使用编解码器节省带宽、存储与成本

音视频编码器、解码器及转码器可通过从获取到播放的广播及 Pro AV 提供链找到。使用现在接受 RAW 格式的编解码器在摄像头传感器位置实施压缩编解码器。在后期制作、远程制作与投放、电影与 AV-over-IP 中将其用作中间或夹层编解码器。在最终分配给消费者的过程中也可找到它们,其支持有损 OTT 流媒体和 DTH 分配编码。在任何情况下,这都是在功率、成本、封装、视频质量、时延与通道密度之间进行利弊权衡的完美平衡。Xilinx 灵活应变的平台提供集成型编解码器单元、来自 Xilinx 联盟合作伙伴的 IP 核以及低成本实时实现方案直至 8K 的硬件加速功能,不仅可支持大多数现有及新兴编解码器,而且还能与之一起发展。

使用编解码器节省带宽、存储与成本

编解码器的发展历程

编解码器的发展历程

H.264/H.265 (AVC/HEVC)

H.264/AVC/MPEG-4 第 10 部分是一种由 ITU-T 和 MPEG 组成的联合视频团队制定的数字视频编解码标准。H.264 旨在为相同的图像质量提供 MPEG-2 一半的比特率,其广泛用于各种高清电视发行标准、IP 摄像头、PC 以及基于 Web 的流媒体平台和移动电话。H.265/HEVC 是 ITU-T 公司推出的一种较新的视频编码标准,旨在进一步提高编码质量,其目的是在画质与 H.264 相同的情况下,将比特率再降低 50%。此外,H.265 还支持 4K 和 8K 超高清视频。最近推出了许多新的编解码器,如 VVC 和 LC-EVC 等,这只是两个示例,但 AVC 和 HEVC 是行业中非常成熟的“主力”编解码器,未来几年其仍将保持主力地位,具有切实的可行性。

Xilinx 通过 Zynq UltraScale+ MPSoC 提供一个独特的平台,能够以 4:2:2 10 位的广播质量实现 4K60(或多通道 SD/HD)的同步编码与解码。 凭借其业界领先的低时延,它不仅是各种投放及专业流媒体应用的理想选择,也是高密度多通道 OTT 编码器的理想选择。该编解码器具有很高的可配置性,可在比特率、质量、时延以及功率之间实现利弊权衡。

H.264/H.265 (AVC/HEVC) logo

JPEG 2000

EMMY® 获奖的 JPEG 2000 IP 核

JPEG 2000 是一种基于微波的图像编码系统,提供高度的可扩展性和可访问性。 内容能够在任何质量下进行一次性编码,直到无损,而且能够在大量其它质量和分辨率下或通过感兴趣的区域对其进行访问和解码。此外,它还提供故障弱化,因此不仅将模糊(而不是引入)诸如基于 DCT 的编解码器等块状工件,而且还将处理多代编解码传输。该标准于 2000 年由 ISO 标准化后继续发展,较新的版本含超低时延 (ULL) 和高吞吐量 (HT) 模式。JPEG 2000 是数字电影的强制压缩格式,广泛用于存档、投放(支持 ST 2022 AV-over-IP 并由 VSF TR-01 定义),以及 4K60 可通过 1GE 链路传输的专业音视频 IP 网络。 在 Xilinx 平台上实施 JPEG 2000,可实现在单路设备上提供 4K 和 8K 支持,这是以前使用标准 ASSP 无法实现的。使用具有 Xilinx 合作伙伴获奖 IP 核的 Xilinx 平台,您可以编码或解码高达 8K60 4:4:4 10 位的 JPEG 2000 图像和视频,质量、高速度和紧凑的封装都是无可比拟的。

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JPEG XS

一种用于替代无压缩视频的全新 ISO 编解码格式

由于不断增加的分辨率 (4K/8K)、更高的帧速率、360°捕获和更高质量的像素(例如 HDR),所有器件和基础架构都必须应对不断增加的数据量。无论是 AV-over-IP、虚拟实境、游戏、现场制作、远程制作还是数字电影工作流程,JPEG XS 夹层编解码器标准都可应用于目前使用的任何无压缩视频。作为一种轻量级的图像编码系统,它在保持无损图像质量的同时,还可通过从 2:1 到 12:1(甚至更多)的压缩比提供基于行的时延。通过 Xilinx 合作伙伴及 JPEG XS 的先驱 intoPIX 提供,占用空间少意味着它几乎可以针对 Xilinx 的任何平台,而且随着 JPEG XS 标准的发展,其灵活应变性可带来永不过时的优势。

