4K超高清電視技術(shù)探討

祁志偉

（作者單位：安徽廣播電視臺(tái)）

視音頻行業(yè)的發(fā)展以不斷地追求著更加清晰的圖像和更保真的聲音為目的，尤其是在數(shù)字化的進(jìn)程中，從標(biāo)清到高清再到如今的4K超高清電視的逐漸普及，都極大地顯示出電視行業(yè)迅猛的發(fā)展趨勢(shì)。只有對(duì)4K超高清電視技術(shù)進(jìn)行深入研究和分析，掌握其核心技術(shù)，才能夠加快4K超高清電視技術(shù)的普及。

1 4K超高清電視概念

4K一般是指電視的分辨率，在電視屏幕中，我們能夠看到電視的畫面內(nèi)容，是因?yàn)殡娨暺聊恢谐錆M了像素點(diǎn)，將每一個(gè)像素點(diǎn)點(diǎn)亮以后，屏幕就可以發(fā)光，并且能夠顯示相對(duì)應(yīng)的畫面內(nèi)容。4K電視是屏幕物理分辨率能夠達(dá)到3 840×2 160像素的電視機(jī)產(chǎn)品，它的分辨率是2K電視的4倍。也就是說，相較于之前的高清電視來(lái)說，觀眾能夠更加清楚地觀看到畫面的每一個(gè)細(xì)節(jié)和特寫，體驗(yàn)更佳。

2 4K超高清電視技術(shù)

2.1 視頻編碼技術(shù)

4K電視相對(duì)于之前的2K電視，在分辨率上有了很大的提高，是之前的4倍，這就對(duì)視頻編碼的技術(shù)提出了很高的要求。超高清電視的視頻編碼技術(shù)的提高，目的是滿足寬帶傳輸要求，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化電視畫面的超高清化?，F(xiàn)今，4K超高清電視已逐漸采用新一代的HEVC技術(shù)，它是在H.264/AVC技術(shù)的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來(lái)的新型視頻編碼技術(shù)，它的內(nèi)容結(jié)構(gòu)更加靈活和有序，極大程度上保證了框架中各單元都能夠獨(dú)立地完成各自的預(yù)測(cè)、變換等功能，新一代的HEVC視頻壓縮技術(shù)在近些年得到了快速發(fā)展，為數(shù)字電視視頻圖像的壓縮和編碼工藝做出了極大的貢獻(xiàn)。

2.2 信息傳輸技術(shù)

數(shù)據(jù)傳輸量快速增長(zhǎng)，這對(duì)超高清電視的信息傳輸帶來(lái)了巨大的壓力，各國(guó)已經(jīng)展開了積極的傳輸實(shí)驗(yàn)，包括衛(wèi)星傳輸實(shí)驗(yàn)、地面數(shù)字廣播實(shí)驗(yàn)、有線電視傳輸實(shí)驗(yàn)等。目前使用的是第二代DVB標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)輸入，它通過物理層管道進(jìn)行系統(tǒng)輸入，能夠靈活地支持各種業(yè)務(wù)的操作，另外它取代了原來(lái)的RS，屬于線性循環(huán)編碼技術(shù)，具有糾錯(cuò)能力。

3 4K超高清電視的優(yōu)點(diǎn)

3.1 分辨率高

4K超高清電視相較于之前的2K電視來(lái)說，分辨率是之前的4倍，也就代表著播放畫面可以做到清晰自然，而且觀眾能夠捕捉到畫面的每一個(gè)細(xì)節(jié)和特寫，體驗(yàn)極佳。

3.2 反應(yīng)快速

由于搭載了高端的硬件和設(shè)備，4K電視的運(yùn)行速度十分迅速，可以更快地響應(yīng)用戶的操作行為，使得用戶的操作感更流暢。

3.3 色域更寬

4K電視機(jī)采用了更為貼近真實(shí)的畫質(zhì)，擁有更為寬廣的色域，對(duì)于畫面色彩的體現(xiàn)更加真實(shí)、細(xì)膩。

3.4 4K專區(qū)

4K專區(qū)屬于4K超高清電視的特色，用戶在使用4K電視的同時(shí)，能夠享受到4K專區(qū)的視頻，避免下載等不方便的情況，具有很強(qiáng)的便捷性。

4 4K超高清電視發(fā)展現(xiàn)狀

4.1 政策法規(guī)鼓勵(lì)發(fā)展

2017年，國(guó)家新聞出版廣電總局發(fā)布了《關(guān)于規(guī)范和促進(jìn)4K超高清電視發(fā)展的通知》，其中明確指出“優(yōu)先堅(jiān)持高清電視發(fā)展較好的省份和機(jī)構(gòu)開展4K超高清電視試點(diǎn)，堅(jiān)持試點(diǎn)先行，穩(wěn)中求進(jìn)”。緊接著，廣電總局又將發(fā)展4K超高清電視納入了“十三五”科技發(fā)展規(guī)劃，并且制定了詳細(xì)的發(fā)展目標(biāo)。這一系列政策的出臺(tái)，意味著4K超高清電視技術(shù)的發(fā)展受到了國(guó)家的重視和極大的支持。

