隨著數(shù)字多媒體的應(yīng)用日漸廣泛，視頻解碼 在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中變成一個(gè)基本要素,。視頻標(biāo)準(zhǔn)有多種,，依賴(lài)于產(chǎn)品可實(shí)施其中的一個(gè)或者多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然這不是全部,，視頻僅僅是多媒體碼流的一部分,，另外還 有音頻或者語(yǔ)音需要并行處理。因此,，一個(gè)精確的處理存儲(chǔ)或數(shù)據(jù)流的同步層是必需的,。此外，視頻解碼本身對(duì)性能要求較高,，需要不同于先前基于語(yǔ)音和信息應(yīng)用 的系統(tǒng)架構(gòu);這就對(duì)便攜系統(tǒng)提出了特殊挑戰(zhàn),，而桌面應(yīng)用同樣面臨這些問(wèn)題。
通用視頻標(biāo)準(zhǔn)和編解碼器
聯(lián)合視頻組(Joint Video Team, JVT)由 ITU的視頻編碼專(zhuān)家組(Video Coding Experts Group, VCEG)和ISO/IEC運(yùn)動(dòng)圖像專(zhuān)家組(Moving Picture Experts Group, MPEG)組成,。VCEG開(kāi)發(fā)自愿性標(biāo)準(zhǔn),，用于會(huì)話(huà)和非會(huì)話(huà)類(lèi)音/視頻應(yīng)用的先進(jìn)移動(dòng)圖像編碼。 MPEG開(kāi)發(fā)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),，用于移動(dòng)圖像,、音頻及兩者組合的壓 縮、編碼,、解壓縮,、處理等，以滿(mǎn)足各種應(yīng)用,?？傊?，JVT已經(jīng)開(kāi)發(fā)了包括ITU H.262/MPEG2和H.264/MPEG-4 AVC在內(nèi)的最流行的視頻標(biāo)準(zhǔn),。
MPEG-2 Video/H.262：MPEG2(ISO/IEC 13818-2)，也被稱(chēng)為ITU-T H.262,，是目前消費(fèi)類(lèi)電子視頻設(shè)備中使用最廣泛的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),。MPE2視頻用于數(shù)字電視廣播：包括地面、電纜和直接衛(wèi)星廣播,。它能在25fps (Pal)或者30fps(NTSC)的固定幀率下達(dá)到720x576象素成像,。此外,，它也是DVD視頻中必需的編解碼器。
MPEG-4-SP/ASP： ISO/IEC 14496-2描述了 MPEG4簡(jiǎn)單類(lèi)(Simple Profile, SP)/高級(jí)簡(jiǎn)單類(lèi)(Advanced Simple Profile, ASP),。其中,，SP用于下一代便攜式終端和窄帶互聯(lián)網(wǎng)。而ASP增加若干工具,，編碼效率提高了1.5到2倍,。他們兩個(gè)均在市場(chǎng)上獲得越來(lái)越多的接受
MPEG-4-AVC/ITU-T H.264：先進(jìn)視頻編碼(AVC)是由ISO/MPEG和ITU-T聯(lián)合技術(shù)委員會(huì)開(kāi)發(fā)的多媒體標(biāo)準(zhǔn)。AVC提供更高的壓縮率,，更好的視頻質(zhì)量和比MPEG2更高的容錯(cuò)性,，有望用于互聯(lián)網(wǎng)廣播和移動(dòng)通訊。
Windows Media Video(WVM)/SMPTE VC-1：WMV9是微軟的多媒體標(biāo)準(zhǔn),，其特性包括支持流處理,，可變比特率，以及與MPEG-4-AVC/H.264相媲美的容錯(cuò)工具,。除了用于家庭電 腦,，WMV9目前也在電影院用于數(shù)字投影。電影中使用的編碼可以是7~12Mbps的恒定比特率CBR或可變比特率VBR,，并達(dá)到DVE解析度 (720x480),。
應(yīng)用方案
特定的目標(biāo)應(yīng)用決定了系統(tǒng)要求，因而帶動(dòng)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的選擇,。
