Algunos países requieren que los operadores de cable inserten su logotipo en la transmisión de video. Este artículo describe un enfoque de diseño único adoptado para lograr una solución de bajo costo.
En un sistema típico de distribución de transmisión de última milla, los operadores de cable reciben la programación de transmisión de los proveedores de contenido a través de satélite, la decodifican utilizando receptores/decodificadores integrados (IRD) y envían el video de banda base a (caja codificadora) para volver a codificar. Resolución deseada, tasa de bits y estándar de compresión. Luego combina múltiples flujos de programas para la entrega final a los consumidores finales.
Algunos países exigen que se inserte el logotipo del operador de cable en el video que se envía al consumidor final. Este documento técnico describe varios mecanismos para la inserción de logotipos estáticos en video de banda base y sus ventajas y desventajas. El documento también describe lo que creemos que es un enfoque de diseño único adoptado para lograr una solución de bajo costo.
codificador de vídeo
Un codificador de video recibe contenido de video a través de varias interfaces analógicas/digitales, como Compuesto (S-Video), Componente (YPbPr), HDMI, DVI y 3G-SDI, como se muestra en el diagrama, y normalmente es una interfaz de video. con el CI. 1.
Figura 1: Interfaz de video del sistema codificador (Fuente: Ittiam Systems)
Un front-end de video consiste en un receptor de video IC (un ASIC o FPGA programado para actuar como un receptor de video) que decodifica la señal de video del front-end a video de banda base. La salida de este ASIC/FPGA es típicamente un bus de video digital de puerto paralelo de formato estándar BT.656 que se conecta a un codificador de video para compresión y transmisión continua.
Metodología de diseño de inserción de logotipos
La imagen del logotipo debe insertarse en el cuadro de video de banda base antes de comenzar la operación de codificación. Existen múltiples posibilidades de diseño para insertar un logotipo estático en una transmisión de video, como:
- Use un insertador de logotipo estándar después de la fuente de entrada de video y antes del IC del receptor frontal.
- Elija una solución de receptor de video frontal que pueda realizar dos funciones: decodificar video a BT.656 e insertar logotipo.
- Se utiliza un sistema de codificación de video basado en software que se ejecuta en un procesador basado en Arm/GPU para realizar la inserción del logotipo en el video capturado sin procesar.
Cada uno de los enfoques anteriores tiene algunos inconvenientes y limitaciones. La opción 1 requiere la adquisición y el mantenimiento de hardware externo para la programación y configuración de la imagen del logotipo.
La opción 2 utiliza un ASIC de transceptor frontal de video de un fabricante importante que admite visualización en pantalla (OSD). Tienen sus propias limitaciones, como el tamaño del logotipo, las capacidades de combinación, el costo de IC y los requisitos de memoria externa, como DDR2, para cada interfaz de entrada de video. Además, después del transceptor, los datos deben presentarse al receptor de video para decodificar los datos en formato digital BT.656 e interactuar con dispositivos codificadores estándar.
La opción 3 es una buena solución si su codificador de video está basado en software y proporciona composición para combinar la imagen del logotipo con los píxeles de video sin procesar almacenados en DDR como un búfer de cuadro. Sin embargo, si el codificador de video es un ASIC sin inserción de logotipo, esta opción se descarta automáticamente y debe confiar en la opción 1 o 2. – Sistema de canales de codificador de vídeo de entrada. Ittiam decidió utilizar un enfoque innovador que involucraba un FPGA de bajo costo para combinar la imagen del logotipo después del IC frontal de video y antes del codificador de video basado en ASIC, como se muestra en la Figura 2. . .
Figura 2: Inserción de un logotipo en la ruta de video digital antes de la codificación (Fuente: Ittiam Systems)
Esta opción ofrece una solución multicanal de bajo costo. Esto se debe a que un solo FPGA puede realizar la operación de combinación de logotipos para múltiples canales de video (en la figura anterior solo se muestra un canal con fines ilustrativos). Se conectó una memoria flash SPI a la FPGA para almacenar la imagen del logotipo. El FPGA puede leer estas imágenes de logotipos y combinarlas con el flujo de video de banda base de entrada en las ubicaciones configuradas apropiadas.
El diseño utiliza la RAM interna de la FPGA, los elementos lógicos y los bloques de hardware multiplicadores DSP que se encuentran comúnmente para realizar las operaciones de multiplicación de píxeles requeridas por la operación de combinación, lo que permite que la FPGA de elección sea de bajo costo.
La FPGA RTL IP está diseñada para configurar el flash SPI en modo QSPI para cumplir con los requisitos de velocidad de datos de la interfaz de lectura/escritura FIFO. La interfaz QSPI es lo suficientemente rápida como para escribir o almacenar en búfer una línea de datos de logotipo en el bloque FIFO de la FPGA antes de que se lea una línea de datos de logotipo en el reloj de píxeles BT.656 para una operación de combinación (que permite determinar la frecuencia operativa de QPSI). en diseños FPGA). El factor de transparencia (α o alfa) es configurable por el usuario en la FPGA. Este factor se puede utilizar en el algoritmo de mezcla alfa implementado en la FPGA para realizar la operación de inserción del logotipo.
Conclusión
El método anterior está diseñado e implementado para insertar una imagen de logotipo en un video de banda base diseñado por hardware desarrollado por. Sistemas ItiamLa ventaja de este diseño es minimizar la latencia y reducir el costo total de la solución de hardware.