基于VW2010的視頻存儲系統的設計

　　引言

　　常見的視頻壓縮技術有JPEG/2000、M-JPEG, MPEG1/2/4、H.263及H.264，其中MPEG4是基于第二代壓縮編碼技術制定的國際標準，具有高壓縮比、可擴展性和可交互性等優點。對視頻流壓縮倍數可達450倍，分辨率輸入可從320×240到1280×1024。與MPEG4和MPEG以往的版本相比，最大不同之處在于MPEG4使用“圖層”(layer)方式，能夠智能化選擇影像的不同之處，在壓縮編輯畫面時，使圖文件容量大幅縮減，從而加速音/視頻的傳輸，適合于嵌入式視頻存儲系統體積小，存儲容量適中的特性。

　　系統硬件設計

　　視頻編解碼芯片VW2010

　　VW2010是VWEB公司開發的實時MPEG-4音視頻壓縮/解壓芯片，可以把未經壓縮的符合ITU-R.BT-656標準的視頻信號，包括29.97幀/秒的NSTC制式和25幀/秒的PAL制式的電視信號壓縮為MPEG-1/2/4或H.263格式，把I2C的音頻信號壓縮為MPEG-1、MP3、AAC或AC3格式。VW2010芯片結構如圖1所示，圖中給出了芯片的內部視頻處理模塊以及外部接口模塊。

　　VW2010的編碼部分有視頻輸入和音頻輸入兩個輸入模塊，一個輸出模塊MUX，壓縮數據輸出CDO端口和Hot/PCI端口。內部的視頻編碼視頻輸入單元(VIU)將視頻信號讀入，利用水平方向的8通道濾波器和垂直方向的4信道濾波器將視頻信號進行縮放，把視頻圖像調整為從sub-QCIF到全Dl的格式，并可以對圖像進行亮度色度變換、視頻輸入解碼和提取時間信息等操作。VW2010的解碼部分有兩個輸入模塊：DEMUX和HIU;兩個輸出模塊：視頻輸出單元(VOU)和音頻輸出單元(AOU);兩個輸入端口：CDI和Host/PCI，系統host可直接通過主機接口對VW2010進行控制，MPEG數據流采用DMA方式傳輸。

　　基于VW2010的視頻壓縮系統硬件設計

　　本系統集成一片VW2010芯片對一路音視頻流進行編解碼，FPGA采用Altera公司的EP3C16Q240C8N, 用來設計各種接口連接各芯片，DSP采用TI的TMS320C2812，用來存儲和加載各芯片初始化程序和配置信息。具體的系統硬件框圖如圖2所示。