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TICO-XS FIP

将 JPEG XS 与完美成像配置文件 (FIP) 结合在一起的全新编解码器

合作伙伴 intoPIX 的 TicoXS FIP 编解码器,旨在实现最佳 4K 及 8K AV 发布标准和工作流程。它可使用 Cat5e 线缆 (1GbE) 或无线链路 (WiFi-6、 60Ghz,……)通过 IP 传输 4K 和 8K 内容,在 Xilinx 平台上,不仅质量极佳、无时延,而且空间占用也很少。结合 JPEG XS 的支持,FIP 编码配置文件还可提供额外的编码效率。它可针对复杂桌面以及自然内容保持无损质量,支持基于行的时延、高压缩比以及数据包丢失的错误隐藏。主要应用包括无线 AV 与显示器、KVM、AV-over-IP(如 IPMX)以及游戏等。在质量、可靠性和用户体验方面提供最佳性能,用户现在可以构建可持续性更高的 AV 产品及工作流程。

TicoXS FIP

Colibri

 

在保持视觉无损视频的同时,优化至完美的编码图形内容

Xilinx 合作伙伴 Audinate 的 Colibri 编解码器是专门针对 AV-over-IP 以及高质量复杂图形内容(包括文本、电子表格和动画)的完美发行与交付而开发的。Colibri 已经针对专业 AV 的主要使用案例进行了优化:通过 1GE 和 2.5GE 提供 4K60 的质量。同时,它也是永不过时的,随时可支持 8K AV 流媒体。除了完美的图像质量,Colibri 编解码器还可为纯粹 24 条视频线确保接近零的时延,因此是 KVM 或控制室应用的理想选择。由于 Colibri 空间占用少,因此几乎可以在所有 Xilinx 平台上实施。

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Apple ProRes

多流实时编辑性能

Apple ProRes™ 是一款专业后期制作使用的普及型编解码器。Apple ProRes 编解码器支持高达 4K 及 5K 的各种 4:2:2 和 4:4:4 格式,旨在针对离线媒体工作流程中不同的使用案例提供不同的比特率和视频质量。

Xilinx 合作伙伴 IBEX Technologies 提供一系列 Apple ProRes 编解码器 IP 核,现已登上苹果授权产品名单,可提供基于 FPGA 的实施方案。

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VC-2

轻量级编解码器,无需使用外部 DDR,便可提供极低的时延

BBC 于 2005 年推出 Dirac,这是一款开放式、基于微波的无专利视频编解码器,后来由 SMPTE 标准化为 VC-2。Audinate 的 VC-2 HQ IP 不仅可实现在 SMPTE ST 2042-1:2017 中定义的 VC-2 编解码器,而且还可为处理压缩过的比特流提供所有支持机制。无需外部 DDR,空间占用极少,因此 VC-2 几乎可在所有 Xilinx 器件上实现,包括 Xilinx 成本优化型产品系列中的器件。VC-2 HQ 可为以极低时延和高视频质量轻度压缩视频实现一种高效的途径,特别适合通过 10GE 移动 8K 视频或通过 1GE/2.5GE 移动 4K 视频。

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MPEG-5 (EVC, LCEVC) & H.266 (VVC)

下一代 ITU-T/MPEG 编解码器

MPEG-5 第 1 部分基本视频编码 (EVC) 的基本规范于 2020 年发布,在主要规范中仍提供一个增强工具集(需支付专利费)以提高压缩性能的同时,现已为内容制作人构建了一个免专利费的选项。

与此同时,MPEG-5 第 2 部分低复杂度增强视频编码 (LCEVC) 旨在通过使用一个基本比特流和一个增强比特流来提高现有编解码器的压缩效率。一组 LCEVC 编解码器的输出实质上是一个增强层,当它与使用一个单独的编解码器(AVC 和 HEVC 等)编码的视频相结合时,会产生一个增强的视频流,带来更高的视频质量。

通用视频编码 (VVC) 是全新的 H.266 编码标准,旨在与 HEVC 相比,将压缩效率提高 30%-50%。VVC 的目标是更好地传输 4K、8K 甚至 16K 的超高清内容并提高对高动态范围 (HDR) 和 360°视频的支持。

EVC、VVC 和 LCEVC 仍然是全新的,需要时间来证实,但 Xilinx 的合作伙伴 V-Nova 在 LCEVC 标准的开发中发挥了重要作用,并且已经构建了一款现在可在 Xilinx Alveo PCIe 加速卡上评估和部署的容器化应用。

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音频编解码器

领先专业音频编解码器的低成本集成

Xilinx 平台使工程师能够将音频功能快速集成到其产品中,提供差异化,通道密度,实现快速上市。设计者可以充分利用 Xilinx 平台所具有的 DSP 性能、带宽和功能来实现片上系统设计,这样无需使用独立组件即可执行各项音频处理任务,从而显著降低成本,这对于多通道音频应用而言尤为如此。Xilinx 提供 ASSP 和 DSP 的经济高效、灵活的替代解决方案;Xilinx 世界级合作伙伴生态系统可提供音频和语音编解码器和回波消除器等。联盟合作伙伴 Ittiam 提供各种音频编解码器,从 AAC 和 USAC 到 MP3 和 WMA,无所不包,其运行在 ARM 处理器子系统上,是基于 Xilinx Zynq-7000 SoC 或 Zynq UltraScale+ MPSoC 的集成型 AV 设计的理想选择。

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