FH8735在音視頻壓縮卡上的應用設計 - 全文

　　1 前言

　　隨著視頻監控產品的規格化，ASIC 方案在成本和穩定性方面逐漸顯露出優勢，針對音視頻壓縮卡市場適時推出了FH8735 芯片。FH8735能夠支持兩路720P30 高清或者8 路D1 或者16 路CIF 的實時編碼，大大提高了壓縮卡的集成度，降低了成本，同時，進一步降低硬壓卡的開發門檻。

　　2 FH8735 H.264 壓縮芯片簡介

　　FH8735 是一款高性能的H.264 壓縮芯片，支持H.264 Main PROFILE 和Baseline PROFILE 視頻壓縮格式，可以進行八路標清或者2 路720p 高清的實時壓縮編碼和多路音頻編碼。在編碼的同時，完成音視頻同步，輸出ES/PES/PS/TS。

　　除了高性能的視頻編碼能力，FH8735 提供了豐富的視頻預處理功能，如de-interlace,de-noise, OSD 疊加，縮放，移動偵測等。

　　FH8735 的視頻輸入接口可以同時接收8 路標準BT.656。也可以根據需要把視頻輸入接口配置為2 路高清視頻輸入接口。FH8735 可以接收來自CMOS/CCD 模組, 視頻解碼器，LVDS 接收器以及HDMI 接收器等輸出的數字視頻。除此之外，FH8735 可以直接接收TW2815/TW2816 輸出的增強656 視頻。

　　FH8735 可以同時接收八路立體聲音頻輸入。亦可以根據應用的需要配置為16 路單聲道的音頻輸入。

　　為了配置外接的視頻和音頻接收芯片，FH8735 提供兩路完全獨立的標準I2C 接口，以應對可能出現的外部設備I2C 地址的沖突。

　　FH8735 的典型應用包括視頻會議系統，安防監控等需要高分辨率或者多路視頻編碼的領域。

　　FH8735 的系統方框圖如下圖所示：

　　圖1　 FH8735 的系統方框圖

　　和其他同類型芯片相比，FH8735 主要技術優勢如下：

　　1) 超強壓縮編碼性能

　　FH8735 的H.264 編碼由純硬件完成，具有高編碼能力、高編碼質量、低功耗等特點。FH8735 支持雙碼流，編碼能力最高可支持8D1+8CIF 實時編碼：

　　200fps D1+ 200fpsCIF @PAL

　　240fps D1+ 240fpsCIF @NTSC

　　通過對典型視頻編碼的對比結果表明，在相同的碼率下，FH8735 接近JM11.0 的視頻編碼質量。

　　2) 針對視頻監控的視頻處理功能

　　為了滿足數字視頻監控的特殊功能需求，FH8735 提供了靈活的視頻編碼選項和專門的數字視頻處理功能。可以在編碼的同時修改分辨率、碼流、幀結構等編碼參數。在壓縮過程中可強制關鍵幀輸出、改變幀率、量化系數、分辨率、碼流、幀結構而無須停止、啟動壓縮編碼。另外，FH8735 支持對輸入視頻進行去隔行、去噪聲、多個文本和圖形OSD 疊加、圖像畫面縮小、移動偵測等多種圖像處理功能，還支持抓取無損的原始視頻信號，供主機端進行一些智能化分析和處理如車牌識別，人臉識別等。

　　FH8735 內部有兩組獨立的DDR 控制器，可以接兩組外部DDR SDRAM。根據實際系統對編碼器性能的需求配置一組或者兩組外部DDR SDRAM。

　　3) 專利碼率控制技術

　　FH8735 提供四種碼率控制策略：固定量化系數(QP：quantisation parameter)，恒定比特率(CBR：Constant Bit Rate)，可變比特率(VBR：Variable Bit Rate)和平均比特率(ABR：Average Bit Rate)。每種算法都經過精心優化，能自適應對視頻場景進行預先檢測和判斷，從而在保證視頻主觀質量的同時，又使得編碼器輸出的碼率平滑和穩定，保證網絡傳輸的效率和穩定性。特別是ABR 算法，因其算法的創新性和實用性，獲得了一項國家專利認證。

　　3 基于FH8735 的音視頻壓縮卡方案

　　為加快客戶的前期*估和開發需要，富瀚提供了基于FH8735 的8 路D1，16 路CIF 全實時和16 路D1 非實時的音視頻壓縮卡參考設計。該壓縮卡支持最多16 路音頻和16 路視頻輸入，可以完成音視頻的采集，H.264 編碼，并通過PCI 接口發送到主機。基于FH8735 音視頻壓縮卡參考設計的系統示意圖如下：