4k電視技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用分析

文 武嶺

現(xiàn)代電子科學技術(shù)的蓬勃發(fā)展為電視技術(shù)的進步提供了全新的契機，4k技術(shù)的出現(xiàn)，標志著電視技術(shù)進入了全新發(fā)展階段。4k超高清電視，不僅是4k技術(shù)的完美應(yīng)用，也為受眾帶來了全新的視覺盛宴。我國電視行業(yè)一直處于激烈競爭環(huán)境，主流廠家在不斷生產(chǎn)高品質(zhì)4k電視的同時，不忘在4k技術(shù)上，探索更加符合現(xiàn)代化需求的高技術(shù)含量電視。本文從4k技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用兩個方面進行分析，對4k電視技術(shù)的發(fā)展以及創(chuàng)新思路提供一些意見，以期為4k電視技術(shù)行業(yè)發(fā)展提供參考。

4k電視技術(shù)

4k電視技術(shù)相較于傳統(tǒng)高清電視技術(shù)最重要的區(qū)別，就在于像素點的不同。800萬攝像點呈現(xiàn)在屏幕上，提供40962160分辨率的高清電視效果。不僅使得屏幕顯示效果更加清晰和精致，還突破了傳統(tǒng)電視技術(shù)還原不徹底的問題。更高性能的解像度、觀看視角、圖像幀頻、動態(tài)范圍以及色域，無不為受眾提供了強烈的視覺感受和超高沉浸式的觀看體驗。受眾不再局限于觀看屏幕，而是能真正享受身臨其境的觀看效果。

4k電視技術(shù)應(yīng)用

4k電視技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

4k電視早在2012年時就出現(xiàn)在了大眾視野，時至今日不少商家更是迎合高端市場，推出了8k超高清電視。但在今天，4k超高清電視仍然屬于高端市場產(chǎn)品。配備IPS硬屏設(shè)備，使得受眾在不同觀看視角，都能夠享受清晰完美的畫質(zhì)。IPS硬屏具有穩(wěn)定的物理結(jié)構(gòu)，改善了傳統(tǒng)屏幕觸摸時閃爍并出現(xiàn)殘影的問題，展現(xiàn)出超高的色彩調(diào)和能力。硬件設(shè)備日趨成熟和完善，但網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)卻難以與之相匹配。新中國成立初期，我國相關(guān)電視傳輸網(wǎng)絡(luò)是按照高清數(shù)字電視標準進行建設(shè)的。因此4k技術(shù)在傳輸過程中，會受到一定的影響。我國電視行業(yè)經(jīng)歷數(shù)字電視階段比較久，相關(guān)企業(yè)公司投入了大量資金。4k電視技術(shù)是近些年興起的新型技術(shù)，如果要全面推廣，相關(guān)企業(yè)和公司如何使得資金回流，是一個嚴峻的問題。除此之外，目前市面上的4k電視設(shè)備很難實現(xiàn)4k電視技術(shù)真正的發(fā)展，這個問題在一定程度上限制了4k電視技術(shù)的發(fā)展。

4k電視應(yīng)用介紹

4k電視技術(shù)呈現(xiàn)出的是一種分辨率極高的藝術(shù)畫面效果，高清的感受帶給受眾極佳的觀看體驗。相較于傳統(tǒng)電視技術(shù)，4k電視技術(shù)運用更加廣泛。語音交流、面部識別等智能化效果已經(jīng)是4k電視必備的功能。除此之外，為滿足部分人群對健康方面的需求，4k電視技術(shù)還能支持對人體體重、血壓等健康數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。4k電視技術(shù)的進步，本質(zhì)上離不開其硬件設(shè)備和軟件技術(shù)的支持。之所以能實現(xiàn)完美呈現(xiàn)給受眾如此高清的視覺畫面，離不開超高清芯片的應(yīng)用。除此之外，1080P/1080I數(shù)字智能化體系，相較于傳統(tǒng)電視技術(shù)對1080P片源具有更好的兼容性?？茖W搭配背光、增量LED技術(shù)等也是4k電視技術(shù)實現(xiàn)色彩亮度完美融合的條件。

4k電視技術(shù)

