闭路电视数字视频编解码器ADV611/ADV612

    摘要：ADV611/ADV612是ANALOG公司生产的实时压缩视频编解码芯片，它内含SRAM以及主处理器接口，其主要理论基础为小波变换，游程编码及哈夫曼编码。文中介绍了ADV611/ADV612的原理、特点和引脚功能，最后给出了一种典型应用设计电路。

    关键词：ADV611/ADV612 小波变换 哈夫曼编码

1 概述

ADV611/ADV612是一种低功耗的单片实时压缩视频编解码芯片，可用于视频数字信号处理。它具有精确的压缩比特率控制，能实时地对包括PAL和NTSC在内的视频信号进行压缩和解压缩，ADV611/ADV612在压缩时，其视频信号的奇偶场是单独进行的，主应用于闭路电路系统。该芯片当图像在被压缩四倍时，可在视觉上产生同无压缩时一样的效果，在不同的应用场合下，可根据不同的图像质量要求选择不同的压缩倍数。

2 结构特点及引脚说明

ADV611/ADV612内部由多个功能块组成，参见图1。下面主要介绍其中一些重要功能块的作用。

●数字视频输入输出端口：主要用于提供实时非压缩视频接口以支持不同的视频信号格式；

●DRAM处理器用于控制外部DRAM的读写及更新；

●小波变换核：对图像进行小波变换时使用内部缓冲器；

●变换缓冲区：提供小波变换核所需要的缓冲区，并用来提供足够大的空间存储小变换后的数据；

●可编程量化量：用来量化小波系数，量化系数可由以外部的DSP进行控制；

●游程编程器和哈夫曼编码器：可分别执行游程编码和哈夫曼编码。

工作环境温度为0℃～70℃；

当输入电压为最大时，其电流为0.11～0.27A。值得注意的是：ADV611/ADV612为静电敏感器件，高能量的静电会对器件造成永久的伤害，因此，为避免性能的下降，必须采用一定的防静电措施。

图2所示是ADV611/ADV612的引脚排列。表1为其引脚功能说明。

表1 ADV611/ADV612管脚功能描述

3 工作原理

ADV611/ADV612是为实时视频应用而设计的。它所支持的最大图像数据为每场720×288，所能达到最大码速率为13.5MHz。由图1可知，数据经过ADV611/ADV612时有两种路径。编码路径中的数据经过小波变换后送至自适应量化器进行量化，然后送至编码器进行编码输出即得到压缩数据。解码路径的数据传输过程则相反。

3.1 小波变换滤波器组

该模块内一组工作于图像水平方向及垂直方向的滤波器组。这些滤波器使用了一些有效的小波基函数，这比JPEG及MPEG中使用的DCT算法更适合于图像本身的性质。使用基于小波变换的压缩方法的优点是无须将图像分解成子块，这样以可以消除在高压缩比下出现的方块效应。

3.2 自适应量化器

这个模块的作用是根据人的视觉特性对滤波后的图像进行量化。通常，人眼在同一层精确度上对低频分量较高频分量敏感。因此，滤波时，对高频信息所进行的量化幅度应该大些，而对低频信息的量化幅度要小一些。

3.3 游程编码和哈夫曼编码器

该模块包含了两种类型的熵编码器以获得夫失真的编码。游程编码器主要用来查找长字串的零，同时用短的码字代替，哈夫曼编码器理论上可以产生所有最常用的码字序列表，ADV611/ADV612中使用了三种固定的哈夫曼编码字表，而没有产生码字表。

4 ADV611/612的应用

ADV611/ADV612的许多特点都能满足计算机的应用需要。它可为计算机主机接口中512位双字节的FIFO提供必要的压缩数字视频缓冲以用于配合PCI延时。另外，ADV611/ADV612和许多其它的压缩方案不同，它不需要昂贵的外部SRAM缓存，因而相当于为PC系统节省了一个低功耗的外部DRAM。图3是一种ADV611/ADV612用在PC中的典型应用设计电路。图中，视频数据经VDATA[0～7]进入并通过三个功能模拟后，再由ADV611/ADV612通过D0～D15和A0～A8与DRAM进行数据交换，最后将变换后的图像数据经过DQ2～DQ32送往主处理器件以完成整个编码过程。