5G时代下8K超高清视频发展现状与展望

冯梅华

【摘要】电子科技技术在不断发展，百姓的物质需求也在不断增长，人们对自身生活质量的要求在逐年提升。而电视领域、网络电视的发展也在不断加快脚步，比如视频清晰度从最初的标清发展到了如今的高清甚至超高清，在清晰度不断提升的当下，原有的4K电视技术需不断改进才能满足实际需求。在技术不断提升与创新的背景下，电视技术也能真正让色彩更加鲜明，清晰度更高，质量更好。而在5G时代下，8K电视技术是最重要的支撑力量，对整个电视技术资源市场的快速发展起着决定性影响。本文也重点分析了5G时代背景下8K超高清视频的发展现状、技术及未来展望，旨在为有关人士提供参考建议。

【关键词】5G技术;8K超高清视频;发展现状;发展展望

中图分类号：TN929                                  文献标识码：A                          DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.07.018

我国于2018年首次完成了“5G+8K”应用，此后也陆续发布了很多关于有线、无线互相融合的多项应用，推动了我国高清产业的快速发展。与原有视频模式相比，8K超高清视频有着更为广阔的亮度动态范围，也具备高清晰度以及宽广色域范围等众多特征。在5G时代背景下，8K超高清视频也将迎来更为广阔的发展前景。

1. 5G移动与8K超高清电视视频网络的时代背景与特点

1.1 5G移动与8K超高清电视视频网络的时代背景

移动通信技术在新世纪获得了十分长远的进步，当前已经为广大人民群众的日常生活提供了较大的便利，成为了人们日常生活中最不可或缺的组成部分。在智能机不断发展的当下，移动通信技术及其平台也有了翻天覆地的变化，已经逐步形成了综合化服务格局。当前已经步入了信息化时代，民众有了更为丰富的视频数据信息获取途径，这也催生了电视视频网络和5G通信技术之间的深度融合，深远影响了电视行业及通信行业，具备十分显著的战略意义。与此同时，这种融合过程也可通过技术完全实现，两者在不断融合的过程当中，也需借助网络完成数据传递，让传输方式与业务互相匹配。根据实际场景自由切换，不仅能够优化网络，还能有效提升服务针对性。例如近几年来3GPP组织便充分结合了5G技术的优势，设置了前向兼容接口，同时也按照服务特征设定了相契合的网络架构，也能为不同的网络融合提供有力支撑，让电视视频网络与5G通信的融合变得更加高效。5G技术最关键的部分在于无线空口技术以及网络组网技术。首先，无线空口技术主要涉及了新型多载波、MassiveMIMO、高频段通信等多种领域，能够真正缩小无线空口链路，扩大无线空口容量。其次，网络组网技术。这一技术可以让移动终端能够有着更佳性能的网络端口，使各网络数据在传输时能够变得更加稳定，提升性能，这样一来用户所获取的传输服务也就更为优质。

1.2 5G的特点

从5G技术的特点进行分析，可以发现其存在以下几点特征：第一，超高的物体互联性。5G技术能让信息资源的传输速率、传输路径发生改变，任何智能化终端都可以在5G站点完成连接。第二，超高传输速率。与4G速率相比，5G技术有着超过20GB/s的速率，换句话说，即便是用最低的速率下载音频资源以及视频，也仅需一分钟。这种特征能让用户享受到更加快速的下载体验。第三，低延时性。5G技术在延时要求方面标准为一毫秒，这种要求能让用户在观看音频或视频的同时，享受到更加稳定的效果，也能为4K超高清视频的相关产业提供更为优化的服务。

2. 5G网络当中的核心技术

2.1 高频段传输技术

目前我国移动用户数量呈现不断增长趋势，但是也会有部分用户采用常规移动通信网络，从而让网络频谱资源量有所提升，用户有着更低的通讯效率。但是如果引入5G技术，可以让毫米波频率大幅上涨，可以提升宽带速率，也能有效增加通信频段，使相关的通讯工作能在一定范围内完成短距离传输。

2.2 多天线传输技术

在移动通信网络技术中，多天线传输技术是其中的重要组成部分，已经发展到了三维，通信频率也从最开始的3倍发展提升到了15倍，是5G技术最重要的组成内容。

2.3 同时同频全双工技术

5G技术发展阶段，工作人员需要加大同时同频全双工技术的研究力度，全双工技术能够有效提升频谱效率，降低常规频率带来的负面影响，提升频谱资源的整体利用率。科学合理的全双工技术引入，能让各项通信网络资源得到有效开发，实现综合利用。在对网络通信系统进行研发时，工作人员要积极改进TDD技术以及FDD技术，充分发挥同时同频全双工技术的作用与价值。但是从实际情况来看，该项技术也会对环境带来污染，这种污染不是传统意义的垃圾污染，而是导频污染。因此在实际研发时也要重点关注实际问题，加大研究力度。

