专业音视频、广播与影院应用中的 AMD 技术

AMD 灵活应变的平台是各种专业多媒体应用的核心,能够满足最新超高清及多通道音频等需求。

专业音频

高性能、高密度及低时延音频 DSP

AMD 平台可提供卓越的数字信号处理 (DSP) 性能,能够满足音频处理、接口、压缩、嵌入和转换等方面的需求。AMD 架构具有内在并行处理机制,意味着音频的许多通道都可以使用高效的资源合并在一起处理。AMD Vitis 开发工具支持 C++ 等高级语言,因此音频工程师可以快速将音频功能整合到产品中,以实现差异化、高通道密度和产品快速上市。

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专业摄像机

空间与功耗有限的摄像头中高度集成的图像及视频处理功能

在 4K 及更高画质下,更高的图像分辨率和帧速率要求摄像头和摄像机这种空间有限的设计能够实现实时图像和视频处理。此外,还需要加入视频分析和元数据采集等全新功能,以实现高效的工作流程并从内容中获取价值。

AMD 平台将最新 4K 及 8K 传感器的高速连接与高度灵活的图像、ML 和视频处理流水线进行了有机结合。在一体化器件上根据需要添加无损或有损编码功能并支持各种输出连接标准,从而节省大量的空间、成本和能耗。

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流媒体终端

通过压缩实现视频质量、低时延、功耗与成本的出色平衡

如今在人们的生活中,视频流媒体无处不在,消费者要求在任何地方、任何设备上访问内容,随着工作流程变得分散化,远程制作对压缩内容发行的需求起到了推波助澜的作用。流媒体终端本质上是“编解码器盒”,通常从 SDI 或 HDMI 接口接收一或两路 AV 输入,使用 H.264/H.265 压缩并借助以太网通过 IP 传输。与此同时,迷你切换器等设备也开始整合类似功能,将流媒体从独立的盒子分离出来变成一种功能。

AMD Zynq™ UltraScale+™ MPSoC 结合板载 H.264/H.265 视频编解码器可支持 4K60,灵活应变的硬件可支持 AV 连接与处理,再加上机器学习功能助力通过目标区域 (ROI) 编码实现带宽优化,因此无论用于独立产品,还是集成在其它应用中,均能成为流媒体设计的适合平台。

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KVM — 键盘、视频和鼠标

支持新兴显示连接标准并集成高质量编解码器

无论是独立的机架单元或连接器,还是作为功能集成在大型 AV 产品中,支持极低时延与高视频质量的键盘、视频和鼠标扩展 (KVM) 对于访问视频内容而言都至关重要,跟客户端或服务器的位置无关。KVM 广泛应用于广播、电子竞技、控制室、船舶指挥中心和机场等各种应用场景,正在从简单的点对点扩展器和矩阵转变为采用 IP 并扩大其应用范围和功能。

全新显示技术的出现正在推动分辨率、HDR 和快速帧速率的发展,以支持 4K120 和 8K 视频,这意味着需要将最新的 AV 连接标准(如 HDMI 2.1 和 DisplayPort 1.4)桥接到安全可靠的以太网网络。通过 AMD 平台可以顺利地将连接功能与各种夹层编解码器和 H.264/H.265 集成在一起,以实现同步的 LAN 和 WAN 流媒体。

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迷你转换器

桥接任何网络上的任何媒体

随着各种压缩、非压缩视频及音频接口与格式的推出,通常需要在主设备上安装简单的转换盒才能将网络连接在一起。这些简单高效的转换器可将 SDI 等标准输入转换为 HDMI 输出(反之亦然)。转换器通常能处理多个通道,不仅成本低,而且外形小巧,因此在不影响任何音视频质量的同时,集成是关键。有些转换器提供视频处理功能,能将一种格式扩展至另一种,而最新的转换器还支持向 IP 网络的转换,例如 ST 2110。

AMD 平台支持任意连接,全面集成的单芯片方案不仅融合 ARM® 处理器以实现系统控制和音频处理,而且通过视频处理流水线可以进行格式转换,另外还可搭配用于夹层、帧内和较长 GOP 压缩的编解码器。

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投影仪

位于光学引擎(用于像素漂移)与视频引擎(用于扭曲)的核心

无论是为电影院、企业构建投影系统还是制作仿真器,关键是解决对于高分辨率、高亮度 4K 和 8K 图像的需求。在电影院和高端投影仪中,集成媒体块 (IMB) 通常执行视频处理与压缩。缩放、色彩校正和高级视频扭曲(梯形校正、旋转、任意扭曲、拼接和混合)可在我们成本优化的器件中与 4K 和 8K 接口及视频处理集成,以用于办公投影仪,或者电影院、仿真与可视化应用中使用的高性能 HBM 平台。

