Dengan video dan pengolahan citra sebagai inovasi inti seperti HDTV dan teknologi sinema digital ini mengalami kemajuan yang sangat cepat, dan motor penggerak adalah akuisisi gambar dan resolusi layar, kompresi tinggi, dan kecerdasan video dengan pesat.
Dalam beberapa tahun terakhir, resolusi pengembangan paling signifikan,
Dari definisi standar (SD) transisi ke definisi tinggi (HD), harus mengatasi jumlah data meningkat 6 kali. Video surveilans dari format menengah umum (CIF) (352 × 288) berpaling pada persyaratan standar format D1 (704 × 576), kamera industri tertentu, bahkan mencapai 1280 × 720HD. surveilans Militer, pencitraan medis dan visi mesin umumnya mengadopsi sangat gambar resolusi tinggi.
kompresi tinggi secara bertahap menggantikan teknologi sebelumnya, premis mempertahankan kualitas tertentu, dapat memiliki kinerja yang lebih baik dan data stream rasio kompresi, dan latency rendah. JPEG 2000 standar sinema digital seperti dalam pencitraan, militer medis dan pemantauan di lapangan juga telah banyak aplikasi. H.264 dapat mengganti siaran televisi MPEG2 aplikasi, dan sistem monitoring video MPEG4 Part 2 dan H.263 untuk video conferencing. Pada aplikasi ini skema kompresi baru, sementara, H.264 dan JPEG 2000 standar masih dalam perbaikan terus-menerus.
standar DICOM pencitraan medis telah menyelesaikan lampiran 105, yang meliputi Bagian 2 3D kompresi JPEG 2000 pencitraan medis transformasi multi-komponen. Lampiran 106 akan mencakup protokol JPIP, melihat jarak jauh dengan menggunakan kompresi JPEG 2000 gambar medis.
MPEG 4 Part 10 (H.264 AVC) merupakan pengembangan lebih lanjut dari Coding Video terbarukan (SVC) teknologi. SVC kasus, sumber daya sistem yang sudah ada untuk memecahkan berbagai pengguna jaringan yang berbeda untuk mengirim encoding video dan handal, terutama di muka tidak tahu kapasitas pelanggan hilir Duan, sumber daya sistem dan kondisi jaringan saat itu. Sebagai contoh, klien akan memiliki resolusi layar yang berbeda, sistem dengan buffer berbeda atau sumber daya penyimpanan intermediate, bandwidth jaringan, paket tingkat kerugian, upaya terbaik kualitas layanan (QoS) semua berubah. Bersama Video Development Group (JVT) meluas AVC/H.264, meningkatkan fleksibilitas bit-stream, untuk meningkatkan efisiensi kompresi, bebas untuk campuran berbagai mode kompresi (seperti spasial, temporal dan SNR / kesetiaan, dll). aplikasi spesifik termasuk sistem pengawasan video, video streaming mobile, produksi video nirkabel multi-channel dan distribusi dan telepon multi-video / konferensi.
Daerah lain perkembangan video cerdas. Kamera memiliki pan, tilt, zoom, fotografi panorama dan fitur lain yang secara bertahap diwujudkan dengan sistem tanpa perlu campur tangan manusia cerdas. Mobile deteksi teknologi, lebih efisien penggunaan penyimpanan disk, bergerak di atas ambang batas hanya untuk mengambil video frame. Video objek pengakuan teknologi untuk secara otomatis memantau trek, efisiensi yang jauh lebih tinggi daripada kontrol manual.
Dengan peningkatan resolusi dan rasio kompresi, tidak hanya untuk meningkatkan kinerja, tetapi arsitektur juga sangat fleksibel untuk dapat dengan cepat update. Sebagai teknologi jatuh tempo dan meningkatkan produksi, perlu untuk mengurangi biaya.
Video dan sistem pengolahan gambar arsitektur
Sistem arsitektur pilihan termasuk sel ASIC standar, ASSP, dan prosesor sinyal digital (DSP) atau media prosesor dan FPGA diprogram dan solusi lainnya. Program-program ini memiliki kelebihan dan kekurangan sendiri, tergantung pada program akhir kebutuhan peralatan terminal dipilih dan kelayakan. Pertimbangan untuk tren yang dibahas di atas, arsitektur yang ideal harus memiliki karakteristik berikut: performa tinggi, fleksibilitas, memfasilitasi memperbarui biaya pembangunan yang lebih rendah, sebagai aplikasi dewasa dan meningkatkan hasil, memberikan murah Yizhitujing begitu.
Sebuah performa-tinggi
Tidak hanya kebutuhan untuk meningkatkan kinerja kompresi, preprocessing dan fungsi pos-pengolahan juga perlu untuk meningkatkan kinerja. Bahkan, dalam banyak kasus, fitur ini daripada algoritma kompresi itu sendiri, dampak yang lebih besar terhadap kinerja. Contoh fungsi seperti scaling, deinterlacing, penyaringan dan konversi warna ruang.
