廣播電視系統(tǒng)中4K超高清技術(shù)的應(yīng)用

鐘昌海

1 4K超高清技術(shù)的攝錄要求

4K技術(shù)拍攝對像素數(shù)量要求增加，攝像機(jī)的成像原件尺寸也隨之增加，畫面的景深也相應(yīng)增加。不僅分辨率要提升到4096×2160,并且位深要達(dá)到10 bit以上，幀頻則需要在50P以上。同時色域支持為BT.2020,動態(tài)范圍擴(kuò)展至105:1，音頻也由環(huán)繞聲提升至三維聲。

2 4K超高清技術(shù)的編碼方式

4K技術(shù)在處理電視圖像時，需要面對龐大的數(shù)據(jù)量，現(xiàn)今處理信源標(biāo)準(zhǔn)的壓縮編碼趨于落后，因此，4K編碼方式應(yīng)運(yùn)而生。

2.1 H.265編碼方式

舊式的MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)無法滿足當(dāng)前電視節(jié)目畫面的需求，4K技術(shù)所采用的H.265編碼模式與MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)相比，可以在相同的內(nèi)容上減少70-80個百分點(diǎn)的帶寬消耗。H.265采用的壓縮方式是新一代的編碼模式。這種編碼模式通過了目前權(quán)威國際電信聯(lián)盟的批準(zhǔn)，覆蓋了從QVGA到1080p的所有要求。并且這種模式還可以根據(jù)噪聲電平、色域和動態(tài)范圍改進(jìn)圖像質(zhì)量。H.265的效率是上一代264產(chǎn)品壓縮效率的兩倍。與264相比，其計算的復(fù)雜度基本一致，但是在相同的主觀圖像下，H.265可以將碼率下降50個百分點(diǎn)。

2.2 KDDI及J:COM編碼方式

KDDI及J:COM編碼方式是一種日本發(fā)明的可大范圍使用的圖像壓縮技術(shù)，可以在現(xiàn)有有線電視網(wǎng)絡(luò)中傳送高清圖像的同時，對原有圖像進(jìn)行百分之五十的壓縮。這樣既可以保證現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)，也可以減少資金的投入，不影響原有的有線電視業(yè)務(wù)。KDDI在傳送數(shù)據(jù)過程中，所使用的是差分技術(shù)，這種差分技術(shù)可以在傳送高清節(jié)目的時候，對各種大小的圖像分辨率進(jìn)行壓縮整合，使其達(dá)到想要的畫面效果。并且能夠保證整合后的圖像與源圖像毫無差異。

3 4K超高清技術(shù)在電視技術(shù)中的視頻接口

超高清電視視頻的接口分為兩種方式：HDMI和DisplayPort模式。HDMI接口同時使用4個電纜推送4路Full HD，幀數(shù)更是只有24fps～30fps，并且具有對目前最先進(jìn)的4K技術(shù)60幀/秒的處理能力。

4 4K超高清傳輸技術(shù)在高清數(shù)字電視領(lǐng)域的應(yīng)用

現(xiàn)今沒有投入市場使用的2 GHz衛(wèi)星頻段是傳輸廣播超清電視的關(guān)鍵，目前，這種技術(shù)被人們認(rèn)為可以適用于地面數(shù)字廣播進(jìn)行UHD TV傳輸。因此，有線方式的信道傳輸標(biāo)準(zhǔn)成為了人們的關(guān)注焦點(diǎn)。

在目前市場上使用最廣的第二代DVB標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的輸入中，可以使用1路或多路MPE-2傳輸流，也可以使用多路通用封包流或1路。而在輸入處理器領(lǐng)域，采用的是業(yè)務(wù)分割器或解服用器，其作用是將所接收的街舞分割成為1個或多個邏輯數(shù)據(jù)，然后通過物理層的管道性質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)輸入?；谶@個特點(diǎn)，第二代DVB標(biāo)準(zhǔn)可以更為靈活第支持接收多種業(yè)務(wù)。

5 4K超高清的優(yōu)勢與發(fā)展趨勢

4K技術(shù)體現(xiàn)出的精致化格局帶動了相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，推動著市場的發(fā)展。更加優(yōu)質(zhì)的視頻服務(wù)在超大屏幕設(shè)備上的應(yīng)用，使得畫面相對較小且畫面粗糙很多，所以，在這方面的調(diào)試工作仍然有待加強(qiáng)。需要注意的是，對具體畫面的比例調(diào)控能夠?yàn)榭蛻籼峁└訉拸V的畫面動態(tài)效果，優(yōu)質(zhì)的服務(wù)可以體現(xiàn)出4K技術(shù)在當(dāng)今市場中的優(yōu)勢。當(dāng)今社會，越來越多的行業(yè)使用4K傳輸技術(shù)對自己的產(chǎn)品和服務(wù)內(nèi)容進(jìn)行傳輸，這一應(yīng)用與時尚對接，展示了人們在視覺享受方面的追求。

4K技術(shù)在越發(fā)成熟的同時，也出現(xiàn)了一些問題，相關(guān)研究人員對于4K技術(shù)的改良完善從未停止。應(yīng)市場要求而研發(fā)出的3840×2160分辨率的產(chǎn)品，更深刻地體現(xiàn)了等離子技術(shù)在當(dāng)今社會的優(yōu)勢及推廣空間。當(dāng)然，4K技術(shù)是一項所涉內(nèi)容極其廣泛的系統(tǒng)性技術(shù)，在技術(shù)發(fā)展的同時，人們對于卡源項目所提供的服務(wù)要求也在日益加深，通過對相關(guān)交易流程進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，這種技術(shù)的原理可能會使高清文件傳送效果達(dá)到普通技術(shù)的8倍以上，因此，單位電影數(shù)據(jù)量可以成功地過渡到320 GB。貼合商業(yè)交易流程標(biāo)準(zhǔn)可以實(shí)現(xiàn)成功避免誤碼率問題。在我國，光網(wǎng)格局的改造工程已經(jīng)逐漸實(shí)施，據(jù)推測，當(dāng)光纖入戶成為潮流之后，30 Mbit/s的寬帶服務(wù)將不再只是期待，而會成為現(xiàn)實(shí)，任何限制難題也都會迎刃而解。應(yīng)用4K技術(shù)制作的立體電視也將成為家庭娛樂活動中的主角。

6 結(jié)語

4K技術(shù)在目前的廣播電視系統(tǒng)的市場中，已經(jīng)成為主要的發(fā)展方向，并且受到越來越多的關(guān)注。其優(yōu)勢在畫面攝錄，數(shù)據(jù)傳輸和畫面呈現(xiàn)方面取得了突破性的成功，在越來越多的家庭中，4K技術(shù)得以一展所長。但是與HD技術(shù)取代SD技術(shù)一樣，如果4K技術(shù)想要完全取代HD和SD技術(shù)，只有通過不斷創(chuàng)新，完善自身技術(shù)不足，以此來謀求長期穩(wěn)定的發(fā)展。

[1]紀(jì)效蜀.數(shù)字音頻技術(shù)在廣播電視中的應(yīng)用研究[J].西部廣播電視,2016(14).