PowerVR视频:为迎接专业消费者相机浪潮准备就绪

在过去的几年里,数码相机正越来越多地受到来自智能手机市场的冲击。随着日臻完善的高质量高标准智能相机涌向市场,消费者对轻便相机的需求不断下降。竞争往往是残酷的。随着智能手机推出双摄像头功能,其品质更高,又使用光学变焦,轻便相机原本仅存的几大卖点随之黯然。智能手机降低了发布及分发视频的门槛——用户可以在YouTube上自我展示及在Facebook上向全世界进行直播。

这实际上是对市场进行了细分。消费者对低端轻便相机的需求已然下降,于是便转向更高端的食物链,即所谓的“专业消费者”相机——数码单反相机和微单相机。这些相机的质量持续提升,它们正成为专业市场极富吸引力的入门级产品,并创建了一个正蓬勃发展的“专业消费者”层。

此外,整个新的相机细分市场正变得越来越重要,如行动相机和车载摄像机、无人机和VR ——所有主要市场都支持360°视频。这是来自ABI研究中心的报告,主要针对到2021年时200万专业人员和专业消费者层关注的360°图像产品。

各级市场的消费者对图像质量的预期都越来越高。这是由于超高清4 K骤然崛起,分辨率大为增强,因此市场需要通过将帧率从标准24和50fps提升至60甚至是超过100fps,以此来提升视频动作的流畅性。并且虽然我们目前转战4K,但可以看到日本广播公司NHK预备将在2020年东京奥运会上使用超高清8 K图像。

与此同时,由于强调增加色彩范围及对比性能,高动态范围(HDR)被证明相比4K通过全高清1080p带来的分辨率凹凸贴图,其对感知的图像质量更具冲击感。

设备制造商所面临的挑战是要在一个有效的数据包内尽可能提供这些高级功能。质量需要被维护,且不必权衡电池寿命或生产成本。

从这些产品的产量和平均销售价格可以看出,投资生产专用SoC十分高效。这些设计使制造商得以获取他们所需的质量,并与主流现成的专用标准产品(ASSP)区分开来。

新内核

这就是Imagination最新PowerVR视频内核突破的关键。PowerVR E5810编码器和PowerVR D55200译码器是最新添加的Imagination投资组合,其设计专门针对专业消费者和专业视频应用程序。

这些IP内核设计从一开始就立足在一个小小的硅片上传输业界所预期的高质量性能。

与同类竞争产品不同的是,PowerVR E5810编码器视频内核支持4:2:2色度二次抽样和10位色度。这一点是至关重要的,因为它可以确保当你转向生产链的下一环节时质量水平仍得以稳定维持。消费类设备通常使用4:2:0,这将不可避免地产生伪影,包括渗色及色度细节损失。8位色度通常会引起大范围颜色如蓝天或落日上出现条带问题,而10位色度可以减少这些问题以及其他伪影,如轮廓线和拖尾效应等。10位色度也可以提升编码效率,保持彩色复制和带宽之间的最佳平衡。

编解码器如H.264和VP8在过去的几年里一直是支柱产品,行业正转向更能深度加工的高效视频编码(HEVC)即H.265,以最小的带宽需求提供更高的品质。我们在此前的一篇文章中详细地讨论过这个问题。PowerVR E5810编码器支持HEVC / H.265编码高达4 K/ 60,使视频流可以顺应ITU-R rec BT.2020,即用于超高清晰度电视的改进的颜色空间。同时,VP9驱动了一些消费市场,尤其是被Google推向了YouTube,除此之外,它通常不被当作是具有关键贡献的格式。

架构优势

就架构而言,PowerVR E5810编码器和PowerVR D55200解码器引入了一些新功能来创建高效的系统架构,使它们更能有效地应对新相机形式因子的需求。

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首先,这些IP内核之间可以直接连接,否定了对外部内存的依赖。这将大幅减少外部内存带宽,降低功耗。

新内核还提供超低延迟选项——即无线视频传输和远程操作的必要条件。它们还支持多个并发流的处理(这是360°摄像机所必需的)。

PowerVR E5810编码器同时还可以针对不同的分辨率和格式,而这是无人机本地存储、远程实时预览和监控所需要的。例如:记录第一次内容的参数是4 K 1-bit、每秒24帧、4:2:2,而第二次是720 P、24帧每秒、8bit、4:2:0,通过无线连接到远程相机操作符。PowerVR E5810含有多流功能和输入定标器,从而让仅使用单一编码器内核便实现上述操作变得更加容易。

对于专业消费者相机市场,速率控制功能意味着PowerVR E5810编码器可以提供流可变比特率(SVBR),也称为峰值限制VBR。这表示相机记录到闪存时可以保证比特率,不用担心缓冲区下溢,同时当记录的内容简单,不需要更高的比特率时,确保比特率可以降低至低于指定的比特率。

多次尝试和测试

有一个成熟的且广泛应用的软件栈做后盾,Imagination的视频IP适用于任何那些寻求快速通往市场且方案优良的SoC图像制造商。PowerVR E5810编码器和PowerVR D55200解码器芯片已经获得授权批准,可以立即用于新的许可,并将为不断发展的专业消费者相机及更广阔的图像市场带来高质量和高性能的产品体验。
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英文链接:
https://imgtec.com/blog/powervr-video-ready-prosumer-camera-boom/

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