超高清技术在广电中的应用

刘重阳

【摘要】在超高清技术不断发展的今天，人们对视频质量、播放效果的要求越来越高，为用户提供高清晰度、高对比度、高画质的视频是广电媒体未来发展的必然趋势，本文将从超高清技术的概念、超高清技术的发展历程及超高清技术在电视传输与转播中的重要性等几方面进行阐述，以期为电视传输与转播领域提供一定的理论参考，促进电视转播领域的发展与升级，为用户提供更好的观看体验。

【关键词】高清技术;电视;发展应用

中图分类号：TN92                            文献标识码：A                            DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.23.015

随着科学技术的发展，消费全面升级的大背景下，中国的广电领域出现革命性变革。特别是5G通信技术的发展让超高清转播成为现实，依托于人工智能和大数据，超高清技术将肩负起展示更多视觉数据的使命。超高清视频是以超高清视频采集、制作、传输、呈现为主的相关活动。发展超高清视频产业将有效带动终端产品替代升级以及制作播出设备的更新，带动上游芯片、面板等产业发展，促进宽带网络投资建设、5G网络商用和业务发展，更能带给观众带来颠覆式、更具感染力和沉浸感的临场体验。政府出台的各项扶持政策，资本的大量涌入和市场需求的急速扩张也成为驱动广电领域高速发展的重要因素，中国的广电行业发展趋势初见雏形，其中，4K、8K超高清视频的发展应用最为显著。

1. 超高清技术概述

国际电信联盟（International Telecommunication Union）将超高清技术（Ultra High-Definition）定义为“4K分辨率（3840×2160像素）”，同时这个名称也适用于“8K分辨率（7680×4320像素）”。高清电视包括HD高清和FHD全高清电视，超高清电视包括4K和8K超高清电视。FHD全高清电视大约有207万像素，4K超高清电视大约有829万像素，8K超高清电视大约有3318万像素，8K超高清电视像素数量是4K超高清电视的4倍，是FHD全高清电视的16倍，而目前技术上的高清电视分辨率为1920*1080的物理分辨率，除分辨率以外，它的像素密度也高达103ppi，现已有不少设备可支撑4K的超高清分辨率，目前夏普的Super Hi-Vision显示器已经可以做到，索尼也推出了85英寸的8K电视原型机，2021年东京奥运会，日本NHK电视台就利用了8K摄像机提供转播服务。对于2022年北京冬奥会，中央广播电视总台也在规划推动使用8K超高清电视技术制播赛事内容。

2. 我国超高清技术的发展现状

超高清视频是继数字化、高清化之后的新一轮重大信息技术变革，5G商用为超高清视频创造了更多的应用空间和可能性，日本、韩国和美国成为全球超高清视频产业发展的领先力量。日本的NHK公司早在2016年里约奥运会上就开展了8K的试播，2018年在平昌冬奥会上实现了8K的转播，2021年东京奥运会上则全面推广4K、8K电视节目。韩国在2014年率先开通全球首个4K超高清频道，2017年全球首次在无线电视台运营超高清电视服务。美国好莱坞推出多部电影的4K蓝光碟片，随后2017年欧洲卫星公司SES在美国正式开通4K超高清电视频道，甚至亚马逊还做到了通过4K与宇航员进行太空对话。随着5G技术的发展，我国在超高清技术方面也取得了突破性的成就，我国卓曜、华创科技、尊正、扳手科技等企业已初步具备超高清专业摄像机自主设计和制造能力，并推出4K影视节目摄像机、4K电影摄像机等产业化产品，集成研发了“4K超高清电视大型现场转播协同制作平台、“4K超高清的内容制作系统”、“4K超高清播控技术试验系统”、“4K超高清传输系统”，完成了具有国际先进水平的4K超高清电视制播平台，使4K画面表现力大幅提升，演播室系统已初步具备竞争力。但国内仍然缺乏视觉特效与合成、芯片技术、图像处理等基础底层核心算法。

3. 超高清技术在广电中的重要性

3.1 推动广电行业发展，拉动内需

发展超高清视频产业将带动我国信息产业实力的整体提升。超高清视频产业链条长、涉及领域广，对信息产业各领域的辐射带动效果显著，将带动终端整机、视频制作设备、存储设备、传输设备、显示面板等的升级换代，推动芯片、专业处理软件等薄弱环节补齐短板，提高产业供给体系质量;随着信息采集和感知的视频化、联网化发展，视频已成为诸多行业关键的数据载体和基础能力。超高清视频与文化娱乐、安防、制造、交通、医疗、教育等的结合，撬动广电行业的应用市场，推动广电行业各领域创新升级，为促进我国经济的转型升级做一份贡献。

