AMD 8K UHD 影像編解碼器 HDMI DisplayPort 乙太網路 AV over IP

8K高畫質革新影像體驗　傳輸介面/無損壓縮陸續就位(3)

2023-09-25

8K超高畫質能夠帶來全新影像體驗，目前已在專業媒體中逐步獲得採用。雖然8K在消費性應用的普及仍有一段路要走，卻也有機會隨著面板尺寸升級和價格下降進入市場。為了迎接8K時代，傳輸介面和壓縮技術持續演進，未來有望看到8K技術在各領域發揮真正潛力。

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8K實現關鍵：無損壓縮

(承前文)8K攝影機的出現和捕捉更高解析度影像，正慢慢推動媒體工作流程的其餘部分跟上8K內容處理。然而，遷移、處理及儲存8K內容相關海量資料的指數級成本，令許多人質疑新設備和基礎設施的投資回報是否值得。

羽量級夾層編解碼器的提出，旨在提供高品質、低延遲的壓縮，同時不犧牲影像品質。夾層或中間編解碼器最初用於製作和後期製作過程，以在各種影片處理設備之間高效傳輸並儲存大量內容資料，而現在，它們在整個多媒體內容鏈中正愈發普及，可用為AV-over-IP編解碼器、無線傳輸編解碼器以及廣播分配。

採用夾層編解碼器的主要優點之一在於其能保持原始影片品質。它們通常作為視覺上或數學上無損的編解碼器提供，非常適合編輯和重新利用影片內容，或者減少頻寬以降低點對點傳輸成本。它們的實現規模(Implementation Size)通常非常小，特別是與H.264/H.265等有損編解碼器相比。此外，夾層編解碼器最佳化快速編碼和解碼，通常只有幾行影像的延遲。這使它們成為直播應用和實況轉播的理想選擇(圖5)。

具備小尺寸、低延遲和無損等特質，代表夾層編解碼器在位元速率高於幾百Mbps的影片串流中越來越受到歡迎，在處理8K影片時更加明顯。未壓縮的8K60影片通常需要40~100Gbps的位元速率，具體取決於格式。顯然，在不進行任何壓縮的情況下傳輸和儲存如此大量的資料並不現實，因此，可使用JPEG XS或HTJ2K為龐大資料量實現20：1的降幅，也就是說現在可以透過成本相對低廉的10G乙太網路線纜進行傳輸，而不損壞品質。

導向8K系統需要熟悉夾層編解碼器，以降低硬體和可用性成本。Astro Design、intoPIX、Jointwave、Parretto和Techno Mathematical等業者提供的IP核心可在AMD幾乎所有系列的可程式化設計邏輯(PL)部分執行，從Artix 7 FPGA到Zynq UltraScale+ MPSoC及Versal自行調適SoC。廣大的靈活性代表能夠評估哪種編解碼器最符合需求，以及哪種可以作為連接編解碼器快速整合，以將特定壓縮影片格式傳入和傳出系統，或者透過整合互通性和相關能力來提升產品設計的吸引力。

消費者準備好迎接8K了嗎？

無論是觀看演出，或是收看籃球、拳擊、曲棍球、棒球等精彩賽事，皆如置身最佳觀賞位置，可以全身心地投入其中——這就是8K電視的潛力所在。

8K電視的需求截至目前仍然停滯不前。產研機構Omdia表示，2022年8K電視銷量較2021年增幅甚微，預測到2025年底，全球僅有220萬家庭擁有8K電視。原因何在？每次發布全新顯示格式時，評論家們都聲稱大眾不會在意，而幾年後，事實證明他們是錯的。

相較於4K，8K技術的畫素從800萬躍升至3,200萬，呈現大幅飛躍。當解析度如此之高時，即使站在約1.83公尺的8K顯示器前也看不到單個畫素，逼真程度令人歎為觀止。

8K應用的最大挑戰在於顯示螢幕。在當前65吋到80吋的尺寸下，很難分辨8K的差異，自然也無法兌現沉浸式體驗的承諾。但約1.83公尺高、甚至6公尺高的顯示器帶來的8K體驗確實截然不同。

消費者現在無法買到價格實惠的6英尺(約1.83公尺高)顯示器，並且此類顯示器體積龐大、難以運輸。目前，有兩種頗具前景的技術有機會提供解決方案：可捲曲OLED和平鋪式micro-LED。當消費者可以開車帶著價格實惠、像地毯一樣易於運輸的6英尺螢幕回家時，8K採用率將會飆升。8K普及率在尺寸躍升、價格下降之前仍將保持較低水準。有多少人會購買這麼大的顯示器？這很難說，但肯定有人會買。

8K的機遇比比皆是，原因很簡單：選用合適的顯示器，內容觀看體驗將非常驚豔。8K攝影機技術以及壓縮、分發和重播技術取得容易，網路速度也已經足夠快速。8K能為任何具有大螢幕的地方，例如辦公室大廳、博物館、體育場、體育酒吧及劇院，帶來震撼。創新且具前瞻性的公司可以把握此商機打造出色的系統，引人矚目、令觀眾著迷，並在競爭中脫穎而出。

相關產品也已經準備好迎接8K時代，例如AMD Radeon顯示卡產品現已提供8K輸出，該公司自行調適SoC產品則可支援開發人員打造用於捕捉、編輯、混合、切換、壓縮、傳輸和顯示8K影片的系統。在顯示系統中(圖6)，AMD FPGA元件中的可程式化設計邏輯適合用作8K時序控制器(TCON)，可以支援任何類型的顯示技術，包括平鋪系統。透過將高動態範圍內容平滑映射到面板的色域、進行混合以找出畫素缺陷並將面板無縫拼接組成更大的顯示器，這些TCON可以最大程度地提高色彩逼真度。AMD FPGA元件也預備以多種方式支援8K投影機，並可用於將四台4K投影機拼接成單個無縫8K顯示器。如果要支援8K，現在是時候開始了！