全高清视频解码指的是一种针对高清视频的解码运算方法。

技术发展

1080P

视频解码(Advantiv LSI)

转换软件

相关技术(富士通 AOpen DEX4502)

技术发展

全高清视频解码技术—CUDA解码技术正式推出，GPU高清视频解码步入了流处理器解码时代，和以往任何解码技术都不同，CUDA解码技术直接调用GPU中的流处理器进行解码运算，而之前一直是调用GPU中相应的专用视频解码模块。

对于CUDA这个名词相信各位都不会陌生，简单的说就是NVIDIA显卡的通用计算技术，CUDA可以直接使用 GPU来进行CPU很难完成的复杂运算，理论上来说可以运行任意CPU运算的程序。而且由于CUDA编程语言和C语言基本没有区别，所以CUDA很快就被全世界各个行业所接受。

大家知道，在早期视频的解码工作一直都是依靠CPU来完成，显卡只是负责解码后视频数据的输出。而高清视频开始出现之后，NVIDIA和ATI都纷纷推出了利用GPU进行高清视频解码的技术。想必对这方面比较了解的朋友来说，PureVIDEo-HD和 AVIVO-HD这两个词都不会感到陌生。GPU视频解码的诞生就是为了解决因为高清视频运算量大，中低端CPU根本跑不动的问题，而且显卡的价格相对于 CPU来说也更加便宜，用户投资更小。

在Geforce 6时代、Geforce7以及Geforce 8800时代，NVIDIA第一代高清视频解码技术出现，从那时开始，GPU内集成了专门用于视频解码的模块——VIDEo Processor，一直到现在为止，GPU内都还有这个模块。NVIDIA第一代高清视频解码可以执行视频解码过程中的后面两个步骤，由于运算量最大的步骤依然是CPU在进行处理，故虽然从一定程度上分担了CPU的任务，但CPU占有率依然很高，并不成熟。　PureVIDEo HD第一代(Geforce 7)只能执行解码过程中的后两步,到了Geforce8600,8500&8400时代，H.264视频已经可以为完全硬解,VC-1视频可以执行前三个步骤;G98之后的GPU均可实现H.264、VC-1完全硬解码

到了G8x(不包括G80)时代之后，NVIDIA在GPU中加入了VP2(第二代VIDEo Processor)模块，实现了H.264视频的完全硬件解码。但是，对于VC-1视频却无法完全硬解，视频解码的第一个步骤——Bitstream Processing(比特流处理)仍然必须由CPU来处理，而这个步骤恰好是最消耗资源的一步;所以，NVIDIA在G98之后改进了BSP(专门用于执行比特流处理运算)引擎，使其能够完全硬件解码VC-1，至此，N卡高清视频解码看似已经完美了。

数字高清CRT电视面世至今,经历了从1080i的单一格式到720P、1080P等全球格式兼容发展阶段,实现了全面兼容所有高清信号格式。数字高清视频解码电路得到全方位提升,实现了色彩丰富纯正、清晰锐利的高画质图像。

---视频处理前端包括传统的模拟视频信号（CVBS、S－VHS和YCbCr分量视频信号）解码器和高清模拟分量视频信号(YPbPr)解码器。目前模拟视频信号和高清分量视频信号数字解码方法通常采用以下两种方式。

对模拟CVBS信号采用彩色全电视信号数字化,然后在数字域中进行Y/C分离和数字彩色解码,以获得所希望的Y、R-Y和B-Y分量数字化信号。

对S－VHS、YcbCr、RGB和YPbPr分量视频信号采用分量视频信号的数字化方式,即用三路(S－VHS信号为二路：Y、C )A/D转换器分别对它们的相应分量视进行数字化,获得Y、R-Y、B-Y 或RGB数字化信号。

模拟视频信号解码输出通常为ITU-R 601或ITU-R 656标准格式数字信号。

鉴于高清视频信号的亮度信号最大带宽为30MHz,高清模拟分量视频信号解码器实际采用的亮度信号采样频率为74.25MHz（大于两倍带宽）,两个色差信号的采样频率分别取亮度信号采样频率的一半（即37.125 MHz）的采样方式和每个分量8bit或10bit的量化模式,保证了无损耗还原1080I/720P高清晰度电视的信号。