3.2 促进广电改革的有利推手

当下的广电超高清普及率不高，很多电视台依然标清播出，这对于广电行业的新一轮革新是十分不利的。如果广电将技术迭代的焦点放在超高清视频，就需要推动各大电视平台超高清视频普及，明确清除标清电视频道。标清转高清难度确实比较大，它并非简单的升级，中间还存在两种不同画幅格式的同播期。如即便今天人们家中的电视机已经普遍更新为4K电视，但是观看的内容，相当大一部分还是标清内容，这也是很多观众并不乐于接受的。随着5G技术的发展，广电将进入5G高新视频时代，而从高清向超高清转变是这一变革的必然趋势。5G技术的一大应用场景就是超高清视频。如果只是标清或者高清的内容传播，4G就已经足够了。当下很多人使用4G进行视频通话，却很少有人在意它的清晰度;可一旦5G普及，画面清晰度、色彩真實度，都将成为用户关注的重点。从这个角度来说，推进超高清技术在广电的广泛应用，也是满足观众对内容清晰度、真实度的更高追求。

3.3 给观众带来真正的视觉享受

超高清技术在电视转播上做到了“显微镜级别的清晰”，让观众更加清冽的体验到了临场感，如2021年的东京奥运年会，因为赛事使用了8K转播，更加高清的画面为观众带来了更多的福利。比如在看乒乓球比赛时，以前在全景直播乒乓球比赛时，较低分辨率的画面只能让球迷们再电视机前看到双方队员的站位、运动员的跑动位置，却无法看清球员的技术动作，在运动员跑动时甚至看不清运动员的号码，在观看不熟悉的队伍比赛时，就只能通过解说的讲解复盘了解比赛。当超高清来临，我们也终于能在显示屏幕上清楚的看到运动员在比赛时的假动作、拼抢时的激烈对抗、进攻时的精妙配合。不论是2018年俄罗斯世界杯首次启用超高清“视频助理裁判”，还是2021年的东京奥运会实時转播，超高清技术都为观众呈现了更加清晰的画面，将比赛中球员动作、足球运动轨迹等每一个细节都呈现在观众眼前，让观众有了身临现场的观看体验。

4. 超高新技术在广电应用中面临的难题

4.1 技术要求高，研发成本大

4K、8K超高清电视节目对制作、播出、存储、传输的要求非常高，没有雄厚的经济实力很难支撑。目前广播电视机构尚未找到制播4K超高清内容的盈利模式，欠缺资金，普遍未建立全新的4K超高清制播系统，既没节目积累，也没有能力开播4K、8K频道。结合先前广东等地区发展4K的经验， 4K超高清内容制播是拉动产业发展的关键，在推动的初期，需要政府的统筹协调、政策支持，需要整合产业链的通力合作，创造协作共赢的可持续发展机制。

4.2 超高清节目供给不足，管理不够规范

超高清视频内容供给能力，直接决定了超高清视频产业发展速度和水平。超高清电视节目的开发跟不上超高清技术的发展，目前超高清技术主要应用于赛事转播、电影制作，而在电视剧、综艺节目的制作因为超高清存储容量需求大、技术困难，所在还存在许多不足，体育赛事、纪录片、电视剧、文化、科技等超高清节目制作，能够增强人民群众文化的获得感、幸福感和安全感。超高清电视是广播电视业务，包括内容、技术、播出、安全管理，目前对于这方面的管理还没有系统的管理标准，需要我们继续完善有关标准规范，建设监测监管系统，规范发展秩序，为超高清电视等新业态能健康发展保驾护航，确保人民群众安全可靠，享受新型优质服务，确保新技术新应用，真正造福社会、造福人民。

随着国家经济的高速发展，人们的生活水平正在逐渐提升，人们对物质及精神文化生活的要求亦在与之提升，因为极富趣味性和身临其境的震撼感使其成为了人们争相追捧的技术之一，通过交互设备来体验近距离的真实生活，自由地切换场景、浏览虚拟世界并随时随地的进行互动。相较于以往的电视机而言，超高清电视所采用设备更加先进，并在技术方面加以创新，具有十分良好的观影效果。正是由于超高清电视机的大量投产，人们对视听体验的要求也在逐渐提升，而超高清电视的逐渐发展和进步，可以使人们这一方面的要求逐渐得到满足。超高清技术与广电的结合在研发和使用上已经有重大突破，在一些关键技术方面也有创新，但是超高清电视节目播出的安全性和有效性仍需要相关的研究以及大量实践经验的总结。

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