隨著數(shù)字多媒體的應(yīng)用日漸廣泛，視頻解碼 在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中變成一個基本要素。視頻標(biāo)準(zhǔn)有多種，依賴于產(chǎn)品可實施其中的一個或者多個標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然這不是全部，視頻僅僅是多媒體碼流的一部分，另外還 有音頻或者語音需要并行處理。因此，一個精確的處理存儲或數(shù)據(jù)流的同步層是必需的。此外，視頻解碼本身對性能要求較高，需要不同于先前基于語音和信息應(yīng)用 的系統(tǒng)架構(gòu);這就對便攜系統(tǒng)提出了特殊挑戰(zhàn)，而桌面應(yīng)用同樣面臨這些問題。
通用視頻標(biāo)準(zhǔn)和編解碼器
聯(lián)合視頻組(Joint Video Team, JVT)由 ITU的視頻編碼專家組(Video Coding Experts Group, VCEG)和ISO/IEC運動圖像專家組(Moving Picture Experts Group, MPEG)組成。VCEG開發(fā)自愿性標(biāo)準(zhǔn)，用于會話和非會話類音/視頻應(yīng)用的先進移動圖像編碼。 MPEG開發(fā)國際標(biāo)準(zhǔn)，用于移動圖像、音頻及兩者組合的壓 縮、編碼、解壓縮、處理等，以滿足各種應(yīng)用。總之，JVT已經(jīng)開發(fā)了包括ITU H.262/MPEG2和H.264/MPEG-4 AVC在內(nèi)的最流行的視頻標(biāo)準(zhǔn)。
MPEG-2 Video/H.262：MPEG2(ISO/IEC 13818-2)，也被稱為ITU-T H.262，是目前消費類電子視頻設(shè)備中使用最廣泛的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。MPE2視頻用于數(shù)字電視廣播：包括地面、電纜和直接衛(wèi)星廣播。它能在25fps (Pal)或者30fps(NTSC)的固定幀率下達到720x576象素成像。此外，它也是DVD視頻中必需的編解碼器。
MPEG-4-SP/ASP： ISO/IEC 14496-2描述了 MPEG4簡單類(Simple Profile, SP)/高級簡單類(Advanced Simple Profile, ASP)。其中，SP用于下一代便攜式終端和窄帶互聯(lián)網(wǎng)。而ASP增加若干工具，編碼效率提高了1.5到2倍。他們兩個均在市場上獲得越來越多的接受
MPEG-4-AVC/ITU-T H.264：先進視頻編碼(AVC)是由ISO/MPEG和ITU-T聯(lián)合技術(shù)委員會開發(fā)的多媒體標(biāo)準(zhǔn)。AVC提供更高的壓縮率，更好的視頻質(zhì)量和比MPEG2更高的容錯性，有望用于互聯(lián)網(wǎng)廣播和移動通訊。
Windows Media Video(WVM)/SMPTE VC-1：WMV9是微軟的多媒體標(biāo)準(zhǔn)，其特性包括支持流處理，可變比特率，以及與MPEG-4-AVC/H.264相媲美的容錯工具。除了用于家庭電 腦，WMV9目前也在電影院用于數(shù)字投影。電影中使用的編碼可以是7~12Mbps的恒定比特率CBR或可變比特率VBR，并達到DVE解析度 (720x480)。
應(yīng)用方案
特定的目標(biāo)應(yīng)用決定了系統(tǒng)要求，因而帶動了系統(tǒng)設(shè)計的選擇。
個人媒體播放器(PMP)：個人媒體播放器是帶大容量存儲器的便攜式設(shè)備，通過對存儲的文件進行解碼，可以觀看視頻、聽音樂或者瀏覽數(shù)碼照片。由于是便攜式播 放器，因此功耗至關(guān)重要。既然編碼和流處理功能都不需要，并且屏幕尺寸通常是比較小的QVGA或者CIF格式，其可通過基于DSP的 方案很好的解決。采用DSP的優(yōu)勢還在于可輕松支持多種視頻和音頻標(biāo)準(zhǔn)。例如：LSI針對高性能嵌入式系統(tǒng)的可授權(quán)DSP核ZSP500，可為此類應(yīng)用提 供充足的視頻處理能力。此外，ZSP500還可以提供杰出的音頻解碼能力，使DSP可在較低的頻率下運行;從而使音頻/視頻子系統(tǒng)功耗很低。而存儲器、鍵 盤、顯示和文件系統(tǒng)可通過微控制器執(zhí)行。
當(dāng)然，某些PMP具備把播放器連接到普通電視機的視頻輸出功能。雖然PMP集成的顯示屏幕相對較小，但現(xiàn)在的視頻解碼尺寸通常達到D1格式。依據(jù)播放器的功 能列表要求，設(shè)備需要集成1個或者多個視頻解碼標(biāo)準(zhǔn);對于在電視幀率(25-30幀/秒)下D1格式視頻解碼，硬件視頻解碼器是最佳選擇。多個視頻解碼標(biāo) 準(zhǔn)可能需要多個硬件模塊。實行多個解碼標(biāo)準(zhǔn)會提高系統(tǒng)成本，但不會提高功耗，因為同一時間只有一個模塊會被激活。多標(biāo)準(zhǔn)音頻解碼可在小而高效的嵌入式 DSP核中實現(xiàn)，而無需增加額外的硬件成本(存儲解碼器的空間除外)。而微控制器將用于控制DSP和視頻硬件解碼器。
當(dāng)僅用于播放音頻時— 如典型的MP3播放器，也可使用單DSP解決方案。此系統(tǒng)中DSP進行音頻解碼、文件/流數(shù)據(jù)處理，還同時控制鍵盤、顯示屏和存儲器等。由于DSP處理音 頻解碼更為高效，因此使用如ZSP400 DSP而非微控制器可以顯著降低功耗。此外，基于DSP的解決方案可進行軟件升級，以支持運算更為密集的音頻標(biāo)準(zhǔn)(比如aac Plus)，此時微控制器可能無法處理額外增加的負荷。
視頻移動電話：該類應(yīng)用的視頻尺寸是QCIF或者CIF，幀率從10到30幀每秒。 是否需要支持多種視頻/音頻解碼標(biāo)準(zhǔn)取決于電話的功能要求。視頻將是流視頻或者短的視頻序列回放。通過軟件解碼而無需額外硬件，既可滿足這些設(shè)備的性能要 求。而且大多數(shù)的電話集成了微控制器和DSP，因此視頻解碼可通過DSP實現(xiàn)，這也使得低功耗精巧系統(tǒng)成為可能。另外一些電話可能包含PMP或者數(shù)碼攝像 機的一些功能，單純的DSP設(shè)計方案無法滿足要求，這就需要額外的硬件加速。
視頻桌面電話：該設(shè)備提供視頻會議功能，需要在強實時限制下完 成編解碼。如果幀尺寸和幀率有限，單DSP解決方案仍然可行。然而，大部分桌面電話具備QVGA或者更大的顯示屏;此外，用戶通常期望有比無線移動設(shè)備更 佳的語音/視頻質(zhì)量。這意味幀率應(yīng)當(dāng)更高，掉幀率/卡幀率應(yīng)當(dāng)盡可能低，此時可能需要采用硬件解決方案完成視頻編解碼。語音編解碼可通過低成本的DSP (如ZSPneo)或者系統(tǒng)中的微控制器實現(xiàn)。