显而易见,对1080P而言,亮度信号的最大带宽为60MHz,那么要求的采样频率就是148.5MHz,目前通用的AD9883用最大140MSPS只能做到最高SXGA级的采样数。因此对1080P信号数字化只能采用欠采样方法处理。所谓欠采样,就是每行的采样数不是标准的,比实际采样点要少。欠采样为目前市场上大多数所谓的1080P顶级高清处理1080P信号的方法,要真正支持1080P,采样频率达205MHz的AD9888才可以做到。

高清模拟分量视频信号解码器完成高清模拟分量视频信号和VGA信号的分量视频信号的数字化,即对输入的YPbPr高清模拟分量视频信号和从VGA端口输入的计算机格式的RGB分量信号,用三路ADC分别进行分量视频信号的数字化。

1080P

随着高清视频格式的发展，高清也被分之为了三个不同档次：标清、高清与全高清。所谓“标清”（SD）即标准清晰度，是指物理分辨率在720p以下的一种视频格式。720p是指视频的垂直分辨率为720线逐行扫描。具体来所，是指分辨率在400线左右的VCD、DVD、电视节目等。而“全高清”(FULL HD)，是指物理分辨率高达1920×1080逐行扫描，即1080p，是高清的顶级规格，因此被称作“全高清”，而对应地把720p和1080i称为标准高清即“标清”（HD）。很显然，由于在传输的过程中数据信息更加丰富，所以1080p在分辨率上更有优势，尤其在大屏幕电视方面1080p能确保更清晰的画质。并且随着竞争的白热化，高清显卡同全高清显卡之间在价位上几乎一致。

提到高清，绝大多数人第一反应就是高清电视，这不仅仅是因为高清最先用于电视产品，还跟国内众多厂商的引导和宣传也有很大的关系。就电视而言，市场上有很多是宣传“高清（HD）”、“全高清（Full HD）”的产品。仔细研究不难发现，他们的图象清晰度参差不齐，有的画面质量甚至同普通的等离子、液晶相当。这是因为商家将视频分辨率与显示屏分辨率混淆了，其实二者没有必然的联系，视频的分辨率是由拍摄的摄像机及后期压缩编码的设置决定的，而显示屏分辨率则是由制造工艺决定的。

实际上，高清作为一种视频格式，不是某单一产品的代名词。目前高清在相机、摄像机、光驱、显卡、播放软件等其他领域上都得到了充分的运用，已经形成拍摄、编辑、存储、显示、播放为一体的高清系统解决方案。正如国内著名显卡品牌七彩虹所倡导的：高清是一个世界。

视频解码

Advantiv

ADI公司扩展了Advantiv高级电视视频解码器产品，最新推出的高性能视频解码器ADV7802/ADV7800内置12bit分辨率3D梳状视频解码器以及150 MSPS数字转换器，支持全高清1080p输入格式。 ADV7802为系统设计人员提供一种完整的单芯片解决方案，能改善高清电视(HDTV)、视频处理器、音频/视频接收机(AVR)系统以及DVD录像机的视频图像与色彩质量。同现有的视频解码器解决方案相比，这款新型内置12 bit分辨率3D梳状视频解码器可为运动检测以及3D梳状滤波操作提供卓越的处理分辨率，使设计人员不必在图像清晰度与Y/C分离之间进行性能折衷——在传统的专业与演播室广播设备中，这是不可避免的，因此，相对分离芯片解决方案而言，它不会增加成本与设计复杂度。

LSI

新型全高清（HD）视频多解码器LSI，这款产品可以在全高清模式下（1920点 x 1080线）对MPEG-2和H.264两种压缩格式进行解码。此款新型LSI-MB86H60的样片将于2008年5月底开始提供。 这款LSI为高度集成的片上系统（SoC），并且符合当前在各个区域、特别是欧洲所使用的DVB标准。LSI能够对以MPEG-2或H.264进行压缩的全高清视频进行解码，并在一个单独的芯片上集成了高清播放接收器所需的各种处理功能，其中包括对数字视频、音频和图形的处理，从而使得这款多解码器产品适用于电视、机顶盒和便携式电视接收器。而且，由于LSI的各种功能仅通过增加两个16位的外存储芯片即可实现，因此它使得设备厂商在设计电视和机顶盒时降低了总成本。

转换软件

高清视频转换软件在应用中有很多。主要功能有：

先进的高清视频编解码技术，不仅能实现高清格式间的转换，更支持高清到标清格式的转换；

视频间和音频间的转换

支持转换几乎所有主流的音视频格式如AVI、MPEG、WMV、DivX、MP4. H264/AVC、RM、3GP、VOB、FLV、SWF、MP3、WMA、WAV、RA、AAC、AC3、OGG；

