基本介紹
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技術發展
全高清視頻解碼技術—CUDA解碼技術正式推出，GPU高清視頻解碼步入了流處理器解碼時代，和以往任何解碼技術都不同，CUDA解碼技術直接調用GPU中的流處理器進行解碼運算，而之前一直是調用GPU中相應的專用視頻解碼模組。
對於CUDA這個名詞相信各位都不會陌生，簡單的說就是NVIDIA顯示卡的通用計算技術，CUDA可以直接使用 GPU來進行CPU很難完成的複雜運算，理論上來說可以運行任意CPU運算的程式。而且由於CUDA程式語言和C語言基本沒有區別，所以CUDA很快就被全世界各個行業所接受。
大家知道，在早期視頻的解碼工作一直都是依靠CPU來完成，顯示卡只是負責解碼後視頻數據的輸出。而高清視頻開始出現之後，NVIDIA和ATI都紛紛推出了利用GPU進行高清視頻解碼的技術。想必對這方面比較了解的朋友來說，PureVIDEo-HD和 AVIVO-HD這兩個詞都不會感到陌生。GPU視頻解碼的誕生就是為了解決因為高清視頻運算量大，中低端CPU根本跑不動的問題，而且顯示卡的價格相對於 CPU來說也更加便宜，用戶投資更小。
在Geforce 6時代、Geforce7以及Geforce 8800時代，NVIDIA第一代高清視頻解碼技術出現，從那時開始，GPU內集成了專門用於視頻解碼的模組——VIDEo Processor，一直到現在為止，GPU內都還有這個模組。NVIDIA第一代高清視頻解碼可以執行視頻解碼過程中的後面兩個步驟，由於運算量最大的步驟依然是CPU在進行處理，故雖然從一定程度上分擔了CPU的任務，但CPU占有率依然很高，並不成熟。 PureVIDEo HD第一代(Geforce 7)只能執行解碼過程中的後兩步,到了Geforce8600,8500&8400時代，H.264視頻已經可以為完全硬解,VC-1視頻可以執行前三個步驟;G98之後的GPU均可實現H.264、VC-1完全硬解碼
到了G8x(不包括G80)時代之後，NVIDIA在GPU中加入了VP2(第二代VIDEo Processor)模組，實現了H.264視頻的完全硬體解碼。但是，對於VC-1視頻卻無法完全硬解，視頻解碼的第一個步驟——Bitstream Processing(比特流處理)仍然必須由CPU來處理，而這個步驟恰好是最消耗資源的一步;所以，NVIDIA在G98之後改進了BSP(專門用於執行比特流處理運算)引擎，使其能夠完全硬體解碼VC-1，至此，N卡高清視頻解碼看似已經完美了。
數字高清CRT電視面世至今,經歷了從1080i的單一格式到720P、1080P等全球格式兼容發展階段,實現了全面兼容所有高清信號格式。數字高清視頻解碼電路得到全方位提升,實現了色彩豐富純正、清晰銳利的高畫質圖像。
對S－VHS、YcbCr、RGB和YPbPr分量視頻信號採用分量視頻信號的數位化方式,即用三路(S－VHS信號為二路：Y、C )A/D轉換器分別對它們的相應分量視進行數位化,獲得Y、R-Y、B-Y 或RGB數位化信號。
模擬視頻信號解碼輸出通常為ITU-R 601或ITU-R 656標準格式數位訊號。
鑒於高清視頻信號的亮度信號最大頻寬為30MHz,高清模擬分量視頻信號解碼器實際採用的亮度信號採樣頻率為74.25MHz（大於兩倍頻寬）,兩個色差信號的採樣頻率分別取亮度信號採樣頻率的一半（即37.125 MHz）的採樣方式和每個分量8bit或10bit的量化模式,保證了無損耗還原1080I/720P高清晰度電視的信號。
顯而易見,對1080P而言,亮度信號的最大頻寬為60MHz,那么要求的採樣頻率就是148.5MHz,目前通用的AD9883用最大140MSPS只能做到最高SXGA級的採樣數。因此對1080P信號數位化只能採用欠採樣方法處理。所謂欠採樣,就是每行的採樣數不是標準的,比實際採樣點要少。欠採樣為目前市場上大多數所謂的1080P頂級高清處理1080P信號的方法,要真正支持1080P,採樣頻率達205MHz的AD9888才可以做到。
