UHD/无线显示推动者 - GPU编解码技术显神威 领航4K×2K时代

　　HEVC--UHD/无线显示推动者

　　影像编码技术须要改善，才能以具成本效益的方式传送UHD内容。如预期，新的影像编码及解码H.265标准（也称为HEVC）已获得市场青睐。在一些展览中已有不少厂商展示HEVC UHD内容。

　　移动影像转码也愈来愈受欢迎。例如英特尔（Intel）的Atom Z2420--Lexington智慧型手机处理器及Atom Z2760--Clover Trail系统单晶片（SoC）都包含PowerVR绘图及影像处理器，显示英特尔致力于提供移动及嵌入市场完整的多媒体解决方案。

　　UHD 解析度提高了对高效率压缩的要求，不论是经由播放或是网路上频宽有限的频道。同样的原则也适用在PowerVR解码技术，该技术能提供UHD @60fps，以无线显示要求的高位元率（Bitrate）运作的水准。即使在4，096×1，744（2.35:1）所需的230Mbit/s极端位元率的情况下，该技术还是能提供理想影像品质，不必牺牲帧率。

　　HEVC技术也整合先进误差处理及隐藏参数（Concealment Algorithm）以最佳化解决方案，特别能改善易受传输问题影响的萤幕显示应用。不仅如此，该快速成长的市场也需要可支援多个标准和多重串流能力的处理器核心，因为装置制造商一直都想要将最新及最好的多媒体选项整合进产品中。

　　最近矽智财业者已推出影像相关产品线，如D4500MP 和E4500MP，它们在整个处理流程中不但能维持品质，并支援对于高品质无线显示颇为重要的4:4：4及4:2：2彩色解析度，因为它们大部分须要由三原色（RGB）转换到YCbCr。例如简单地混合影像及绘图处理，视控调整显示功能（On-screen Display， OSD），没有4:4：4编码，会造成很糟的显示效果，因此，增加影像处理器核心的色彩深度和解析度，不只将提供客户其产品差异化的途径，也进一步增加运算效率，因为核心内大多数的影像处理是以10位元为单位。

　　例如，最近发表的UHD电视标准--国际电信联合会无线通讯组（ITU- R）BT.2020便具备更多的色彩选择，并增加位元深度（Bit Depth），因此在电视上展现的画面明显地比较好。虽然BT.2020仍在开发中，其带来的优点会影响到UHD电视和HEVC更快速而广泛地采用10位元色彩。

　　以上的优点大多和画面品质有关，但运用业界处理器核心最大的益处是整体系统耗电。主机中央处理器（CPU）将较密集的多媒体处理工作卸载到影像解码/编码核心，可重新聚焦于其他工作上，甚至进入待机状态，因此可以减少耗电，尽量拉长电池寿命，并增加计算平台的反应度。

　　搭载高效能GPU　超高画质智慧型电视应用多元化

　　现代绘图处理核心支援广泛的绘图及计算的应用程式介面（API），可处理影像及加强由绘图处理器（GPU）操作的影像解码作业，因此卸载了主要CPU的工作，降低耗电及增加整体系统的效能。

　　在消费电子「智慧」革命的中心，高效能、超低耗电量的绘图IP核心已扮演愈来愈重要的角色，这些GPU逐渐成为针对智慧型电视及机上盒系统单晶片设计的标准。例如，LG的H13处理器是第一个可运作UHD并以PowerVR Series6绘图核心为主的平台；此平台的目标为高阶智慧型电视，提供每秒超过一千亿次浮点运算（100 GFLOPS）运算效能，同时为超高画质解析度提供适切的填充率（Fillrate）。

　　未来的智慧型电视的介面会逐渐结合API，加上高效能硬体，在游戏中带来近似相片般真实的效果、改善使用者的导览过程，并提供优异的使用者介面（UI）。

　　以下只是智慧型电视某些强化的功能，并可在同一个GPU运用绘图和运算API达成这些功能：

　　．进阶游戏功能

　　只要在平板电脑、智慧型手机，甚至游戏机中含有内嵌的高效能、低功耗绘图处理器，所有的电子游戏，都很容易就可这些装置之间转移并使用。

　　．把影片和照片当贴图处理

　　简单地编辑相片、生动地表现频道的变更、使用者定义的客制UI及子母画面效果等。

　　．手势识别及控制输入处理（声控

　　．脸部识别

　　主要应用在社交媒体、视讯会议或电子节目导览（EPG）个人化及推荐上确认使用者；父母甚至可以过滤不适合小孩看的内容。

　　．对使用者自行产生的内容的进行后制处理演算

　　例如影像及影片的稳定。

　　．为视觉障碍者转换影片格式

　　例如将影像转换成高对比颜色。

　　企业可以发展声控技术的进阶版。利用GPU的计算能力来执行语音处理，智慧型电视就可识别语言自然的语法，并提供一致的搜寻选项，可同时过滤随选视讯（VoD）服务、搜寻引擎、外部装置及其他装置所产出的结果。

　　藉由提供超越基本3D绘图API的OpenGL ES功能，高效能GPU将可支援进阶的视觉运算，如移位及灯光的贴图、异位性光照（Anisotropic Lighting）、变形效果处理（Deformation Effects）（去除UI页面）、影像弯曲（Frame Bending）、不透明（Opacity）与半透明（「后视」及「透视」效果）及弗芮耳反射（Fresnel Reflections）（光线在液面反射的效果），为消费产品提供视觉震撼及特色丰富的经验。

　　整体而言，一般预期2013年为UHD规格开花结果的一年，由内容到播放都会是UHD格式。因此配备HEVC影像解码及编码，加上先进的绘图功能之系统单晶片解决方案就变得很重要。

　　事实上，PowerVR Series5XT和Series6 GPU已经可以处理UHD格式，同时PowerVR Video Series4 IP也已经支援业界被广泛使用的标准码H.264、VP8、MPEG-4和其他许多标准；未来的PowerVR影像处理器也会增加支援HEVC的功能。

　　客户只要选择适合的IP即可开发出以低耗电及高效率为最佳化原则所建构的UHD解决方案。当然，UHD产品的开发还需要软体的搭配，其中包括最佳化驱动程式、智慧演算法及开发商技术支援，对加速推动市场来说，这些全都是重要因素。