7 海思Hi3518E的視頻處理子系統（VPSS）

1 概述

VPSS（Video Process Sub-System）支持對一幅輸入圖像進行統一預處理，如去噪、去隔行等，然後再對各通道分別進行縮放、銳化等處理，最後輸出多種不同分辨率的圖像。
VPSS 單元支持的具體圖像處理功能包括 FRC（Frame Rate Control）、 Crop、 NR（Noise Reduce）、 LDC（Lens Distortion Correction）、 Rotate、 Cover/Overlay、 Scale、Mirror/Flip、 FishEye 等。

2 功能描述

2.1 基本概念

GROUP
VPSS 對用戶提供組（GROUP）的概念。最大可用數爲 VPSS_MAX_GRP_NUM個，各芯片的最大組數目有所不同，各 GROUP 分時複用 VPSS 硬件。每個 VPSSGROUP 包含多個通道，通道數目視方案實現有所不同，具體描述請參見CHANNEL。

CHANNEL
VPSS 組的通道。通道分爲 2 種：物理通道和擴展通道。 VPSS 硬件提供多個物理通道，每個通道具有縮放、裁剪等功能。擴展通道具備縮放功能，它通過綁定物理通道，將物理通道輸出作爲自己的輸入，把圖像縮放成用戶設置的目標分辨率輸出。

FRC
幀率控制，分爲 2 種： group 幀率控制和 chn 幀率控制。

Group 幀率控制：用於控制各 group 對輸入圖像的接收，只應用在 VI—VPSS的離線方案中。
Chn 幀率控制：用於控制各個物理通道圖像的處理，應用在離線和在線方案中。

Crop
裁剪，分爲 3 種： group 的裁剪和物理通道的裁剪以及擴展通道的裁剪。
- Group 的裁剪， VPSS 對輸入圖像進行裁剪。
- 物理通道的裁剪， VPSS 對各個物理通道的輸出圖像進行裁剪。
- 擴展通道的裁剪， VPSS 調用 VGS 對擴展通道的輸出圖像進行裁剪。

DEI
De-interlace，去隔行。將交錯的隔行視頻源還原成逐行視頻源。

NR
去噪。通過參數配置，把圖像中的高斯噪聲去除，使得圖像變得平滑，有助於降低編碼碼率。

Scale
縮放，對圖像進行縮小放大。

LDC
Lens Distortion Correction，鏡頭畸變校正，一些低端鏡頭容易產生圖像畸變，需要根據畸變程度對其圖像進行校正。

Cover
視頻遮擋區域，對 VPSS 的輸出圖像填充純色塊。

Overlay
視頻疊加區域，在 GROUP 上進行位圖的加載和背景色更新，支持 ARGB4444、ARGB1555、 ARGB8888 三種格式的位圖。

Border
邊框， VPSS 在輸出圖像上加邊框。

備份節點
原始圖像的備份節點。每個 GROUP 都有一個備份節點，用於備份即將提交硬件處理的那幀原始圖像。 VPSS 在以下情況會將緩存隊列隊頭節點的圖像放入備份節點：

當隊頭節點的圖像要經過 VPSS 硬件處理時， VPSS 會將其放入備份節點，並替換掉原有圖像。
當後端綁定的接收模塊要求 VPSS 將隊頭圖像放入備份節點時， VPSS 也會替換備份節點中的圖像，即使該圖像不經過硬件處理。

低延時
在 VI—VPSS 的在線方案中，編碼器性能足夠的情況下， VPSS 支持按照，以行爲單位，邊採集邊發送的方式，將圖像發送給編碼模塊進行編碼，用來減少 VPSS處理完整幀圖像再發送給編碼模塊過程中，數據的延時時間。這樣的方式即爲低延時方案。

2.2 功能描述

VPSS 上下文關係

通過調用 SYS 模塊的綁定接口，可與 VI 和 VO/VENC/IVE 等模塊進行綁定，其中前者爲 VPSS 的輸入源，後者爲 VPSS 的接收者。用戶可通過提供的 MPI 接口對 GROUP進行管理。

每個 GROUP 僅可與一個輸入源綁定。 GROUP 的物理通道有兩種工作模式： AUTO 和 USER，兩種模式間可動態切換。默認的工作模式爲 AUTO，此模式下各通道僅可與一個接收者綁定。若想使用 USER 模式，則需調用 MPI 接口進行設置，同時指定所需圖像的大小和格式，此模式下各通道可與多個接收者綁定。需要特別注意的是， USER 模式主要用於對同一通道圖像進行多路編碼的場景，此模式下播放控制不生效，因此預覽和回放場景下不建議使用 USER 模式。

Hi3516A/Hi3518EV200/Hi3519V100 僅支持 USER 工作模式，VI-VPSS 離線情況下開啓了低功耗模式,vpss 模塊硬件不工作的時候時鐘是關閉的，讀寫 vpss 的寄存器可能導致掛死，因此最好不要做此操作。