海思HI35xx平台软件开发快速入门之背景知识

前言:

  安防领域最近几年可谓暗流涌动,作为安防业的双寡头,大华股份与海康威视凭借行业的东风,两家公司的成长速度异常强劲,在国际市场上已经和应用厂家进行厮杀。 2015年两家公司双双晋升“全球安放50强”,海康排名第二,大华排名第五。以华为海思为代表国产芯片解决方案不断走强,在国际竞争中优势凸显,在后端NVR高端产品线先后推出了海思3531、海思3535、海思3536,同时针对低端的产品线也不断丰富和完善,比如优化后的海思3515A、3520D等,而在前端IPC领域则推出了诸如海思3516C、海思3518E等芯片,产品系列涵盖不同的应用场景,在出货量方面领先于老牌厂商TI、安霸。海思之所以能够在短时间内一跃成为安防领域芯片最大的供应商,取决于海思非常注重芯片应用层面的支持以及低成本优势,它提供的音视频软件HIMPP API使得下游厂商能够快速开发出自己个性化的产品。去年音视频编解码芯片国内出货占比图如下所示:

HIMPP平台典型架构主要分以下几个层次:

1、硬件层

  硬件层由Hi35xx芯片加上必要的外围器件构成。外围器件包括Flash、DDR(Double Data-Rate)、视频Sensor或AD、音频AD等。

2、操作系统层

  基于Linux3.10.y的操作系统。

3、媒体处理平台层

  基于操作系统层,控制芯片完成相应的媒体处理功能。它对应用层屏蔽了硬件处理希捷,并为应用层提供API接口完成相应功能。

4、其他驱动层

  除了媒体处理平台外,海思为HI35xx芯片的其他硬件处理单元提供了相应的驱动,包括GMAC、SDIO、I2C、USB、SSP等驱动。

5、应用层

  基于海思媒体处理平台及其他驱动,由用户开发的应用软件系统。

HIMPP平台业务逻辑处理流程:

为了方便描述,直接上图,海思媒体处理平台主要流程图如下:

  海思媒体处理平台主要流程分为视频处理及音频处理两条路线,视频处理路线起点包括AD和HARD DISK两种,这很容易理解,AD即前端对COMS或CDD传感器进行AD采集得到最原始的图像数据,至于如何采集并编码为H264或H265数据,HIMPP已经帮我们做好了,直接调用API就好,接着将H264或H265数据推至VI,这个模型适合实时预览应用场景开发;而HARD DISK则源于我们已经保存在硬盘的录好视频文件,我们需要的操作是读取文件然后将数据推至VDEC进行解码,这个模型则适合监控回放场景开发。VPSS作为编解码的中转站,可以实现对图像数据进行处理,其中最重要的就是不同分辨率的裁剪以及抓拍,调用VPSS相关的API可以实现对图像视频进行操控,经过VPSS可以输出到REGION、VDA、VO处理,这里重点讲述VO,VO作为联系视频流与显示的纽带,它接收VPSS的数据然后推送至HDMI或VGA进行显示。VO是多图层设备,基于此可以时间用户GUI操作与视频层分离,也可以实现画中画等功能,VO的配置还包括图像输出刷新频率、图像颜色效果等。

  音频的处理流程就比较简单,录音路线则由麦等模拟设备输入到AI,接着推送到AENC进行音频编码,如常用的G711、G726、ADPCM等格式。播放路线则反过来,由录音文件提供声音源,经过ADEC进行解码后形成音频流数据,再推送至AO进行播放。音频的操作相对就简单很多,我们一般只关心音频采样频率的控制和音量调节等API,比如配置AI进行8K/16K/24K/32K/48K频率8位采样等。

  小结,海思HI35xx平台音视频编解码编程一定要熟悉HIMPP各个模块的功用,并十分熟悉音视频处理流程,程序中也是严格按照此流程进行设计的。后续我们将结合实例讲解HIMPP API的使用。

总结: 

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