Xilinx EV系列Video Codec基本介绍

着视频应用场景和内容越来越丰富，对网络传输，存储，和AI智能分析带来了越来越高的需求和挑战。以一路FHD@60fps视频为例，其RAWDATA的带宽约为3Gbps；到了4K@60fps，带宽大约为12Gbps；到8K，带宽更是会到48Gbps。这样大的数据量，如果不进行压缩是没有办法进行传输和存储的。因此，从早年的MPEG2，到当下被广泛采用的H.264，H.265，再到VP9，AV1以及未来的VVC，各种各样的视频编解码标准被提出来。每代都比之前在编码效率上有提升，付出的代价就是更大的编码复杂度。

不管编解码标准变得如何复杂，它们的基本技术思想都是类似的。通过帧内压缩和帧间压缩，同时压缩空间冗余度和时间冗余度。对于编码来说，都要经过预处理，运动估计，变换，量化，熵编码这几个基本步骤；解码过程则跟编码过程完全相反。

这里有几点基本概念一定要注意下：

1.   编解码标准一般只定义解码过程，而不定义编码过程。如何从原始图像得到压缩后的码流，正是各家Codec存在差异显神通的地方。

2.   正因为标准只定义Decoder，所以对于给定的输入，任何Decoder的输出都是一致的，Decoder很少有能做差异化的地方。Decoder的难点是兼容各种各样的Profile输入。

3.   Encoder通常会比Decoder复杂很多（5-10倍），计算量也大很多。每个Codec都会采用很多种差异化的算法。因此对于给定的视频原始输入，不同的encoder输出的码流都是不一样的，不过它们都符合标准。

4.   Encoder输出码流的图像质量，受很多因素相互制约和影响：Compression Ratio，Latency，ComputationComplexity。这三者往往是互斥的，不可兼得，只能根据实际的应用场景，选择合适折中的方式。

Xilinx的Zynq Ultrascale+MPSOC EV系列器件已将集成了H.264/265 的Codec硬核，可以同时支持最大一路4K@60fps视频的同时编解码。