高清模擬分量視頻信號解碼器完成高清模擬分量視頻信號和VGA信號的分量視頻信號的數位化,即對輸入的YPbPr高清模擬分量視頻信號和從VGA連線埠輸入的計算機格式的RGB分量信號,用三路ADC分別進行分量視頻信號的數位化。
1080P
隨著高清視頻格式的發展，高清也被分之為了三個不同檔次：標清、高清與全高清。所謂“標清”（SD）即標準清晰度，是指物理解析度在720p以下的一種視頻格式。720p是指視頻的垂直解析度為720線逐行掃描。具體來說，是指解析度在400線左右的VCD、DVD、電視節目等。而“全高清”(FULL HD)，是指物理解析度高達1920×1080逐行掃描，即1080p，是高清的頂級規格，因此被稱作“全高清”，而對應地把720p和1080i稱為標準高清即“高清”（HD）。很顯然，由於在傳輸的過程中數據信息更加豐富，所以1080p在解析度上更有優勢，尤其在大螢幕電視方面1080p能確保更清晰的畫質。並且隨著競爭的白熱化，高清顯示卡同全高清顯示卡之間在價位上幾乎一致。
提到高清，絕大多數人第一反應就是高畫質電視，這不僅僅是因為高清最先用於電視產品，還跟國內眾多廠商的引導和宣傳也有很大的關係。就電視而言，市場上有很多是宣傳“高清（HD）”、“全高清（Full HD）”的產品。仔細研究不難發現，他們的圖象清晰度參差不齊，有的畫面質量甚至同普通的等離子、液晶相當。這是因為商家將視頻解析度與顯示屏解析度混淆了，其實二者沒有必然的聯繫，視頻的解析度是由拍攝的攝像機及後期壓縮編碼的設定決定的，而顯示屏解析度則是由製造工藝決定的。
實際上，高清作為一種視頻格式，不是某單一產品的代名詞。目前高清在相機、攝像機、光碟機、顯示卡、播放軟體等其他領域上都得到了充分的運用，已經形成拍攝、編輯、存儲、顯示、播放為一體的高清系統解決方案。正如國內著名顯示卡品牌七彩虹所倡導的：高清是一個世界。
視頻解碼
Advantiv
ADI公司擴展了Advantiv高級電視視頻解碼器產品，最新推出的高性能視頻解碼器ADV7802/ADV7800內置12bit解析度3D梳狀視頻解碼器以及150 MSPS數字轉換器，支持全高清1080p輸入格式。 ADV7802為系統設計人員提供一種完整的單晶片解決方案，能改善高畫質電視(HDTV)、視頻處理器、音頻/視頻接收機(AVR)系統以及DVD錄像機的視頻圖像與色彩質量。同現有的視頻解碼器解決方案相比，這款新型內置12 bit解析度3D梳狀視頻解碼器可為運動檢測以及3D梳狀濾波操作提供卓越的處理解析度，使設計人員不必在圖像清晰度與Y/C分離之間進行性能折衷——在傳統的專業與演播室廣播設備中，這是不可避免的，因此，相對分離晶片解決方案而言，它不會增加成本與設計複雜度。
LSI
新型全高清（HD）視頻多解碼器LSI，這款產品可以在全高清模式下（1920點 x 1080線）對MPEG-2和H.264兩種壓縮格式進行解碼。此款新型LSI-MB86H60的樣片將於2008年5月底開始提供。 這款LSI為高度集成的片上系統（SoC），並且符合當前在各個區域、特別是歐洲所使用的DVB標準。LSI能夠對以MPEG-2或H.264進行壓縮的全高清視頻進行解碼，並在一個單獨的晶片上集成了高清播放接收器所需的各種處理功能，其中包括對數字視頻、音頻和圖形的處理，從而使得這款多解碼器產品適用於電視、機頂盒和攜帶型電視接收器。而且，由於LSI的各種功能僅通過增加兩個16位的外存儲晶片即可實現，因此它使得設備廠商在設計電視和機頂盒時降低了總成本。
轉換軟體
高清視頻轉換軟體在套用中有很多。主要功能有：
先進的高清視頻編解碼技術，不僅能實現高清格式間的轉換，更支持高清到標清格式的轉換；
視頻間和音頻間的轉換
音頻檔案的提取
