我国4K电视技术发展概述

2018-02-21罗昆

西部广播电视 2018年24期

罗昆

（作者单位：黔南广播电视台）

电视机从黑白电视到彩色电视一路发展到现在，一直深受老百姓喜爱。电视机一直是人民了解党中央重要宣传思想的重要方式，也是人民获得文化交流的重要平台。近年来，互联网的兴起、智能手机等移动终端的兴起，老百姓获取咨询的方式变得多样化，广播电视正面临着新一轮的挑战。随着广播电视行业技术更新发展突飞猛进，从标清到高清再到4K，让用户体验越来越好，推广4K电视，让更多老百姓体验影院级的视听盛宴。2018年10月1日，中央电视台推出首个4K超高清试播频道，4K电视真正走到了大众眼前。

1 国外4K电视情况

2012年5月，ITU（国际电联）推出了“超高清电视”的标准，将屏幕的物理分辨率达到3 840×2 160（4K×2K）及以上的电视叫做超高清电视。4K电视较高清电视无论是有效像素、量化值，还是色域、声道等方面，都有了大幅提高。

韩国的4K电视发展较早，于2014年开通了第一个4K超高清频道，随后德国、俄罗斯、马来西亚、印度等国成功测试超高清卫星传输；全球超过10个频道通过卫星方式播出；日本Kansai TV、捷克CRa、法国HD Forum、英国BBC、美国Technicolor成功测试地面超高清传输。从卫星到地面再到互联网，4K电视正以各种形式进入观众家庭。基于有线、卫星以及IPTV平台陆续开播4K超高清频道超过70个。2018年的平昌冬奥会、俄罗斯世界杯，主办国为全球提供4K信号。据相关机构统计，国际上体育、电影、电视剧等4K节目较多，新闻类的4K节目占较少。由此可见，以体育、电影为主的商业影视推动了4K电视技术发展。

2 我国4K电视情况

我国是广播电视大国，广播电视拥有大量用户基础。国家新闻出版广电总局在《新闻出版广播影视“十三·五”发展规划》中提出，应选择适当的时机启动4K超高清电视试播。目前，中央电视台以及广东电视台分别于2018年10月1日和2018年10月15日开通了4K频道，上海、贵州电视台也开展了4K超高清电视试验。但是，相对于日本、欧美等国家，我国4K超高清电视发展还相差甚远，目前4K电视存在以下几方面问题亟待解决。

第一是4K节目素材的来源问题。目前，大多数电视台摄像机仍只能拍摄高清素材，少数电视台摄像机虽然支持拍摄4K素材，但使用率极低，如果某一个电视台想要完成4K频道的试播，新闻类节目的素材来源只能依靠自身拍摄提供，并且没有历史媒资可以利用，从高清拍摄到4K拍摄需要转变的过程，4K频道的播出时长将受限于节目素材来源。

第二是生产4K节目的问题。制作4K超高清节目与高清节目不同，需要专业的4K制作工作站，这需要投入大量资金，除资金问题外，4K节目生产系统建设相比高清更为复杂，在系统建成初期很难收回成本，我国一些发展较为前列的电视台虽然制作出了一些4K超高清节目，但由于技术相对欠缺，生产节目周期长期数量相对较少，无法支撑一个频道的24小时无重复内容播出。

第三是4K节目播出问题。受限于网络技术的发展，高清系统的3G-SDI无法满足4K超高清节目的传输，SDI信号能承载的最高数据速率为3 Gbps，而4K节目传输要求的速度为12 Gbps，如果采用基带信号传输，4K超高清节目的信号传输线缆需要4根3G-SDI的高清传输线缆，如果采用此方法播出4K节目，整个播出系统连线太复杂，故障节点太多，不易后期维护，且有多个频道时，基本不便于实现。

第四是4K节目传输问题，在数据传输量方面，相同时长节目的4K超高清电视是普通高清电视的10倍以上，无论采用有线传输还是无线传输，都需要改造现有系统，4K节目的传输对数据传输带宽要求更高，且在数据的接收端也要升级相应的4K接收终端，增加接收端的成本。第五是资金问题。从高清升级到4K超高清，台内原有设备无法满足，需要大量淘汰，电视台现有设备从视频采集到节目生产，再到播出、传输，最后播出后的存储，整套设备都需要升级改造，这需要大量资金，并投入资金量要远远超过高清时代。第六是标准问题。虽然国际上已经有了一些关于4K超高清节目的标准，但这些标准在我国却不一定适用，我国的4K电视发展方向既要参考国际标准，又要考虑我国实际情况，综合考虑民族企业和知识产权的等问题，需要提升自主知识产权技术和标准的研究。

针对以上六个问题，我国部分走在前列的电视台正在摸索一套解决方案。在行业标准方面，我国近年自主研发了视频编码技术，并已于2016年颁布了《高效音视频编码第1部分：视频》标准。2017年，国家新闻出版广电总局发布了《4K超高清电视节目制作与交换参数值》行业标准。近日，中央电视台也推出了《中央广播电视总台4K超高清电视节目制播技术规范》和《基于4K超高清图像+环绕声/三维声的家庭影院配置规范》，这一系列标准及规范的发布大大推动和加快促进了全国4K制播技术发展。我国正努力制定

（）（）一套符合我国国情的4K电视技术标准。同时，在4K电视制播项目上，我国将4K技术发展规划分为三个阶段，第一阶段为2018年：完成一个4K超高清频道制播系统建设。目前，该阶段已基本实现。第二阶段为2019年1月～2020年6月：完成新闻制作平台建设，具备每天30小时的4K节目制作能力，该阶段主要为了提升我国4K新闻节目的制作能力。第三阶段为2020年7月～2021年12月：将4K超高清频道转化为4K综合频道，具备每天60小时的4K节目制作能力，该阶段进一步提升了4K节目制作能力，同时从新闻类节目向4K影视剧、纪录片等多方向发展。在全国有线电视网和三大电信网开通新闻、电视剧、少儿等4K超高清电视频道；在我国直播卫星平台开通4K超高清电视频道。另外，总台拟投资85.5亿元实现总台电视节目全面4K超高清制作和播出，工程完成后每年运行维护及节目传输投入10.94亿，每年4K节目制作投入约150亿元。如此大规模的资金投入，在高清时代闻所未闻，我国在4K电视技术发展的决心可见一斑。

在4K节目产业链方面，我国大力推进融合媒体建设，将传统媒体“单一渠道采集、封闭式生产、点对面单向传播”的运作模式向“全媒体汇聚、共平台生产、多渠道分发”的运作模式，且4K电视的制播方式也正在向IP化和云的新型制播方式转变。从前期摄像机、制作切换台到后期非线性编辑、4K播出服务器、编码、显示均有一套解决方案，主流的芯片厂商均已推出成熟的4K解码芯片；同时，我国第五代移动通信发展迅速，针对解决超高移动数据流量增长、超低时延数据传输的5G网络，将为4K节目的高效传输和精致呈现带来更好的解决方案。