視頻壓縮技術的系統考慮

10. 各編解碼器的功能與工具對比

表1概述我們介紹的視頻標準采用的主要壓縮功能與工具。

表 1：標準編解碼器中的主要壓縮功能

11. 市場趨勢與應用

視頻壓縮正在市場中催生數量日益增長的數字視頻產品。采用數字視頻壓縮技術的終端設備范圍廣泛，從電池驅動的便攜設備到高性能基礎設備。表 2 概述部分應用、主要需求、采用的典型視頻編解碼器及其在這些應用中的發展趨勢。

表 2：標準應用采用的典型編解碼器與發展趨勢

12. 實時實現

數字視頻的最佳處理器解決方案取決于具體的目標應用。TI 擁有可支持多種標準并滿足主要設計及系統約束需求的各種 DSP。TI 的解決方案范圍廣泛，其中包括低功耗 c5000 DSP 與移動OMAP 應用處理器、高性能 c6000 DSP 與視頻優化的高性能 DM64x 和 DM644x 數字媒體處理器。目前倍受關注的處理器之一是未面世的 DM6446，我們將在本節中進行介紹。

德州儀器 (TI) 的 DM 系列處理器專門針對高端視頻系統的需求而設計。該系列的最新處理器是功能強大的 DM6446[15]，其采用了 TI 的達芬奇 (DaVinci) 技術[16]。DM6446 的雙內核架構兼具 DSP 和 RISC 技術優勢，集成了時鐘頻率達 594MHz 的 c64x+ DSP 內核與 ARM926EJ-S內核。新一代 c64x+ DSP 是 TMS320C6000(tm) DSP 平臺中性能最高的定點 DSP，并建立在 TI 開發的第二代高性能高級 VLIW 架構的增強版之上。c64x+ 與前代 C6000 DSP 平臺代碼兼容。DM644x 等可編程數字媒體處理器可以支持所有的現有業界標準以及采用單個可編程數字媒體處理器的專有視頻格式。DM6446 還具有片上內存，包括一個 2 級高速緩存和眾多具有視頻專用功能的外設。DM6446 還包含一種視頻／影像協處理器 (VICP)，用于減輕相關算法（如：JPEG、H.264、MPEG4 與 VC-1）的 DSP 內核繁重的視頻與影像處理負擔，從而使更多的 DSP MIPS 能夠用于視頻后處理或者其他并行運行等功能。

表3說明 DM6446 在各種標準下保持 D1 (720(480) 分辨率大約所需要的頻率。

3：單片TI DM6446 平臺處理 D 1 30fps（720(480）、YUV 4:2:0 性能所需要頻率典型值。

表解碼器性能數據是針對最差情況下的比特流。解碼器性能隨所采用功能組合的變化而變化。上述例子中假定為高品質的編碼。DM6446 上的 c64x+ 可達到 594MHz 的時鐘頻率。

請注意：所顯示的編碼頻率數據是根據現有／計劃實施而得出的典型測試數據。另外，編碼器負載隨目標應用不同而存在顯著差異。壓縮標準規定需要的語法與可用的工具，不過許多算法結果取決于具體實施情況。主要變量包括：比特率控制算法、單通道與多通道編碼、I/B/P 幀比率、運動搜索范圍、運動搜索算法、以及選用的個別工具與模式。這種靈活性允許我們在計算負載和改進質量之間做出不同取舍。顯然所有編碼器都可以采用或高或低的頻率實現不同的視頻質量水平。

13. 結論

越來越多的視頻壓縮標準可以針對具體最終應用提供越來越高的壓縮效率和越來越豐富的工具。另外，向網絡化連接發展的趨勢意味著許多產品越來越需要支持多種標準。多種標準和專有算法的流行也使我們難以選擇單個標準，尤其是在硬件決策經常超前于產品部署的情況下。不僅如此，每個視頻編碼算法都提供豐富的工具與功能選擇，以平衡壓縮效率的復雜性。工具和功能的選擇是與特定應用和用例息息相關的重復過程。由于必須支持的編解碼器數量的增多以及針對具體解決方案和應用而對編解碼器進行優化的選擇范圍更為廣泛，因此在數字視頻系統中采用靈活的媒體處理器是大勢所趨。DM6446 等數字媒體處理器可充分滿足性能處理需求同時架構靈活，從而能夠快速把新標準實施推向市場，其中包括：H.264、AVS 與 WMV9。我們可以在標準定義階段實施算法并且保持軟件算法與工具的更新，從而緊隨標準大大小小的修改并且滿足應用不斷變化的質量需求。