DSC IP Core
自2014年推出以来,VESA DSC(Display Stream Compression)在实现视频传输压缩方面取得了广泛的成功。 DSC已经被包括DisplayPort、HDMI和MIPI DSI在内的主要显示接口标准所采用,它能够为超高清(UHD)显示应用提供了视觉无损压缩, 同时也有助于在DisplayPort和USB-C接口上实现高动态范围(HDR)和8K视频传输。 经过DSC压缩后,在HDMI 2.1 的 48 Gbps 和 VESA DisplayPort 1.4 的 32.4 Gbps 物理带宽上能够传输8K@60 fps的视频流。
使用DSC有许多优势。首先,它可以降低传输带宽的需求,使得高分辨率图像和视频的传输更加轻松。 其次,使用DSC可以降低系统的成本,减小设备的尺寸,降低电磁干扰,并节省功耗。 最重要的是,DSC可以在保持视觉无损和几乎无延迟的情况下压缩图像和视频数据,从而确保用户获得高质量的图像和视频体验。

DSC应用场景(移动设备+汽车电子+AR/VR)
目前,DSC已经被广泛应用于视频传输的各个领域。首先是移动应用领域,例如智能手机和平板电脑。 随着移动设备中图像和视频的分辨率不断提高,使用DSC可以降低传输带宽,提高系统性能,并延长电池寿命。 其次是汽车应用领域,汽车特别是新能源电车中涉及到许多摄像头和显示器,使用DSC可以降低传输通道数量,减少系统成本和功耗。 另外还有AR/VR和头戴式显示器应用,使用DSC可以降低传输延迟,提高视觉体验。 此外,DSC还可以应用于USB Type-C接口、电视和机顶盒等领域,以满足高带宽传输需求。 DSC还可以用于其他需要压缩视频传输带宽的场合,例如部署在LED拼接屏的编解码卡中,只需一条千兆网口即可传输一路1080P@60。

DSC DSC压缩信噪比
上图是一张色深为8的RGB图像经过DSC压缩后的信噪比,横坐标是压缩倍数, BPP行表示的是压缩后每像素的比特数, MAE行表示的是平均绝对误差。 可以看到1.6倍-3倍压缩期间,信噪比大于48dB,压缩后的图像质量非常高, 仅有非常小的误差。 在这种情况下,原始图像和压缩后的图像之间的差异几乎不可察觉。 在4倍压缩时,信噪比也有42dB, 人眼很难察觉到这种压缩水平下图像的失真。这意味着压缩后的图像在视觉上与原始图像非常接近。
北格逻辑的VESA DSC IP是基于DSC 1.2b规范,使用verilog语言编写的FPGA IP,同时兼容DSC 1.1规范。 在开发DSC IP过程中,采用DSC C language code作为仿真环节的黄金参考模型,确保两者过程数据和最终输出结果完全一致。
为了减少DSC IP使用的逻辑资源数量,降低DSC IP在FPGA内的部署成本,北格逻辑提供DSC IP的裁剪服务。 在保持与1.2b规范兼容的前提下,可以选择去除BP预测功能(规范中的可选功能)、限定输入图像的格式与色深等, 让DSC IP使用更少的FPGA逻辑资源。例如,限定输入格式是YUV444,即可去除CSC颜色空间转换模块; 限定输入色深为8,可以在IP内部各个环节减少计算位宽。
北格逻辑致力于为视频行业提供高性能的视频处理IP,得益于我们在视频编解码领域的深厚积累以及FPGA工程实现上的丰富经验, 我们开发的DSC FPGA IP具有优秀的技术指标。以下是北格逻辑DSC IP的核心规格:
- •   符合 VESA DSC v1.2b 标准
- •   支持所有 DSC v1.2b 强制和可选编码机制
- •   向后兼容 DSC v1.1 版本
- •   可配置的最大显示分辨率高达 8K(超高清)
- •   支持YUV 和 RGB 视频格式
- •   视频色深支持 :8 位、10 位、12 位
- •   并行slice数量支持:1、2、4、8个
- •   单slice处理性能:1080P@60fps
- •   128 字节的PPS
- •   每像素压缩后比特数:6.0-63.9375比特(对应于压缩倍数是1-4倍)
- •   编解码/解码器各自延迟:约1行,可配置
- •   视频输入输出接口采用AXI-Stream
- •   寄存器配置采用AXI-lite接口
- •   可与MIPI DSI 1.2、eDP 1.4b、DP 1.4以及 HDMI 2.1搭配使用
- •   编解码器之间可以根据各自能力列表协商编码模式