Pada segmen pasar tersebut di atas, kinerja tinggi persyaratan memerintah dari arsitektur prosesor tunggal, karena satu perangkat sulit memenuhi persyaratan kinerja. Saat ini yang terbaik 1GHz DSP juga tidak dapat dicapai H.264 decoding HD, dan HD H.264 encoding dan decoding kompleksitas dari 10 kali. FPGA merupakan satu-satunya solusi untuk masalah seperti solusi diprogram. Dalam beberapa kasus, solusi yang terbaik adalah kombinasi dari FPGA dan DSP eksternal.
2 fleksibilitas untuk membuat produk dengan cepat ke pasar, memfasilitasi pembaruan produk
Dengan pesatnya perkembangan teknologi, arsitektur harus cukup fleksibel untuk mudah diupdate. Persyaratan ini mengesampingkan penggunaan dalam aplikasi khusus, sel-standar ASIC dan ASSP. ASSP umumnya digunakan untuk pasar konsumen besar volume, produk akan segera keluar dari tanggal, untuk sebagian besar aplikasi, penggunaan program ini sangat berisiko.
3 Rendah Biaya pengembangan
Dengan memperhitungkan topeng, chip, perangkat lunak, desain dan tata letak verifikasi dan biaya lain, biasanya 90nm standar-sel ASIC biaya pembangunan akan mencapai 3 juta. Hanya menghasilkan pasar konsumen yang sangat besar biaya tersebut dapat mendukung pengembangan tinggi.
4 cara untuk mengurangi biaya chip transplantasi
Dengan standar stabilitas dan meningkatkan hasil, harus transisi ke program murah. Hal ini biasanya berarti menggunakan standar berorientasi pasar-sel custom ASIC atau perangkat ASSP. Namun, biaya chip custom terus meningkat, membuat solusi ini hanya dalam volume tinggi aplikasi konsumen, memiliki ekonomi yang baik. Sebagian besar perusahaan chip video dan aplikasi gambar difokuskan pada kamera video, set-top box, kamera digital,
Ponsel dan perangkat portable lainnya atau LCD TV dan monitor aplikasi. Oleh karena itu, untuk aplikasi volume kecil, pertimbangkan FPGA, ASSP itu berbeda, ASSP persyaratan fungsional mungkin sangat relevan, tetapi ketika permintaan perubahan, karena penggantian produk, solusi yang terbaik saat ini mungkin adalah pilihan yang paling berisiko.
Menggunakan FPGA video dan program pengolahan gambar
Dengan mempertimbangkan alasan-alasan yang diuraikan di atas, FPGA sangat ideal untuk aplikasi video dan pengolahan gambar. Untuk Altera's FPGA, misalnya, karena karakteristik berikut, sangat ideal untuk video dan pengolahan gambar arsitektur.
● kinerja tinggi: suatu FPGA dapat diselesaikan dalam proses HD.
● Fleksibilitas: kemampuan untuk dengan cepat memperbarui arsitektur untuk memenuhi permintaan, sedangkan biaya rendah dan sistem kinerja tinggi dan aplikasi yang fleksibel FPGA.
● biaya pengembangan Rendah: kit pengembangan Altera dari video hanya $ 1.095, dengan perkembangan kebutuhan perangkat lunak sistem video.
● tidak akan menjadi usang: memiliki basis pelanggan yang sangat luas, produk telah dijual sejak peluncuran selama bertahun-tahun. Selain itu, desain FPGA adalah migrasi sangat mudah dari node satu proses ke node berikutnya.
● murah terstruktur jalur migrasi ASIC: ASIC Terstruktur Altera 1.000.000 ASIC gerbang 100ku mulai dari 15 dolar.
● Video dan program pengolahan gambar meliputi: dioptimalkan DSP aliran desain, video dan paket pengolahan citra, antarmuka, dan kompresi video pihak ketiga IP dan desain video referensi.
Gambar 1.
Gambar 1 menunjukkan penggunaan video dan paket pengolahan citra untuk sistem video khas.
Terlihat, FPGA sangat ideal untuk video dan aplikasi pengolahan citra seperti infrastruktur siaran, pencitraan medis, HD video conference, video surveillance dan pencitraan militer. Untuk video FPGA Altera dan program pengolahan gambar, misalnya, termasuk alat-alat pengembangan dioptimalkan dan kit pengembangan, desain referensi, kompresi video IP, antarmuka dan sistem IP dan video Altera dan pengolahan gambar seperti paket IP. Solusi ini mengurangi jumlah aplikasi video dan gambar biaya, meningkatkan kinerja dan efisiensi.