光引擎包括光源器件,是投影系统的核心。AMD FPGA 搭配世界领先的光源引擎(DLP® 和 LCOS)以支持扩展像素分辨率 (XPR),可实现使用较低分辨率的光源来创建高分辨率的图像。

AV 路由器和切换器

支持高通道密度的低时延音视频路由

路由器是所有播音室、现场活动、办公楼或园区的连接中心,可将多个信号来源(摄像头、媒体服务器、麦克风)连接至各种显示设备(多浏览器、视频墙、投影仪)或档案系统。它们主要是点对点的基带音视频连接,可支持从 2 个或 4 个到数百个 SDI、HDMI 和 DisplayPort 通道进出交叉点交换机。增加视频处理、数字视频特效 (DVE) 和压缩以及控制界面,路由器就变成了切换器。  最近,路由器和切换器已成为混合式设备,不仅可将以太网与 IP 网络以及基带桥接,还可使用 ST 2110、Dante、NDI 和IPMX 等 AV-over-IP 新技术。

AMD 平台结合各种集成及夹层编解码器,支持数量可扩展的 4K 及 8K HDR 通道、各种音视频特效以及最低时延,助力打造性能出色的路由器和切换器。

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专业监控器和多浏览器

带来高质量视频显示的同时不断追求创新和差异化

AMD 不仅提供各种视频 IP 以帮助显示设备厂商实现高质量视频,而且通过创新处理算法及功能增强帮助开发人员实现产品差异化,同时还实现了成本与功耗的平衡。

AMD 灵活应变的平台集成高带宽内存 (HBM),可支持更多通道、更高分辨率和帧率,因此对于大型多浏览器而言,可以轻松通过 AMD 平台处理多个无压缩及压缩高清、4K 和 8K 流媒体(尤其是缩放和多尺度) 。

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多媒体服务器与存储

为存档与播放提供高可靠性和可扩展的存储

无论是高通道密度 OTT 发行还是数字标牌媒体播放器,广播和专业音视频媒体服务器在多种场景下都需要存储、检索与播放等功能。与传统服务器不同,媒体服务器需要结合基带 AV、IP 传输以及基于文件的提取等功能,同时还需要集成型播放以加入标识和站点品牌图形,实现本地广告插入、数字视频特效以及实时切换。通过结合 AMD 在多媒体和计算存储领域的专业技术,您可以快速构建本地媒体服务器,从而与云播放服务配合使用,这样不仅能适应可用带宽并根据使用要求进行扩展,而且还能为观众提供高度可靠的服务。

地面、卫星与有线传输

支持所有 DTV 标准的高密度发送器实现高性价比

调制、发送和接收数字电视信号在全球有大量的标准。从 ISDB 到 DVB,从 ATSC 到 DOCSIS,每项标准的开发都旨在支持卫星、有线和地面传输的独特稳定性要求,而且还可针对当地的地缘政治需求调整这些技术。然而,每个标准都有一个相对通用的信号处理链(从映射和通道编码(前向纠错)到基带成型和上变频,再到传输 DAC)。所有这些数字功能都可在 AMD FPGA、SoC 或 RFSoC 中实现,所带来的优势是在单个芯片中提供一款多通道、高密度的解决方案(缩小机架空间并降低成本)并提供适用未来的可编程解决方案以支持新一代标准。为了加速上市进程,AMD 合作伙伴不仅提供了一系列调制 IP 来支持这些应用,而且还提供相应的设计服务来打造量身定制的优化产品。

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移动无线视频系统

超低时延的 H.264/H.265 摄像机后部与背板编解码器

对于现场活动、新闻和体育报道,将无线发送器直接连接至摄像机,这不仅意味着在任何环境中都可以快速进行部署,但同时也存在独特的挑战。需要确保尽可能低的时延,这在多摄像机体育赛事中显得尤为重要。必须尽可能保持高视频质量,即使是在通过有噪声的无线传输并不断适应可用带宽的情况下也是如此。便携性意味着由电池供电且外形小巧,所以功耗要尽可能低,没有热管理的压力。

幸运的是,AMD 平台能够平衡所有这些需求。Zynq UltraScale+ MPSoC 集成硬化 H.264/H.265 4:2:2 10 位编解码器,可支持 4K UHD,已广泛应用于各种移动无线视频系统。它的延迟非常低,可以通过精细控制来平衡 VQ 和带宽,也可以将 UHD-SDI 通道和各种视频处理算法集成在同一器件中以降低系统功耗和成本。

