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视频编码芯片在数字视频监控的作用
2014/7/25

视频信号数字编码后进行传输或存储,同模拟视频信号相比,有不可比拟的优势。视频信号的数字编码压缩是有代价的,压缩成本的高低,决定系统的成本。

  只有在单片视频编码芯片出现后,数字视频监控才进入实用化阶段。由于满足数字视频监控应用需求的多样性要求,采用SOC技术的视频处理器将在数字视频监控产品中占据主流。

  专用压缩芯片带来数字视频监控市场

  在监控应用中,视频图象数字化是实时编码压缩的,这完全不同于VCD和DVD节目的制作(VCD和DVD节目的制作可以花费数十倍、甚 至数百倍的时间进行编码压缩)。视频编解码的运算强度非常大,用原来的DSP来实现视频编解码几乎不可能,压缩算法的优化技术还不成熟,必须在专用 ASIC中借助一些特定的硬件加速器如运动估计(ME)、DCT模块、格式转换、变长编解码器(VLX)等来实现实时编码。由于图象编解码的复杂性,纯硬 件实现规模太大,几乎是不可能的,必须借助强大的处理器完成。这便是专用的图象压缩芯片也需要下载微码的原因,目前在使用的MPEG-1/2编码芯片都存 在微码,所说的硬压缩即芯片压缩都是有处理器的。也正是这些压缩芯片的出现,特别是单片编码芯片的出现,监控系统的复杂程度大幅度降低,成本也随着降低, 才使得视频数字化监控成为可能。在通用DSP或视频处理芯片还没有发展到能够实时压缩视频信号的情况下,专用视频压缩芯片的出现,带动视频模拟监控转向数 字视频监控。

专用的视频芯片都是为消费类应用设计的,将其应用到监控领域来,还存在一些其他方面的问题:

  1、消费类使用是单一的视频编码,不会同时要求多路视频同时压缩,而监控往往要多路视频同时进行压缩处理。

  2、消费类连续使用的时间一般不长,而监控使用往往都是长时间连续使用。

  3、消费类使用往往需要对视频图象信号做后期处理,进行编辑;而监控系统强调的是实时压缩,在实时压缩的同时还必须进行一些必要的处 理,如运动检测、时间发生器、LOGO标识、水印等,这些处理都是前处理,这些辅助功能对压缩产品而言显得也非常重要,这些处理都是在压缩前或压缩中进行 的。

  4、更为重要的差异是,消费类使用不太需要动态调整编码参数,而在监控领域的应用中,强烈需要动态的调整编码参数,如帧率、图象质量、帧结构等。

视频处理器推进数字视频监控市场

  随着IC技术的进步、处理器技术的发展,DSP、RISC、VLIW三种不同技术的处理器逐步统一,现在的多媒体处理器融合了三种处理器技术。

  SOC技术发展非常迅速,VIDEOPROCESSOR已经非常强大。视频处理器集成了很多外围电路,包括VI单元 (VIDEOINUNIT)、VO单元(VIDEOOUTUNIT)、AI单元(AUDIOINUNIT)、AO单元(AUDIOOUTUNIT),内部 还有一些协处理器,如变长编码/解码器VLX、运动预测ME、DMA控制器、IIC控制器等,这些IP模块的集成大大增强了VP的处理能力,这些VP也是 以DSP的名称出现。

  随着DSP主频的不断提高,处理能力的不断增强,以及视频编码技术的不断进步,在DSP上开发视频压缩软件,实现实时的视频压缩成为可 能。其中,开发拥有自主知识产品的、基于通用DSP平台的、高效率的视频压缩软件,显得非常重要。我们开发通用的DSP的能力不够,我们开发专用的视频压 缩芯片的能力也不够,但我们可以在通用的DSP上,开发出高效率的视频压缩软件,并根据监控市场应用的需求,不断增添新的功能。由于监控市场的封闭性,视 频压缩软件可以不受标准的限制,可以及时吸纳视频编码最新成果,以适应市场需求、满足用户要求为第一目的。而专用视频压缩芯片是为消费类设计的,强调的是 兼容性。因此,为了满足监控市场的需求,在视频处理器上开发定制的压缩软件,具有以下一些特点:

  1、可以不受标准的限制,采纳最新的压缩技术,符合监控市场的特点。比如,监控是长时间录象,对低码率的要求很高。因此,在视频压缩软件中,第一追求的是高压缩比。

  2、远程监控很强调网络的功能,低网络带宽的限制,导致对低码率的要求。有些应用,对网络的延时要求很低,要求低延时。因此,视频压缩软件可以根据不同的应用需求,为不同的应用实现不同的功能:可以以低码率为实现目标,可以以低延时为设计目标。

  3、根据应用场合和环境的变化,可以在压缩过程中动态地修改编码参数,如图象质量、帧率、帧结构等。

  4、可以很方便地实现视频信号叠加图标、字符串等,如时间信息、地点信息。

  5、在很多监控场合,还需要语音的压缩,一般消费类芯片支持的是声音的压缩,声音的带宽比语音的带宽要大得多(语音在3400Hz以 内,声音的带宽从0~20KHz)。语音压缩可以采用G.729a、G.729、G.723、G.723.1等,压缩码流只有8Kbit/s、 6.3Kbit/s、5.3Kbit/s,而声音的压缩码流最低为16Kbit/s,一般都在32Kbit以上,这对存储差异不大,但在窄带上传输来说, 显得特别重要。

出自:视频光端机http://www.hansun.com.cn/product/ProductCategory31_1.htm

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