由于FullHD(全高清)已成為影像處理器的基本規(guī)格，能夠提供1080p分辨率的視訊輸出能力，許多顯示面板廠商開始開發(fā)UltraHD(UHD，超高清)面板，帶動(dòng)4K影像處理器的需求提升，在電視、計(jì)算機(jī)、平板、手機(jī)、相機(jī)等信息產(chǎn)品領(lǐng)域，都有廠商陸續(xù)推出4K視訊處理器的解決方案，讓影像拍攝邁向更高層次…

拍得更精采-4K相機(jī)、攝攝像機(jī)搶先上市

電視機(jī)產(chǎn)品往4K發(fā)展已成趨勢(shì)，然相關(guān)電視節(jié)目、影片等內(nèi)容產(chǎn)業(yè)還未普及，因此許多ContentCreation(內(nèi)容創(chuàng)造)的產(chǎn)品也紛紛問世，如4K單反相機(jī)、攝攝像機(jī)，以及4K影視播放器等。

放大4K消費(fèi)級(jí)相機(jī):GoProHero3+黑色版(左)、PointGreyFlea3(右)(GoPro、PointGrey)

放大4K相機(jī)處理器架構(gòu):Canon雙DIGIC5+(左)、安霸A9單芯片方案(右)(Canon、Ambarella)

更多>在相機(jī)類產(chǎn)品部分，目前800萬(wàn)以上畫素的數(shù)碼相機(jī)，其實(shí)都具備拍攝4K(3840x2160或4096x2160)分辨率以上的靜態(tài)照片(Photo)的能力，但攝錄4K動(dòng)態(tài)畫面(Video)時(shí)，可能就力有未逮(例如NikonV1利用高速拍攝功能只能錄1秒)。為進(jìn)入4K的相機(jī)市場(chǎng)，廠商近期紛紛推出了「專業(yè)級(jí)4K」(可達(dá)60fps，每秒60張)，和「消費(fèi)級(jí)4K」(24fps以下)的產(chǎn)品。

專業(yè)級(jí)4K的攝影機(jī)，主打Cinema等級(jí)。例如CanonEOSC500、SonyPMW-F5、PXW-Z100、JVCGY-HMQ10/30…等等，甚至SonyPMW-F65還支持高達(dá)8KUHD的水平，這類產(chǎn)品主要供給專業(yè)電影、電視攝影師使用。而在專業(yè)DSLR(單反相機(jī))部份，目前有CanonEOS-1DC(可達(dá)24fps，采MotionJPEG格式)。

在消費(fèi)級(jí)4K攝影機(jī)部份，有SonyFDR-AX1，率先支持HDMI2.0標(biāo)準(zhǔn)。而GoPro推出的Hero3+BlackEdition運(yùn)動(dòng)型相機(jī)，采1,200萬(wàn)畫素鏡頭，可拍攝最高達(dá)4096x2160(12fps)的分辨率，售價(jià)399.99美元，為目前最親民的價(jià)格。另PC專用Webcam/IPcam產(chǎn)品部份，有PointGrey的Flea3產(chǎn)品，號(hào)稱世上最小的4KWebcam，采USB3.0接口，能錄制4096x2160(21fps)的畫面。

除了Camera類的產(chǎn)品，4KMediaPlayer(播放機(jī))也已問世。如SonyFMP-X1，內(nèi)建Gb級(jí)網(wǎng)絡(luò)埠、2TB硬盤、售價(jià)699美元，可搭配Sony自家4款4KUHDTV使用，并連接到Sony經(jīng)營(yíng)的4K網(wǎng)絡(luò)影視服務(wù)，并訂閱影片之后，即可播放其提供的4K超高畫質(zhì)電影數(shù)碼內(nèi)容。

　　4K視訊拍攝的核心–Camera/ImageProcessor

當(dāng)今的行車紀(jì)錄器/IPCamera(監(jiān)控相機(jī))/運(yùn)動(dòng)型相機(jī)/Webcam等產(chǎn)品，大多已具有FullHD的拍攝能力。采用的影像/視訊處理器包含:安霸(Ambarella)、聯(lián)詠(Novatek)、瑞芯微(Rockchip)…等廠商。目前市面上超過半數(shù)的FullHD行車紀(jì)錄器，采用的是安霸的1080p等級(jí)的解決方案(如A2s)，包含PaPaGO(研勤)、MIO(宇達(dá))、GoPro、Abee(快譯通)、Aiptek(天瀚)、HP(惠普)…等等。

由于4K的影像資料量更龐大(是一般FullHD的4倍)，要如何處理這樣大量的資料，以專業(yè)相機(jī)廠商來(lái)說，是透過多顆處理器來(lái)達(dá)成。例如上述的CanonEOS-1DCDSLR就是采用自家研發(fā)的雙DIGIC5+影像處理引擎，來(lái)錄制4K等級(jí)的影像。而JVC早在2010年就發(fā)表的JCY0246影像處理器，系采用40nm制程，體積縮小許多，支持HDMI1.4、提供4K(60fps)的拍攝能力，可應(yīng)用到手持式家用攝影機(jī)(Handycam)產(chǎn)品上。

除相機(jī)公司自行研發(fā)的影像芯片外，許多芯片廠商紛紛推出4K的數(shù)碼相機(jī)單芯片(SoC)解決方案，以應(yīng)用到更小的3C產(chǎn)品上。而為應(yīng)付4K的分辨率，SoC在硬件架構(gòu)上勢(shì)必要會(huì)提升CPU運(yùn)行時(shí)脈才能讓影像錄放更流暢。不過行動(dòng)裝置必須注重省電與散熱，因此要如何兼顧高效能、低功耗，可說是考驗(yàn)著工程師的設(shè)計(jì)功力。

