專業音視頻、廣播與影院應用中的 Xilinx 技術

Xilinx 是所有專業多媒體應用的核心,具有靈活應變的平台,能夠滿足最新超高清及多通道音頻需求。

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專業音頻

高性能、高密度及低時延音頻 DSP

Xilinx 平台可提供卓越的數字信號處理 (DSP) 性能,能夠滿足音頻處理、接口、壓縮、嵌入和轉換等方麵的需求。FPGA 架構所具有的內在並行性意味著音頻的許多通道都可以使用超高效的資源合並在一起處理。Xilinx Vitis 開發工具支持 C++ 等高級語言,因此音頻工程師可以快速將音頻功能整合到现金网博e百 中,以實現差異化、高通道密度和快速上市時間。

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專業相機

空間與電源有限的攝像頭中高度集成的圖像及視頻處理功能

當圖像分辨率超過高清以及幀速率幀速率增加到 4K 及更高時,為相機和攝像機這種空間受限的設計提供實時圖像和視頻處理功能就變得至關重要。此外,還需要加入視頻分析和元數據采集等全新功能,以實現高效的工作流程並從內容中獲取價值。

Xilinx 平台將最新 4K 及 8K 傳感器的高速連接與極為靈活的圖像、ML 和視頻處理流水線進行了完美集成。在所需的位置添加無損或有損編碼功能並添加各種輸出連接標準,這現在都可在一個器件上實現,從而可節省大量的空間、成本和電源。

流媒體端點

提供視頻質量、低時延、功耗與成本最佳平衡的壓縮提供視頻質量、低時延、功耗與成本最佳平衡的壓縮

現在在人們的生活中,視頻流媒體無處不在,消費者要求在任何地方、任何設備上訪問內容,而且遠程製作對壓縮內容發行的需求起到了推波助瀾的作用,因此工作流程正在變得分散化。流媒體終端本質上是“盒中編解碼器”,而且其通常從 SDI 或 HDMI 接口接收一兩個 AV 輸入,使用 H.264/H.265 壓縮並使用以太網通過 IP 傳輸。與此同時,現已開始將類似功能性整合在迷你開關轉換器等設備中,這一應用的出現正在將流媒體從一個單獨的盒子變成一種特性。與此同時,現已開始將類似功能性整合在迷你開關轉換器等設備中,這一應用的出現正在將流媒體從一個單獨的盒子變成一種特性。

Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC 支持可實現 4K60 的板載 H.264/H.265 視頻編解碼器、可實現 AV 連接與處理的靈活應變硬件以及可使用感興趣區域 (ROI) 編碼優化帶寬的機器學習,因此無論用於獨立现金网博e百 ,還是集成在其它應用中,均可使其成為任何流媒體設計的理想平台。

KVM — 鍵盤、視頻和鼠標

支持與高質量編解碼器集成的新興顯示連接標準

無論是獨立的機架單元或軟件連接器,還是按功能性集成在較大型 AV 现金网博e百 中,支持極低時延與高視頻質量的鍵盤、視頻和鼠標擴展 (KVM) 對於訪問視頻內容而言都至關重要,跟客戶端或服務器的位置無關。KVM 可用於廣播、電子競技、控製室、船舶指揮中心和機場等各種應用,它正在從簡單的點對點擴展器和矩陣轉而采用 IP 並擴大其範圍和功能性。

全新顯示技術的出現正在推動分辨率、HDR 和快速幀速率的發展,以支持 4K120 和 8K 視頻,這意味著需要將最新的 AV 連接標準(如 HDMI 2.1 和 DisplayPort 1.4)橋接到安全可靠的以太網網絡。Xilinx 平台是將連接功能與夾層編解碼器選項和 H.264/H.265 集成在一起,以實現 LAN 和 WAN 同步流媒體的最佳平台。

