摘 要：ADV611是一種高壓縮率（可達7500：1）的專用視頻圖像壓縮/解壓縮芯片，本文介紹了ADV611的工作原理、功能特點等，并給出了基于ADV611實現視頻圖像實時編、解碼的可選方案，具體描敘了實現高壓縮率的方法。
　　關鍵詞：視頻壓縮；ADV611芯片；小波變換；視頻信號

　　引言

　　隨著微處理技術的發展，專用的圖像壓縮/解壓縮ASIC芯片不斷出現。以前，圖像壓縮技術主要是基于DCT分塊變換編碼，這種方法的弊病是無法得到高壓縮率，如果提高了壓縮率，圖像質量就會大大降低。小波變換是80年代中期興起的一種圖像壓縮新技術，對整幅圖像進行變換，充分利用了圖像整體相關性并消除了DCT編碼帶來的方塊效應。小波級數可以在不同分辨率下逼近某一函數，實現多分辨率分解，獲得很高的壓縮比，廣泛應用在視頻圖像壓縮領域。AD 公司首家推出基于小波變換的實時視頻壓縮解壓縮芯片ADV6XX系列，本文將就ADV611的原理和應用等問題進行闡述。

　　ADV611簡介

　　工作原理

　　ADV611是AD公司推出的新一代基于小波理論的視頻壓縮解壓縮芯片，是一種低價、單片、多功能、全數字的CMOS-VLSI器件，120個引腳，采用LQFP封裝，如圖1所示。ADV611支持對CCIR-611數字視頻進行高畫質實時壓縮解壓縮，壓縮倍數從視覺無失真感到7500倍，并能獲得比較好的主觀評價效果。壓縮的數據率是由輸入的數據率和被選擇的壓縮率決定的，靠與之相連接的片外DSP或主機根據當前場統計特性計算量化步長值。ADV611能獲得近乎穩定的壓縮比特率，片內集成了數字視頻接口、主機接口和在片SRAM等，主要應用于閉路電視等。

　　ADV611的基本工作原理：編碼時從它的數字視頻接口接收未壓縮的數字視頻信號，經小波變換和幀抽取、系數量化、游程編碼和Huffman編碼，產生壓縮后的數據流，送入集成于片內的512 32位大小的FIFO緩沖區，一旦FIFO的數據量達到主機在寄存器里的預置值時，ADV611就發出中斷請求信號，從它與主處理器的接口輸出壓縮數據比特流。當解壓縮時，壓縮數據從主處理器接口送到FIFO里，然后經過與編碼時的逆過程，數字視頻接口輸出標準的數字視頻分量。其各管腳功能如表1所示。

　　ADV611共有84個數據寄存器和一系列的狀態、控制字寄存器。其中，數據寄存器是片內FIFO的映射，用于存儲經小波變換后的圖像壓縮數據（編碼和解碼過程各需要42個），供自適應量化和嫡編碼進行進一步數據壓縮，實現實時視頻信號壓縮。狀態和控制字寄存器是間接寄存器，ADV611對它們進行統一編址，通過主機接口訪問片內四個32位直接寄存器進行讀寫操作。

　　功能方框圖

　　圖1是ADV611內部功能方框圖。

　　圖1 ADV611功能方框圖(略)

　　表1：ADV611管腳功能(略)
　　
　　如圖1所示，整個芯片由8個功能模塊組成，其中3個是接口模塊，另5個是數字信號處理模塊。接口模塊包括數字視頻輸入I/O接口（Digital Video1/O Port）、主機I/O接口（Host I/O Port）和外部DRAM存儲管理器（External DRAM Manager）；5個數字信號處理模塊是小波核（Wavelet Kernel），片內變換緩沖器（On-Chip Transform Buffer）、可編程量化器（Programmable Quantizer），游程編碼器（Run Length Coder）和Huff man編碼器（Huffman Coder）。

　　圖2 ADV611的典型應用(略)

　　ADV611編解碼方案的實現

　　作為一種通用的VLSI芯片，ADV611在設計時充分考慮到兼容性和使用的方便性，支持PHILIPS公司生產的SAA系列視頻芯片、BROOKTREE公司的BT系列以及Raytheon等公司的視頻芯片。ADV611既可以與微型機直接連接，也可以工作在脫機條件下。ADV611的一個典型應用如圖2所示。

　　在微機系統中的應用

　　ADV611的許多優越性能能夠在計算機應用系統中得到實現，如圖3所示，只要附加一片SAA7111就可實現復合視頻信號的數字化、壓縮和存儲。ADV611與主機的接口有：32位數據總線〔D0一D31）、兩位地址線（ADR0，ADR1）、片選信號/CS（通過譯碼器實現）、讀寫信號（/RD， /WR）以及具體主機跟ADV611之間的握手信號。

　　圖3 ADV611在計算機系統中的應用設計(略)

　　在脫機狀態下的應用

　　視頻圖像編解碼除了可以通過微機平臺實現外，還可以運用以DSP為主的微處理器控制對圖像的壓縮解壓縮。ADV611本身已集成了圖像編解碼的算法，利用高速DSP對圖像壓縮的效果進行實時調節，控制數據速率和圖像數據的傳輸，可以方便地設計一種脫機圖像系統，如圖4所示，通過主機接口DSP對ADV611進行控制和BW量值計算。

　　圖4 ADV611在脫機狀態下的應用(略)

　　結束語

　　如上所述，ADV611要實現7500：1的視頻壓縮比，其理論依據是小波變換。為了獲得最大的壓縮效率，就必須要充分掌握小波濾波器的結構和性能。此外，ADV611具有ADV601所沒有的