已知安霸(Ambarella)于2012、2013年依序發(fā)表S2、A9的4KUHD數(shù)碼相機(jī)單芯片，S2主打IP監(jiān)控相機(jī)市場(chǎng)，A9主打消費(fèi)相機(jī)市場(chǎng)。日前GoPro發(fā)表的Hero3+BlackEdition，僅采用其上一代A7L(1080p等級(jí))的芯片來(lái)做4K視訊處理，雖可達(dá)到12fps，但對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)說是不夠的。據(jù)悉GoProHero4將會(huì)采用A9芯片，將提供專業(yè)等級(jí)的4K拍攝能力。

　　4K影像增艷技術(shù)的巧手–VideoProcessor

在影音播放部份，由于目前4K(2160p)的影片、電視頻道并不多。因此目前的4K電視大多內(nèi)建所謂的4Kupscaling或4Kconversion(等比例放大、4K轉(zhuǎn)換)等增艷技術(shù)或分辨率擴(kuò)大的影像處理器，讓電視在播放傳統(tǒng)(如1080p、720p)的影像時(shí)，能透過影像后制處理方式，讓傳統(tǒng)分辨率的影像，也能表現(xiàn)出接近原生UHD等級(jí)的分辨率水平。

雖說這些畫質(zhì)并非真正4K，但為了營(yíng)銷4KTV，電視機(jī)廠商必須內(nèi)建表現(xiàn)夠好的影像處理器，來(lái)讓畫面看起來(lái)更逼真，更出色。也促使這類影像處理器的需求量提升。這類產(chǎn)品包括Marvell(Qdeo技術(shù))、Altera、i-Chips等皆有推出，可以應(yīng)用到藍(lán)光播放器、數(shù)碼多媒體播放器、機(jī)上盒、電視等產(chǎn)品。

值得注意的是法商Marseille公司，其推出的VTV-122x系列的視訊處理器，內(nèi)建4xHDscaler，能提供2D內(nèi)容擴(kuò)展分辨率至4K、3D720p的內(nèi)容擴(kuò)展分辨率至1080p的畫面等級(jí)。在輸出接口上，提供HDMI1.4b規(guī)格，可輸出2160p畫面(24或30Hz)，并支持3D立體影像，以及杜比TrueHD和DTS-HD2或8聲道的音訊，可制作成媒體轉(zhuǎn)接盒，或內(nèi)建于各式播放器、電視內(nèi)。

搭配其專有的獨(dú)家技術(shù)，能讓傳統(tǒng)藍(lán)光電影畫質(zhì)(FullHD)表現(xiàn)出接近于UltraHD的畫質(zhì)水平，就像在看4K影片一樣，讓觀賞者驚艷不已。該產(chǎn)品也獲得Technicolor(特藝影業(yè)集團(tuán)，前身為Thomson，為彩色電視機(jī)鼻祖)的認(rèn)證。目前已知Senki、ToshibaSymbio等藍(lán)光播放盒已內(nèi)建該處理器。

在視訊編碼技術(shù)部份，因應(yīng)4K影像資料量龐大，傳統(tǒng)以H.264編碼格式已捉襟見肘，因此在ITU(國(guó)際電信聯(lián)盟)通過新的HEVC(H.265)的編碼標(biāo)準(zhǔn)之后，其壓縮效率比H.264多出近40%，可大幅減少影音傳輸時(shí)所需的帶寬。預(yù)計(jì)2014年起，德儀(TI)、Altera、賽靈思(Xilinx)、意法半導(dǎo)體(ST)與睿致科技等芯片商，都會(huì)加速開發(fā)H.265的影像壓縮/處理芯片，以提供UHD世代的影像解壓縮需求。

　　4K手機(jī)/平板核心–MobileProcessor

在手機(jī)相機(jī)部份，高通2013年初發(fā)表的Snapdragon800處理器(2.3GHzKrait400CPU+550MHzAdreno330GPU架構(gòu))，就具備4K視訊影像處理能力，賦予手機(jī)畫面輸出至4K電視的能力。例如宏碁首發(fā)的LiquidS2，就可以拍攝4K的影像，隨后三星Note3、Sony的XperiaZ1、i1(代號(hào)Honami)，也紛紛支持4K錄像。讓美好的時(shí)光能夠先用4K的高規(guī)格拍攝格式儲(chǔ)存起來(lái)，以便以后拿到4K的電視或未來(lái)4K的手機(jī)上觀看。

至于日前發(fā)表的Snapdragon805應(yīng)用處理器(2.5GHzKrait450CPU+500MHzAdreno420GPU架構(gòu))，主要改成更先進(jìn)的CPU、GPU處理器架構(gòu)，805的GPU表現(xiàn)比800快40%，可提供更平順的4K的視訊攝錄與播放能力。號(hào)稱是世上第一顆UHD的行動(dòng)處理器。

此外，Snapdragon805為首款支持4KHEVC(H.265)硬件解碼、以及支持每秒10億畫素(Gpixel/s)處理量鏡頭的行動(dòng)處理器，降低視訊傳輸帶寬，因此能更省電。預(yù)計(jì)2014上半年就以看到相關(guān)的平板或手機(jī)。據(jù)悉SonyXperiaZ1的后續(xù)機(jī)種、代號(hào)Avatar，便將采用805處理器，為5寸2560x1440分辨率的旗艦級(jí)手機(jī)。

至于三星部份，則正在開發(fā)自家下一代Exynos行動(dòng)處理器，預(yù)計(jì)先在2014年支持到2560x1440，直到2015年才會(huì)推出4K的產(chǎn)品。