4K 超高清电视技术特点与卫星传输广播电视节目效率探讨

唐凯 湖南省教育电视台

科技在进步，居民的生活水平在提高，电视也已经由20世纪80 年代的黑白机发展到了现在的4K 超高清电视，对于电视标准的制度也已经成型，这就意味着电视已经从稀有产品变成了流水线生产，人们追求的不在仅仅是色彩、清晰，追求更多的是要加强视觉即视感、舒适感，在观看节目的时候能够有身临其境的感觉。中国人口已达14 亿多，对于地大物博的国家而言，卫星也成了流行的一种传播媒介，其覆盖范围广、传播速率快的优点也成了很多用户的优选，卫星传输广播电视在通讯行业种也占据了一席之地。4K 超高清电视是一个繁杂的大系统，在高清晰度、传输速度等方面还需要做进一步改进，因此结合4K 超高清电视技术的优势与卫星传输广播电视的特点，提高电视的传输速率。

一、4K 超高清电视技术的特点

电视的更新换代与当前的通讯产业迅猛发展是不可分割的，家庭生活对4K 超高清数字电视的需求已经越来越高，也逐步的被人们认可。但是超高清系统的发展之路才刚刚开始，他的道路中充满着坎坷和荆棘，这些并不是指流水线的生产、制作等地方，根源所在是传输速率的问题以及传播距离的问题。对于超高清电视，从节目的初始到家庭电视信号的播放，整个传输过程是冗长的，传播的速率及传播的距离都是变化的，因此在传播方式以及传播通道方面要有多种选择。举例来说，我们现在的电视节目很多都是直播方式，这就要求电视信号具有时效性，并且清晰度还要得以保障，这就要求电视信号不得进行压缩，否则就会导致传输效率降低。然而对于卫星传输广播电视，它受到宽带的制约，并且由卫星传输信号的时间较长，其信号传输距离远，这就导致了卫星电视的传输存在必然压缩电视信号的缺点，降低了电视信号的传播速率。

随着网络时代的不断进步，现在的信号压缩技术已经达到一定高度，应用新研发的信号编码器可以解决压缩信号传播速率低的问题，对于目前超高清电视的电视信号传播，分为了卫星传输、光纤传输、有线传输、网络传输等方式，这使得电视的显示更加清楚。

（一）色域值高，图像更加清晰

色域即电视显示的一个色彩界限，它指的是电视采用的系统中能够产生的所有的颜色结合在一起，具体体现是电视色彩的覆盖范围。超高清电视的色域值能够达到基础色域的75%以上，而所谓的高清电视的色域却在基础色域的50%以下，由此就可得出超高清电视显示的图像会更加的清楚，节目效果会显得更加的自然。

（二）bit 量化精度高，图像显示更精细

正常电视的bit 精度数值细化有很多，bit 数值越高说明电视的高清指数越高，对于高清电视或者标准清楚度的电视他的bit 数值一般在7～8 之间，但是对于4K 超高清电视甚至是8K 的超高清电视而言，他的bit 精度值可以达到10～12 之间。以4K 超高清为例，它的bit 量化精度所承载的色深为10bit，他们所能搭配显示的颜色种类是8bit 所能组成色彩种类的50倍，如果精度值更高，那么显示的色彩就可以更多，就会使得电视节目显得更自然贴切，就会让电视的图像显示更为精细化。

（三）高帧率的动画模式，带来更流畅的观影效果

电视信号的呈现方式便是由无数帧的图片以高速的速率显示，帧幅的速率越高，则显示的图像越清晰。对于黑白电视和彩色电视而言，它采用的图像显示方式就是将每一帧的图幅一分为二，进行隔行扫描，从而在电视终端组合呈现一帧完整的图幅。这种情况最大的缺陷就是如果因为帧幅速率问题或者远程传输信号不同步的问题就会出现电视重影或者电视出现单侧不显示图像的情况，即使没有帧幅速率的影响，当遇到某图像呈现垂直投影的时候，就会出现图像卡顿的情况，具体而言就是显示的连续两帧幅画面是一样的，给人的感觉是画面卡顿而已，这就容易造成电视的清晰度效果减弱。当电视画面出现帧幅数量不足的情况时，就会出现图像暂停的现象，即在某一时刻画面暂停或者消失不见。高清电视的帧幅速率已经达到了很高的频率，对于最初的电视画面追求感来说已经是很高的水平了，但是由于采用的还是隔空扫描的方式，导致图像帧幅速率大打折扣。对于当前社会，图像编码与图像解码对于目前的互联网时代是处于时代前沿的，基本可以实现帧幅频率满足超高清电视的分辨率。高帧率的动画模式，带来更流畅的电视观影效果，从根本上规避了帧幅频率低而导致图像暂缓或者画面重影的问题，并且4K 超高清电视摒弃掉了隔行扫描的传统方式，改用了逐行扫描的先进方式，这就使得图像更加清晰，图像观影更为流畅，逐行扫描方式从根源上解决了传统扫描方式带来的弊端。