音频文件的提取

将视频文件中的音频文件提取转换为MP3、AAC、AC3、M4A、WAV、WMA等格式，例如可以从影片中提取您喜爱的背景音乐并转换成所需的格式；

图片视频制作

将多种格式的图片制作为不同格式的视频，方便您浏览和保存；

视频画面截取

可以从视频中按一定时间间隔截取画面，并有JPG、PNG、GIF、BMP、SWF等图片和动画格式让您选择。

相关技术

富士通

在数字电视应用市场运筹帷幄10余年的富士通微电子，凭借在数字电视芯片及其应用解决方案领域的专长，已经为客户提供诸多创新产品和独特的解决方案。在今年的IIC展会上，富士通微电子展出了新型全高清数字电视多解码芯片 MB86H60。

作为高度集成的片上系统 （SoC），这款产品可以在全高清模式下（1920点× 1080线）对MPEG-2 和H.26? 两种压缩格式进行解码，并在一个单独的芯片上集成了高清播放接收器所需的各种处理功能，包括对数字视频、音频和图形的处理，从而使得这款多解码器产品适用于电视、机顶盒和便携式电视接收器。 而且，由于 MB86H60 的各种功能仅通过增加两个16位的外存储芯片即可实现，因此它使得设备厂商在设计电视和机顶盒时降低了总成本。此外，MB86H60 还能够兼容标清格式，具有超低功耗、无需散热片及风扇等特性。其它重点高清产品还包括最新推出的超低功耗、全高清H.26?编解码器MB86H55、利用独创的压缩与高图像质量技术的全高清MPEG-2/H.26?转码芯片等。 此外，富士通微电子还展出了同时支持MPEG-2和H.26?格式的标清多路解码器芯片 MB86H01和采用真正实时操作系统的标清数字电视解码芯片MB86H10。 标清多路解码器芯片MB86H01系列在单一芯片上集成了两个MPEG-2解码器和一个H.26?解码器，从而具备了接收标清广播的所有功能，适用于VOD点播、地面、移动和安全监控等应用。凭借双重MPEG-2解码器，观众可以使用画中画功能同时观看两个节目。此外，该系列芯片还在单一芯片上集成了202.5 MHz 的高性能ARC CPU，并支持必要的音视频解码功能及接收数字广播的屏幕显示功能，方便客户开发各种应用。 标清数字电视解码芯片 MB86H10 是富士通微电子提供的一种高性价比基本型机顶盒解决方案，适用于有线、地面、卫星等单向广播市场。该款产品采用了真正的实时操作系统，并具有独立MPEG-2硬件视频解码器，使其解码时无需占用主芯片资源。该产品可基于内嵌Chip ID特性支持无卡CA，这样可以进一步降低BOM成本。由于 MB86H10 支持DDR/SDRAM，使其用户可以根据容量大小自由选择内存，容易控制成本。此外，MB86H10 还具有支持串行 Flash、超低功耗等特点。 另外，支持移动应用的业界首款小封装MB86H 01AB、同时支持日本和巴西地面数字广播的MB86A28S和MB86 A21以及多功能、多制式、支持多种应用的视频格式转换芯片—WSC2800系列也都将一一亮相，全面展示了富士通微电子在这一领域所拥有的尖端技术和领先地位。

AOpen DEX4502

高清视频播放是建基AOpen DEX4502工控电脑面临的最基本“业务”。在这部分测试中，采用了三个1080p全高清视频，由该工控机解码播放。解码方式是软解码CPU运算。以下的截图和屏摄分别是三个视频的编码信息和CPU、内存占用情况。 从实际测试中可以看出，建基AOpen DEX4502对于MPEG2和VC-1编码的视频解码的CPU占用率一直维持在30-36%左右，而对于AVC编码的视频CPU占用率则在66-73%之间；内存方面上，MPEG2编码内容内存占用为396M左右，AVC和VC-1编码则内存占用略高一些达到422M左右。 以上数据和同类机型比较，内存占用情况相当，但是相对于1G的容量，整体依然保持了较低的占用比；CPU方面则有很大的“空闲”情况，CPU占用比例要小于大多数市场同类机型和普通PC电脑的同类测试成绩。测试表面，DEX4502完全能胜任高负荷下的全高清影像还原任务的计算性能需求。