广播和专业音视频解决方案FPGAs
利用FPGAs为视频制作和广播应用设计面向未来的解决方案。随着人工智能改变许多行业，探索如何将FPGAs用于 AI 推理和其他音视频功能。
转变广播和专业音视频
通过满足对高质量内容、低延迟传输和系统设计灵活性日益增长的需求，FPGAs广播和专业音频/视频 （Pro AV） 行业中发挥变革性作用。
AI 集成和边缘计算
边缘 AI FPGAs使广播公司和专业音视频专业人员能够实现高效、可扩展且可适应行业快速变化需求的智能、高性能工作流程。借助人工智能FPGAs，借助实时视频分析、实时隐藏式字幕和人工智能增强型图形叠加等示例功能，掀起了广播和专业音视频领域的新一轮创新浪潮。
FPGA 的优势
低延迟传输
延迟在直播和专业音视频设置中至关重要。FPGAs为实时流式传输和内容交付提供确定性和超低延迟性能。
可扩展性和面向未来
FPGAs 的可重新配置架构允许广播公司和音视频专业人员在不更换硬件的情况下更新其系统以支持新的编解码器、分辨率和功能，从而确保投资寿命。
实时视频处理
FPGAs实现高清 （HD）、4K、8K 和 16K 视频流的实时处理，这对于广播和现场活动至关重要。
IP 视频和 5G 广播
FPGAs支持基于 IP 的视频传输标准 （SMPTE ST 2110），并可无缝集成到现代 IP 工作流程中。
Dan Feldstein，快思聪首席执行官
我们将 FPGAs 视为理想的解决方案，可提供类似硬件的速度和软件般的灵活性。我们选择Altera（当时的英特尔 PSG）作为合作伙伴，因为我们认为他们拥有最好的产品、最好的支持和知识产权，可以让我们快速启动我们的开发过程。我们估计，由于这种合作关系，我们可以更快地将产品推向市场 40%。 [克雷斯特龙的]AV over IP 解决方案也是围绕FPGA技术而构建的。它们提供零延迟、视觉无损、高清视频、音频控制和从无限数量的源到无限数量的目的地的 USB 分发。自从我们围绕FPGAs构建这些技术以来，我们的产品随着时间的推移而发展，现在融合了特性和功能，这些质量在我们设计硬件时甚至不存在。
Hiroya Yamamoto，池上项目总经理
Quartus® [Prime 软件] 在池上为我们的视频解决方案开发的 Agilex™ 5 FPGA 开发项目上无缝运行，该项目需要极高的数据吞吐量和低功耗。得益于 Quartus 令人印象深刻的快速编译时间，我们在一天内尝试了多次设计迭代。像 Signal Tap 这样出色的诊断工具使我们能够在开机后的 20 小时内完成概念验证，在监视器上显示摄像头录像。我们很高兴 Agilex™ 5 和 Quartus 为中端FPGAs打开了一个新世界。
广播
广播市场包括基本的内容处理和作技术，例如切换、混合、色彩校正、重播作、特效和 IP 音视频。这些作必须以几乎零延迟的方式实时执行，因而需要在保持高分辨率的同时提供强大的计算能力。
视频切换器是一种硬件设备，用于在不同的音频或视频源之间切换或之间进行选择。虽然其主要功能是在音频或视频源之间进行选择，但视频切换器有时用于混合视频并将素材或特殊效果添加到辅助源。视频切换器主要用于现场活动和视频制作环境，如制作卡车和电视演播室。
主要应用：
- 演播室制作
- 现场活动
- 外部广播
软逻辑FPGA IP 功能：
- 视频连接接口（SDI、HDMI 和以太网）
- 通用 视频处理，如缩放、混音、切换、键控等
了解更多：
高质量的专业摄像机用于电视演播室和电影制作。FPGAs非常适合将摄像头接口、图像处理和连接性结合在单个设备中，以拍摄和分发实时视频（或存储）。
主要应用：
- 演播室制作
- 影院制作
- 现场活动
软逻辑FPGA IP 功能：
- 视频连接接口（SDI、HDMI 和以太网、LVDS、SLVS-EC、其他传感器标准）
- 图像信号处理 (ISP)
- 通用 视频处理，如缩放、混音、切换、键控等
- 低压缩比视频压缩和解码，如 ProRes 或 JPEG-XS
了解更多：
实时 IP 视频制作引入了新的网络设计和拓扑结构，以满足通过网络进行实时媒体传输的任务关键型要求。随着媒体处理需求的增加，这些新要求不断突破 COTS 硬件体系结构当前范式的极限，这要求使用特定的硬件加速器。
