NTT、専用LSIによる8K HEVCリアルタイムエンコーダー。約85Mbpsで8K伝送

NTTは、約85Mbpsでの8K映像伝送に対応した、専用LSIによる8K HEVCリアルタイムエンコーダーを開発した。

同社は2015年3月、HEVCに対応した専用LSIとして4K/60p映像対応HEVCリアルタイムエンコーダーLSI「NARA」を発表した。このLSIを4チップ用いて連携動作させ、チップ間で相互データ転送を行うことにより、高画質・高効率を実現する8K/60p映像対応のHEVCリアルタイムエンコーダーを開発したとのこと。

この8Kエンコーダーでは、画面分割による並列エンコード方式を採用。7,680×4,320の8K映像を4つの画像に分割し、それぞれを4K映像相当の処理能力を持つHEVCエンコーダーLSIで並列にエンコードする。

HEVCなどの映像符号化方式では、映像の動きに追従して符号化済みの画像との差分をとることで情報量の削減を図っている。本技術では、4チップ間で参照画像を相互に転送することで、分割境界をまたぐ動きに対応したエンコード処理を実現した。これにより、分割による符号化効率の低下を生じさせることなく高い符号化効率を実現したという。

分割境界をまたぐ平滑化フィルタ処理や、分割画像間の画質を均一化する符号量制御処理についても、チップ間のデータ転送によって実現。高い符号化効率と高画質を実現した。これらにより、従来のH.264では200〜160Mbpsのビットレートが必要であった高画質8K映像の伝送を、約85Mbpsで可能とした。

なお、これまでも4K対応のエンコーダーLSIを並列動作させた8K映像のリアルタイムエンコードを実現した例はあったが、チップ間の相互データ転送を伴わなかったため、符号化効率や画質の面で十分ではなかったとのこと。8K映像をFPGAベースの複数のエンコーダボードで相互にデータ転送をしつつエンコードを行う技術も存在したが、今回はより高い処理能力を持つ4K対応の専用LSIを用いることで、高画質・高効率なエンコード処理を実現したと同社は説明する。さらに高速・広帯域のチップ間転送を実現するために、汎用PCIeバスを採用。経済的かつ柔軟な実装を実現している。

さらに従来複数のエンコーダーボードで実現されていた8K映像のリアルタイムエンコード処理を、HEVCエンコーダーLSI 4チップと周辺回路を搭載した1ボードで実現。入力映像信号のインタフェースボード等を含めても、19インチ幅ラックで5U（222mm高）程度の装置サイズで実装が可能となり、従来に比べ大幅な小型化・経済化も実現した。

NTTは本技術のこうした特性を活かして、パブリックビューイング、ODS等の8K映像配信サービスや医療用途での実証実験を進めていく予定。なお、NTTエレクトロニクス株式会社より本技術を8Kエンコーダーモジュールとして製品化することも予定している。