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迷你轉換器

橋接任何網絡上的任何媒體

隨著各種壓縮、非壓縮視頻及音頻接口與格式的推出,必須在主要裝置周圍提供簡單的轉換盒,才能將網絡粘合在一起,這是不可避免的。這些簡單且非常高效的轉換器可采用 SDI 等標準將其轉換為 HDMI 輸出(反之亦然)。 通常能處理多個通道的各種轉換器不僅成本低,而且外形小巧,因此在不影響任何音視頻質量的同時,集成是關鍵。一些轉換器提供視頻處理功能將一種格式擴展至另一種格式,而且最新版本還支持向 IP 網絡的過渡,例如 ST 2110。

Xilinx 平台支持任意連接,而且還提供集成的單芯片實現方案,以及用於係統控製和音頻處理的 ARM® 處理器、用於格式轉換的視頻處理流水線以及用於夾層、幀內和較長 GOP 壓縮的可選編解碼器。

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投影儀

位於光學引擎(用於像素漂移)與視頻引擎(用於扭曲)的核心

無論是為電影院、企業構建投影係統還是製作仿真器,關鍵是解決對於高分辨率、高亮度 4K 和 8K 圖像的需求。在電影院和高端投影儀中,集成媒體塊 (IMB) 通常執行視頻處理與壓縮。縮放、色彩校正和高級視頻扭曲(梯形校正、旋轉、任意扭曲、拚接和混合)可在我們成本優化的器件中與 4K 和 8K 接口及視頻處理集成,以用於辦公投影儀,或者電影院、仿真與可視化應用中使用的高性能 HBM 平台。

光引擎包括光源器件,是投影係統的核心。Xilinx FPGA 伴隨世界領先的光源引擎(DLP® 和 LCOS)支持擴展像素分辨率 (XPR),可實現使用較低分辨率的光源來創建高分辨率的圖像。

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AV 路由器和開關轉換器

支持高通道密度的低時延音視頻路由

路由器是所有播音室、現場活動、辦公樓或校園的中心連接組件,可將多個信號來源(攝像頭、媒體服務器、麥克風)連接至各種顯示器(多瀏覽器、視頻牆、投影儀)或檔案係統。它們主要是點對點的基帶音視頻連接,可支持從 2 個或 4 個到數百個 SDI、HDMI 和 DisplayPort 通道進出交叉點交換機。通過控製界麵來添加視頻處理、數字視頻特效 (DVE) 和壓縮,路由器就變成了開關轉換器。 最近,路由器和開關轉換器已成為混合設備,不僅可將以太網與 IP 網絡以及基帶橋接,而且還可使用 ST 2110、Dante、NDI 和 IPMX 等 AV-over-IP 新技術。

Xilinx 平台將通過各種集成及夾層編解碼器、音視頻特效以及最低時延支持數量可擴展的 4K 及 8K HDR 通道,這些平台仍然是路由器和開關轉換器的主要係統組件。

專業監控器和多瀏覽器

顯示最高質量的視頻,為創新和差異化預留空間

Xilinx 不僅提供廣泛係列的視頻 IP,幫助廠商實現最高質量的視頻,並通過新穎處理算法及特性增強功能實現差異化,而且還可帶來成本與功耗需求的平衡。

對於大型多瀏覽器而言,可以在 Xilinx 靈活應變的平台上處理多個無壓縮及壓縮高清、4K 和 8K 流媒體(尤其是縮放和多尺度),這些平台可提供集成型高帶寬內存 (HBM) ,以支持更多通道或更高分辨率及幀速率 。

多媒體服務器與存儲

為存檔與播放提供高度的可靠性和可擴展的存儲

在從高通道密度 OTT 發行到數字標牌媒體播放器的各種使用案例中,廣播和專業音視頻媒體服務器完美整合了存儲、檢索與播放。與傳統服務器不同,媒體服務器需要將基帶 AV、IP 傳輸以及基於文件的提取與集成型播放特性相結合。集成型播放特性還可將徽標和站點品牌圖形、本地廣告插入、數字視頻特效以及實時切換整合起來。通過結合 Xilinx 在多媒體和計算存儲領域的專業技術,您可以快速構建本地媒體服務器,其能夠與雲播放服務配合使用,這樣不僅能適應可用帶寬、根據使用要求進行擴展,而且還能為觀眾提供最可靠的保證服務。