投放与发行编解码器

超高视频质量或超高密度 OTT 和 OTA 编码与转码

对于投放,通常需要在夹层编解码器(如 JPEG 2000 和 JPEG-XS)或 H.264/H.265 之间进行选择。AMD 联盟合作伙伴提供了多种具有高 VQ、小占用空间和低时延的夹层编解码器 IP 核。此外,AMD 还提供搭载 H.264/H.265 4:2:2 10 位硬编解码器的 Zynq UltraScale+ MPSoC,轻松满足 4K UHD 需求。通过 AMD 平台还可实现 UHD-SDI、ST 2110 和 ST 2022 的系统集成以进行相应的提取与播放。

无论是通过互联网电视机顶盒 (OTT) 发行,还是通过无线传输 (OTA) 发行,视频服务提供商都需要提供高质量的用户体验,同时还需要管理其基础设施和运营成本。这通常意味着,要么选择以尽可能最高的视频质量向大量观众播放有限数量的流媒体,要么选择针对需要高密度的较少观众进行经优化的海量广播。在这两种情况下,无论是在本地还是在云端,编码、转码和解码都可以在 AMD 平台上实施。Zynq UltraScale+ MPSoC H.264/H.265 系列非常适合高密度应用,Virtex UltraScale+ FPGA 或 Alveo 加速器卡则非常适合使用 H.264、H.265、AV1 或 LCEVC 提供的最新编解码器增强层进行高质量的广播。

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广播网络基础设施

在相关设施和世界范围传输未压缩和压缩的 UHD 内容

广播行业正在向 IP 网络转移,借助 SMPTE ST 2022 使用 IP 投放已有一段时间,同时使用 ST 2110 部署全 IP 设施的工作也在有序进行。但仍然有大量的传统设备还在使用,SDI 相比于 IP 网络也依旧具有一定的优势,因此无论使用哪一种连接标准,传输内容的能力至关重要。

凭借在任何网络上提供任何媒体的功能,AMD 器件能够在高性能广播网络平台上集成多个 UHD-SDI 通道以及高达 400G 的以太网端口,或者在更优化的模块网络卡解决方案中可以根据需要添加少量通道。无论媒体是否经过压缩,AMD 器件均可提供出色的收发器性能、强大的带宽能力,以及用于数据包和帧缓冲的板载高带宽内存 (HBM)。通过使用 ST 2059 增加时序和同步以及使用开放式 API 进行软件控制,AMD FPGA 和 SoC 不仅可在现有拓扑和全新拓扑之间提供出色的桥接,而且还能够提供灵活应变的可扩展解决方案来支持新兴标准和技术。

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数字标牌和视频墙

使用高质量大型交互式显示设备吸引消费者

无论是信息显示还是广告,数字标牌的应用领域非常广泛,而且能够专门针对单独的观众或大量的观众提供展示。它有可能是单个平板交互式显示器,也许是由多个同步显示器组成的大型视频墙,也可能是由许多单独的屏幕块拼接成的大型 LED 墙。像素间距更小的 LED 墙有望从大型户外广告显示屏转为取代电影院、会议室甚至家里的投影。对于 LED 墙而言,在 CPU 上运行的纯软件系统无法满足大型显示所需的极高性能实时 AV 处理能力,因此这就是 AMD 平台的用武之地。对于广告而言,采用具有机器学习功能的摄像机意味着能够分析观众指标并显示具有相关性和针对性的广告,从而带来价值变现的机会。

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协作与会议

高级图像采集、流媒体与分析技术助力实现更出色的协作

视频会议系统正在演变为功能更强大的协作系统,可以提供简单易用的视频、音频以及内容实时共享功能。除了具备高端会议功能的传统会议室之外,全球据估计有超过 3000 万间小型会议室,而其中支持视频功能的只有不到 2%。通过为这些会议室增加智能视频功能,对于协作设备供应商而言,这种尚未开发的潜力意味着巨大的机遇。通过支持边缘 AI 的摄像头,并辅助以实时图像扭曲、低时延高质量压缩以及 IP 流媒体技术,用户体验能够得到大幅改善,让无缝逼真的交互离我们越来越近。

制造商能够从基于 AMD 灵活应变的平台构建的高度集成的高性价比视频处理功能、计算机视觉以及流媒体解决方案中大获裨益,尤其是面向嵌入式处理的 Zynq 7000 SoC 以及集成 H.264/H.265 压缩的 Zynq UltraScale+ MPSoC EV。

客户成功案例

平台

AMD 为广播及专业多媒体系统带来多种平台。无论是 FPGA、自适应 SoC,还是配备集成型 H.264/H.265 视频编解码器单元的 MPSoC;无论是 Kria SOM 还是 Alveo 加速卡;无论您想要实现精简式芯片还是插入式板卡,AMD 均可提供适合的实时、低延迟 AV 处理平台。

技术

大多数多媒体系统均需结合使用 AV 连接(基带和 IP 传输)、音视频处理以及压缩等技术。AMD 和我们的联盟计划合作伙伴提供大量的 IP 核、参考设计和子系统,可帮助您加速上市进程。