余量有许多种,如空间冗余、时间冗余、结构冗余、知识冗余、视觉冗余等,数据压缩实质上是减少这些冗余量。可见冗余量减少可以减少数据量而不减少信源的信息量。从数学上讲,图像可以看作一个多维函数,压缩描述这个函数的数据量实质是减少其相关性。
根据图像信息的组成元素,H.264采用了帧内预测、帧间预测、运动估值和运动补偿、整数变换等方式,以提高对图像的压缩率。其中帧内预测是H.264根据图像中相邻像素可能相同的性质,利用相邻像素的相关性,采用新的帧内预测模式,通过当前像素块的左边和上边的像素(已编码重建的像素)进行预测,只对实际值和预测值的差值进行编码,从而能用较少的比特数来表达帧内编码的像素块信息;而帧间预测通过多帧参考和更小运动预测区域等方法对下一帧进行精确预测,从而减少传输的数据量,实现降低图像的时域相关性。H.264把运动估值和帧内预测的残差结果从时域变换到频域,使用了类似于4×4离散余弦变换(DCT)的整数变换,而不是像MPEG-2和MPEG-4那样采用8×8 DCT的浮点数变换。以整数为基础的空间变换具备效果好、计算快(只需加法与移位运算),反变换过程中不会出现适配问题等优点,并且结合量化过程,保证了在16位计算系统中,计算结果有最大精度且不会溢出。4×4的变换块也8×8更能减少块效应和震铃效应。
Hi3510工作原理
Hi3510是海思公司推出的一款基于H.264 BP算法的视频压缩芯片,该芯片采用ARM+DSP+硬件加速引擎的多核高集成度的SoC构架,具备强大的视频处理功能。可实现DVD画质的实时编码性能,能自适应各种网络环境,确保画面的清晰度和实时性,低码率的H.264编码技术极大减少网络存储空间,并通过集成DES/3DES加解密硬件引擎确保网络安全。Hi3510采用0.13μm工艺、LFBGA400封装,大小为19×19mm,引脚间距为0.8mm,片内集成了包括数字视频接口、USB、ETH、I2S、I2C、GPIO、SPI、UART、SDRAM、DDR等接口,满足各种应用场景的设备开发的同时能大大降低了设备的BOM成本。
Hi3510的工作原理:视频输入单元通过ITU-R BT.601/656接口接收由VADC输出的数字视频信息,并通过AHB总线把接收到的原始图像写入到外存(SDR SDRAM或DDR SDRAM)中;视频编解码器从外存中读取图像,进行运动估计(帧间预测)、帧内预测、DCT变换、量化、熵编码(CAVLC+Exp-Golomb)、IDCT变换、反量化、运动补偿等操作,最后将符合H.264协议的裸码流和编码重构帧(作为下一帧的参考帧)写入到外存中;视频输出单元从外存中读取图像并通过ITU-R BT.601/656接口送给VDAC进行显示,应用的需求不同,视频输出单元从外存中读取的图像内容也不同,当需要对输入图像进行预览时,视频输出单元从外存中读取原始图像,当需要观察视频编码器的编码效果时,视频输出单元从外存中读取编码重构帧;ARM对视频编码器输出的码流进行协议栈的封装,然后送网口发送,以实现视频点播业务。
如图1所示,该芯片由ARM+DSP+视频编解码加速器+图形引擎缩放器的核心构成,集成了丰富的外围接口,并内部集成包括如数字水印、DES/3DES算法,使得单芯片能适应基乎所有的工作,降低与其它芯片配合的开发难度,也免除厂商对算法等标准部分的内容进行重复开发,大大降低了设备厂商的投入门槛。配合海思不同应用形态的开发包,可以开发出PMP、可视电话、网络监控、PVR、可视对讲等各种产品。
图1:Hi3510 H.264音视频编解码SoC逻辑框图。
Hi3510编解码方案的实现
