UHD/無(wú)線顯示推動(dòng)者 - GPU編解碼技術(shù)顯神威 領(lǐng)航4K×2K時(shí)代

　　HEVC--UHD/無(wú)線顯示推動(dòng)者

　　影像編碼技術(shù)須要改善，才能以具成本效益的方式傳送UHD內(nèi)容。如預(yù)期，新的影像編碼及解碼H.265標(biāo)準(zhǔn)（也稱(chēng)為HEVC）已獲得市場(chǎng)青睞。在一些展覽中已有不少廠商展示HEVC UHD內(nèi)容。

　　移動(dòng)影像轉(zhuǎn)碼也愈來(lái)愈受歡迎。例如英特爾（Intel）的Atom Z2420--Lexington智慧型手機(jī)處理器及Atom Z2760--Clover Trail系統(tǒng)單晶片（SoC）都包含PowerVR繪圖及影像處理器，顯示英特爾致力于提供移動(dòng)及嵌入市場(chǎng)完整的多媒體解決方案。

　　UHD 解析度提高了對(duì)高效率壓縮的要求，不論是經(jīng)由播放或是網(wǎng)路上頻寬有限的頻道。同樣的原則也適用在PowerVR解碼技術(shù)，該技術(shù)能提供UHD @60fps，以無(wú)線顯示要求的高位元率（Bitrate）運(yùn)作的水準(zhǔn)。即使在4，096×1，744（2.35:1）所需的230Mbit/s極端位元率的情況下，該技術(shù)還是能提供理想影像品質(zhì)，不必犧牲幀率。

　　HEVC技術(shù)也整合先進(jìn)誤差處理及隱藏參數(shù)（Concealment Algorithm）以最佳化解決方案，特別能改善易受傳輸問(wèn)題影響的螢?zāi)伙@示應(yīng)用。不僅如此，該快速成長(zhǎng)的市場(chǎng)也需要可支援多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和多重串流能力的處理器核心，因?yàn)檠b置制造商一直都想要將最新及最好的多媒體選項(xiàng)整合進(jìn)產(chǎn)品中。

　　最近矽智財(cái)業(yè)者已推出影像相關(guān)產(chǎn)品線，如D4500MP 和E4500MP，它們?cè)谡麄€(gè)處理流程中不但能維持品質(zhì)，并支援對(duì)于高品質(zhì)無(wú)線顯示頗為重要的4:4：4及4:2：2彩色解析度，因?yàn)樗鼈兇蟛糠猪氁扇≧GB）轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr。例如簡(jiǎn)單地混合影像及繪圖處理，視控調(diào)整顯示功能（On-screen Display， OSD），沒(méi)有4:4：4編碼，會(huì)造成很糟的顯示效果，因此，增加影像處理器核心的色彩深度和解析度，不只將提供客戶其產(chǎn)品差異化的途徑，也進(jìn)一步增加運(yùn)算效率，因?yàn)楹诵膬?nèi)大多數(shù)的影像處理是以10位元為單位。

　　例如，最近發(fā)表的UHD電視標(biāo)準(zhǔn)--國(guó)際電信聯(lián)合會(huì)無(wú)線通訊組（ITU- R）BT.2020便具備更多的色彩選擇，并增加位元深度（Bit Depth），因此在電視上展現(xiàn)的畫(huà)面明顯地比較好。雖然BT.2020仍在開(kāi)發(fā)中，其帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)會(huì)影響到UHD電視和HEVC更快速而廣泛地采用10位元色彩。

　　以上的優(yōu)點(diǎn)大多和畫(huà)面品質(zhì)有關(guān)，但運(yùn)用業(yè)界處理器核心最大的益處是整體系統(tǒng)耗電。主機(jī)中央處理器（CPU）將較密集的多媒體處理工作卸載到影像解碼/編碼核心，可重新聚焦于其他工作上，甚至進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，因此可以減少耗電，盡量拉長(zhǎng)電池壽命，并增加計(jì)算平臺(tái)的反應(yīng)度。

　　搭載高效能GPU　超高畫(huà)質(zhì)智慧型電視應(yīng)用多元化

　　現(xiàn)代繪圖處理核心支援廣泛的繪圖及計(jì)算的應(yīng)用程式介面（API），可處理影像及加強(qiáng)由繪圖處理器（GPU）操作的影像解碼作業(yè)，因此卸載了主要CPU的工作，降低耗電及增加整體系統(tǒng)的效能。