（四）HDR 技术，真实还原动态影像

HDR 从通俗意义上将就是值高动态的范围，这项技术最先运用的地方就是照相机。对于大自然而言，它的亮光指数范围可高达1015：1，而我们人的肉眼只能看到的光亮只有105：1，数值相差很多。采用HDR 技术就是将光亮范围调整至与人类肉眼的光亮范围相同，通过光电之间来回的切换，将拍摄到的大自然的画面转换到电视上，因为光亮范围已经如同人类肉眼范围，就可以保证人类看到电视的画面就是自己肉眼真实看到的画面。4K 超高清的电视就可以尽力的表达出更精彩的细节。

二、卫星传输助超高清电视效率提高

4K 超高清电视在视频和音频方面进行了改进，但是对于信号传输量也出现了大幅度的增多，如果不对信号源进行压缩处理，那么信号源数据的传输就容易出现问题，因为高速传播的数据量过大，会导致数据的缺失，造成传输速率慢，对于人们在观看电视的时候会出现数据的空白，电视呈无画面状态，这就需要对信号源进行数据编码。

对信号源进行数据编码就是在保障电视信号不被丢失的前提下，用最高的压缩比去掉信号源中多余的信号，用最少的信号源来传播，达到以最优的使用空间保障信号的传播完成性。例如，将一套节目压缩至原信号源的1/5 左右，这样就可以保障，在信号传输总量一定的情况下可以增加传输的信号数量，从该方面可以达到降低传输过程中数据储存空间的占用率并提高传输效率的目的。

压缩技术目前对于4K 超高清电视来说是必须的关键技术之一，将编码继续高效地压缩，将4K 的内存大的数据包压缩成其1/10 的编码速率，就可以实现满足现有传输要求的现状。4K 超高清电视信号的传输方式有很多种，主要分为卫星传输、光纤传输、有线传输、网络传输等方式，而对于卫星传输广播电视，其最大的优点就是传输范围广，传输信号源宽，是传播通讯信号速率最高的一种方式。太空中卫星对地球的覆盖范围现在已经达到了1/3，这是其他传输方式无法匹敌的，是传输广播电视最优的一种方式，同时卫星信号还可以保证通讯系统中传输数据的高效可靠。采用信道编码后可以应用更为有效的措施摒弃信号源的冗余程度，实现高效且有效的信号源在电视信号之间的传播。

针对超高清电视通讯信号的模拟传播，其最关键的一项就是对无线信号的传输进行调制，其性能的好坏决定着超高清电视传输效率的高低，优化调制参数，优化调制初始性能是提高传输效果的又一大改进策略，采用通讯传输信息为加载更多数据的方式来传输更多的数据，以便于实现同一个通讯信号中传输不同的数据内容，采用分级传输的方式，提高超高清电视的传输速率。

当前对卫星转发器的优化改进与最初相比，在实用性及可靠性方面以及有了很大的提升，伴随着国家科技的不断发展进步，卫星的信号承载力、电池内存容量比等也会不断地有所突破，当卫星的很多设定参数不再被科技阻力所干扰限制的时候，便是卫星传输效率达到最顶峰的时刻。

三、4K 超高清电视的发展趋势

对于目前的4K 超高清电视来说，自身的传输方式是比较匮乏的，并且所承担的费用也较高，无法实现其经济价值，而卫星传输广播则可以弥补这一点，以其高效、传输范围广、分摊成本低的优势形成了有效互补。为了能够缓解前述局面，并对国内4K 超高清的电视进行推广及稳定发展，政府可牵头进行市场强化，促进媒体人对超高清电视节目的制作态度由被动转换为主动，增强内容的完善，提供给用户更多的选择，积极的改善节目内容，顺应时代潮流进行发展。

伴随着卫星超高清电视的不断扩张，该项技术也逐步的完善，这将推动着卫星传输更快的应用于超高清电视方面。卫星传输广播电视以其带宽频率高、内存容积大、覆盖范围广的优势，自然而然的成为4K 超高清电视传输最有利的途径，也是建设4K 超高清电视节目最不可缺失的一项。在不久的将来，电视不仅仅是观影节目的一个工具，要成为“互联网+”最重要的一项媒介，通过卫星传播来实现对家用电器的控制，与家人的互动以及了解家庭情况的重要途径，而对电视节目的观影只是其中的一项而已，它未来的发展主流还是要以对终端信息控制及发挥为主。

四、总结

现在对超高清电视节目资源投资已经逐步成为主流化，卫星传输广播电视技术应用于4K 超高清电视技术已经成为电视发展的趋势。在不久的将来，4K 超高清电视的资源会呈现疯涨的趋势，为人们的休闲生活提供更完善的服务，从而满足对节目收视率的激增。在技术互补的条件下，4K 超高清电视技术的发展会越来越好。