4k電視拍攝設(shè)備

4k電視內(nèi)容的制作對4k攝影錄像設(shè)備有較高的要求，因此市場對配套設(shè)備的研發(fā)也從未停止。憑借其超高的光學敏感度和低耗能，一經(jīng)上市CMOS圖像傳感器就成為了超高清攝像機的標準配置。通過與其他電器元件組合得到的攝像設(shè)備，不僅能提供4k甚至是8k級別的超高清畫質(zhì)，還提供ProRes、RAW、HD-SDI、3GSDI等涵蓋市面上大多數(shù)需求的輸出格式。盡管由于人眼分辨率的限制，靜態(tài)成像時并不能對傳統(tǒng)相機和超高清攝像機的成像效果進行清晰地區(qū)分，但高清攝像機120Hz的圖像捕捉率，無疑使得動態(tài)圖像更加連貫，給予受眾極佳的觀看體驗。

4k電視編碼技術(shù)

相較于傳統(tǒng)電視技術(shù)，4k超高清電視信號有超高清的圖像幀率。以最普通的4:4:4采樣為例，4k超高清電視信號圖像碼率能達到6Gbps，8k超高清電視信號圖像碼率更是能達到驚人的24Gbps?，F(xiàn)有的視頻編碼技術(shù)，通常是在有限時間內(nèi)，將原始視頻數(shù)據(jù)壓縮進行定量傳輸。目前，國際通用的最新編碼標準是H.265/HEVC。在H.264/AVC編碼標準的基礎(chǔ)上，H.265標準運用了全新的計算方法，這不僅有利于改善碼流傳輸?shù)男?、提高編碼質(zhì)量，還使得原視頻編碼數(shù)據(jù)實現(xiàn)了最優(yōu)設(shè)置。盡管H.265搭建的解析算法框架相較于H.264更加困難，但視頻的壓縮效率卻提高了50%不止。低寬度情況下，H.265能實現(xiàn)1080全高清視頻數(shù)據(jù)的完整傳輸，完美匹配了4k甚至是8k超高清編碼技術(shù)的需求。H.265編碼標準的出現(xiàn)，為4k電視技術(shù)的發(fā)展注入了全新的動力。

4k電視信號傳輸技術(shù)

目前，4k電視信號傳輸技術(shù)還依賴于IP傳輸系統(tǒng)。4k超高清信號傳輸技術(shù)的設(shè)備主體，由視頻格式轉(zhuǎn)換器、視頻編碼器、IP網(wǎng)絡(luò)適配器等共同組成。視頻格式轉(zhuǎn)化器將60幀每秒的超高清視頻，轉(zhuǎn)化為16個30幀每秒的視頻圖像。視頻編碼器則會把視頻圖像分為更小的圖像單元，按照一定的標準對圖像單元重新編碼。重新編碼只是為了視頻的傳輸，在終端接收到信號時，還需要進行解碼，還原視頻信息。四組從屬編碼單元構(gòu)成了視頻編碼器，每個單獨的編碼器都由獨立的MPEG-2 HDTV編碼器和多信道振同步器構(gòu)成。MPEG-2編碼器幫助將超高清視頻圖像分解為HDTV圖像單元上傳。解碼器斷，需要通過主從屬解碼單元，從時間上適配所有的從屬解碼器。通過修正數(shù)據(jù)傳輸過程中造成的數(shù)據(jù)延時，完成TS流同步解碼。

4k電視技術(shù)的展望

Ip技術(shù)的應(yīng)用

我國國民經(jīng)濟水平的提升，4k技術(shù)的發(fā)展，滿足了人民對電視清晰度的追求，因此也迎來了自身發(fā)展的時代契機。創(chuàng)造一個兼容性更強的虛擬世界，就是IP技術(shù)在4k電視技術(shù)應(yīng)用層面的發(fā)展方向。實現(xiàn)IP化之后，將摒棄從前繁瑣的操作模式，設(shè)備只要連接操作開關(guān)，就能夠完成功能系統(tǒng)的搭建。云技術(shù)將實現(xiàn)信息的實時傳輸，網(wǎng)絡(luò)通信信號將完成大規(guī)模整合任務(wù)。PTP同步技術(shù)，將突破外部信號的限制——即沒有外部信號存在的狀態(tài)下，也能實現(xiàn)信號同步。此外，IP技術(shù)的應(yīng)用將大大節(jié)省設(shè)備成本以及后期運營成本，為4k電視技術(shù)的進一步推廣提供便利條件。

