FPGAs pour la diffusion et les solutions audiovisuelles professionnelles
Concevez des solutions à l’épreuve du temps pour la production vidéo et les applications de diffusion avec FPGAs. Alors que l’intelligence artificielle transforme de nombreux secteurs, découvrez comment les FPGAs sont utilisées pour l’inférence de l’IA et d’autres fonctions pour l’audio et la vidéo.
Transformer la diffusion et le Pro AV
FPGAs jouent un rôle transformateur dans l’industrie de la radiodiffusion et de l’audiovisuel professionnel (Pro AV) en répondant à la demande croissante de contenu de haute qualité, de transmission à faible latence et de flexibilité dans la conception du système.
Intégration de l’IA et Edge computing
FPGAs de l’IA de pointe permet aux diffuseurs et aux professionnels de l’audiovisuel professionnel de créer des flux de travail intelligents et performants, efficaces, évolutifs et adaptables aux exigences en évolution rapide du secteur. FPGAs avec l’IA permettent une nouvelle vague d’innovation dans la diffusion et le Pro AV avec des exemples de fonctions telles que l’analyse vidéo en temps réel, le sous-titrage en temps réel et les superpositions graphiques améliorées par l’IA.
Avantages des FPGA
Transmission à faible latence
La latence est essentielle dans les configurations de diffusion en direct et audiovisuelles professionnelles. FPGAs offrent des performances déterministes et à très faible latence pour la diffusion en direct et la diffusion de contenu.
Évolutivité et pérennité
L’architecture reconfigurable de FPGAs permet aux diffuseurs et aux professionnels de l’audiovisuel de mettre à jour leurs systèmes pour prendre en charge de nouveaux codecs, résolutions et fonctionnalités sans remplacer le matériel, ce qui garantit la longévité de l’investissement.
Traitement vidéo en temps réel
FPGAs permettent le traitement en temps réel des flux vidéo haute définition (HD), 4K, 8K et 16K, ce qui est essentiel pour la diffusion et les événements en direct.
Vidéo sur IP et diffusion 5G
FPGAs prennent en charge les normes de transmission vidéo basées sur IP (SMPTE ST 2110) et permettent une intégration transparente dans le flux de travail IP moderne.
Dan Feldstein, président-directeur général, Crestron
« Nous nous sommes tournés vers FPGAs comme solution idéale pour offrir une vitesse similaire au matériel et une flexibilité similaire à celle d’un logiciel. Nous avons choisi Altera [alors Intel PSG] comme partenaire parce que nous estimions qu’ils avaient le meilleur produit, le meilleur support et la meilleure propriété intellectuelle qui nous permettraient de lancer notre processus de développement. Nous estimons que nous pourrions arriver sur le marché 40 % plus rapidement grâce à ce partenariat. [Crestron] Les solutions AV over IP sont également construites autour de FPGA technologie. Ils offrent une vidéo haute définition sans latence et visuellement sans perte, un contrôle audio et une distribution USB à partir d’un nombre illimité de sources vers un nombre illimité de destinations. Et depuis que nous avons construit ces technologies autour de FPGAs, nos produits ont évolué au fil du temps et intègrent maintenant des caractéristiques et des fonctions, la qualité qui n’existait même pas lorsque nous avons conçu le matériel.
Hiroya Yamamoto, directrice générale du projet, Ikegami
« Quartus® [Prime Software] a travaillé de manière transparente sur le projet de développement FPGA Agilex™ 5 d’IKEGAMI pour notre solution vidéo, qui nécessite un débit de données extrêmement élevé et une faible consommation. Grâce au temps de compilation incroyablement rapide de Quartus, nous avons essayé plusieurs itérations de conception en une journée. D’excellents outils de diagnostic comme Signal Tap nous ont permis de compléter l’étude de faisabilité, en affichant des images de caméra sur le moniteur, dans les 20 heures suivant la mise sous tension. Nous sommes ravis qu’Agilex™ 5 et Quartus ouvrent un nouveau monde pour les FPGAs de milieu de gamme. »
Diffusion
Le marché de la diffusion comprend des technologies essentielles de traitement et de manipulation de contenu telles que la commutation, le mixage, la correction des couleurs, les opérations de relecture, les effets spéciaux et l’audiovisuel sur IP. Ces opérations doivent être effectuées en temps réel avec une latence quasi nulle, ce qui exige une puissance de calcul importante à haute résolution.
