我國4K電視技術(shù)發(fā)展概述

羅 昆

（作者單位：黔南廣播電視臺）

電視機從黑白電視到彩色電視一路發(fā)展到現(xiàn)在，一直深受老百姓喜愛。電視機一直是人民了解黨中央重要宣傳思想的重要方式，也是人民獲得文化交流的重要平臺。近年來，互聯(lián)網(wǎng)的興起、智能手機等移動終端的興起，老百姓獲取咨詢的方式變得多樣化，廣播電視正面臨著新一輪的挑戰(zhàn)。隨著廣播電視行業(yè)技術(shù)更新發(fā)展突飛猛進，從標清到高清再到4K，讓用戶體驗越來越好，推廣4K電視，讓更多老百姓體驗影院級的視聽盛宴。2018年10月1日，中央電視臺推出首個4K超高清試播頻道，4K電視真正走到了大眾眼前。

1 國外4K電視情況

2012年5月，ITU（國際電聯(lián)）推出了“超高清電視”的標準，將屏幕的物理分辨率達到3 840×2 160（4K×2K）及以上的電視叫做超高清電視。4K電視較高清電視無論是有效像素、量化值，還是色域、聲道等方面，都有了大幅提高。

韓國的4K電視發(fā)展較早，于2014年開通了第一個4K超高清頻道，隨后德國、俄羅斯、馬來西亞、印度等國成功測試超高清衛(wèi)星傳輸；全球超過10個頻道通過衛(wèi)星方式播出；日本Kansai TV、捷克CRa、法國HD Forum、英國BBC、美國Technicolor成功測試地面超高清傳輸。從衛(wèi)星到地面再到互聯(lián)網(wǎng)，4K電視正以各種形式進入觀眾家庭。基于有線、衛(wèi)星以及IPTV平臺陸續(xù)開播4K超高清頻道超過70個。2018年的平昌冬奧會、俄羅斯世界杯，主辦國為全球提供4K信號。據(jù)相關(guān)機構(gòu)統(tǒng)計，國際上體育、電影、電視劇等4K節(jié)目較多，新聞類的4K節(jié)目占較少。由此可見，以體育、電影為主的商業(yè)影視推動了4K電視技術(shù)發(fā)展。

2 我國4K電視情況

我國是廣播電視大國，廣播電視擁有大量用戶基礎(chǔ)。國家新聞出版廣電總局在《新聞出版廣播影視“十三·五”發(fā)展規(guī)劃》中提出，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臅r機啟動4K超高清電視試播。目前，中央電視臺以及廣東電視臺分別于2018年10月1日和2018年10月15日開通了4K頻道，上海、貴州電視臺也開展了4K超高清電視試驗。但是，相對于日本、歐美等國家，我國4K超高清電視發(fā)展還相差甚遠，目前4K電視存在以下幾方面問題亟待解決。

第一是4K節(jié)目素材的來源問題。目前，大多數(shù)電視臺攝像機仍只能拍攝高清素材，少數(shù)電視臺攝像機雖然支持拍攝4K素材，但使用率極低，如果某一個電視臺想要完成4K頻道的試播，新聞類節(jié)目的素材來源只能依靠自身拍攝提供，并且沒有歷史媒資可以利用，從高清拍攝到4K拍攝需要轉(zhuǎn)變的過程，4K頻道的播出時長將受限于節(jié)目素材來源。

第二是生產(chǎn)4K節(jié)目的問題。制作4K超高清節(jié)目與高清節(jié)目不同，需要專業(yè)的4K制作工作站，這需要投入大量資金，除資金問題外，4K節(jié)目生產(chǎn)系統(tǒng)建設(shè)相比高清更為復(fù)雜，在系統(tǒng)建成初期很難收回成本，我國一些發(fā)展較為前列的電視臺雖然制作出了一些4K超高清節(jié)目，但由于技術(shù)相對欠缺，生產(chǎn)節(jié)目周期長期數(shù)量相對較少，無法支撐一個頻道的24小時無重復(fù)內(nèi)容播出。

第三是4K節(jié)目播出問題。受限于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，高清系統(tǒng)的3G-SDI無法滿足4K超高清節(jié)目的傳輸，SDI信號能承載的最高數(shù)據(jù)速率為3 Gbps，而4K節(jié)目傳輸要求的速度為12 Gbps，如果采用基帶信號傳輸，4K超高清節(jié)目的信號傳輸線纜需要4根3G-SDI的高清傳輸線纜，如果采用此方法播出4K節(jié)目，整個播出系統(tǒng)連線太復(fù)雜，故障節(jié)點太多，不易后期維護，且有多個頻道時，基本不便于實現(xiàn)。

