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醫療/電視相繼導入 4K/8K應用紛起

醫療/電視相繼導入 4K/8K應用紛起

導讀: 隨著互動影音市場的崛起帶動虛擬現實(VR)/擴增實境(AR)產業發展,以及3D影像與超高畫質影像技術應用熱潮,4K/8K高階影像技術近年來已被運用在大型國際運動賽事的轉播、好萊塢商業大片製作拍攝,甚至應用在政府官員的會議與採訪當中做為科技創新的實例。

OFweek顯示網訊 4K/8K影音市場應用漸增,除已開始運用在大型國際運動賽事轉播外,如醫療、安全監控等利基型應用也已慢慢導入。 整體而言,影像應用產業的解析度從FullHD轉向4K/8K,已是大勢所趨。 看好此一龐大商機,影像視覺SoC業者也積極進行市場布局,以搶食大餅。

隨著互動影音市場的崛起帶動虛擬現實(VR)/擴增實境(AR)產業發展,以及3D影像與超高畫質影像技術應用熱潮,4K/8K高階影像技術近年來已被運用在大型國際運動賽事的轉播、好萊塢商業大片製作拍攝,甚至應用在政府官員的會議與採訪當中做為科技創新的實例。

此外,超高畫質影像技術也陸續運用在安全監控、醫療電子和消費電子產品上,並因應智能城市與物聯網潮流,安全監控系統朝整合巨量數據與高畫質影像邁進;醫療技術、手術精密度的提升刺激高畫質醫療影像需求;360度環景影像與影音則在社群平台和運動攝影上被廣泛的採用,各式應用應運而生,也促使影像SoC業者加速布局。

成本/技術準備就緒 4K醫療影像商機湧現

醫療產業與人身安全息息相關,故對於高畫質、高精準與實時傳輸存取的影像需求一觸即發。 受惠於科技進步的提升,使得製造成本的降低,4K醫療影像醫療市場將於近兩年開始蓬勃發展。

索思未來科技(Socionext)戰略銷售組銷售部項目總監顏國榮表示,醫療屬於專業型應用產業,該公司已陸續看到相關客戶導入4K畫質的醫療影像傳輸,預估2018?2019年之間,4K醫療影像醫療將開始普及。 未來進入人工智慧(AI)當道時代,這種人工智慧醫療機器人將需要更多不同元素,協助機器學習與分析,而高畫質影音數據傳輸即是關鍵要素之一。

顏國榮指出,在醫療影像產業,對於影像編解碼的需求有兩個主要目的,一是影像串流,另一方面則是保留證據。 針對影像串流需求,主要用途會是手術相關的知識教學,以及透過實時聯機,尋求其他醫生或團隊的專業意見與支持;在保留證據層面,則是能在手術不幸失敗時,提供完整手術影像信息,協助釐清問題。

以技術層面來說,4K影像對於醫療應用層面上的性能指針有兩個,一是位深度(Color Bit),另一個則是影像壓縮率。 前者的位深度,是針對影像醫療應用,有較高的顏色深度需求,透過索思的多格式編解碼IC不僅支持4K/60p及高效率視訊編碼(HEVC)影像格式編碼、解碼與轉碼,也可支持4:2:2色彩取樣,位深度高達10位,色彩呈現更精準,更能忠實呈現真實色彩,以及真實影像質量。 後者影像壓縮率部分,採用索思的多格式編解碼IC採用HEVC影像格式,可支持各種解析度的影片比特率(Bitrate),並呈現絕佳畫質。

影像醫療產業針對不同的使用目的,會聚焦於不同的關鍵技術,實時的影像傳輸雖然是其中一個關鍵,但若是針對手術需求,在時間壓力及手術複雜度的狀況下,任何決定都將影響手術為成功或失敗,故能否「忠實呈現真實影像色彩」也會是非常重要的環節。

顏國榮強調,4K醫療影像的普及,不僅需要仰賴商業推廣及政府政策支持,另一方面市場需求以及資金投入也同等重要,而這些因素都將成為影響醫療產業導入4K影像(UHD)技術,以及導入速度的關鍵因素。

8K影像傳輸推波助瀾400G數據中心需求爆發

除醫療產業4K/8K應用漸增之外,電視產業之需求也逐漸崛起,如體育賽事之轉播便是8K影像技術首要應用目標,也進而帶動數據中心帶寬需求大增。

如2020年東京奧運直播8K內容勢在必行,推動數據中心內部網路升級到400Gbit/s的投資熱潮,同時也促使單模態高速垂直共振腔面射型雷射(VCSEL)組件市場需求量急速上升。 未來數據中心內部與串接超級計算機等短距傳輸所使用的光通訊技術,將以VCSEL作為主要光源。