將視頻檔案中的音頻檔案提取轉換為MP3、AAC、AC3、M4A、WAV、WMA等格式，例如可以從影片中提取您喜愛的背景音樂並轉換成所需的格式；
圖片視頻製作
將多種格式的圖片製作為不同格式的視頻，方便您瀏覽和保存；
視頻畫面截取
相關技術
富士通
在數位電視套用市場運籌帷幄10餘年的富士通微電子，憑藉在數位電視晶片及其套用解決方案領域的專長，已經為客戶提供諸多創新產品和獨特的解決方案。在今年的IIC展會上，富士通微電子展出了新型全高清數位電視多解碼晶片 MB86H60。
作為高度集成的片上系統 （SoC），這款產品可以在全高清模式下（1920點× 1080線）對MPEG-2 和H.26? 兩種壓縮格式進行解碼，並在一個單獨的晶片上集成了高清播放接收器所需的各種處理功能，包括對數字視頻、音頻和圖形的處理，從而使得這款多解碼器產品適用於電視、機頂盒和攜帶型電視接收器。 而且，由於 MB86H60 的各種功能僅通過增加兩個16位的外存儲晶片即可實現，因此它使得設備廠商在設計電視和機頂盒時降低了總成本。此外，MB86H60 還能夠兼容標清格式，具有超低功耗、無需散熱片及風扇等特性。其它重點高清產品還包括最新推出的超低功耗、全高清H.26?編解碼器MB86H55、利用獨創的壓縮與高圖像質量技術的全高清MPEG-2/H.26?轉碼晶片等。 此外，富士通微電子還展出了同時支持MPEG-2和H.26?格式的標清多路解碼器晶片 MB86H01和採用真正實時作業系統的標清數位電視解碼晶片MB86H10。 標清多路解碼器晶片MB86H01系列在單一晶片上集成了兩個MPEG-2解碼器和一個H.26?解碼器，從而具備了接收標清廣播的所有功能，適用於VOD點播、地面、移動和安全監控等套用。憑藉雙重MPEG-2解碼器，觀眾可以使用畫中畫功能同時觀看兩個節目。此外，該系列晶片還在單一晶片上集成了202.5 MHz 的高性能ARC CPU，並支持必要的音視頻解碼功能及接收數字廣播的螢幕顯示功能，方便客戶開發各種套用。 標清數位電視解碼晶片 MB86H10 是富士通微電子提供的一種高性價比基本型機頂盒解決方案，適用於有線、地面、衛星等單向廣播市場。該款產品採用了真正的實時作業系統，並具有獨立MPEG-2硬體視頻解碼器，使其解碼時無需占用主晶片資源。該產品可基於內嵌Chip ID特性支持無卡CA，這樣可以進一步降低BOM成本。由於 MB86H10 支持DDR/SDRAM，使其用戶可以根據容量大小自由選擇記憶體，容易控制成本。此外，MB86H10 還具有支持串列 Flash、超低功耗等特點。 另外，支持移動套用的業界首款小封裝MB86H 01AB、同時支持日本和巴西地面數字廣播的MB86A28S和MB86 A21以及多功能、多制式、支持多種套用的視頻格式轉換晶片—WSC2800系列也都將一一亮相，全面展示了富士通微電子在這一領域所擁有的尖端技術和領先地位。
AOpen DEX4502
高清視頻播放是建基AOpen DEX4502工控電腦面臨的最基本“業務”。在這部分測試中，採用了三個1080p全高清視頻，由該工控機解碼播放。解碼方式是軟解碼CPU運算。以下的截圖和屏攝分別是三個視頻的編碼信息和CPU、記憶體占用情況。 從實際測試中可以看出，建基AOpen DEX4502對於MPEG2和VC-1編碼的視頻解碼的CPU占用率一直維持在30-36%左右，而對於AVC編碼的視頻CPU占用率則在66-73%之間；記憶體方面上，MPEG2編碼內容記憶體占用為396M左右，AVC和VC-1編碼則記憶體占用略高一些達到422M左右。 以上數據和同類機型比較，記憶體占用情況相當，但是相對於1G的容量，整體依然保持了較低的占用比；CPU方面則有很大的“空閒”情況，CPU占用比例要小於大多數市場同類機型和普通PC電腦的同類測試成績。測試表面，DEX4502完全能勝任高負荷下的全高清影像還原任務的計算性能需求。
