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维海德借助Zynq® MPSoC 巩固4K超高清专业摄像机领导地位

2021年10月20日 16:57 次阅读

Xilinx® Zynq® UltraScale+™ 助力维海德打造同时支持NDI®和12G-SDI的4K60超高清专业云台摄像机

项目概览

深圳市维海德技术股份有限公司成立于2008年5月,主要从事高清及超高清专业摄像机、视频会议终端、会议麦克风等音视频通讯设备的研发、生产、销售和相关技术服务,产品广泛应用于商务视频会议、录播、政企业务、远程教育、远程医疗、网络直播、广播,红外测温等多个应用领域,业务遍及全球约50 个国家和地区。

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行业:专业音视频

总部: 中国深圳

成立时间:2008年

网址:http://www.vhd.com.cn/

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图 1 – 维海德VX600NF 4K超高清摄像机。

项目简介

广播、录播、远程教育、远程医疗和视频会议等领域的高端会议市场,对摄像机提出了高清晰度,无压缩或轻压缩远距离传输,以及低时延,多接口和高性价比等苛刻要求。尤其对低时延的需求,由于技术难度较大,市场上鲜有方案和产品能够完全满足高端用户对“超高清 (UHD)”的追求。

作为为数不多的UHD摄像机供应商,维海德自主研发并制造的上一代高性价比4K摄像机,曾经为超高清视频系统的部署和普及做出过重要贡献, 而其最新打造的高端云台(PTZ,Pan-TIlt-Zoom )摄像机VX600NF,则作为同时支持NDI® 和12G-SDI接口的4K60超高清摄像机,再次将超高清摄像机技术推上了一个新的高峰,让高端视频会议系统的部署触手可及。该摄像机的核心器件是赛灵思Xilinx® Zynq® UltraScale+™ EV 系列自适应计算平台。

设计挑战

12G-SDI(12Gbits/s Serial Digital Interface,串行数字接口)是一种广泛使用的行业标准,用于通过单个同轴电缆传输未压缩和未加密的数字视频信号。12G-SDI能够支持高达4Kp60的分辨率,并向后兼容HD-SDI(720p/1080i)和3G-SDI(1080p)。

而NDI ((Network Device Interface,网络设备接口)则是由NewTek开创的高质量、低时延、多通道IP视频传输标准。它是一种I帧高速协议,具有超低时延(小于1帧)和几乎质量无损的优点。随着当前视频会议流媒体应用的日益繁荣,NDI提供了一种高性价比的传输技术,可以使用标准以太网轻松布线和灵活分发。

高性能会议摄像机必须具有适应所有主流AV接口的能力,包括HDMI、NDI和12G-SDI,并能够提供卓越的图像质量,满足严格的尺寸和功耗要求。维海德希望打造一款4K超高清摄像机,既能够同时支持12G-SDI和NDI,还能满足便携式尺寸和功耗需求。 为此,其对作为设计核心的芯片平台提出了更高的要求,需要其可以满足设计团队对性能、ISP图像处理、系统集成、时延和功耗等各个方面的追求,

解决方案

经过与市场上的ASIC等方案对比,维海德最终选择了赛灵思灵活应变的Zynq UltraScale+ MPSoC EV 系列自适应计算平台。

维海德公司设计总监梁明表示“赛灵思高度集成的多核异构Zynq UltraScale+ MPSoC EV系列,以及其特有的硬件可编程优势,使得我们可以更高的性能进行视频编解码,也有充足的逻辑资源支持SDI和NDI标准,并为我们保障产品的竞争力和迭代能力提供重要支持”

赛灵思 Zynq UltraScale+ MPSoC EV系列,专门针对多媒体应用而设计,是开发更低成本、更低功耗以及更高性能高集成视频会议设备的理想选择。其拥有4K60 4:2:2 10bit的编解码能力,相对于4K30 8bit产品,大幅提升了超高清影像的流畅度.使得整个影像在色彩层次与过渡上更加细腻。在编码格式上,Zynq UltraScale+ MPSoC EV不仅集成了 H.264/AVC 同步编码和解码,还集成了 H.265/HEVC 等视频编解码等特性。在同等码率下,H.265/HEVC提供了更高的画质效果和更低的时延,这对远程培训视频流等多种场合的应用至关重要。

同时Zynq UltraScale+ EV片内集成了可编程逻辑、block RAMDSP等资源,可用于实现具有自动聚焦、自动白平衡、自动曝光效果(3A)功能的复杂图像信号处理IP。借助这个平台,维海德为VX600NF自主研发的4K HDR技术在提升图像暗部细节的同时,不丢失亮处图像信息,从而大幅增强了画质。

在开发工具方面,梁明还表示“赛灵思 Vivado 版本提供了大量现成的视频相关IP,大幅降低了开发门槛并缩短了我们的开发周期。Peatlinux工具则通过自动生成针对嵌入式处理IP核定制 Linux 开发板支持包, 大大简化了我们嵌入式软件的开发流程,提升了开发效率。 ”

设计成效

借助赛灵思Zynq UltraScale+ MPSoC EV平台,使得维海德发布的VX600NF 4K超高清高端云台摄像机:

1. 实现了突破性的4K60帧原始视频传输

2. 实现了用NDI协议简化传输链路,使得高质量、可实时编辑的视频网络传输成为可能

3. 弥补了高端视频会议行业超高清普及应用缺乏超高清摄像机的“短板”

4. 为高端视频会议带来了更细腻的画质和功能更强大的ISP

5. 巩固了VHD在高端会议相机领域的领导地位。

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