國立高雄應用科技大學電子工程系特聘教授施天從表示,8K的影音傳輸為2K影音傳輸容量的16倍,現有的數據中心內部網路架構已無法滿足8K這種超高畫質的訊號,加上未來影音傳輸的內容更加多元、多樣化,數據中心內部網路升級到400G是不變的趨勢。

施天從指出,高畫質影音傳輸是催化400G數據中心的觸發點,更重要的是,現今社會正逐漸朝向雲端、智能化社會。 以車用領域來說,雖然現今車中信息大多存取在車機內,不過車中信息將有望上傳雲端,經過雲端技術分析判斷車子行駛方向、安全性,甚至採用雲端技術擷取路邊監視錄像器畫面,還原車禍現場。 就此而言,若未來智能汽車也要求實時回傳的功能,所需的數據量非比尋常。

為因應400G數據中心的建置,國立台大光電所暨電機系與國立交通大學光電系等師生,連手開發專為數據中心傳輸光源使用的少模態與單模態高速垂直共振腔面射型雷射組件,顯著帶動網路事業的效率及功能。

單模態高速垂直共振腔面射型雷射組件與相關IC一起封裝后可組成光收發器,適用於高速光纖傳輸網路、數據中心等。 將繼續由本合作計劃團隊成員國立高雄應用科技大學電子系教授施天從的研發團隊,封裝成為高速光傳輸器模塊應用在未來400G的光網路中。

單模態高速垂直共振腔面射型雷射應用於未來大型數據中心、超級計算機內連接等預期將有超過千萬埠使用,相關產值超過十億美元。 消費端的USB與HDMI介面,為了傳送4K或8K視訊影音,也有可能使用以VCSEL組件為光源的光通訊組件,未來其應用空間及產值成長值得期待。

索思積極布局廣電/OTT解決方案

與此同時,4K/8K影像需求增,廣電產業與及OTT(Over-the-top)市場商機潛力更是龐大,引發半導體業者積極布局。 例如,索思未來科技便致力投入開發支持4K與8K的HEVC多格式影像編解碼晶元與影像伺服器解決方案,企圖拿下高畫質實時影像傳輸市場大餅。

顏國榮指出,8K影像傳輸的技術已開始萌芽,由2016年的里約奧運已開始導入8K影像試播可看出端倪。 而目前最積極的投入8K技術的國家為日本,預計將於2018年試播8K影像,以備2020年東京奧運正式上場。 不過,8K仍舊屬於先進產品,商業模式還沒完全發展完成,因此,該公司的市場拓展方向,還包含4K、Full HD等一系列產品,以因應不同的市場需求。 同時,除積極搶攻原有的廣電市場之外,近年來相當熱門的OTT產業也是該公司未來布局重點之一。

據悉,布局OTT的重點在於,由於現今許多節目內容已經開始數字化,而OTT產業又與網路十分相關,因此,如何能實時傳輸且保持穩定性,使節目內容播出時或在線直播,不至於產生太大的延遲,這是發展OTT產業最大的重點。

然而,索思的強項正好就是Real Time的編解碼技術,同時也備有相關解決方案,例如多種影像格式編解碼IC--MB86M30,集編碼、解碼、轉碼功能於一身,在不犧牲畫質的情況下,將4K影片數據的壓縮成本降至傳統格式的一半。

顏國榮指出,該公司已經開始與OTT業者有所接觸併合作,不過,由於並不是每個國家OTT產業都十分風行,例如台灣,因此該公司目前的合作對象多以歐美或是大陸地區為主,多採用該公司旗下的編解碼IC進行相關OTT應用。

此外,為進一步拓展OTT市場商機,並打造更完善影像生態圈,索思也與研華攜手,雙方將在技術與應用方面展開策略聯盟合作。 研華旗下VEGA系列編解碼卡即採用索思的MB86M30與MB86M31編解碼器單晶元,可以極低耗電量實時壓縮8K/60P的超高畫質影片,使系統廠商能輕易在各種伺服器應用中加入 4K/8K實時影像壓縮功能,帶動高畫質虛擬現實、各種豐富的雲端與OTT網路影音服務。

綜上所述,在物聯網科技日臻成熟之下,未來有過半的物聯感測或訊息將藉由影像進行傳遞,因此市場對於影像的高解析度、高傳輸速度,以及多路影像傳輸的技術需求,勢必將會逐漸增加。

為此,圖像處理器業者紛紛加速布局,推出更多超高清及時編解碼影像方案,進一步啟動相關生態鏈並加速推動影像服務普及化,將此4K/8K及時編解碼影像技術運用至廣電市場、智能醫療手術室、智能交通等產業。

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