FPGAs非常适合创建定制数量的音频/视频端口，并作为 PCIe 附加卡连接到商用现货 （COTS） 边缘计算设备。
主要应用：
- 演播室广播
- 实时制作
- 电影制作
软逻辑FPGA IP 功能：
了解更多：
SMPTE ST 2110 是一套开放标准，它将视频、音频和辅助数据作为单独的流通过 IP 网络传输，已经在广播中被广泛采用，现在是 IP 音视频的事实标准。
ST 2110 通过提供一个通用数据中心基础设施取代了传统的 SDI（串行数字接口）系统，其中精华使用 COTS IP 交换机而不是昂贵的 SDI 路由器进行路由。
主要应用：
- 广播设备
- 医疗
- 虚拟化视频制作
软逻辑FPGA IP 功能：
了解更多：
Pro AV
ProAV 市场包括多种终端应用，包括 AV 联网、视频会议和投影。这些设备的使用寿命往往较短，为5-7年，而新设备的开发时间从成立到上市只需1至1.5年。
一类适用于会议室应用或不需要作员的自动化环境的摄像头。FPGAs非常适合将摄像头接口、图像处理和连接性结合在单个设备中，以拍摄和分发实时视频（或存储）。
主要应用：
- 会议室
- 礼拜堂
- 电视节目
- 现场活动
软逻辑FPGA IP 功能：
- 视频连接接口（SDI、HDMI 和以太网、LVDS、SLVS-EC、其他传感器标准）
- 摄像头图像信号处理 （ISP）
- 通用 视频处理 ，例如缩放、混合、HDR 等。
- 低压缩比视频压缩和解码，如 ProRes 或 JPEG-XS
了解更多：
- 视频和视觉处理套件英特尔® FPGA IP 用户指南
- FPGAs上的高性能图像信号处理和摄像头传感器管道设计
- Genlock 控制器 英特尔® FPGA IP
- 英特尔® FPGA 在线观看视频协议规格
- 《HDMI 英特尔® FPGA IP用户指南SDI II 英特尔® FPGA IP用户指南
- SDI II 英特尔® FPGA IP 用户指南
- Nextera - Adeas ST 2110 内核
- Nextera - Adeas IPMX 内核
- NDI
AV-over-IP 设备使用基于标准或专有的数据包系统在 IP 网络上传输。基于标准的系统具有不同供应商的产品之间的互作性优势。
AVoIP 的使用现在被用于取代传统的专业 AV 连接，如 HDMI、DisplayPort 和 SDI，其额外优势是允许更长的电缆布线和轻松的信号路由。
主要应用：
- KVM
- 专业生产
- 礼拜堂
- 数字标牌
软逻辑FPGA IP 功能：
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视频投影仪用于许多应用，例如会议室演示、课堂培训、家庭影院、电影院和现场活动。
视频投影仪使用非常明亮的超高性能灯来提供投影图像所需的照明。现代投影仪将FPGA处理用于视频处理、镜头校正、几何变换和其他任务。
主要应用：
- 会议室
- 现场活动
- 电影院
软逻辑FPGA IP 功能：
- 视频连接接口（DSC、DisplayPort、Vx1、SDI、HDMI 和以太网、LVDS、SLVS-EC）
- 通用 视频处理 ，例如缩放、混合、切换等。
- 低压缩比，低延迟视频压缩和解码，如 JPEG-XS，ProRes，VC-2，MPEG 和其他专有标准
了解更多：
用于在专用或公共网络中使用以太网电缆远距离处理、传输和接收视频和 KVM 的设备。最终用途包括专业展览、企业视频网络、酒店视频网络、礼拜堂、标牌和零售视频网络。
主要应用：
- 会议室
- 数字标牌
- 礼拜堂
软逻辑FPGA IP 功能：
- 视频连接接口（SDI、HDMI、DP、以太网、LVDS、SLVS-EC、其他传感器标准、MIPI、Vx1）
- 通用视频处理，例如缩放、混合、切换等。
了解更多：
- HDMI FPGA IP 核
- DisplayPort FPGA IP 核
- MIPI （合作伙伴）或 MIPI （Altera Agilex™ 5 FPGAs 和 SoC）
- SDI II FPGA IP 核
- IPMX 内核
- NDI
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