碼標準(high efficiency video coding: HEVC)，國際電信聯盟（ITU-T）則定為 H.265，並 於 2013 年 1 月獲得認證通過[5]，成為新一代影像編碼格式 H.265/HEVC，另於 2014 年 高，多媒體影音的畫面更新率也從 30fps 提高至 60fps、120fps 甚至是 240fps；視訊解析 度也從 720p 全面提升至 1080p，甚至提高至 2160p 以上，導致 H.264/AVC 不敷使用，
另訂高效能視訊標準變得相當重要。因此，H.265/HEVC 標準在 H.264/AVC 標準的基礎
上發展起來，結合 H.264/AVC 在視訊應用的重要角色，能夠預見 H.265/HEVC 視訊標 準未來的大好前景和高滲透率。透過 H.265/HEVC 的視訊編碼技術能夠讓相同的畫面及 品質的電影檔案容量大小縮減一半，所需耗時下載的時間也能縮減一半，更可為有限的 網路頻寬和超高畫質影音提供完美的解決方案。隨著 H.265 視訊標準的訂定及商業化，
現今已有很多的公司採用 H.265/HEVC 視訊標準[5-6]，其中包括 Apple 於 2014 年宣布 採用 H.265 視訊標準來支援 iPhone 6 and iPhone 6 Plus 的 FaceTime 進行視訊通訊[7]，同 時間藍光光碟協會也宣布採用 H.265 視訊標準來支援 4K Blu-ray Disc[23]，另 Microsoft 也於 2014 年 10 月宣布將於 Windows 10 支援 H.265 視訊標準[5]等等。
而 H.265/HEVC 編碼架構與 H.264/AVC 相似，均分為視訊編碼層(video coding layer:
VCL)和網路提取層(network abstraction layer: NAL) 兩部分，在封包傳輸上亦使用網路提 取層，其設計的目的主要是為了提供網路友善性的服務，讓視訊編碼層在網路傳輸上更 為方便和有效率，使得 H.265/HEVC 更加適合多媒體串流與行動通的應用。
與以往的 H.264/AVC 視訊編碼標準的差異，H.265/HEVC 主要針對超高解析度(4K
×2K 和 8K×4K)，同時也相容先前視訊標準來滿足各解析度得應用如圖 1.1 所示，並提供 了新的工具，例如更彈性編碼單位(coding unit: CU)、預測單位(prediction unit: PU)及轉 換單位(transform unit: TU)，以上的基本單位可隨著影像紋理複雜度做單位尺寸的調整，
以達到更佳的編碼效能。
1.2 研究動機
針對近年來，人手一支的智慧型手機或是平版電腦，加上 4G 行動通訊服務的普及 和行動多媒體的日新月異，以及小尺寸高畫質面板的普及，群眾對於影像品質的要求也 越來越高，而 H.265/HEVC 在影像品質或壓縮率相較於先前的視訊標準有更好效能，但 相對的卻大幅增加運算複雜度，導致解碼的時間大幅增加。若將 H.265/HEVC 直接應用 到行動裝置上，而沒有經過完善的系統規劃下，會因行動裝置運算速度以及有限的記憶 體容量，而造成無法達到即時解碼，以至於無法正常播放影像或產生視訊延遲。
本論文為了模擬在行動裝置產品上來實現 H.265/HEVC 視訊解碼器，考慮各式的嵌 入式 IC 晶片，最後決定採用數位訊號處理器(digital signal processing: DSP)來實現 H.265 解碼器。DSP 晶片實現方案具有以下優勢，包括運算性能強、可升級性佳與 PC 相類似。
DSP 晶片的功能是通過編寫程式來實現的，能快速且方便地進行軟體升級和增加新的功 能，以適應技術發展和市場變化。另外 DSP 更具成本低、功耗低和適應場合廣泛的優 點。為了完成 H.265/HEVC 系統能在 DSP 晶片上實現，F. Pescador 等學者在 2013 年首 先提出將標準參考軟體(HEVC test model: HM) [1] 測試平台的解碼器，直接實現於 TI 公 司所開發的 DSP 模擬板上 [9]，但由於 HM 是由 C++高接軟體所寫成，導致解碼效能不 佳無法達到實用的標準。另外，為了使 H.265/HEVC 視訊解碼速度更快，由法國 (Institute of Electronics and Telecommunications Rennes: IETR)實驗室主導 OpenHEVC 開放原始碼 專案[2]，主要是利用 FFmpeg 自由軟體之資料庫(libavcodec) [3]，採用 C 語言撰寫 H.265/HEVC 解 碼 器並 加 以 優化 ， 來達 到即 時 解 碼的 視 訊運 用。 由 於 HM10.0 和 OpenHEVC 都是以 PC 為基礎之軟體測試平台，若直接應用於 DSP 硬體的行動視訊產 品，解碼速度將大幅下降，導致無法達到即時解碼。因此，如何成功將 H.265/HEVC 視 訊標準實現 DSP 嵌入式視訊解碼系統，是相當實用且具商業價值的方向，也是本論文所 要研究的方向。
1.3 論文架構
本篇論文是將高效能 H.265/HEVC 視訊解碼器，實現與於 ADSP-BF548 模擬板上，
並進行效能分析。本論文共分六章節，在第一章對論文的研究背景、研究動機以及論文 架構做簡單的介紹。在第二章介紹 H.265/HEVC 視訊標準發展過程，也將詳細的介紹 H.265/HEVC 視訊編碼及解碼標準，以及系統架構。第三章介紹本論文所選用的 ADSP-BF548 模擬板的硬體架構、開發環境及其周邊設定。第四章則是實際將所提高效能 H.265/HEVC 視訊標準解碼器實現於 ADSP-BF548 模擬板，並對所面臨的問題進行分析 與尋找解決方案，也將對所採用的解決方案 OpenHEVC 解碼器的開放原始碼做介紹，
以及分析與實現。第五章實驗模擬結果與討論，由實驗模擬結果中論文所提高效能 H.265/HEVC 視訊解碼器在 DSP 硬體上的解碼效能，若改採用四核心 DSP 我們的高效 能 H.265/HEVC 視訊解碼器，解碼效能就可達到 30 fps 以上，達到即時視訊解碼的應用。
最後，第六章為本論文的總結。