其他技術(shù)

HDR技術(shù)在4k電視技術(shù)方面的應(yīng)用，將大大節(jié)省電視節(jié)目的制作成本。規(guī)劃化引入HDR技術(shù)，能夠讓電視劇亮度動態(tài)范圍得到擴展。亮度上，SDR將實現(xiàn)12甚至是100倍的提升。目前，4k電視信號的傳輸方式主要有電視網(wǎng)絡(luò)和IPTV兩種。隨著4k電視技術(shù)的不斷革新，電視網(wǎng)絡(luò)和IPTV等傳播途徑也在積極尋求發(fā)展，更好地服務(wù)4k電視技術(shù)。5G時代的到來也是4k電視技術(shù)發(fā)展的一個重要契機，更高的傳輸效率將帶給受眾更加真實清晰的視覺盛宴。

4k電視技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展思路

追求產(chǎn)品卓越，尋求政策支持

4k電視技術(shù)的發(fā)展，不能脫離實際產(chǎn)品空談技術(shù)。在保證4k電視技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的情況下，如何解決現(xiàn)有問題，讓更多受眾感受到4k電視技術(shù)帶來的超高清視覺盛宴，才是4k電視技術(shù)能夠持續(xù)發(fā)展的生命力所在。樹立正確的電視行業(yè)發(fā)展理念，如何使得4k電視技術(shù)產(chǎn)品更加符合當下綠色、環(huán)保、節(jié)能的需求，也是從業(yè)人員需要思考的問題。行業(yè)的繁榮發(fā)展，同樣也離不開政策支持，如果政府能夠參與進來，這無疑是給4k電視技術(shù)行業(yè)的一針強心劑。

建立統(tǒng)一標準，不斷審慎發(fā)展

目前，我國已有的電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還是按照早期高清數(shù)字電視標準搭建的。4k電視技術(shù)是一項全新的具有奠基意義的技術(shù)，其發(fā)展離不開資金巨大的前期投入。但由于諸多不確定因素的相互影響，4k技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢并不明朗。如何科學、理性地看待4k技術(shù)，如何辯證地應(yīng)用4k技術(shù)，是需要從業(yè)人員思考的難題。

加強自主創(chuàng)新，促進良性循環(huán)

互聯(lián)網(wǎng)繁榮發(fā)展的大時代背景之下，4k電視技術(shù)產(chǎn)品被社會各界更加廣泛地關(guān)注并認可。4k電視技術(shù)產(chǎn)品企業(yè)應(yīng)該加大自主研發(fā)力度，參考國外4k電視技術(shù)模式，結(jié)合我國現(xiàn)實國情需要，探索更加符合我國國民需求的4k電視技術(shù)?？偟膩碚f，4k技術(shù)的發(fā)展，不能僅僅依靠生產(chǎn)廠家的研發(fā)，更需要相關(guān)產(chǎn)業(yè)資源的共同努力。如何實現(xiàn)4k電視技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，如何將相關(guān)資源有效整合，實現(xiàn)合作共贏的新局面。打造科學、健康的產(chǎn)業(yè)鏈，突破現(xiàn)有發(fā)展思路，這是行業(yè)發(fā)展迫切需要的答案。

4k電視技術(shù)的發(fā)展是時代的需要。4k高清電視超高分辨率帶給受眾極致的觀影體驗，滿足了人民對美好生活的需求。4k電視相關(guān)行業(yè)也應(yīng)不斷尋求發(fā)展契機，發(fā)揮自身優(yōu)勢，優(yōu)化整理行業(yè)資源，不斷發(fā)展創(chuàng)新，是每個企業(yè)都需要關(guān)注的問題。雖然在現(xiàn)階段的發(fā)展中，還存在一系列的難題，但伴隨著時代科技的不斷發(fā)展，4k電視技術(shù)將更加廣泛地應(yīng)用于人們的日常生活中。