未來的視頻依賴轉碼技術
崔澎 2008/07/09
摘要: 當今視頻娛樂市場以內容為王,能夠實時轉換任意格式的視頻內容是未來市場發(fā)展的一個核心趨勢。即使不被眾人所了解,但是視頻轉碼技術必將得到廣泛的使用。視頻轉碼是指將某一視頻格式轉換為另一視頻格式的過程,通常都是先將視頻暫時解碼,然后重新編碼成需要的格式和數(shù)據(jù)編碼速度。 圖1 多數(shù)和視頻相關的消費電子和商用產(chǎn)品將采用轉碼技術
資料來源:TI公司
圖2 TI支持多格式的高清視頻轉碼處理器DM6467
Broadcom公司去年發(fā)布了采用65納米制造的高清視頻轉碼單芯片解決方案BCM7043。BCM7043主要的嵌入模塊包括:視頻壓縮引擎,非壓縮視頻輸入傳送到此編碼引擎,把非壓縮視頻圖片系列轉換為H.264、AVC、MPEG-2或MPEG-4壓縮視頻流;視頻解碼(AVD),AVD模塊解碼壓縮視頻以供視頻壓縮子系統(tǒng)的再編碼;音頻模塊,包含可編程的音頻處理器,它支持實時的MPEG-1、Layer-II、Dolby
Digital、Dolby Digital Plus Stereo、DTS、DTS-HD、MP-3和PCM解碼,以及實時的MPEG-1、Layer-II、Dolby
Digital、MP-3和PCM音頻格式的編碼;視頻輸入處理器(VIP):VIP模塊提供編碼需要的非壓縮視頻,在視頻預處理器、運動補償時間濾波(MCTF)以及數(shù)字降噪的配合下獲得最佳的視頻質量和最佳的壓縮效率。
轉碼芯片的差異化關鍵是可支持多樣化的編碼格式,尤其是向便攜式產(chǎn)品的延伸。加拿大威視(ViXS)系統(tǒng)公司開發(fā)的轉碼芯片XCode3290就具有稱做“鏡像轉碼”的功能,可以將HDTV的視頻內容同時轉換成2種不同編碼格式。例如,將MPEG-2的HDTV視頻轉碼成H.264的同時,還能將分辨率縮小為320X240像素的QVGA,方便在iPod等便攜產(chǎn)品上播放。
潛在挑戰(zhàn)
視頻轉碼是一個高運算負荷的過程,需要對輸入的視頻流進行全解碼、視頻過濾/圖像處理、并且對輸出格式進行全編碼。最簡單的轉碼過程(圖3)僅僅涉及到解碼一個比特流和用不同的編解碼器重新編碼兩個步驟。這種硬轉碼看似很簡單,只需要一個解碼器和一個編碼器,但是最終顯示結果并不理想,因為視頻數(shù)據(jù)解碼后重新編碼會降低畫質。
圖3 硬轉碼的過程
硬解碼無法利用捷徑,所以和采用智能轉碼算法的方法相比,要求更高的處理器性能并且產(chǎn)生更大的功耗。如果全部通過軟件進行臨時處理,需要2GHz頻率的處理器。以現(xiàn)在PC上的CPU的運算能力,在運行其他程序的情況下,是無法支持實時的高清視頻轉碼,更不要提機頂盒這樣的消費產(chǎn)品。
用一個專用的轉碼處理器減輕核心處理器的任務,對于機頂盒和數(shù)字錄像機這樣的設備更有幫助。而高清的轉碼更具挑戰(zhàn)性,因為需要處理的數(shù)據(jù)遠遠高于標清格式。事實上,在沒有硬件加速器的情況下,就算是當前比較高端的PC處理器都不能實施解碼1080i的流媒體,即便是非實時的轉碼過程也會消耗很多系統(tǒng)資源。
對于改善因為轉碼帶來的圖像質量下降的問題,常見的方法都是在轉換前通過軟件對已編碼的視頻數(shù)據(jù)進行分析,并且在重編碼時采用這些分析,從而改善畫質。具體來說,就是在解碼原始視頻時,通過DSP內核對動態(tài)矢量信息進行分析。源數(shù)據(jù)的動態(tài)矢量信息正確時,就在編碼過程中采用這些信息,當發(fā)覺動態(tài)矢量信息不合適,就通過編碼器再次檢測動態(tài)矢量,然后重新分析檢測到的信息。
參考文獻:
電子產(chǎn)品世界
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