第四是4K節(jié)目傳輸問題，在數(shù)據(jù)傳輸量方面，相同時長節(jié)目的4K超高清電視是普通高清電視的10倍以上，無論采用有線傳輸還是無線傳輸，都需要改造現(xiàn)有系統(tǒng)，4K節(jié)目的傳輸對數(shù)據(jù)傳輸帶寬要求更高，且在數(shù)據(jù)的接收端也要升級相應(yīng)的4K接收終端，增加接收端的成本。第五是資金問題。從高清升級到4K超高清，臺內(nèi)原有設(shè)備無法滿足，需要大量淘汰，電視臺現(xiàn)有設(shè)備從視頻采集到節(jié)目生產(chǎn)，再到播出、傳輸，最后播出后的存儲，整套設(shè)備都需要升級改造，這需要大量資金，并投入資金量要遠遠超過高清時代。第六是標準問題。雖然國際上已經(jīng)有了一些關(guān)于4K超高清節(jié)目的標準，但這些標準在我國卻不一定適用，我國的4K電視發(fā)展方向既要參考國際標準，又要考慮我國實際情況，綜合考慮民族企業(yè)和知識產(chǎn)權(quán)的等問題，需要提升自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)和標準的研究。

針對以上六個問題，我國部分走在前列的電視臺正在摸索一套解決方案。在行業(yè)標準方面，我國近年自主研發(fā)了視頻編碼技術(shù)，并已于2016年頒布了《高效音視頻編碼第1部分：視頻》標準。2017年，國家新聞出版廣電總局發(fā)布了《4K超高清電視節(jié)目制作與交換參數(shù)值》行業(yè)標準。近日，中央電視臺也推出了《中央廣播電視總臺4K超高清電視節(jié)目制播技術(shù)規(guī)范》和《基于4K超高清圖像+環(huán)繞聲/三維聲的家庭影院配置規(guī)范》，這一系列標準及規(guī)范的發(fā)布大大推動和加快促進了全國4K制播技術(shù)發(fā)展。我國正努力制定

（）（）一套符合我國國情的4K電視技術(shù)標準。同時，在4K電視制播項目上，我國將4K技術(shù)發(fā)展規(guī)劃分為三個階段，第一階段為2018年：完成一個4K超高清頻道制播系統(tǒng)建設(shè)。目前，該階段已基本實現(xiàn)。第二階段為2019年1月～2020年6月：完成新聞制作平臺建設(shè)，具備每天30小時的4K節(jié)目制作能力，該階段主要為了提升我國4K新聞節(jié)目的制作能力。第三階段為2020年7月～2021年12月：將4K超高清頻道轉(zhuǎn)化為4K綜合頻道，具備每天60小時的4K節(jié)目制作能力，該階段進一步提升了4K節(jié)目制作能力，同時從新聞類節(jié)目向4K影視劇、紀錄片等多方向發(fā)展。在全國有線電視網(wǎng)和三大電信網(wǎng)開通新聞、電視劇、少兒等4K超高清電視頻道；在我國直播衛(wèi)星平臺開通4K超高清電視頻道。另外，總臺擬投資85.5億元實現(xiàn)總臺電視節(jié)目全面4K超高清制作和播出，工程完成后每年運行維護及節(jié)目傳輸投入10.94億，每年4K節(jié)目制作投入約150億元。如此大規(guī)模的資金投入，在高清時代聞所未聞，我國在4K電視技術(shù)發(fā)展的決心可見一斑。

在4K節(jié)目產(chǎn)業(yè)鏈方面，我國大力推進融合媒體建設(shè)，將傳統(tǒng)媒體“單一渠道采集、封閉式生產(chǎn)、點對面單向傳播”的運作模式向“全媒體匯聚、共平臺生產(chǎn)、多渠道分發(fā)”的運作模式，且4K電視的制播方式也正在向IP化和云的新型制播方式轉(zhuǎn)變。從前期攝像機、制作切換臺到后期非線性編輯、4K播出服務(wù)器、編碼、顯示均有一套解決方案，主流的芯片廠商均已推出成熟的4K解碼芯片；同時，我國第五代移動通信發(fā)展迅速，針對解決超高移動數(shù)據(jù)流量增長、超低時延數(shù)據(jù)傳輸?shù)?G網(wǎng)絡(luò)，將為4K節(jié)目的高效傳輸和精致呈現(xiàn)帶來更好的解決方案。

3 結(jié)語

隨著人工智能、5G網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)的不斷發(fā)展，4K超高清電視技術(shù)體系建設(shè)正不斷完善，由央視、廣東電視臺帶頭的中國廣電正努力推動4K節(jié)目的制播、傳輸、服務(wù)協(xié)同一體化發(fā)展，為我國4K電視發(fā)展探索出全新的道路。