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医疗/电视相继导入 4K/8K应用纷起

4K/8K影音市场应用渐增,除已开始运用在大型国际运动赛事转播外,如医疗、安全监控等利基型应用也已慢慢导入。 整体而言,影像应用产业的分辨率从FullHD转向4K/8K,已是大势所趋。 看好此一庞大商机,影像视觉SoC业者也积极进行市场布局,以抢食大饼。

随着互动影音市场的崛起带动虚拟现实(VR)/扩增实境(AR)产业发展,以及3D影像与超高画质影像技术应用热潮,4K/8K高阶影像技术近年来已被运用在大型国际运动赛事的转播、好莱坞商业大片制作拍摄,甚至应用在政府官员的会议与采访当中做为科技创新的实例。

此外,超高画质影像技术也陆续运用在安全监控、医疗电子和消费电子产品上,并因应智能城市与物联网潮流,安全监控系统朝整合巨量数据与高画质影像迈进;医疗技术、手术精密度的提升刺激高画质医疗影像需求;360度环景影像与影音则在社群平台和运动摄影上被广泛的采用,各式应用应运而生,也促使影像SoC业者加速布局。

成本/技术准备就绪 4K医疗影像商机涌现

医疗产业与人身安全息息相关,故对于高画质、高精准与实时传输存取的影像需求一触即发。 受惠于科技进步的提升,使得制造成本的降低,4K医疗影像医疗市场将于近两年开始蓬勃发展。

索思未来科技(Socionext)战略销售组销售部项目总监颜国荣(图1)表示,医疗属于专业型应用产业,该公司已陆续看到相关客户导入4K画质的医疗影像传输,预估2018∼2019年之间,4K医疗影像医疗将开始普及。 未来进入人工智能(AI)当道时代,这种人工智能医疗机器人将需要更多不同元素,协助机器学习与分析,而高画质影音数据传输即是关键要素之一。

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图1 索思未来科技(Socionext)战略销售组销售部项目

总监颜国荣表示,4K/8K影像需求增,该公司已积极布

局电视、OTT与医疗等产业。

颜国荣指出,在医疗影像产业,对于影像编译码的需求有两个主要目的,一是影像串流,另一方面则是保留证据。 针对影像串流需求,主要用途会是手术相关的知识教学,以及透过实时联机,寻求其他医生或团队的专业意见与支持;在保留证据层面,则是能在手术不幸失败时,提供完整手术影像信息,协助厘清问题。

以技术层面来说,4K影像对于医疗应用层面上的性能指针有两个,一是位深度(Color Bit),另一个则是影像压缩率。 前者的位深度,是针对影像医疗应用,有较高的颜色深度需求,透过索思的多格式编译码IC不仅支持4K/60p及高效率视讯编码(HEVC)影像格式编码、译码与转码,也可支持4:2:2色彩取样,位深度高达10位,色彩呈现更精准,更能忠实呈现真实色彩,以及真实影像质量。 后者影像压缩率部分,采用索思的多格式编译码IC采用HEVC影像格式,可支持各种分辨率的影片比特率(Bitrate),并呈现绝佳画质。

影像医疗产业针对不同的使用目的,会聚焦于不同的关键技术,实时的影像传输虽然是其中一个关键,但若是针对手术需求,在时间压力及手术复杂度的状况下,任何决定都将影响手术为成功或失败,故能否「忠实呈现真实影像色彩」也会是非常重要的环节。

颜国荣强调,4K医疗影像的普及,不仅需要仰赖商业推广及政府政策支持,另一方面市场需求以及资金投入也同等重要,而这些因素都将成为影响医疗产业导入4K影像(UHD)技术,以及导入速度的关键因素。

8K影像传输推波助澜400G数据中心需求爆发

除医疗产业4K/8K应用渐增之外,电视产业之需求也逐渐崛起,如体育赛事之转播便是8K影像技术首要应用目标,也进而带动数据中心带宽需求大增。

如2020年东京奥运直播8K内容势在必行,推动数据中心内部网络升级到400Gbit/s的投资热潮,同时也促使单模态高速垂直共振腔面射型雷射(VCSEL)组件市场需求量急速上升。 未来数据中心内部与串接超级计算机等短距传输所使用的光通讯技术,将以VCSEL作为主要光源。

国立高雄应用科技大学电子工程系特聘教授施天从(图2)表示,8K的影音传输为2K影音传输容量的16倍,现有的数据中心内部网络架构已无法满足8K这种超高画质的讯号,加上未来影音传输的内容更加多元、多样化,数据中心内部网络升级到400G是不变的趋势。

