放送および業務用 AV ソリューション向けのFPGAs
FPGAsを使用して、ビデオ制作およびブロードキャスト・アプリケーション向けの将来を見据えたソリューションを設計します。人工知能が多くの産業を変革する中、オーディオとビデオの AI 推論やその他の機能に FPGAsがどのように使用されているかをご覧ください。
放送と業務用 AV の変革
FPGAs高品質のコンテンツ、低レイテンシー伝送、システム設計の柔軟性に対する需要の高まりに対応することにより、放送およびプロフェッショナルオーディオ/ビジュアル(Pro AV)業界において変革的な役割を果たしています。
AI インテグレーションとエッジ・コンピューティング
エッジ AI におけるFPGAsにより、放送局やプロ AV プロフェッショナルは、効率的でスケーラブル、かつ業界の急速に進化する需要に適応可能なインテリジェントで高性能なワークフローを実現できます。AI 搭載FPGAs は、リアルタイムのビデオ分析、リアルタイムのクローズドキャプション、AI で強化されたグラフィックス・オーバーレイなどの機能例を備えた、放送および業務用 AV におけるイノベーションの新しい波を可能にします。
FPGA の利点
低レイテンシー伝送
レイテンシーは、ライブ配信やプロフェッショナル AV のセットアップにおいて重要です。FPGAsライブ・ストリーミングとコンテンツ配信向けに確定的で超低レイテンシーのパフォーマンスを提供します。
拡張性と将来性
FPGAsの再構成可能なアーキテクチャーにより、放送局や AV プロフェッショナルは、ハードウェアを交換することなく、新しいコーデック、解像度、機能をサポートするようにシステムを更新できるため、投資の寿命を延ばすことができます。
リアルタイム・ビデオ処理
FPGAs は、HD (HD)、4K、8K、および 16K ビデオストリームのリアルタイム処理を可能にします。これは、ブロードキャストやライブイベントに不可欠です。
Video over IP と 5G ブロードキャスト
FPGAs IP ベースのビデオ伝送規格 (SMPTE ST 2110) をサポートし、最新の IP ワークフローへのシームレスな統合を可能にします。
Dan Feldstein、Crestron 最高経営責任者 (CEO)
「私たちは、ハードウェアのようなスピードとソフトウェアのような柔軟性を提供できる理想的なソリューションとして FPGAs を採用しました。私たちがパートナーとして Altera (当時はインテル® PSG) を選んだのは、彼らが開発プロセスを迅速化できる最高の製品、最高のサポート、知的財産を持っていると感じたからです。このパートナーシップにより、市場投入期間を 40% 短縮できると試算しています。 [クレストロンの]AV over IP ソリューションも、FPGA テクノロジーを中心に構築されています。これらは、無制限の数のソースから無制限の数の宛先へのゼロレイテンシー、視覚的にロスレス、高解像度のビデオ、オーディオ制御、およびUSB配信を提供します。そして、FPGAsを中心にこれらのテクノロジーを構築して以来、私たちの製品は時間とともに進化し、今ではハードウェアを設計したときには存在しなかった品質の特徴と機能が組み込まれています。」
山本博也 池上プロジェクト統括マネージャー
「Quartus®社 (Prime Software) は、非常に高いデータ・スループットと低消費電力を必要とする当社のビデオ・ソリューション向けのIKEGAMI の Agilex™ 5 FPGA 開発プロジェクトにシームレスに取り組んできました。Quartusの驚くほど速いコンパイル時間のおかげで、私たちは一日に複数の設計の反復を試しました。Signal Tap などの優れた診断ツールにより、電源を入れてから 20 時間以内にカメラの映像をモニターに表示するという概念実証を完了できました。Agilex™ 5とQuartusがミッドレンジFPGAsの新しい世界を開くことに興奮しています。」
放送機器
放送市場には、スイッチング、ミキシング、色補正、リプレイ操作、特殊効果、AV over IP など、コンテンツの基本的な処理および操作技術が含まれています。これらの操作は、ほぼゼロのレイテンシーでリアルタイムで実行する必要があり、高解像度でのかなりの計算能力が要求されます。