2.4 面向AIOT应用的8K电视的可扩展平台技术

为了进一步适用于AIOT应用，提升产品的使用年限，扩大市场购买力，8K电视也要积极迎合业务需求以及市场需求，和不同应用达成良好的协同。例如，新软件的开发以及应用环节，也要积极引入面向AIOT应用的8K电视技术。一般来说，部分常态化产品可以依旧使用传统的安卓系统，融合新技术的基础之上，有效提升产品质量与性能，提升用户满意度。例如，携程旅行、应用软件商城以及58同城等等，都能任意开发各种功能。

2.5 8K超高清片源解码技术

当前我国依旧是以4K解码技术为主流，8K解码技术的应用范围不够广泛，要想解决这一问题，必须要对制作方案进行优化与完善，有机结合各类先进的科学技術，这样才能够为观众呈现出更加的画面效果，提升画面逼真感以及鲜艳度。这种方法还可以引入一些特殊算法，改善画质的同时，也能有效提升客户满意度。

2.6 5G在8K电视应用技术

5G技术的特征十分明显，比如延迟低、网速高、稳定性强以及端口链接多等，这些特征也为8K技术的长远发展打下了坚实基础。为了促使5G与8K电视技术的完美结合，可以深入研究两者与高清电视领域的融合方面。上文我们提到的面向AIOT应用的8K电视可扩展平台技术，就是这种深入研究的最重要体现，能为众多的应用技术打下坚实基础，提供更多方案。

2.7 8K超高清显示技术

8K超高清显示技术顾名思义便是对4k技术像素进行提升，全面增强画面的清晰程度。但是关于显示屏技术的研究，并不是简单的事情，主要还包括画质研究、数据传输与输出问题研究。

3. 5G技术对4K超高清视频产业的影响

3.1 5G改变家庭组网

得益于5G技术的全面推广与应用，大部分的家庭已经实现了互联网电视、物联网以及智能手机的互联互通，有效降低了手机上网费用与电视费用。在未来，5G技术也将不断升级改造，这也代表了现有的以Wi-Fi为基点的家庭组网形式也会逐渐朝着5G技术为主的面向家庭的改变。因此对于4K超高清视频产业来说，与之对应的传输视频模式也会发生较大改变，用户在进行高画质视频传播时也有着更快的速度。

3.2 要求更高的传输技术与更大的宽带

5G技术在资源信息传播速度方面有着十分显著的优势，但是对宽带环境以及传输环境要求也会逐渐增高。随着5G技术的深入应用，5G用户量也会不断扩大，因此对于4K超高清产业来说，一定要积极创新，改造现有的传输技术，提升音频以及视频在5G环境当中的整体性能，比如稳定性、传输能力等等，使各项信息资源得到高效传输，为用户带来更为优质的体验感。此外，视频产业应当完成周边设备的完善，例如信息传输设备、机顶盒等，使这些设备能为更加高速的宽带提供承载功能，满足多元化的用户需求。

3.3 促进视频与电信业的精密合作与结合

5G技术的深入发展，也代表着4K超高清视频产业一定要加强合作，要积极与移动、联通以及电信等业务商开展深入合作，不断创新合作模式以及合作机制。在未来传媒领域，会在5G技术支持下发生较大改变，用户可以让移动智能终端和电视终端达成有机的融合，进而实现更高效率的数据信息传输。

4. 8K超高清传输对于5G技术需求的必要性

随着视频技术的快速发展，网络电视多屏互动以及互联网移动视频的出现，也满足了人们日渐多元化的娱乐需求，给人们的生活、工作带来了较大改变。因此在视频技术不断发展的当下，受众对视频的观看清晰度以及流畅度也提出了全新要求，要想保证视频传输质量，必须要有着充足的网络支持，先进的传输技术是确保高清晰度与高流畅度的关键因素。8K超高清视频传输与5G技术的有机融合，能在保证传输质量的基础上，把其应用到机顶盒当中，为视频业务的快速发展打下坚实基础。8K超高清视频在传输的过程中对于网络带宽有着较高的要求，因此在开展电视端管理活动时，一定要重点关注超高清视频稳定运行的影响因素。除此之外，各个视频的运营商也要重视视频的传输效率，提升传输质量。鉴于此，运营商一定要做好视频传输过程当中的监督管理工作，为视频的传输稳定性打下坚实基础，提供有力保障，在提升传输效率与质量的同时，也能为自身在行业领域当中的发展提供有力支撑。在日渐复杂的市场竞争中获得长远发展，5G移动通信技术最显著的特征之一就是快，对应的传输速率大大超过以往。因此把电视视频网络与5G通信互相融合，也能有效改善电视视频播放质量，真正实现高速点播、高速传播的最终目的，对电视视频网络的可持续发展有着不可忽视的重要影响。

5. 基于5G的8K超高清视频展望

5.1 “8K+5G+VR”

