FPGA技术在视频处理领域的应用

　　视频处理综述：视频处理是目前多媒体领域最热门的技术，主要分为视频编解码和目标信息识别两大类。前者为了节省视频数据的传输带宽，主要依靠传统的信息论理论，目前已经比较成熟;后者则为了提取用户信息，是了人工智能、计算机以及信息论等多门学科研究成果的交集，目前还处于快速发展阶段。

　　1.视频编解码应用

　　虽然目前正在使用的视频编解码器多达数百种，但是，为了实现标准化并希望采用的编解码器能提供最佳的基准，大多数消费设备只采用了少数几种编解码器。

　　目前常用的3类视频编解码器如下所列：(1)MPEG-2。该技术今天仍在大量应用，主要用于广播信号和DVD电影的编码，甚至目前刻在蓝光DVD上的商业视频节目也是用MPEG-2进行编码。随着大多数的HD DVD采用VC-1和H.264标准进行编码，这种情况即将有所改变。(2)MPEG4。MPEG-1、MPEG-2标准基础上形成的MPEG-4包含了许多组成部分，算上正在批准过程中的部分，总共有22个。它能以更低的速率传输与MPEG-2相同质量的视频图像，而且MPEG-4引入了描述自然的或合成的对象等新概念来构成场景并支持与用户的交互，给视频节目制作商提供了改进的内容保护功能和创建更灵活、可复用内容的能力。由于这些改进，视频可以通过宽带链路进行传输，卫星和DVB提供商也采用了MPEG-4。(3)H.264/MPEG-4 AVC。H.264(MPEG-4第10部分)高级视频编码(AVC)，主要以其高数据压缩率和质量而出名。由国际电信联盟电信标准局(ITU-T)视频编码组开发的H.264包含了丰富的视频处理性能。

　　2.视频识别

　　移动目标的视频检测与跟踪是图像处理、分析应用的一个重要领域，是当前相关领域的研究前沿。移动目标视频检测与跟踪技术，在机器人视觉、交通监测、可视预警、机器导航等民用领域有着广泛的应用，同时在火力拦截、导d电视和红外视频制导等军用方面也发挥着重要作用。可识别的视频行为包括：a. 突然入侵检测、b. 移动物体检测、c. 运动路径检测、d. 遗留物体检测、e. 指向接近检测、f. 移走物体检测这6大类。

　　其中，各类编解码算法，特别是视频处理算法对计算性能的要求已经远远超出了传统 DSP 处理器的能力。在这些应用中，FPGA可用做协处理器来承担性能关键的处理工作，也可以作为独立的视频处理引擎。与标准数字信号处理器相比，FPGA构造的并行计算特性可支持更高的采样速率和更大的数据吞吐能力，性能可达3至4倍，同时计算功效也更高。