ビデオスイッチャーは、異なるオーディオまたはビデオソースを切り替えたり選択したりするために使用されるハードウェアデバイスです。その主な機能はオーディオソースまたはビデオソースを選択することですが、ビデオスイッチャーは、ビデオをミックスし、フッテージや特殊効果をセカンダリソースに追加するために使用されることがあります。ビデオ・スイッチャーは主にライブイベントや、制作トラックやテレビ・スタジオなどのビデオ制作環境で使用されます。
主なアプリケーション:
- スタジオ制作
- ライブイベント
- 外部放送
ソフトロジックのFPGA IP 機能:
- ビデオ接続インターフェイス (SDI、HDMI、およびイーサネット)
- スケーリング、ミキシング、スイッチング、キーイングなどの一般的な ビデオ処理
詳しくはこちら:
高品質のプロ用ビデオカメラは、テレビスタジオや映画制作で使用されています。カメラ・インターフェイス、画像処理、接続性を 1 つのデバイスに組み合わせて、ライブビデオを撮影、配信 (または保存) するのに理想的なFPGAs。
主なアプリケーション:
- スタジオ制作
- 映画制作
- ライブイベント
ソフトロジックのFPGA IP 機能:
- ビデオ接続インターフェイス (SDI、HDMI、イーサネット、LVDS、SLVS-EC、その他のセンサー規格)
- 画像信号処理 (ISP)
- スケーリング、ミキシング、スイッチング、キーイングなどの一般的な ビデオ処理
- 低圧縮率のビデオ圧縮および ProRes や JPEG-XSなどのデコード
詳しくはこちら:
ライブ IP ビデオ制作では、ネットワークを介したライブ・メディア転送のミッション・クリティカルな要件を満たすために、新しいネットワーク設計とトポロジーが導入されました。これらの新しい要件は、特定のハードウェアアクセラレータの使用を必要とするメディア処理の需要の高まりにより、COTS ハードウェアアーキテクチャの現在のパラダイムの限界を押し上げています。
FPGAs、カスタマイズされた数のオーディオ / ビデオポートを作成したり、PCIe アドインカードとして商用オフザシェルフ (COTS) エッジ・コンピューティング機器に接続したりするのに最適です。
主なアプリケーション:
- スタジオ放送
- ライブ制作
- 映画製作
ソフトロジックのFPGA IP 機能:
- ビデオ接続インターフェイス (SDI、HDMI、およびイーサネット)
- スケーリング、ミキシング、スイッチングなどの汎用 ビデオ処理
- などの低レイテンシーのビデオ圧縮とデコード
詳しくはこちら:
SMPTE ST 2110 は、ビデオ、オーディオ、および補助データを IP ネットワーク上で個別のストリームとして伝送するオープン・スタンダードのスイートであり、すでに放送業界で広く採用され、現在では AV over IP の事実上の標準となっています。
ST 2110は、高価なSDIルータの代わりにCOTS IPスイッチを使用してエッセンスをルーティングする1つの共通データセンターインフラストラクチャを提供することにより、従来のSDI(シリアルデジタルインタフェース)システムに取って代わります。
主なアプリケーション:
- 放送機器
- 医療
- 仮想化ビデオ制作
ソフトロジックのFPGA IP 機能:
- ビデオ接続インターフェイス (SDI、HDMI、およびイーサネット)
- スケーリング、ミキシング、キーイングなどの一般的な ビデオ処理
- JPEG-XSなどの低レイテンシーのビデオ圧縮およびデコード 、およびその他の独自の標準規格。
詳しくはこちら:
業務用 AV
業務用 AV 市場には、AV ネットワーキング、ビデオ会議、プロジェクションなど、いくつかのエンド・アプリケーションが含まれています。これらのアプライアンスの寿命は5〜7年と短い傾向があり、新しい機器は開始から市場投入まで1〜1.5年で開発されます。
会議室アプリケーションやオペレーターを必要としない自動化環境での使用に適したカメラクラス。カメラ・インターフェイス、画像処理、接続性を 1 つのデバイスに組み合わせて、ライブビデオを撮影、配信 (または保存) するのに理想的なFPGAs。
主なアプリケーション:
- 会議室
- 礼拝所
