維海德借助Zynq? MPSoC 鞏固4K超高清專業(yè)攝像機領(lǐng)導(dǎo)地位

Xilinx? Zynq? UltraScale+?　助力維海德打造同時支持NDI?和12G-SDI的4K60超高清專業(yè)云臺攝像機

項目概覽

深圳市維海德技術(shù)股份有限公司成立于2008年5月，主要從事高清及超高清專業(yè)攝像機、視頻會議終端、會議麥克風(fēng)等音視頻通訊設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和相關(guān)技術(shù)服務(wù)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于商務(wù)視頻會議、錄播、政企業(yè)務(wù)、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)直播、廣播，紅外測溫等多個應(yīng)用領(lǐng)域，業(yè)務(wù)遍及全球約50 個國家和地區(qū)。

行業(yè)：專業(yè)音視頻

總部： 中國深圳

成立時間：2008年

網(wǎng)址：http://www.vhd.com.cn/

圖 1 – 維海德VX600NF 4K超高清攝像機。

項目簡介

廣播、錄播、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療和視頻會議等領(lǐng)域的高端會議市場，對攝像機提出了高清晰度，無壓縮或輕壓縮遠(yuǎn)距離傳輸，以及低時延，多接口和高性價比等苛刻要求。尤其對低時延的需求，由于技術(shù)難度較大，市場上鮮有方案和產(chǎn)品能夠完全滿足高端用戶對“超高清 （UHD）”的追求。

作為為數(shù)不多的UHD攝像機供應(yīng)商，維海德自主研發(fā)并制造的上一代高性價比4K攝像機，曾經(jīng)為超高清視頻系統(tǒng)的部署和普及做出過重要貢獻(xiàn)， 而其最新打造的高端云臺（PTZ，Pan-Tilt-Zoom ）攝像機VX600NF，則作為同時支持NDI? 和12G-SDI接口的4K60超高清攝像機，再次將超高清攝像機技術(shù)推上了一個新的高峰，讓高端視頻會議系統(tǒng)的部署觸手可及。該攝像機的核心器件是賽靈思Xilinx? Zynq? UltraScale+? EV 系列自適應(yīng)計算平臺。

設(shè)計挑戰(zhàn)

12G-SDI（12Gbits/s Serial Digital Interface，串行數(shù)字接口）是一種廣泛使用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，用于通過單個同軸電纜傳輸未壓縮和未加密的數(shù)字視頻信號。12G-SDI能夠支持高達(dá)4Kp60的分辨率，并向后兼容HD-SDI（720p/1080i）和3G-SDI（1080p）。

而NDI （（Network Device Interface，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口）則是由NewTek開創(chuàng)的高質(zhì)量、低時延、多通道IP視頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)。它是一種I幀高速協(xié)議，具有超低時延（小于1幀）和幾乎質(zhì)量無損的優(yōu)點。隨著當(dāng)前視頻會議流媒體應(yīng)用的日益繁榮，NDI提供了一種高性價比的傳輸技術(shù)，可以使用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)輕松布線和靈活分發(fā)。

高性能會議攝像機必須具有適應(yīng)所有主流AV接口的能力，包括HDMI、NDI和12G-SDI，并能夠提供卓越的圖像質(zhì)量，滿足嚴(yán)格的尺寸和功耗要求。維海德希望打造一款4K超高清攝像機，既能夠同時支持12G-SDI和NDI，還能滿足便攜式尺寸和功耗需求。 為此，其對作為設(shè)計核心的芯片平臺提出了更高的要求，需要其可以滿足設(shè)計團隊對性能、ISP圖像處理、系統(tǒng)集成、時延和功耗等各個方面的追求，

解決方案

經(jīng)過與市場上的ASIC等方案對比，維海德最終選擇了賽靈思靈活應(yīng)變的Zynq UltraScale+ MPSoC EV 系列自適應(yīng)計算平臺。

維海德公司設(shè)計總監(jiān)梁明表示“賽靈思高度集成的多核異構(gòu)Zynq UltraScale+ MPSoC EV系列，以及其特有的硬件可編程優(yōu)勢，使得我們可以更高的性能進行視頻編解碼，也有充足的邏輯資源支持SDI和NDI標(biāo)準(zhǔn)，并為我們保障產(chǎn)品的競爭力和迭代能力提供重要支持”

賽靈思 Zynq UltraScale+ MPSoC EV系列，專門針對多媒體應(yīng)用而設(shè)計，是開發(fā)更低成本、更低功耗以及更高性能高集成視頻會議設(shè)備的理想選擇。其擁有4K60 4:2：2 10bit的編解碼能力，相對于4K30 8bit產(chǎn)品，大幅提升了超高清影像的流暢度．使得整個影像在色彩層次與過渡上更加細(xì)膩。在編碼格式上，Zynq UltraScale+ MPSoC EV不僅集成了 H.264/AVC 同步編碼和解碼，還集成了 H.265/HEVC 等視頻編解碼等特性。在同等碼率下，H.265/HEVC提供了更高的畫質(zhì)效果和更低的時延，這對遠(yuǎn)程培訓(xùn)視頻流等多種場合的應(yīng)用至關(guān)重要。

同時Zynq UltraScale+ EV片內(nèi)集成了可編程邏輯、block RAM、DSP等資源，可用于實現(xiàn)具有自動聚焦、自動白平衡、自動曝光效果（3A）功能的復(fù)雜圖像信號處理IP。借助這個平臺，維海德為VX600NF自主研發(fā)的4K HDR技術(shù)在提升圖像暗部細(xì)節(jié)的同時，不丟失亮處圖像信息，從而大幅增強了畫質(zhì)。

在開發(fā)工具方面，梁明還表示“賽靈思 Vivado 版本提供了大量現(xiàn)成的視頻相關(guān)IP，大幅降低了開發(fā)門檻并縮短了我們的開發(fā)周期。Peatlinux工具則通過自動生成針對嵌入式處理IP核定制 Linux 開發(fā)板支持包， 大大簡化了我們嵌入式軟件的開發(fā)流程，提升了開發(fā)效率。 ”

設(shè)計成效

借助賽靈思Zynq UltraScale+ MPSoC EV平臺，使得維海德發(fā)布的VX600NF 4K超高清高端云臺攝像機：

1. 實現(xiàn)了突破性的4K60幀原始視頻傳輸

2. 實現(xiàn)了用NDI協(xié)議簡化傳輸鏈路，使得高質(zhì)量、可實時編輯的視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸成為可能

3. 彌補了高端視頻會議行業(yè)超高清普及應(yīng)用缺乏超高清攝像機的“短板”

4. 為高端視頻會議帶來了更細(xì)膩的畫質(zhì)和功能更強大的ISP

5. 鞏固了VHD在高端會議相機領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。