FH8735在音视频压缩卡上的应用设计

　　1 前言

　　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，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。

　　2 FH8735 H.264 压缩芯片简介

　　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：

　　图1　 FH8735 的系统方框图

　　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。

　　 3 基于FH8735 的音视频压缩卡方案

　　为加快客户的前期*估和开发需要，富瀚提供了基于FH8735 的8 路D1，16 路CIF 全实时和16 路D1 非实时的音视频压缩卡参考设计。该压缩卡支持最多16 路音频和16 路视频输入，可以完成音视频的采集，H.264 编码，并通过PCI 接口发送到主机。基于FH8735 音视频压缩卡参考设计的系统示意图如下：

　　图2　 音视频压缩卡的系统示意图

　　FH8735 音视频压缩卡实物如下图所示：

　　图3 FH8735 音视频压缩卡

　　参考设计包括FH8735 的Firmware，支持Windows XP/win 7 和Linux 的驱动程序，Windows/Linux SDK 和演示程序，并可以根据用户具体的应用来修改固件满足定制化功能。

　　Windows/Linux SDK 实现了FH8735 的前段视频输入类型配置，编码参数设置、OSD 文本叠加、OSD 图形叠加、移动侦测、区域屏蔽和预览YUV 数据的获取等。

　　相比主流的DSP 方案和ASIC方案，该方案的主要特点和优势如下：

　　1) 性价比高

　　FH8735 单芯片即可完成8 路D1,16 路CIF 全实时和16 路D1 非实时的板卡，相比其他的DSP 和ASIC 方案，具有明显的性价比优势。

　　2) 方案开发周期短

该方案的软硬件设计简单，软件方面由于复杂的视音频编码完