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地麵、衛星與線纜傳輸

利用支持所有 DTV 標準的高密度發送器實現低成本

調製、發送和接收數字電視信號在全球有大量的標準。 從 ISDB 到 DVB,從 ATSC 到 DOCSIS,每項標準的開發都旨在支持衛星、線纜和地麵傳輸的獨特穩健性要求,並根據本地的地緣政治需求對這些技術進行微調。然而,每個標準都有一個相對通用的信號處理鏈(從映射和通道編碼(前向糾錯)到基帶成型和上變頻,再到傳輸 DAC)。所有這些數字功能都可在 Xilinx FPGA、SoC 或 RFSoC 中實現,所帶來的優勢是在單個芯片中提供一款多通道、高密集的解決方案(縮小機架空間並降低成本),並提供靈活應變的特性,支持新一代新興標準。為了加速上市進程,Xilinx 合作夥伴不僅提供了一係列調製 IP 支持這些應用,而且還設計了各種服務,提供量身定製的優化现金网博e百 。

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移動無線視頻係統

行業最低時延的 H.264/H.265 攝像頭後部與背板編解碼器

對於現場活動、新聞和體育報道,將無線發送器直接連接至攝像頭,這不僅意味著在任何環境中都可以快速進行部署,但同時也存在獨特的挑戰。需要確保盡可能低的時延,這在多攝像頭體育賽事中顯得尤為重要。必須盡可能保持高視頻質量,即使是在通過有噪聲的無線傳輸並不斷適應可用帶寬的情況下也是如此。便攜性意味著由電池供電且外形小巧,所以功耗要盡可能低,沒有熱管理的壓力。

幸運的是,Xilinx 擁有能夠平衡所有這些需求的理想平台。Zynq UltraScale+ MPSoC 具有可支持 4K UHD 的硬化 H.264/H.265 4:2:2 10 位編解碼器,現已廣泛用於眾多移動無線視頻係統。它具有業界最低時延,可以通過精細控製來平衡 VQ 和帶寬,也可以將 UHD-SDI 通道和各種視頻處理算法集成在同一器件中,以降低係統功耗和成本。

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投放與發行編解碼器

最高視頻質量或最高密度的 OTT 和 OTA 編碼與轉碼

對於投放,通常需要在夾層編解碼器(如 JPEG 2000 和 JPEG-XS)或 H.264/H.265 之間進行選擇。Xilinx 聯盟的合作夥伴提供了一係列具有高 VQ、小占用空間和低時延的夾層編解碼器 IP 核。此外,Xilinx 還提供搭載硬化 H.264/H.265 4:2:2 10 位編解碼器(支持 4K UHD)的 Zynq UltraScale+ MPSoC。此外,使用 Xilinx 平台,還可實現 UHD-SDI、ST 2110 和 ST 2022 的係統集成,以達到提取與播放的目的。

無論是通過互聯網電視機頂盒 (OTT) 發行,還是通過無線傳輸 (OTA) 發行,視頻服務提供商在管理其基礎架構和運營成本時,都會麵臨提供高質量用戶體驗的問題。這通常意味著是要以盡可能最高的視頻質量向大量觀眾播放少量流媒體,還是要針對受眾較少(要求高密度)的海量廣播進行優化,必須從中做出選擇。在這兩種情況下,無論是在本地還是在雲端,編碼、轉碼和解碼都可以在 Xilinx 平台上實施。Zynq UltraScale+ MPSoC H.264/H.265 係列是高密度應用的理想選擇,Virtex UltraScale+ FPGA 或 Alveo 加速器卡是使用 H.264、H.265、AV1 或 LCEVC 提供的最新編解碼器增強層進行最高質量的廣播發行的理想選擇。

