次世代影像壓縮標準H.265撼動視訊產業生態系統

west · 發表於 2013-6-27 12:25:36

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國際通訊聯盟(ITU)在今年初通過‘H.265’高效率視訊編碼(HEVC)的次世代影像壓縮標準；很快地，如果HEVC視訊編解碼(codec)技術的專利持有者之間能夠儘快就授權費達成共識，預計在未來幾年內，將能全面取代目前廣泛用於影像儲存、傳播、串流與分享的H.264/AVC壓縮技術。
HEVC/H.265──這種高效率的次世代視訊編碼標準能夠縮減約一半的高解析(HD)視訊影片容量或減少串流傳輸所需的頻寬，從而降低儲存與傳輸的成本。相較於H.264/AVC，H.265/HEVC的最高解析度達到8,192×4,320，提供了更高壓縮效率的編碼方式，可支援10bit色深與4:4:4的色訊號取樣，未來預計將支援達12bit色深。此外，在相同的影像品質與條件時，採用H.265編碼的視訊資料量能減少達39-44%。

H.265最初的應用市場是在4K視訊內容的製作與發佈，包括DSLR、攝錄影機、OTT TV等，它也會被用在頻寬有限的1,080P視訊會議系統。此外，對於未來即將出現的連網電視來說意義更重大──藉由導入最新的HEVC編解碼器，包括亞馬遜(Amazon)、蘋果(Apple)、Google或Netflix等公司，可望重新改寫透過網際網路播放的HD視訊影片與電視市場。

晶片商搶搭HEVC熱潮

未來將會出現的H.265應用中，最重要的領域無疑是在平板、智慧型手機、彩色電視、數位相機、家用錄影機以及迅速普及的HD監控系統。這些領域大多會採用DSP+ARM處理器或是CPU+GPU的架構來實現；此外，業界多家晶片商也正迅速佈局。

愛立信公司(Ericsson)在去年8月推出首款H.265編解碼器，而在今年初的國際消費電子展(CES)上，博通公司(Broadcom)也發佈第一個支援HEVC/H.265視訊編碼技術的超高解析(UHDTV)家庭網路閘道晶片BCM7445，象徵著新一代視訊解碼標準正式走入業界。

博通支援HEVC/H.265視訊編碼技術的UHDTV晶片正推動超高解析(4,000x2,000解析度)電視進入家庭，不僅大幅提升大型電視螢幕上的影像品質，視訊頻寬使用率也降低了50%。任何螢幕上的內容均可透過IP網路同步傳輸四組解碼HD視訊串流，實現高達21000DMIPS的應用性能。

博通公司寬頻技術事業部資深經理Wade Wan表示，HEVC/H.265標準將編碼效率提高一倍，可望擴展至更廣泛的視訊應用。此外，看好HEVC/H.265技術的應用前景，博通目前已經和多家編碼器供應商和業界其它廠商合作，共同開拓市場。

高通(Qualcomm)不僅與40多家公司共同投入HEVC/H.265編解碼技術標準化作業，並已開發出支援H.265的影像處理晶片，預計自第二季起應用於影音播放器與行動裝置上。

高通公司產品管理總監Paul Torres表示，視訊是網路數據流量爆炸式成長的一個主要驅動力，而H.265的壓縮效率比H.264多出近40%，透過採用“Snapdragon處理器搭配高整合度的高性能Krait CPU和Hexagon DSP，可輕鬆有效地處理運算密集型多媒體任務，如H.265播放。預計一些合作夥伴和客戶將基於Snapdragon的強大能力，在新一代設計上實現H.265規格。”

Marvell公司正開發支援H.265標準的產品，自2013年起針對電視、機上盒(STB)和其他數位娛樂設備陸續推出相關解決方案，以滿足市場最新需求。Marvell公司智慧電視事業部資深產品行銷經理Chris Scott指出，業界在2013年展開了H.265標準部署，該公司也將從今年起陸續推出H.265解決方案。不過，他強調，“無論是在發射端還是接收端設備的升級還必須進行大量工作，因此用戶要能真正享受這一規格的好處，可能還需要幾年的時間。“

此外，根據不願意透露姓名的消息來源，聯發科(MediaTek)正開發支援H.265功能的電視晶片，最快會在2013年下半年出樣。而另一家來自中國的海思半導體(Hisilicon)則預計目標市場需求應該要到2015年以後；該公司認為目前要推出支援相關標準的產品在技術實現上不難，但仍需回歸基本的市場需求。

次世代視訊處理結合IP核心

新一代電視晶片或是智慧型手機與平板電腦的處理器還必須內建相關IP核心，才能有效處理H.265規格的編解碼。除了自行開發以外，大多數處理器廠商也將採用取得授權的方式來實現新一代標準的視訊編解碼能力，而這個功能也必然成為產品的新賣點。

半導體IP供應商ARM持續密切追蹤HEVC/ H.265標準的變化與發展。ARM亞太區生態系統市場經理章立表示，“儘管HEVC的大規模市場化還需要幾年的時間，但ARM很早就已經開始和生態系統夥伴共同推動HEVC在消費電子設備的推廣與部署了，”該公司期望以ARM Cortex A系列CPU和Mali-T600系列GPU最佳化HEVC解決方案，如Ittiam、Aricent與VisualOn等。

透過Mali-T600 GPU的運算能力來實現HEVC解碼，不僅能取得更好的性能以降低CPU的負載，更能明顯的降低功耗。章立認為，“HEVC的設計比H.264更具平行化，類似於HEVC中的波前編碼(WFC)與Titles等技術都能在ARM Neon SIMD指令集，特別是最新的Mali-T600 GPU上有效執行。”

另一家視訊IP供應商Imagination則利用HEVC更高壓縮率增加解析度和位元深度的方式，提供了更好的色彩逼真度，可望成為市場上首家提供HEVC 10bit解決方案的IP廠商。

Imagination看好H.265即將帶來的市場商機，特別是針對4K電視以及加速4K技術廣泛採用的潛力──“隨著4K內容的需求逐漸提升，將使HEVC的需求主流著重於10bit和4:2:2模式。”此外，該公司認為，儘管該技術的最大優勢通常針對較高解析的應用場景，但低解析度應用也能因為HEVC的較低採樣率需求而提升功耗、頻寬與性能。

而就市場滲透而言，從基礎架構和內容的角度來看，現有的H.264的發展已經非常完備，目前市場上的許多設備均具備H.264的完整硬體支援，因此，Imagination預計HEVC還要花幾年的時間才能達到相同的市場滲透率，例如，“針對較低解析度的應用，現有的網路和儲存功能更適合用於H.264和1080P視訊功能，還不至於在近期被H.265取代。”

此外，其他的編解碼技術，如更適於某些特定應用的VP8，仍將在視訊生態系統佔有一席之地，而且對於低成本(或要求更多選擇)的編解碼器需求，如RealVideo、AVS和MPEG2也會一直存在。特別是HEVC仍面臨專利數多寡與授權費尚未明朗等問題之際，未來的視訊生態系統將如何發展仍將有待觀察。
http://www.eettaiwan.com/emag/1306_10_SL.html#.Ucu-X_lmh8E