未来的视频依赖转码技术

图1 多数和视频相关的消费电子和商用产品将采用转码技术资料来源：TI公司

图2 TI支持多格式的高清视频转码处理器DM6467

　　Broadcom公司去年发布了采用65纳米制造的高清视频转码单芯片解决方案BCM7043。BCM7043主要的嵌入模块包括：视频压缩引擎，非压缩视频输入传送到此编码引擎，把非压缩视频图片系列转换为H.264、AVC、MPEG-2或MPEG-4压缩视频流；视频解码(AVD)，AVD模块解码压缩视频以供视频压缩子系统的再编码；音频模块，包含可编程的音频处理器，它支持实时的MPEG-1、Layer-II、Dolby Digital、Dolby Digital Plus Stereo、DTS、DTS-HD、MP-3和PCM解码，以及实时的MPEG-1、Layer-II、Dolby Digital、MP-3和PCM音频格式的编码；视频输入处理器(VIP)：VIP模块提供编码需要的非压缩视频，在视频预处理器、运动补偿时间滤波(MCTF)以及数字降噪的配合下获得最佳的视频质量和最佳的压缩效率。

　　转码芯片的差异化关键是可支持多样化的编码格式，尤其是向便携式产品的延伸。加拿大威视(ViXS)系统公司开发的转码芯片XCode3290就具有称做"镜像转码"的功能，可以将HDTV的视频内容同时转换成2种不同编码格式。例如，将MPEG-2的HDTV视频转码成H.264的同时，还能将分辨率缩小为320X240像素的QVGA，方便在iPod等便携产品上播放。

潜在挑战

　　视频转码是一个高运算负荷的过程，需要对输入的视频流进行全解码、视频过滤/图像处理、并且对输出格式进行全编码。最简单的转码过程(图3)仅仅涉及到解码一个比特流和用不同的编解码器重新编码两个步骤。这种硬转码看似很简单，只需要一个解码器和一个编码器，但是最终显示结果并不理想，因为视频数据解码后重新编码会降低画质。

图3 硬转码的过程

　　硬解码无法利用捷径，所以和采用智能转码算法的方法相比，要求更高的处理器性能并且产生更大的功耗。如果全部通过软件进行临时处理，需要2GHz频率的处理器。以现在PC上的CPU的运算能力，在运行其他程序的情况下，是无法支持实时的高清视频转码，更不要提机顶盒这样的消费产品。

　　用一个专用的转码处理器减轻核心处理器的任务，对于机顶盒和数字录像机这样的设备更有帮助。而高清的转码更具挑战性，因为需要处理的数据远远高于标清格式。事实上，在没有硬件加速器的情况下，就算是当前比较高端的PC处理器都不能实施解码1080i的流媒体，即便是非实时的转码过程也会消耗很多系统资源。

　　对于改善因为转码带来的图像质量下降的问题，常见的方法都是在转换前通过软件对已编码的视频数据进行分析，并且在重编码时采用这些分析，从而改善画质。具体来说，就是在解码原始视频时，通过DSP内核对动态矢量信息进行分析。源数据的动态矢量信息正确时，就在编码过程中采用这些信息，当发觉动态矢量信息不合适，就通过编码器再次检测动态矢量，然后重新分析检测到的信息。

参考文献：

1. IdaRose Sylvester，Transcoding：The Future of the Video Market Depends on It, IDC, 2006.11
2. Jeremiah Golston, HD Transcoding Connects Home Video Applications, 2007
3. 《电子设计应用》 2008.6