- テレビ番組
- ライブイベント
ソフトロジックのFPGA IP 機能:
- ビデオ接続インターフェイス (SDI、HDMI、イーサネット、LVDS、SLVS-EC、その他のセンサー規格)
- カメラ画像信号処理 (ISP)
- スケーリング、ミキシング、HDR などの汎用 ビデオ処理
- 低圧縮率のビデオ圧縮および ProRes や JPEG-XSなどのデコード
詳しくはこちら:
- インテル® FPGA ビデオ & ビジョン・プロセシング IP スイートのユーザーガイド
- FPGAsでの高性能画像信号処理とカメラセンサーパイプライン設計
- ゲンロック・コントローラー・インテル® FPGA IP
- インテル® FPGA ストリーミング・ビデオ・プロトコルの仕様
- HDMI インテル® FPGA IP ユーザーガイドSDI II インテル® FPGA IP ユーザーガイド
- インテル® FPGA SDI II IP ユーザーガイド
- Nextera - Adeas ST 2110 コア
- Nextera - Adeas IPMX コア
- ティッカー
AV-over-IP機器は、IPネットワーク上での送信に標準ベースまたは独自のベースのパケット化システムを使用します。標準ベースのシステムには、異なるベンダーの製品間の相互運用性という利点があります。
現在、AVoIP の使用は、HDMI、DisplayPort、SDI などの従来の業務用 AV 接続に取って代わるために使用され、ケーブル配線が長くなり、信号の配線が容易になるという利点もあります。
主なアプリケーション:
- KVM
- プロの生産
- 礼拝所
- デジタル・サイネージ
ソフトロジックのFPGA IP 機能:
- ビデオ接続インターフェイス (SDI、HDMI、およびイーサネット)
- スケーリング、ミキシング、スイッチングなどの汎用 ビデオ処理
- JPEG-XS、ProRes、VC-2、MPEG、その他の独自規格などの低圧縮率、低レイテンシーのビデオ圧縮およびデコード
詳しくはこちら:
ビデオ・プロジェクターは、会議室でのプレゼンテーション、教室でのトレーニング、ホームシネマ、映画館、ライブイベントなど、多くの用途に使用されています。
ビデオプロジェクターは、非常に明るい超高性能ランプを使用して、画像を投影するために必要な照明を提供します。最新のプロジェクターでは、ビデオ処理、レンズ補正、幾何学的変換、およびその他のタスクにFPGA処理を使用しています。
主なアプリケーション:
- 会議室
- ライブイベント
- 映画館
ソフトロジックのFPGA IP 機能:
- ビデオ接続インターフェイス (DSC、DisplayPort、Vx1、SDI、HDMI およびイーサネット、LVDS、SLVS-EC)
- スケーリング、ミキシング、スイッチングなどの汎用 ビデオ処理
- JPEG-XS、ProRes、VC-2、MPEG、その他の独自規格などの低圧縮率、低遅延のビデオ圧縮およびデコード
詳しくはこちら:
プライベートまたはパブリック・ネットワークでイーサネット・ケーブルを使用して、長距離にわたってビデオや KVM を処理、伝送、受信するために使用される機器。最終的な用途には、プロフェッショナル・ショー、エンタープライズ・ビデオ・ネットワーク、接客業ビデオ・ネットワーク、礼拝堂、サイネージ、小売ビデオ・ネットワーキングなどがあります。
主なアプリケーション:
- 会議室
- デジタル・サイネージ
- 礼拝所
ソフトロジックのFPGA IP 機能:
- ビデオ接続インターフェイス (SDI、HDMI、DP、イーサネット、LVDS、SLVS-EC、その他のセンサー規格、MIPI、Vx1)
- スケーリング、ミキシング、スイッチングなどの汎用ビデオ処理
詳しくはこちら:
- HDMI FPGA IP コア
- DisplayPort FPGA IP コア
- MIPI (パートナー) または MIPI (Altera Agilex™ 5 FPGAs および SoC)
- SDI II FPGA IP コア
- IPMX コア
- ティッカー
Alteraとパートナー向けソリューションを参照
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