FH8735 在H.264 音视频压缩卡上的应用
1 前言
音视频压缩卡是数字视频监控的重要产品，主要有软压缩卡和硬压缩卡。软压缩卡，由于PCI 总线数据吞吐量太大，而且主要由CPU 进行H.264 图像压缩处理，导致其稳定性较差。硬压缩卡的主要方案有DSP 和ASIC 方案，DSP 方案的技术难度大，开发门槛高；早期的ASIC 芯片没有满足监控市场的特殊需求，比如说动态侦测、时间戳叠加、屏幕遮挡、动态调整帧率等，使得早期的ASIC 方案在压缩卡产品中反应平平。
随着视频监控产品的规格化，ASIC 方案在成本和稳定性方面逐渐显露出优势，富瀚微电子公司顺应安防市场的趋势，针对音视频压缩卡市场适时推出了FH8735 芯片。FH8735能够支持两路720P30 高清或者8 路D1 或者16 路CIF 的实时编码，大大提高了压缩卡的集成度，降低了成本，同时，进一步降低硬压卡的开发门槛。
FH8735 是一款高性能的H.264 压缩芯片，支持H.264 Main profile 和Baseline profile 视频压缩格式，可以进行八路标清或者2 路720p 高清的实时压缩编码和多路音频编码。在编码的同时，完成音视频同步，输出ES/PES/PS/TS。
除了高性能的视频编码能力，FH8735 提供了丰富的视频预处理功能，如de-interlace,de-noise, OSD 叠加，缩放，移动侦测等。
FH8735 的视频输入接口可以同时接收8 路标准BT.656。也可以根据需要把视频输入接口配置为2 路高清视频输入接口。FH8735 可以接收来自CMOS/CCD 模组, 视频解码器，LVDS 接收器以及HDMI 接收器等输出的数字视频。除此之外，FH8735 可以直接接收TW2815/TW2816 输出的增强656 视频。
FH8735 可以同时接收八路立体声音频输入。亦可以根据应用的需要配置为16 路单声道的音频输入。
为了配置外接的视频和音频接收芯片，FH8735 提供两路完全独立的标准I2C 接口，以应对可能出现的外部设备I2C 地址的冲突。
FH8735 的典型应用包括视频会议系统，安防监控等需要高分辨率或者多路视频编码的领域。
FH8735 的系统方框图如下图所示：
和其他同类型芯片相比，FH8735 主要技术优势如下：
1) 超强压缩编码性能
FH8735 的H.264 编码由纯硬件完成，具有高编码能力、高编码质量、低功耗等特点。FH8735 支持双码流，编码能力最高可支持8D1+8CIF 实时编码：
200fps D1+ 200fpsCIF @PAL
240fps D1+ 240fpsCIF @NTSC
通过对典型视频编码的对比结果表明，在相同的码率下，FH8735 接近JM11.0 的视频编码质量。
2) 针对视频监控的视频处理功能
为了满足数字视频监控的特殊功能需求，FH8735 提供了灵活的视频编码选项和专门的数字视频处理功能。可以在编码的同时修改分辨率、码流、帧结构等编码参数。在压缩过程中可强制关键帧输出、改变帧率、量化系数、分辨率、码流、帧结构而无须停止、启动压缩编码。另外，FH8735 支持对输入视频进行去隔行、去噪声、多个文本和图形OSD 叠加、图像画面缩小、移动侦测等多种图像处理功能，还支持抓取无损的原始视频信号，供主机端进行一些智能化分析和处理如车牌识别，人脸识别等。
FH8735 内部有两组独立的DDR 控制器，可以接两组外部DDR SDRAM。根据实际系统对编码器性能的需求配置一组或者两组外部DDR SDRAM。
3) 专利码率控制技术
FH8735 提供四种码率控制策略：固定量化系数（QP：quantisation parameter），恒定比特率(CBR：Constant Bit Rate），可变比特率(VBR：Variable Bit Rate)和平均比特率(ABR：Average Bit Rate）。每种算法都经过精心优化，能自适应对视频场景进行预先检测和判断，从而在保证视频主观质量的同时，又使得编码器输出的码率平滑和稳定，保证网络传输的效率和稳定性。特别是ABR 算法，因其算法的创新性和实用性，获得了一项国家专利认证。
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