Un mélangeur vidéo est un périphérique matériel permettant de basculer ou de choisir entre différentes sources audio ou vidéo. Bien que sa principale fonctionnalité soit de choisir entre des sources audio ou vidéo, les commutateurs vidéo sont parfois utilisés pour mélanger la vidéo et ajouter des séquences ou des effets spéciaux à une source secondaire. Les commutateurs vidéo sont principalement utilisés dans les événements en direct et les environnements de production vidéo tels que les camions de production et les studios de télévision.
Applications clés :
- Production en studio
- Evénements en direct
- Diffusion extérieure
FPGA fonctionnalité IP en logique logicielle :
- Interfaces de connectivité vidéo (SDI, HDMI et Ethernet)
- Traitement vidéogénérique , tel que mise à l’échelle, mixage, commutation, incrustation, etc.
En savoir plus :
Des caméras vidéo professionnelles de haute qualité sont utilisées dans les studios de télévision et la production cinématographique. FPGAs sont idéales pour combiner l’interface de la caméra, le traitement d’image et la connectivité dans un seul appareil pour filmer et distribuer des vidéos en direct (ou les stocker).
Applications clés :
- Production en studio
- Production cinématographique
- Evénements en direct
FPGA fonctionnalité IP en logique logicielle :
- Interfaces de connectivité vidéo (SDI, HDMI et Ethernet, LVDS, SLVS-EC, autres normes de capteurs)
- Traitement des signaux d'image (ISP)
- Traitement vidéogénérique , tel que mise à l’échelle, mixage, commutation, incrustation, etc.
- Compression et décodage vidéo à faible taux de compression tels que ProRes ou JPEG-XS
En savoir plus :
- Guide de l'utilisateur de la suite de traitement vidéo et vision Intel® FPGA IP
- Traitement du signal d’image haute performance et conception de pipeline de capteurs de caméra sur FPGAs
- Contrôleur Genlock Intel® FPGA IP
- Spécifications du protocole de streaming vidéo Intel® FPGA
- Guide de l’utilisateur HDMIIntel® FPGA IP Guide de l’utilisateur SDI II Intel® FPGA IP
- Guide de l'utilisateur du cœur IP du FPGA Intel® SDI II
La production vidéo sur IP en direct a introduit de nouvelles conceptions et topologies de réseau pour répondre aux exigences critiques du transport de médias en direct sur un réseau. Ces nouvelles exigences repoussent les limites du paradigme actuel de l’architecture matérielle COTS avec une demande accrue de traitement multimédia, ce qui nécessite l’utilisation d’accélérateurs matériels spécifiques.
FPGAs sont idéales pour créer un nombre personnalisé de ports audio/vidéo et se connecter à des équipements de calcul de périphérie commerciaux prêts à l’emploi (COTS) en tant que cartes d’extension PCIe.
Applications clés :
- Diffusion en studio
- Production en direct
- Production cinématographique
FPGA fonctionnalité IP en logique logicielle :
- Interfaces de connectivité vidéo (SDI, HDMI et Ethernet)
- Traitement vidéogénérique tel que mise à l’échelle, mixage, commutation, etc.
- Compression et décodage vidéo à faible latence tels que JPEG-XS
En savoir plus :
La norme SMPTE ST 2110 est une suite de normes ouvertes qui transporte la vidéo, l’audio et les données auxiliaires sous forme de flux distincts sur un réseau IP et qui est déjà largement adoptée dans la diffusion et constitue désormais la norme de facto pour l’AV sur IP.
La norme ST 2110 remplace les anciens systèmes SDI (Interface numérique série) en fournissant une infrastructure de centre de données commune, où les essences sont acheminées à l’aide de commutateurs IP COTS au lieu de routeurs SDI coûteux.
Applications clés :
- Matériel de diffusion
- Médical
- Production vidéo virtualisée
FPGA fonctionnalité IP en logique logicielle :
- Interfaces de connectivité vidéo (SDI, HDMI et Ethernet)
- Traitement vidéogénérique tel que la mise à l’échelle, le mixage, la saisie, etc.
- Faible taux de compression, compression et décodage vidéo à faible latence tels que JPEG-XSet d’autres normes propriétaires.
En savoir plus :
Audiovisuel professionnel
Le marché ProAV comprend plusieurs applications finales, notamment le réseau AV, la vidéoconférence et la projection. Ces appareils ont tendance à avoir une durée de vie plus courte de 5 à 7 ans, avec de nouveaux équipements développés en 1 à 1,5 ans entre la création et la commercialisation.
