Xilinx? Zynq? UltraScale+?　助力維海德打造同時支持NDI?和12G-SDI的4K60超高清專業云臺攝像機

項目概覽

深圳市維海德技術股份有限公司成立于2008年5月，主要從事高清及超高清專業攝像機、視頻會議終端、會議麥克風等音視頻通訊設備的研發、生產、銷售和相關技術服務，產品廣泛應用于商務視頻會議、錄播、政企業務、遠程教育、遠程醫療、網絡直播、廣播，紅外測溫等多個應用領域，業務遍及全球約50 個國家和地區。

行業：專業音視頻

總部： 中國深圳

成立時間：2008年

網址：http://www.vhd.com.cn/

圖 1 – 維海德VX600NF 4K超高清攝像機。

項目簡介

廣播、錄播、遠程教育、遠程醫療和視頻會議等領域的高端會議市場，對攝像機提出了高清晰度，無壓縮或輕壓縮遠距離傳輸，以及低時延，多接口和高性價比等苛刻要求。尤其對低時延的需求，由于技術難度較大，市場上鮮有方案和產品能夠完全滿足高端用戶對“超高清 （UHD）”的追求。

作為為數不多的UHD攝像機供應商，維海德自主研發并制造的上一代高性價比4K攝像機，曾經為超高清視頻系統的部署和普及做出過重要貢獻， 而其最新打造的高端云臺（PTZ，Pan-Tilt-Zoom ）攝像機VX600NF，則作為同時支持NDI? 和12G-SDI接口的4K60超高清攝像機，再次將超高清攝像機技術推上了一個新的高峰，讓高端視頻會議系統的部署觸手可及。該攝像機的核心器件是賽靈思Xilinx? Zynq? UltraScale+? EV 系列自適應計算平臺。

設計挑戰

12G-SDI（12Gbits/s Serial Digital Interface，串行數字接口）是一種廣泛使用的行業標準，用于通過單個同軸電纜傳輸未壓縮和未加密的數字視頻信號。12G-SDI能夠支持高達4Kp60的分辨率，并向后兼容HD-SDI（720p/1080i）和3G-SDI（1080p）。

而NDI （（Network Device Interface，網絡設備接口）則是由NewTek開創的高質量、低時延、多通道IP視頻傳輸標準。它是一種I幀高速協議，具有超低時延（小于1幀）和幾乎質量無損的優點。隨著當前視頻會議流媒體應用的日益繁榮，NDI提供了一種高性價比的傳輸技術，可以使用標準以太網輕松布線和靈活分發。

高性能會議攝像機必須具有適應所有主流AV接口的能力，包括HDMI、NDI和12G-SDI，并能夠提供卓越的圖像質量，滿足嚴格的尺寸和功耗要求。維海德希望打造一款4K超高清攝像機，既能夠同時支持12G-SDI和NDI，還能滿足便攜式尺寸和功耗需求。 為此，其對作為設計核心的芯片平臺提出了更高的要求，需要其可以滿足設計團隊對性能、ISP圖像處理、系統集成、時延和功耗等各個方面的追求，

解決方案

經過與市場上的ASIC等方案對比，維海德最終選擇了賽靈思靈活應變的Zynq UltraScale+ MPSoC EV 系列自適應計算平臺。

維海德公司設計總監梁明表示“賽靈思高度集成的多核異構Zynq UltraScale+ MPSoC EV系列，以及其特有的硬件可編程優勢，使得我們可以更高的性能進行視頻編解碼，也有充足的邏輯資源支持SDI和NDI標準，并為我們保障產品的競爭力和迭代能力提供重要支持”

賽靈思 Zynq UltraScale+ MPSoC EV系列，專門針對多媒體應用而設計，是開發更低成本、更低功耗以及更高性能高集成視頻會議設備的理想選擇。其擁有4K60 4:2：2 10bit的編解碼能力，相對于4K30 8bit產品，大幅提升了超高清影像的流暢度．使得整個影像在色彩層次與過渡上更加細膩。在編碼格式上，Zynq UltraScale+ MPSoC EV不僅集成了 H.264/AVC 同步編碼和解碼，還集成了 H.265/HEVC 等視頻編解碼等特性。在同等碼率下，H.265/HEVC提供了更高的畫質效果和更低的時延，這對遠程培訓視頻流等多種場合的應用至關重要。

同時Zynq UltraScale+ EV片內集成了可編程邏輯、block RAM、DSP等資源，可用于實現具有自動聚焦、自動白平衡、自動曝光效果（3A）功能的復雜圖像信號處理IP。借助這個平臺，維海德為VX600NF自主研發的4K HDR技術在提升圖像暗部細節的同時，不丟失亮處圖像信息，從而大幅增強了畫質。

在開發工具方面，梁明還表示“賽靈思 Vivado 版本提供了大量現成的視頻相關IP，大幅降低了開發門檻并縮短了我們的開發周期。Peatlinux工具則通過自動生成針對嵌入式處理IP核定制 Linux 開發板支持包， 大大簡化了我們嵌入式軟件的開發流程，提升了開發效率。 ”

設計成效

借助賽靈思Zynq UltraScale+ MPSoC EV平臺，使得維海德發布的VX600NF 4K超高清高端云臺攝像機：

1. 實現了突破性的4K60幀原始視頻傳輸

2. 實現了用NDI協議簡化傳輸鏈路，使得高質量、可實時編輯的視頻網絡傳輸成為可能

3. 彌補了高端視頻會議行業超高清普及應用缺乏超高清攝像機的“短板”

4. 為高端視頻會議帶來了更細膩的畫質和功能更強大的ISP

5. 鞏固了VHD在高端會議相機領域的領導地位。