在视频处理中，如何快速计算需要多少外部存储器
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2016-11-24
16:28:58
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在视频处理中，如何快速计算需要多少外部存储器
经常会有人问，处理 2 个 1920x1080@60Hz 的视频信号，需要挂多少片 DDR2/DDR3，这其
实是非常笼统的问法，这涉及到两个方面的问题，数据带宽和数据存储空间
以上为例，假设视频数据格式为 24bitRGB，首先确定视频数据的带宽 F
F = 1920 x 1080 x 24bit x 60 f/s = 2.985984Gbps
这是 1920 x 1080@60Hz 24bit 每秒占用的带宽，那么如何确定 DDR2/DDR3 的位数呢？我们
不妨计算一片 16 bit DDR3 在时钟为 300MHz 的情况下数据带宽 B
B = 300Mhz x 16 bit x 2 = 9.6Gbps
实际上 DDR3 的效率达不到 100%，由于图像是 block data，我们按照 80%的效率来计算，DDR3
实际可用带宽为
B’ = 9.6Gbps x 80% = 7.68Gpbs
视频图像的处理一般需要将视频图像先写进 DDR3，再读出来，做 frame buffer，也就是一
次读和一次写。于是我们基本上可以得出结论，一片 16bit DDR3 在 300MHz 的情况下，可以
完成 1920 x 1080@60MHz (24bit/30bit)(30bit 的带宽可以自己推算一下)一次读和一次写，也
就是具有一通道的 1920 x 1080@60MHz(24bit/30bit)的处理能力
存储空间比较好算，由于 DDR3 的数据位宽为 16bit，为方便处理，我们一般用 32bit 的空间
存储 24bit 的数据（这样可以兼容 30bitRGB）假设图像处理需要做 double frame buffer，那
么数据空间为 P
P = 1920 x 1080 x 32 bit x2 = 132.7104Mb(126.5625 x 1.024 Mb)
但是存储器的空间必须是 2 的指数形式并且数据不是连续存储在 DDR3 里面的，我们可以用
256Mb 代替，也就是说一个 1920 x 1080(24bit/30bit)的图像我们需要 256Mb 的空间做 double
frame buffer
由此极易推算，2 个 1920x1080@60Hz 的视频信号，一般需要 2 片 16bit 的 DDR3@300MHz，
存储空间至少要 512Mb。从而推理，4 个 4K@60Hz 的视频信号，需要 64bit DDR3 @1200MHz
（当然这只是简单地读写，并没有考虑复杂的算法或者对算法以及效率进行优化）
当我们得知 720P 的数据带宽约为 1080P 的一半时，我们很容易推算要处理 8 个 720P 需要
挂 64bit DDR3 @300MHz
是不是变得很简单啦？
--Stream Huang
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