4.2 4K技術(shù)不斷發(fā)展

隨著科技的不斷發(fā)展和國(guó)家政策的支撐，尤其在各個(gè)試點(diǎn)區(qū)域的探索背景下，4K技術(shù)不斷深入發(fā)展。作為試點(diǎn)區(qū)域的廣東省，具備發(fā)展超高清電視產(chǎn)業(yè)的良好基礎(chǔ)，不僅擁有一批發(fā)展迅速的龍頭產(chǎn)業(yè)，而且已經(jīng)形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈。另外，在硬件設(shè)備上，創(chuàng)維、TCL、康佳等各大品牌的技術(shù)儲(chǔ)備相對(duì)來(lái)說已經(jīng)十分完善。但是，我們必須承認(rèn)，在某些超高清電視的高端技術(shù)研發(fā)方面，我們還過度依賴國(guó)外進(jìn)口，特別是國(guó)產(chǎn)芯片等核心基礎(chǔ)設(shè)備，與國(guó)外相比，在技術(shù)、指標(biāo)以及性能等方面仍存在著較大的差距。

4.3 相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有待完善

相對(duì)于日本、美國(guó)等技術(shù)大國(guó)，我國(guó)的超高清電視技術(shù)還處于初級(jí)發(fā)展階段，相關(guān)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境、相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面有待完善，還尚未形成完善的產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)鏈。第一就是節(jié)目問題，即4K電視制作成本大，系統(tǒng)建設(shè)復(fù)雜，短期內(nèi)難以收回成本。我國(guó)現(xiàn)階段一些電視臺(tái)對(duì)4K電視節(jié)目的總體制作周期短，數(shù)量十分少，并未形成一定的規(guī)模。第二就是傳輸問題還難以解決，現(xiàn)階段的傳輸設(shè)備還難以長(zhǎng)時(shí)間、無(wú)間斷地傳輸4K電視的內(nèi)容，不僅傳輸量較大，成本也較高。第三就是資金投入力度較大，電視臺(tái)制作與播出4K電視的資金投入要求較高，短時(shí)間內(nèi)難以滿足。第四即我國(guó)的4K超高清電視技術(shù)的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)還未完全建立起來(lái)，這標(biāo)準(zhǔn)既不能完全照搬國(guó)際現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)，又要充分考慮我國(guó)的國(guó)情，還要不斷加大自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的研究和推廣力度。

5 加快4K超高清電視技術(shù)發(fā)展的建議

5.1 加大政策與資金投入

我國(guó)的4K超高清電視技術(shù)屬于初級(jí)發(fā)展階段，必須依靠國(guó)家政策與資金的大力扶持。首先，政府要通過產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和發(fā)布指導(dǎo)意見進(jìn)行總體部署，加快4K超高清電視標(biāo)準(zhǔn)制定工作，為4K超高清電視技術(shù)的發(fā)展添磚加瓦。另外，也要不斷加強(qiáng)對(duì)4K超高清電視技術(shù)的資金投入，通過試點(diǎn)推行、全面發(fā)展等方式逐步推進(jìn)超高清電視技術(shù)的發(fā)展。

5.2 加快自主研發(fā)的腳步

就當(dāng)前而言，我國(guó)的4K超高清電視技術(shù)雖然在廣東省等試點(diǎn)地已經(jīng)有了重大的發(fā)展和突破，但整體而言，技術(shù)仍舊大大落后于日本、美國(guó)等先進(jìn)國(guó)家，尤其在芯片等核心領(lǐng)域的研發(fā)方面依舊處于落后階段，對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)依賴性較大。因此，我國(guó)應(yīng)逐步加快自主研發(fā)的進(jìn)程，加強(qiáng)科技創(chuàng)新，培育創(chuàng)新型人才，逐步提高科技創(chuàng)新的能力。

5.3 規(guī)范4K超高清電視的發(fā)展

隨著4K超高清電視技術(shù)的快速發(fā)展，要進(jìn)一步完善我國(guó)4K超高清電視技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系的建設(shè)。目前，在一些地區(qū)，陸續(xù)地在網(wǎng)絡(luò)電視和有線電視系統(tǒng)中傳輸了超高清電視節(jié)目，但存在技術(shù)不達(dá)標(biāo)、未經(jīng)審批等問題。政府要加強(qiáng)對(duì)4K超高清電視技術(shù)的發(fā)展規(guī)范，出臺(tái)相關(guān)文件進(jìn)行約束。

6 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)電視機(jī)技術(shù)經(jīng)歷了模擬轉(zhuǎn)數(shù)字、標(biāo)清變高清的技術(shù)過程，現(xiàn)在又面臨著4K超高清電視的進(jìn)一步技術(shù)升級(jí)。我國(guó)應(yīng)該不斷地順應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)，加快自主研發(fā)腳步，不斷提高4K超高清電視技術(shù)，在國(guó)家政策資金的扶持下，不斷完善產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)鏈，積極健康地發(fā)展4K超高清電視技術(shù)。本文通過對(duì)4K超高清電視技術(shù)的內(nèi)容、特點(diǎn)進(jìn)行分析，針對(duì)其發(fā)展現(xiàn)狀提出了一定的建議，希望能對(duì)4K超高清電視技術(shù)的發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用。