　　在消費(fèi)電子「智慧」革命的中心，高效能、超低耗電量的繪圖IP核心已扮演愈來(lái)愈重要的角色，這些GPU逐漸成為針對(duì)智慧型電視及機(jī)上盒系統(tǒng)單晶片設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。例如，LG的H13處理器是第一個(gè)可運(yùn)作UHD并以PowerVR Series6繪圖核心為主的平臺(tái)；此平臺(tái)的目標(biāo)為高階智慧型電視，提供每秒超過(guò)一千億次浮點(diǎn)運(yùn)算（100 GFLOPS）運(yùn)算效能，同時(shí)為超高畫(huà)質(zhì)解析度提供適切的填充率（Fillrate）。

　　未來(lái)的智慧型電視的介面會(huì)逐漸結(jié)合API，加上高效能硬體，在游戲中帶來(lái)近似相片般真實(shí)的效果、改善使用者的導(dǎo)覽過(guò)程，并提供優(yōu)異的使用者介面（UI）。

　　以下只是智慧型電視某些強(qiáng)化的功能，并可在同一個(gè)GPU運(yùn)用繪圖和運(yùn)算API達(dá)成這些功能：

　?。M(jìn)階游戲功能

　　只要在平板電腦、智慧型手機(jī)，甚至游戲機(jī)中含有內(nèi)嵌的高效能、低功耗繪圖處理器，所有的電子游戲，都很容易就可這些裝置之間轉(zhuǎn)移并使用。

　　．把影片和照片當(dāng)貼圖處理

　　簡(jiǎn)單地編輯相片、生動(dòng)地表現(xiàn)頻道的變更、使用者定義的客制UI及子母畫(huà)面效果等。

　?。謩?shì)識(shí)別及控制輸入處理（聲控

　?。槻孔R(shí)別

　　主要應(yīng)用在社交媒體、視訊會(huì)議或電子節(jié)目導(dǎo)覽（EPG）個(gè)人化及推薦上確認(rèn)使用者；父母甚至可以過(guò)濾不適合小孩看的內(nèi)容。

　?。畬?duì)使用者自行產(chǎn)生的內(nèi)容的進(jìn)行后制處理演算

　　例如影像及影片的穩(wěn)定。

　　．為視覺(jué)障礙者轉(zhuǎn)換影片格式

　　例如將影像轉(zhuǎn)換成高對(duì)比顏色。

　　企業(yè)可以發(fā)展聲控技術(shù)的進(jìn)階版。利用GPU的計(jì)算能力來(lái)執(zhí)行語(yǔ)音處理，智慧型電視就可識(shí)別語(yǔ)言自然的語(yǔ)法，并提供一致的搜尋選項(xiàng)，可同時(shí)過(guò)濾隨選視訊（VoD）服務(wù)、搜尋引擎、外部裝置及其他裝置所產(chǎn)出的結(jié)果。

　　藉由提供超越基本3D繪圖API的OpenGL ES功能，高效能GPU將可支援進(jìn)階的視覺(jué)運(yùn)算，如移位及燈光的貼圖、異位性光照（Anisotropic Lighting）、變形效果處理（Deformation Effects）（去除UI頁(yè)面）、影像彎曲（Frame Bending）、不透明（Opacity）與半透明（「后視」及「透視」效果）及弗芮耳反射（Fresnel Reflections）（光線在液面反射的效果），為消費(fèi)產(chǎn)品提供視覺(jué)震撼及特色豐富的經(jīng)驗(yàn)。

　　整體而言，一般預(yù)期2013年為UHD規(guī)格開(kāi)花結(jié)果的一年，由內(nèi)容到播放都會(huì)是UHD格式。因此配備HEVC影像解碼及編碼，加上先進(jìn)的繪圖功能之系統(tǒng)單晶片解決方案就變得很重要。

　　事實(shí)上，PowerVR Series5XT和Series6 GPU已經(jīng)可以處理UHD格式，同時(shí)PowerVR Video Series4 IP也已經(jīng)支援業(yè)界被廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)碼H.264、VP8、MPEG-4和其他許多標(biāo)準(zhǔn)；未來(lái)的PowerVR影像處理器也會(huì)增加支援HEVC的功能。

　　客戶只要選擇適合的IP即可開(kāi)發(fā)出以低耗電及高效率為最佳化原則所建構(gòu)的UHD解決方案。當(dāng)然，UHD產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)還需要軟體的搭配，其中包括最佳化驅(qū)動(dòng)程式、智慧演算法及開(kāi)發(fā)商技術(shù)支援，對(duì)加速推動(dòng)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，這些全都是重要因素。