廣播網絡基礎架構

在相關設施和世界範圍內移動未壓縮和壓縮的 UHD 內容

廣播行業正在向 IP 網絡轉移,借助 SMPTE ST 2022 使用 IP 投放已有一段時間,同時使用 ST 2110 部署全 IP 設施的工作也在有序進行。但仍然有大量的傳統設備還在使用,SDI 相比於 IP 網絡也依舊具有一定的優勢,因此無論使用哪一種連接標準,傳輸內容的能力至關重要。

憑借在任何網絡上提供任何媒體的功能,Xilinx 器件能夠在高性能廣播網絡平台上集成多個 UHD-SDI 通道以及高達 400G 的以太網端口,或者也可支持在更優化的模塊網絡卡解決方案中進行集成,從而在需要時添加更少的通道。無論媒體是否經過壓縮,Xilinx 器件均可提供無與倫比的收發器性能、強大的帶寬能力,以及用於數據包和幀緩衝的板載高帶寬內存 (HBM)。通過使用 ST 2059 增加時序和同步以及使用開放式 API 進行軟件控製,Xilinx FPGA 和 SoC 不僅可在現有拓撲和全新拓撲之間提供理想橋接,而且還能夠提供靈活應變的可擴展解決方案來支持新興標準和技術。

數字標牌和視頻牆

使用高質量大型交互式顯示器與消費者互動交流

數字標牌應用從信息顯示到廣告,一應俱全,而且能夠專門針對單獨的觀眾或大型受眾。它有可能是單個平板顯示器,也許是由多個同步顯示器組成的大型交互式視頻牆,也可能是由許多單獨的塊組成的大型 LED 牆。間距更小的 LED 牆有望從大型戶外廣告顯示屏轉向為取代電影院、會議室甚至家裏的投影。對於 LED 牆而言,在 CPU 上運行的純軟件係統無法滿足更大型格式所需的極高性能實時 AV 處理功能,因此這就是 Xilinx 平台的用武之地。對於廣告而言,采用具有機器學習功能的攝像頭意味著能夠分析觀眾指標並顯示具有相關性和針對性的廣告,從而提供商業化的機會。

協作與會議

高級圖像捕獲、流媒體與分析技術助力實現更出色的協作

視頻會議係統正在演變為功能更強大的協作係統,以提供簡單易用的視頻、音頻以及內容實時共享功能。除了具備高端會議功能的傳統會議室之外,全球預計有超過 3000 萬間小型會議室,而其中支持視頻功能的隻有不到 2%。對於協作設備供應商而言,這種尚未開發的潛力意味著巨大的機遇,他們有望為這些會議增加智能視頻功能。通過支持邊緣 AI 的攝像頭,並輔助以實時圖像扭曲、低時延高質量壓縮以及 IP 流媒體技術,用戶體驗能夠得到大幅改善,而且無縫逼真的交互離我們越來越近。

製造商能夠從基於 Xilinx 靈活應變的平台構建的高度集成的低成本視頻處理功能、計算機視覺以及流媒體解決方案中大獲裨益,尤其是麵向嵌入式處理的 Zynq-7000 SoC 以及用於集成型 H.264/H.265 壓縮的 Zynq UltraScale+ MPSoC EV。

Xilinx 平台

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Xilinx 為廣播及專業多媒體係統提供廣泛的平台。無論是 FPGA、ACAP,還是配備集成型 H.264/H.265 視頻編解碼器單元的 MPSoC;無論是 Kria SOM 還是 Alveo 加速卡;無論您想要實現芯片降級還是插入板件,Xilinx 均可提供理想的實時、低時延 AV 處理平台。

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AV 技術

大多數多媒體係統均使用 AV 連接(基帶和 IP 傳輸)、音視頻處理與壓縮的組合。Xilinx 和我們的聯盟計劃合作夥伴提供大量的 IP 核、參考設計和子係統,可幫助您加速上市進程。