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(biāo)準(zhǔn)采用的主要壓縮功能與工具。

表 1：標(biāo)準(zhǔn)編解碼器中的主要壓縮功能

11. 市場趨勢與應(yīng)用

視頻壓縮正在市場中催生數(shù)量日益增長的數(shù)字視頻產(chǎn)品。采用數(shù)字視頻壓縮技術(shù)的終端設(shè)備范圍廣泛，從電池驅(qū)動的便攜設(shè)備到高性能基礎(chǔ)設(shè)備。表 2 概述部分應(yīng)用、主要需求、采用的典型視頻編解碼器及其在這些應(yīng)用中的發(fā)展趨勢。

表 2：標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用采用的典型編解碼器與發(fā)展趨勢

12. 實時實現(xiàn)

數(shù)字視頻的最佳處理器解決方案取決于具體的目標(biāo)應(yīng)用。TI 擁有可支持多種標(biāo)準(zhǔn)并滿足主要設(shè)計及系統(tǒng)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(yīng)用處理器、高性能 c6000 DSP 與視頻優(yōu)化的高性能 DM64x 和 DM644x 數(shù)字媒體處理器。目前倍受關(guān)注的處理器之一是未面世的 DM6446，我們將在本節(jié)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(tǒng)的需求而設(shè)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(shù)[16]。DM6446 的雙內(nèi)核架構(gòu)兼具 DSP 和 RISC 技術(shù)優(yōu)勢，集成了時鐘頻率達 594MHz 的 c64x+ DSP 內(nèi)核與 ARM926EJ-S內(nèi)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(fā)的第二代高性能高級 VLIW 架構(gòu)的增強版之上。c64x+ 與前代 C6000 DSP 平臺代碼兼容。DM644x 等可編程數(shù)字媒體處理器可以支持所有的現(xiàn)有業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)以及采用單個可編程數(shù)字媒體處理器的專有視頻格式。DM6446 還具有片上內(nèi)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(shè)。DM6446 還包含一種視頻／影像協(xié)處理器 (VICP)，用于減輕相關(guān)算法（如：JPEG、H.264、MPEG4 與 VC-1）的 DSP 內(nèi)核繁重的視頻與影像處理負擔(dān)，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(biāo)準(zhǔn)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(shù)據(jù)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(zhì)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(shù)據(jù)是根據(jù)現(xiàn)有／計劃實施而得出的典型測試數(shù)據(jù)。另外，編碼器負載隨目標(biāo)應(yīng)用不同而存在顯著差異。壓縮標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定需要的語法與可用的工具，不過許多算法結(jié)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(zhì)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(xiàn)不同的視頻質(zhì)量水平。

13. 結(jié)論

越來越多的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)可以針對具體最終應(yīng)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(wǎng)絡(luò)化連接發(fā)展的趨勢意味著許多產(chǎn)品越來越需要支持多種標(biāo)準(zhǔn)。多種標(biāo)準(zhǔn)和專有算法的流行也使我們難以選擇單個標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在硬件決策經(jīng)常超前于產(chǎn)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(fù)雜性。工具和功能的選擇是與特定應(yīng)用和用例息息相關(guān)的重復(fù)過程。由于必須支持的編解碼器數(shù)量的增多以及針對具體解決方案和應(yīng)用而對編解碼器進行優(yōu)化的選擇范圍更為廣泛，因此在數(shù)字視頻系統(tǒng)中采用靈活的媒體處理器是大勢所趨。DM6446 等數(shù)字媒體處理器可充分滿足性能處理需求同時架構(gòu)靈活，從而能夠快速把新標(biāo)準(zhǔn)實施推向市場，其中包括：H.264、AVS 與 WMV9。我們可以在標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)大大小小的修改并且滿足應(yīng)用不斷變化的質(zhì)量需求。