基于A(yíng)DV212芯片的視頻壓縮系統應用設計技術(shù)
3. 1 多片編碼模式
由于A(yíng)DV212在不可逆和可逆模式下數據最大輸入速率分別為65Mbps和40Mbps, 而有效的視頻轉化輸入數據速率約為124Mbps, 因此, 至少需要兩片ADV 212才可以實(shí)現全分辨率1080 i視頻信號的編解碼。在編碼過(guò)程中, Y數據和CbCr數據通過(guò)不同的總線(xiàn)輸入到ADV212, 其中AD212_1處理1080i視頻信號的亮度數據, 而ADV202 _2 則用于處理1080 i視頻信號的色度數據。為了對此應用模式下對應的輸出數據進(jìn)行同步, 其輸入數據必須是EAV /SAV 編碼格式。如果要獲取更高的性能, 例如1080 i視頻的無(wú)損壓縮, 可選用3 片或更多的ADV 212來(lái)處理信號。圖3 為兩片ADV212編碼硬件連接圖。
ADV 212的多片模式在編碼時(shí), 芯片通常作為從設備, 而在解碼時(shí)可分為主/從或從/從模式。在主從模式下, 主片的HVF 輸出和從片的HVF輸入連接在一起, 并且主片從片的SCOMM 也接在控制器的相同IO 引腳。在從從模式下, ADC212 的HVF由同一個(gè)外部同步信號生成并且SCOMM接到控制器的相同IO 引腳。在多片模式中, 所有ADV 212 的SW IRQ1 都不可被屏蔽, SW IRQ 1 在E IRQ IE (外部中斷使能)寄存器中。
3. 2 系統設計
基于A(yíng)DV212芯片的多片連接模式和高效壓縮性能, 并結合FPGA + DSP的可編程性, 我們設計了一種如圖4所示的視頻壓縮系統。由圖可知, 該系統主要由A /D 轉換器、FPGA 模塊、DSP 模塊、ADV212編碼/解碼器四部分組成, 各部分的功能及技術(shù)途徑如下:
A /D轉換由ADV7402來(lái)完成, 它能自動(dòng)檢測和轉換標準模擬基帶電視信號成符合CC IR656 的4:2: 2 分量數字視頻數據。解壓時(shí)的D /A 轉換由ADV7321來(lái)完成。
圖4 系統結構框圖。
FPGA 模塊作為整個(gè)系統的中樞, 對系統中各個(gè)芯片的信號起橋接作用。首先根據需要完成圖像數據的初步處理(如去噪) , 然后將數據分為大小相同的兩個(gè)子塊, 使其能分別在兩個(gè)ADV 212中處理。
同時(shí), 要向ADV212提供復位、片選、行場(chǎng)同步、讀寫(xiě)以及時(shí)鐘等信號控制多片ADV212的工作時(shí)序和工作模式, 并為DSP提供復位信號。在工作過(guò)程中,FPGA 要不斷向外部發(fā)送工作狀態(tài)的反饋信息。在接到外部發(fā)來(lái)的!傳輸?指令后, 碼流將從存儲器中被取出, FPGA 將其轉換成比特流格式后發(fā)往信道。
DSP模塊是系統的主控者, 由它完成對ADV 212和ADV7402的初始化。ADV212 編碼后產(chǎn)生的JPEG2000格式碼流首先送入DSP進(jìn)行加密,然后存入SDRAM 中等待接收! 傳輸?指令, 在接到!傳輸?指令后DSP將存儲在SDRAM中待發(fā)送的碼流送入并/串轉換DPRAM, 最后在FPGA 中轉換成串行比特流發(fā)送出去。
系統開(kāi)始工作后, 由外部的模擬視頻信號傳送給ADV 7402。ADV7402經(jīng)過(guò)采樣, 量化后輸出符合要求的數字視頻數據。視頻數據流通過(guò)FPGA 的橋接送給ADV 212進(jìn)行壓縮編碼。為了提高壓縮率,可以在視頻數據流流過(guò)FPGA 時(shí), 對數據進(jìn)行丟場(chǎng)處理, 以人為降低需要進(jìn)行壓縮編碼的源數據速率。
壓縮好的數據再由ADV212傳送給FPGA 里面的接口控制器, 由控制器按照規定接口協(xié)議輸出壓縮數據流。
4 結束語(yǔ)
結合FPGA 和DSP 的高度靈活性, 利用ADV 212的多片模式和高效的壓縮性, 設計出一個(gè)壓縮/解壓縮系統, 較好的解決了高清視頻信號高壓縮、高保質(zhì)難的問(wèn)題, 為高清數字電視業(yè)務(wù)的啟動(dòng)和普及打下了良好的基礎。
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