视频压缩技术的系统考虑

10. 各编解码器的功能与工具对比

表1概述我们介绍的视频标准采用的主要压缩功能与工具。

表 1：标准编解码器中的主要压缩功能

11. 市场趋势与应用

视频压缩正在市场中催生数量日益增长的数字视频产品。采用数字视频压缩技术的终端设备范围广泛，从电池驱动的便携设备到高性能基础设备。表 2 概述部分应用、主要需求、采用的典型视频编解码器及其在这些应用中的发展趋势。

表 2：标准应用采用的典型编解码器与发展趋势

12. 实时实现

数字视频的最佳处理器解决方案取决于具体的目标应用。TI 拥有可支持多种标准并满足主要设计及系统约束需求的各种 DSP。TI 的解决方案范围广泛，其中包括低功耗 c5000 DSP 与移动OMAP 应用处理器、高性能 c6000 DSP 与视频优化的高性能 DM64x 和 DM644x 数字媒体处理器。目前倍受关注的处理器之一是未面世的 DM6446，我们将在本节中进行介绍。

德州仪器 (TI) 的 DM 系列处理器专门针对高端视频系统的需求而设计。该系列的最新处理器是功能强大的 DM6446[15]，其采用了 TI 的达芬奇 (DaVinci) 技术[16]。DM6446 的双内核架构兼具 DSP 和 RISC 技术优势，集成了时钟频率达 594MHz 的 c64x+ DSP 内核与 ARM926EJ-S内核。新一代 c64x+ DSP 是 TMS320C6000(tm) DSP 平台中性能最高的定点 DSP，并建立在 TI 开发的第二代高性能高级 VLIW 架构的增强版之上。c64x+ 与前代 C6000 DSP 平台代码兼容。DM644x 等可编程数字媒体处理器可以支持所有的现有业界标准以及采用单个可编程数字媒体处理器的专有视频格式。DM6446 还具有片上内存，包括一个 2 级高速缓存和众多具有视频专用功能的外设。DM6446 还包含一种视频／影像协处理器 (VICP)，用于减轻相关算法（如：JPEG、H.264、MPEG4 与 VC-1）的 DSP 内核繁重的视频与影像处理负担，从而使更多的 DSP MIPS 能够用于视频后处理或者其他并行运行等功能。

表3说明 DM6446 在各种标准下保持 D1 (720(480) 分辨率大约所需要的频率。

3：单片TI DM6446 平台处理 D 1 30fps（720(480）、YUV 4:2:0 性能所需要频率典型值。

表解码器性能数据是针对最差情况下的比特流。解码器性能随所采用功能组合的变化而变化。上述例子中假定为高品质的编码。DM6446 上的 c64x+ 可达到 594MHz 的时钟频率。

请注意：所显示的编码频率数据是根据现有／计划实施而得出的典型测试数据。另外，编码器负载随目标应用不同而存在显著差异。压缩标准规定需要的语法与可用的工具，不过许多算法结果取决于具体实施情况。主要变量包括：比特率控制算法、单通道与多通道编码、I/B/P 帧比率、运动搜索范围、运动搜索算法、以及选用的个别工具与模式。这种灵活性允许我们在计算负载和改进质量之间做出不同取舍。显然所有编码器都可以采用或高或低的频率实现不同的视频质量水平。

13. 结论

越来越多的视频压缩标准可以针对具体最终应用提供越来越高的压缩效率和越来越丰富的工具。另外，向网络化连接发展的趋势意味着许多产品越来越需要支持多种标准。多种标准和专有算法的流行也使我们难以选择单个标准，尤其是在硬件决策经常超前于产品部署的情况下。不仅如此，每个视频编码算法都提供丰富的工具与功能选择，以平衡压缩效率的复杂性。工具和功能的选择是与特定应用和用例息息相关的重复过程。由于必须支持的编解码器数量的增多以及针对具体解决方案和应用而对编解码器进行优化的选择范围更为广泛，因此在数字视频系统中采用灵活的媒体处理器是大势所趋。DM6446 等数字媒体处理器可充分满足性能处理需求同时架构灵活，从而能够快速把新标准实施推向市场，其中包括：H.264、AVS 与 WMV9。我们可以在标准定义阶段实施算法并且保持软件算法与工具的更新，从而紧随标准大大小小的修改并且满足应用不断变化的质量需求。