未来的视频依赖转码技术
崔澎 2008/07/09
摘要: 当今视频娱乐市场以内容为王,能够实时转换任意格式的视频内容是未来市场发展的一个核心趋势。即使不被众人所了解,但是视频转码技术必将得到广泛的使用。视频转码是指将某一视频格式转换为另一视频格式的过程,通常都是先将视频暂时解码,然后重新编码成需要的格式和数据编码速度。 图1 多数和视频相关的消费电子和商用产品将采用转码技术
资料来源:TI公司
图2 TI支持多格式的高清视频转码处理器DM6467
Broadcom公司去年发布了采用65纳米制造的高清视频转码单芯片解决方案BCM7043。BCM7043主要的嵌入模块包括:视频压缩引擎,非压缩视频输入传送到此编码引擎,把非压缩视频图片系列转换为H.264、AVC、MPEG-2或MPEG-4压缩视频流;视频解码(AVD),AVD模块解码压缩视频以供视频压缩子系统的再编码;音频模块,包含可编程的音频处理器,它支持实时的MPEG-1、Layer-II、Dolby
Digital、Dolby Digital Plus Stereo、DTS、DTS-HD、MP-3和PCM解码,以及实时的MPEG-1、Layer-II、Dolby
Digital、MP-3和PCM音频格式的编码;视频输入处理器(VIP):VIP模块提供编码需要的非压缩视频,在视频预处理器、运动补偿时间滤波(MCTF)以及数字降噪的配合下获得最佳的视频质量和最佳的压缩效率。
转码芯片的差异化关键是可支持多样化的编码格式,尤其是向便携式产品的延伸。加拿大威视(ViXS)系统公司开发的转码芯片XCode3290就具有称做“镜像转码”的功能,可以将HDTV的视频内容同时转换成2种不同编码格式。例如,将MPEG-2的HDTV视频转码成H.264的同时,还能将分辨率缩小为320X240像素的QVGA,方便在iPod等便携产品上播放。
潜在挑战
视频转码是一个高运算负荷的过程,需要对输入的视频流进行全解码、视频过滤/图像处理、并且对输出格式进行全编码。最简单的转码过程(图3)仅仅涉及到解码一个比特流和用不同的编解码器重新编码两个步骤。这种硬转码看似很简单,只需要一个解码器和一个编码器,但是最终显示结果并不理想,因为视频数据解码后重新编码会降低画质。
图3 硬转码的过程
硬解码无法利用捷径,所以和采用智能转码算法的方法相比,要求更高的处理器性能并且产生更大的功耗。如果全部通过软件进行临时处理,需要2GHz频率的处理器。以现在PC上的CPU的运算能力,在运行其他程序的情况下,是无法支持实时的高清视频转码,更不要提机顶盒这样的消费产品。
用一个专用的转码处理器减轻核心处理器的任务,对于机顶盒和数字录像机这样的设备更有帮助。而高清的转码更具挑战性,因为需要处理的数据远远高于标清格式。事实上,在没有硬件加速器的情况下,就算是当前比较高端的PC处理器都不能实施解码1080i的流媒体,即便是非实时的转码过程也会消耗很多系统资源。
对于改善因为转码带来的图像质量下降的问题,常见的方法都是在转换前通过软件对已编码的视频数据进行分析,并且在重编码时采用这些分析,从而改善画质。具体来说,就是在解码原始视频时,通过DSP内核对动态矢量信息进行分析。源数据的动态矢量信息正确时,就在编码过程中采用这些信息,当发觉动态矢量信息不合适,就通过编码器再次检测动态矢量,然后重新分析检测到的信息。
参考文献:
电子产品世界
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