作为SoC架构的编解码芯片,Hi3510在设计时充分考虑到兼容性和使用的方便性。支持几乎所有的公司生产的系列AD/DA芯片。Hi3510既可以作为独立的编码器工作,也可以作为独立的解码器工作,也可以同时编解码工作,充分考虑到了编解码市场的各种应用场合。Hi3510是一个典型的多应用的单芯片解决方案,大大降低了设备的BOM组成和成本。如图2所示为芯片同时编解码的应用。
图2:Hi3510是一款典型的多应用的单芯片解决方案。
i3510编解码的应用
Hi3510自带的Linux操作系统(同时支持Vxworks、WinCE等开放式操作系统)和ARM处理器,使得芯片除了编解码功能外,还可以实现许多丰富的应用功能开发。如图2所示,只要附加一片普通AD就可实现复合视频信号的数字化、压缩和存储和传输的功能。Hi3510开发包提供上层API接口,就可以调用实现所有的芯片功能,并能开发自己的个性化功能。图3为芯片的编码方案的应用设计。
图3:Hi3510芯片编码方案的应用设计。
而解码器应用在架构设计上与编码器相同(方便方案可保持一致性,可实现一套硬件满足不通需求,只需要软件升级)。解码器只需要配搭DA芯片(如果是LCD数字屏幕可以节省该芯片),就可实现把数据码流解码的作用,并且通过GUI或者OSD实现用户人机互动的菜单操作,实现PMP等类似功能的产品应用。图4为芯片的解码方案的应用设计。
图4:Hi3510芯片解码方案的应用设计。
本文小结
H.264标准的应用,为视频的网络传输,尤其是低带宽下(如无线传输方式)的传输提供了技术支持。在信息爆炸的今天,市场要求设计人员推出产品的速度越来越快,而且为了保持产品的竞争力,在产品价格、产品应用功能特点上要保持足够优势,尤其是在多媒体市场领域。海思的SoC芯片在提供了标准算法的基础上,给予设计人员最大的灵活度以设计合适的产品,大大降低了厂商的投入成本,缩短了厂商的推出新产品的时间,为赢得市场做准备。
本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
上海2023年8月8日 /美通社/ -- 音频、视频和协作解决方案领军企业 Jabra 宣布,全球化工业集团丹佛斯(Danfoss)部署Jabra PanaCast 50智能音视频一体机及全新Evolve2系列...
关键字:
EV
可持续发展
音视频
ST
2023年7月5日,高性能连接解决方案领先供应商Valens Semiconductor(纽约证交所代码:VLN)今日宣布其董事会已任命Peter Kuo为董事会和审计委员会成员。他将接替自2021年9月以来担任董事会和...
关键字:
汽车
音视频
(全球TMT2022年8月23日讯)8月12日,海光信息正式登陆科创板。此次IPO,海光信息发行价为36元/股,开盘大涨94.44%,市值一度超1610亿元。招股书显示,2019年至2021年,海光信息营业收入分别为3...
关键字:
国产芯片
CPU
SOC芯片
处理器
LT6911C 适用于 VR/智能手机 / 显示应用。
对于 MIPI®DSI / CSI 输出,LT6911C 具有可配置的单端口或双端口 MIPI®DSI/CSI,具有 1 个高速时钟通道和 1~4 个高速数据...
关键字:
音视频
广州2022年6月7日 /美通社/ -- 在疫情的影响下,部分制造商产品出口欧美市场受到了严重的冲击。不少厂商将关注点转向中东市场,例如阿联酋,期望挖掘新的商机。企业在把握商...
关键字:
音视频
无线通讯
研讨会
电源适配器
智能座舱融合车载互联网、人机交互、新型材料等智能化场景备受人们的喜爱,特别是智能座舱的硬件设备、软件服务的落地更易被用户感受,故而成为车企寻求差异化的重要方面。其中,作为硬件设备、软件服务基础的车载芯片,自然成为行业特别...