個(gè)人媒體播放器(PMP)：個(gè)人媒體播放器是帶大容量存儲(chǔ)器的便攜式設(shè)備,，通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)的文件進(jìn)行解碼，可以觀(guān)看視頻,、聽(tīng)音樂(lè)或者瀏覽數(shù)碼照片,。由于是便攜式播 放器，因此功耗至關(guān)重要,。既然編碼和流處理功能都不需要,，并且屏幕尺寸通常是比較小的QVGA或者CIF格式，其可通過(guò)基于DSP的 方案很好的解決,。采用DSP的優(yōu)勢(shì)還在于可輕松支持多種視頻和音頻標(biāo)準(zhǔn),。例如：LSI針對(duì)高性能嵌入式系統(tǒng)的可授權(quán)DSP核ZSP500，可為此類(lèi)應(yīng)用提 供充足的視頻處理能力,。此外,，ZSP500還可以提供杰出的音頻解碼能力，使DSP可在較低的頻率下運(yùn)行;從而使音頻/視頻子系統(tǒng)功耗很低,。而存儲(chǔ)器,、鍵 盤(pán)、顯示和文件系統(tǒng)可通過(guò)微控制器執(zhí)行,。
當(dāng)然,，某些PMP具備把播放器連接到普通電視機(jī)的視頻輸出功能,。雖然PMP集成的顯示屏幕相對(duì)較小，但現(xiàn)在的視頻解碼尺寸通常達(dá)到D1格式,。依據(jù)播放器的功 能列表要求,，設(shè)備需要集成1個(gè)或者多個(gè)視頻解碼標(biāo)準(zhǔn);對(duì)于在電視幀率(25-30幀/秒)下D1格式視頻解碼，硬件視頻解碼器是最佳選擇,。多個(gè)視頻解碼標(biāo) 準(zhǔn)可能需要多個(gè)硬件模塊,。實(shí)行多個(gè)解碼標(biāo)準(zhǔn)會(huì)提高系統(tǒng)成本，但不會(huì)提高功耗,，因?yàn)橥粫r(shí)間只有一個(gè)模塊會(huì)被激活,。多標(biāo)準(zhǔn)音頻解碼可在小而高效的嵌入式 DSP核中實(shí)現(xiàn)，而無(wú)需增加額外的硬件成本(存儲(chǔ)解碼器的空間除外),。而微控制器將用于控制DSP和視頻硬件解碼器,。
當(dāng)僅用于播放音頻時(shí)— 如典型的MP3播放器，也可使用單DSP解決方案,。此系統(tǒng)中DSP進(jìn)行音頻解碼,、文件/流數(shù)據(jù)處理，還同時(shí)控制鍵盤(pán),、顯示屏和存儲(chǔ)器等,。由于DSP處理音 頻解碼更為高效，因此使用如ZSP400 DSP而非微控制器可以顯著降低功耗,。此外,，基于DSP的解決方案可進(jìn)行軟件升級(jí)，以支持運(yùn)算更為密集的音頻標(biāo)準(zhǔn)(比如aac Plus),，此時(shí)微控制器可能無(wú)法處理額外增加的負(fù)荷,。
視頻移動(dòng)電話(huà)：該類(lèi)應(yīng)用的視頻尺寸是QCIF或者CIF，幀率從10到30幀每秒,。 是否需要支持多種視頻/音頻解碼標(biāo)準(zhǔn)取決于電話(huà)的功能要求,。視頻將是流視頻或者短的視頻序列回放。通過(guò)軟件解碼而無(wú)需額外硬件,，既可滿(mǎn)足這些設(shè)備的性能要 求,。而且大多數(shù)的電話(huà)集成了微控制器和DSP，因此視頻解碼可通過(guò)DSP實(shí)現(xiàn),，這也使得低功耗精巧系統(tǒng)成為可能,。另外一些電話(huà)可能包含PMP或者數(shù)碼攝像 機(jī)的一些功能，單純的DSP設(shè)計(jì)方案無(wú)法滿(mǎn)足要求,，這就需要額外的硬件加速,。
視頻桌面電話(huà)：該設(shè)備提供視頻會(huì)議功能，需要在強(qiáng)實(shí)時(shí)限制下完 成編解碼,。如果幀尺寸和幀率有限,，單DSP解決方案仍然可行。然而,，大部分桌面電話(huà)具備QVGA或者更大的顯示屏;此外,，用戶(hù)通常期望有比無(wú)線(xiàn)移動(dòng)設(shè)備更 佳的語(yǔ)音/視頻質(zhì)量。這意味幀率應(yīng)當(dāng)更高,，掉幀率/卡幀率應(yīng)當(dāng)盡可能低,，此時(shí)可能需要采用硬件解決方案完成視頻編解碼。語(yǔ)音編解碼可通過(guò)低成本的DSP (如ZSPneo)或者系統(tǒng)中的微控制器實(shí)現(xiàn),。