数字视频编解码芯片ADV611的原理与应用
1 引言
人类步入网络时代以来,就一直期待着实时传输视频图像信号,而它所面临的主要问题是既要保证传输图像质量,又要尽可能少地占用有限的信道资源。由于视频图像信号的空间冗余度和时间冗余度很大,可以方便而有效地进行数据压缩,因此图像压缩技术已成为多媒体时代最热门的技术之一,它已广泛地应用在电视会议、可视电话、远程监控等远程图像传输系统中。
随着微处理技术的发展,专用的图像压缩/解压缩ASIC芯片不断出现。以前,图像压缩技术主要是基于DCT分块变换编码,这种方法的弊病是无法得到高压缩率,如果提高了压缩率,图像质量就会大大降低。小波变换是80年代中期兴起的一种图像压缩新技术,是对整幅图像进行变换,充分利用了图像整体相关性并消除了DCT编码带来的方块效应。小波级数可以在不同分辨率下逼近某一函数,实现多分辨率分解,获得很高的压缩比,已被广泛应用在视频图像压缩领域。ANALOG公司首家推出基于小波变换的实时视频压缩解压缩芯片ADV6××系列,其最新芯片是ADV611/612,其中,ADV611主要应用于室温下,而ADV612适用于工业领域,但它们的工作原理是一致的。本文就ADV611的原理和应用等问题进行阐述。2 ADV611简介
2 ADV611简介
2.1 工作原理
ADV611是AD公司推出的新一代基于小波理论的视频压缩解压缩芯片,是一种低价、单片、多功能、全数字的CMOS-VLSI器件。ADV611支持对CCIR-611数字视频进行高画质实时压缩解压缩,压缩倍数从视觉无失真感到7500倍,并能获得比较好的主观评价效果。压缩的数据率是由输入的数据率和被选择的压缩率决定的,靠与之相连接的片外DSP或主机根据当前场统计特性计算量化步长值。ADV611能获得近乎稳定的压缩比特率,片内集成了数字视频接口、主机接口和在片SRAM等,主要应用于闭路电视等。ADV611的基本工作原理：编码时从它的数字视频接口接收未压缩的数字视频信号,经小波变换和帧抽取、系数量化、游程编码和Huffman编码,产生压缩后的数据流,送入集成于片内的512×32位大小的FIFO缓冲区,一旦FIFO的数据量达到主机在寄存器里的预置值时,ADV611就发出中断请求信号,从它与主处理器的接口输出压缩数据比特流。当解压缩时,压缩数据从主处理器接口送入到FIFO里,然后经过与编码时的逆过程,数字视频接口输出标准的数字视频分量。
ADV611共有84个数据寄存器和一系列的状态、控制字寄存器。其中,数据寄存器是片内FIFO的映射 ,用于存储经小波变换后的图像压缩数据（编码和解码过程各需要42个）,以供自适应量化和熵编码进行进一步数据压缩,实现实时视频信号压缩。状态和控制字寄存器是间接寄存器,ADV611对它们进行统一编址,通过主机接口访问片内四个32位直接寄存器进行读写操作。
2.2 功能方框图
ADV611为实现强大的压缩功能,引出了120个引脚,采用LQFP封装。图1是其内部功能方框图。
如图1所示,整个芯片由8个功能模块组成,其中3个是接口模块,另5个是数字信号处理模块