Une classe de caméras adaptées à une utilisation dans des applications de salle de conférence ou des environnements automatisés où un opérateur n’est pas nécessaire. FPGAs sont idéales pour combiner l’interface de la caméra, le traitement d’image et la connectivité dans un seul appareil pour filmer et distribuer des vidéos en direct (ou les stocker).
Applications clés :
- Salle de conférence
- Lieux de culte
- Séries TV
- Evénements en direct
FPGA fonctionnalité IP en logique logicielle :
- Interfaces de connectivité vidéo (SDI, HDMI et Ethernet, LVDS, SLVS-EC, autres normes de capteurs)
- Traitement du signal d’image de la caméra (ISP)
- Traitement vidéogénérique tel que mise à l’échelle, mixage, HDR, etc.
- Compression et décodage vidéo à faible taux de compression tels que ProRes ou JPEG-XS
En savoir plus :
- Guide de l'utilisateur de la suite de traitement vidéo et vision Intel® FPGA IP
- Traitement du signal d’image haute performance et conception de pipeline de capteurs de caméra sur FPGAs
- Contrôleur Genlock Intel® FPGA IP
- Spécifications du protocole de streaming vidéo Intel® FPGA
- Guide de l’utilisateur HDMIIntel® FPGA IP Guide de l’utilisateur SDI II Intel® FPGA IP
- Guide de l'utilisateur du cœur IP du FPGA Intel® SDI II
- Nextera - Noyau Adeas ST 2110
- Nextera - Noyau IPMX Adeas
- NDI
L’équipement AV sur IP utilise un système de paquets basé sur des normes ou basé sur des propriétaires pour la transmission sur les réseaux IP. Le système basé sur des normes présente l’avantage de l’interopérabilité entre les produits de différents fournisseurs.
L’utilisation d’AVoIP est maintenant utilisée pour remplacer les connexions AV professionnelles traditionnelles telles que HDMI, DisplayPort et SDI avec l’avantage supplémentaire de permettre des câbles plus longs et un routage facile du signal.
Applications clés :
- KVM
- Production professionnelle
- Lieux de culte
- Signalétique numérique
FPGA fonctionnalité IP en logique logicielle :
- Interfaces de connectivité vidéo (SDI, HDMI et Ethernet)
- Traitement vidéogénérique tel que mise à l’échelle, mixage, commutation, etc.
- Faible taux de compression, compression et décodage vidéo à faible latence tels que JPEG-XS, ProRes, VC-2, MPEG et d’autres normes propriétaires
En savoir plus :
Les vidéoprojecteurs sont utilisés pour de nombreuses applications telles que les présentations en salle de conférence, la formation en classe, le home cinéma, les salles de cinéma et les événements en direct.
Les vidéoprojecteurs utilisent une lampe ultra-performante très lumineuse pour fournir l’éclairage nécessaire à la projection de l’image. Les projecteurs modernes utilisent le traitement FPGA pour le traitement vidéo, la correction de l’objectif, les transformations géométriques et d’autres tâches.
Applications clés :
- Salle de conférence
- Evénements en direct
- Cinéma
FPGA fonctionnalité IP en logique logicielle :
- Interfaces de connectivité vidéo (DSC, DisplayPort, Vx1, SDI, HDMI et Ethernet, LVDS, SLVS-EC)
- Traitement vidéogénérique tel que mise à l’échelle, mixage, commutation, etc.
- Faible taux de compression, compression et décodage vidéo à faible latence tels que JPEG-XS,ProRes, VC-2, MPEG et autres normes propriétaires
En savoir plus :
Équipements utilisés pour traiter, transmettre et recevoir des vidéos et des KVM sur de longues distances à l’aide du câblage Ethernet sur des réseaux privés ou publics. Les utilisations finales comprennent les spectacles professionnels, les réseaux vidéo d’entreprise, les réseaux vidéo d’accueil, les lieux de culte, la signalisation et les réseaux vidéo de vente au détail.
Applications clés :
- Salle de conférence
- Signalétique numérique
- Lieux de culte
FPGA fonctionnalité IP en logique logicielle :
- Interfaces de connectivité vidéo (SDI, HDMI, DP, Ethernet, LVDS, SLVS-EC, autres normes de capteurs, MIPI, Vx1)
- Traitement vidéo générique tel que mise à l’échelle, mixage, commutation, etc.
En savoir plus :
- Cœur IP HDMI FPGA
- Cœur IP FPGA DisplayPort
- MIPI (partenaires) ou MIPI (Altera Agilex™ 5 FPGAs et SoC)
- Cœur IP de FPGA SDI II
- Cœur IPMX
- NDI
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