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图2 国立高雄应用科技大学电子工程系特聘教授施天从

指出,2020年东京奥运8K运动赛事直播,促进400G

数据中心网络需求大幅攀升。

施天从指出,高画质影音传输是催化400G数据中心的触发点,更重要的是,现今社会正逐渐朝向云端、智能化社会。 以车用领域来说,虽然现今车中信息大多存取在车机内,不过车中信息将有望上传云端,经过云端技术分析判断车子行驶方向、安全性,甚至采用云端技术撷取路边监视录像器画面,还原车祸现场。 就此而言,若未来智能汽车也要求实时回传的功能,所需的数据量非比寻常。

为因应400G数据中心的建置,国立台大光电所暨电机系与国立交通大学光电系等师生,连手开发专为数据中心传输光源使用的少模态与单模态高速垂直共振腔面射型雷射组件,显著带动网络事业的效率及功能。

单模态高速垂直共振腔面射型雷射组件与相关IC一起封装后可组成光收发器,适用于高速光纤传输网络、数据中心等。 将继续由本合作计划团队成员国立高雄应用科技大学电子系教授施天从的研发团队,封装成为高速光传输器模块应用在未来400G的光网络中。

单模态高速垂直共振腔面射型雷射应用于未来大型数据中心、超级计算机内连接等预期将有超过千万端口使用,相关产值超过十亿美元。 消费端的USB与HDMI接口,为了传送4K或8K视讯影音,也有可能使用以VCSEL组件为光源的光通讯组件,未来其应用空间及产值成长值得期待。

索思积极布局广电/OTT解决方案

与此同时,4K/8K影像需求增,广电产业与及OTT(Over-the-top)市场商机潜力更是庞大,引发半导体业者积极布局。 例如,索思未来科技便致力投入开发支持4K与8K的HEVC多格式影像编译码芯片与影像服务器解决方案,企图拿下高画质实时影像传输市场大饼。

颜国荣指出,8K影像传输的技术已开始萌芽,由2016年的里约奥运已开始导入8K影像试播可看出端倪。 而目前最积极的投入8K技术的国家为日本,预计将于2018年试播8K影像,以备2020年东京奥运正式上场。 不过,8K仍旧属于先进产品,商业模式还没完全发展完成,因此,该公司的市场拓展方向,还包含4K、Full HD等一系列产品,以因应不同的市场需求。 同时,除积极抢攻原有的广电市场之外,近年来相当热门的OTT产业也是该公司未来布局重点之一。

据悉,布局OTT的重点在于,由于现今许多节目内容已经开始数字化,而OTT产业又与网络十分相关,因此,如何能实时传输且保持稳定性,使节目内容播出时或在线直播,不至于产生太大的延迟,这是发展OTT产业最大的重点。

然而,索思的强项正好就是Real Time的编译码技术,同时也备有相关解决方案,例如多种影像格式编译码IC--MB86M30,集编码、译码、转码功能于一身,在不牺牲画质的情况下,将4K影片数据的压缩成本降至传统格式的一半。

颜国荣指出,该公司已经开始与OTT业者有所接触并合作,不过,由于并不是每个国家OTT产业都十分风行,例如台湾,因此该公司目前的合作对象多以欧美或是大陆地区为主,多采用该公司旗下的编译码IC进行相关OTT应用。

此外,为进一步拓展OTT市场商机,并打造更完善影像生态圈,索思也与研华携手,双方将在技术与应用方面展开策略联盟合作。 研华旗下VEGA系列编译码卡即采用索思的MB86M30与MB86M31编译码器单芯片,可以极低耗电量实时压缩8K/60P的超高画质影片,使系统厂商能轻易在各种服务器应用中加入 4K/8K实时影像压缩功能,带动高画质虚拟现实、各种丰富的云端与OTT网络影音服务。

综上所述,在物联网科技日臻成熟之下,未来有过半的物联感测或讯息将藉由影像进行传递,因此市场对于影像的高分辨率、高传输速度,以及多路影像传输的技术需求,势必将会逐渐增加。

为此,图像处理器业者纷纷加速布局,推出更多超高清及时编译码影像方案,进一步启动相关生态链并加速推动影像服务普及化,将此4K/8K及时编译码影像技术运用至广电市场、智能医疗手术室、智能交通等产业。

    

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