8K技术+5G技术+VR技术的结合，能够达到更为优质的虚拟场景，这些三合一的虚拟技术，也为用户提供了三维全方面模拟空间，使用户享受到了更好的体验感。从VR技术的研究结果可以看出，大多数观众能够了解到4k所带来的高分辨率以及优质色彩效果，与8K技术相比，就会深刻明白8K技术分辨率以及最佳的色彩效果是多么优秀。5G技术的出现，能使画面更加流畅，给予观众更好的体验。2018年8月中旬，日本数学媒体公司就积极引入了8K技术+5G技术+VR技术，研制出了首个虚拟系统，这一系统可以大幅提升视频文件的传输速度，减少音质分离所耗费的时间，这样一来所获取的音频内容也会有着更高的质量。由此我们可以看出，未来的融合技术也将迎来广阔发展前景，用户能够看到高质量的画质，提升观影体验。超高清视频技术与5G技术融合，能够形成更加多元化的核心应用模式，对大众的生产生活也有着较大影响。比如在家庭以及个人领域，三项技术的融合，也能催生出VR购物、VR游戏以及VR社交等，创造出更加新型娱乐社交模式。而对于社会行业领域来说，在传统行业的基础之上进行拓展，也能够衍生出独具特色的VR旅游、VR房产以及VR教育等等，使众多传统行业也能逐渐转向新型方向发展。较为典型的例子便是，2019年8K技术+5G技术+VR技术在江西省春节联欢晚会上的有效应用，这种模式也是我国电视史上首次使用该技术进行播出的春晚节目。

5.2 “8K+5G+AI”

从综合情况来看，2020年8K进程获得了较大进步。第一，很多权威机构与官方也在不断透露自己信息，例如2020年正式启动了“超高清视频系统分级规范第1部分：视频源”“超高清视频系统分级规范，第3部分：终端”“高动态范围（HDR）视频技术规范”等一系列超高清行业标准。第二，5G技术的作用。在5G技术全面推广与普及的背景之下，让移动宽带有了大幅的提升，降低了通信延迟，而这也与8K技术的核心要求不谋而合。第三，有机结合大型体育赛事。当前8K技术已经被应用至大型体育赛事之中，例如2021年的欧洲杯直播，这也让8k终端产品有了广阔的发展与推广空间。在5G网络时代下，国家队8K与5G技术的融合已做好了充足准备，8K超高清技术时代也已到来。从技术层面来看，5G技术也打破了超高清产业的发展瓶颈，而8K超高清是5G下游最重要的应用场景，例如从时延方面进行分析，4K的往返时延大概需要20ms，但是4G仅仅只能做到50ms，无法满足实际需求。而5G的时延能够达到1ms。除此之外，站在政策视角进行分析，我国相关部门针对8k超高清视频产业的发展给予了强有力的政策支持，例如2019年所出台的《超高清视频产业发展行动计划（2019-2022年）》，为8k超高清视频产业提出了“4K先行、兼顾8K”这一合理发展方向。在引入AR人工智能技术的基础上，能够开发出更加多元化的智能应用。因此，在日常生活中，人工智能技术是否能够融入8K技术和5G技术，是否可把这种技术应用到电视层面，也是未来有关学者要重点研究的话题。例如在2018年，长虹研发的一款电视机产品当中，就积极引入了人工智能技术，使电视也变得更加人性化，人们可以通过语音转文字的方式实现高科技输入功能。在我国的某些品牌系列灯饰中，也让该融合技术实现了机器人性化的最基础愿望。此外，国外研发的某些电视产品，也能通过观看人的面部表情判断主人的实际兴趣爱好，这也进一步说明了AI技术与未来发展的融合。除此之外，在购物层面，外国也积极研发出了人工智能，试衣者可以根据测试者的面部变化表情，推荐其喜欢的穿搭类型。我们从安全消防层面来看，5G技术与AI技术的融合，也能够完成摄像功能的深入优化，能在监控可查看的范围，查看是否存在安全问题，摄像头也能进行及时警告。

5.3 其余应用

在5G时代下，8K超高清视频的实际应用价值也会随着科学技术水平的提升而持续增长。例如远程医疗中，很多国内外的不同领域的医学专家与医疗人员，就能打破原有的时间空间限制，通过8K超高清摄像头的辅助完成患者病情的有效采集，并且借助5G网络完成传输过程，通过8K的超高清播放具备的动态性以及实时性，对直播视频进行有效解码并进行渲染，使远程会诊系统的各个参与者，结合实际情况进行有效交流沟通，为患者制定更为科学的诊疗方案。此外，阿里云在2018年也与超高清视频企业进行了深入合作，实现了我国首个“5G+8K”高清视频技术。这方面的技术在未来也有着极大发展空间，也会应用到民众十分关心的教育行业当中，由此我们可以总结出先进的8K超高清视频技术，不仅可以丰富教师的教学效率，还能提升教学质量，吸引学生注意。

6. 结论

综上所述，5G时代的到来，一定会与8K超高清视频的有关业务、产业完成深入合作，也能促使相关业务朝着更加多元化的方向不断发展。在5G技术帮助以及带动下，8K超高清视频除了能够实现规模化发展以外，还能结合小众市场的个性化需求，构建更为和谐的业务发展氛围。

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