关键字:
智能座舱
SOC芯片
车载互联网
关注、星标公众号,直达精彩内容文章来源:网络音视频业务的繁荣,必定造就开源项目的繁荣,反过来说也是一样的,互相成就。遍地都是开源的轮子,如何选择?提供一个有效的角度,可作为避坑指南。如果已经入坑了,您躺平就好,入坑就已经...
关键字:
开源
音视频
10月31日,吉利汽车发布“智能吉利2025”战略,并宣布将于明年量产中国首颗7nm制程的车规级SOC芯片。发布会上吉利表示,由湖北芯擎科技自研的智能座舱芯片SE1000将于2022年量产,芯片采用了车规级7nm工艺,面...
关键字:
SOC芯片
吉利汽车
(全球TMT2021年7月15日讯)近日,专业级音视频协作服务和解决方案提供商科天云入选IDC中国云视频会议创新者。 《IDC 创新者:中国云视频会议,2021》报告,由国际数据公司IDC撰写
关键字:
IDC
视频会议
音视频
众所周知,业界需要作出相应的准备以应对 IP 音视频传输的快速普及。但对于许多仍疑惑于自身的下一代产品应该如何支持 IP 音视频传输的从业者而言,在前途不明朗的情况下选择任何特定的协议无异于孤注一掷。
关键字:
SoC
IP
音视频
音视频产品的抗干扰研究
电磁兼容,即EMC(ElectromagneTIcCompaTIbility),是指设备或系统在所处的电磁环境中能正常工作且不对该环境中其他事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
关键字:
抗干扰
音视频
长期以来,尽管中国的数字音视频产业在全球市场上始终占据着“中国制造”的优势,但同时也一直笼罩在“缺乏自主知识产权核心技术”的阴影之下,并屡屡遭遇到
关键字:
音视频
avs标准
最近,智能音箱确实“火”了。在今年的Google I/O大会上,内置Google Assistant语音助手的智能音箱Google Home让人印象深刻;在2016
关键字:
智能音箱
物联网
音视频
ADI近日宣布完成对INVECAS高清多媒体接口(HDMI)业务的收购。INVECAS总部位于圣克拉拉,专门提供嵌入式软件和系统级解决方案。此次收购将为ADI带来完整的音频和视频解决方案,以满足企业和消费电子市场日益增长...
关键字:
ADI
HDMI
音视频
5月23日—24日,为期两天的2018腾讯“云+未来”峰会在广州举办。作为13大专场之一,腾讯云在视频专场发布了众多视频黑科技,其中主打音视频AI技术的明眸,凭借极速高清的特质,为各大视频、
关键字:
cdn
音视频
近年来,我国儿童青少年近视率居高不下、不断攀升,近视低龄化、重度化日益严重,已成为一个关系国家和民族未来的严重问题。“呵护瞳心 光明天府”天府新区儿童青少年近视防控有声绘本(试用)首发仪式在
关键字:
视频
音视频
5月21日—23日,2019腾讯全球数字生态大会在昆明召开,腾讯音视频实验室的专家研究员商世东表示,5G的推出和AI的突破性进展促进音视频体验的极大提升。
随着移动互联网比重不断提升,4
关键字:
AI
音视频
从去年到今年,以音遇、吱呀语音、Soul为代表的声音社交应用屡屡登上APP社交排行榜前列。音视频社交崛起的背后,是作为底层支撑技术的实时音视频走向成熟。当实时音视频与互联网社交走向紧密融合,将社
关键字:
5G
音视频
从去年到今年,以音遇、吱呀语音、Soul为代表的声音社交应用屡屡登上APP社交排行榜前列。音视频社交崛起的背后,是作为底层支撑技术的实时音视频走向成熟。当实时音视频与互联网社交走向紧密融合,将社
关键字:
5G
音视频
5G 时代稳步临近,更多依靠低时延、高可靠、大带宽的新兴通讯形态乘风而出。其中,志在实现人与人、人与物无缝连接的实时音视频,成为首先站上 5G 风口的热门通讯形态。音视频通话正在成为互联网时代最
关键字:
5G
音视频