超高清视频在广播电视工程中的应用

李劲璞

（辽宁广播电视台，辽宁 沈阳 110004）

0 引 言

《广播电视和网络视听“十四五”科技发展规划》明确提出深化5G、物联网、云计算、人工智能、大数据、区块链等新一代信息技术在广播电视和网络视听领域的应用。5G、虚拟现实（Virtual Reality，VR）、人工智能（Artificial Intelligence，AI）、超高清视频等信息技术的发展推动了各产业链的优化升级。《超高清视频产业发展行动计划（2019—2022年）》的发布实施，推动了我国超高清视频产业的发展，完成了阶段性目标，4K终端普及，8K关键技术取得突破，超高清视频也被广泛应用于各行业领域。国庆70周年大庆、全国两会8K直播、春晚8K直播等场合都有超高清视频的应用。在广播电视工程领域，5G、4K/8K、VR等技术在超高清视频领域有广泛的应用空间。充分利用这些技术，能够推动广播电视向更高技术格式、更新应用场景、更美视听体验方向发展。

1 超高清视频产业发展现状

1.1 超高清视频标准体系

《超高清视频标准体系建设指南（2020版》以超高清视频产业发展实际为基础，坚持标准先行原则，通过国际交流合作，国家标准、行业标准和团体标准协同发展，坚持系统布局、统筹推进、急用先行、应用牵引、开放发展、合作共赢等原则，完善了超高清视频标准体系。超高清视频标准体系的内容包括基础通用标准、内容制播标准、网络与业务平台标准、终端呈现标准、安全与监管标准以及行业应用标准等。

1.2 我国超高清视频产业发展情况

2019—2022年，我国超高清视频产业增速达34%。截止2022年，我国超高清视频产业产值超过4万亿元，全国地级以上高清电视频道超过1 000个，4K/8K超高清电视频道10个，中央电视台及省级电视台实现电视频道高清播出，以北京、上海、浙江省、广东省、四川省为代表的省市超高清视频产业发展取得突出成绩[1]。国家广播电视总局联合各部门印发了《超高清视频标准体系建设指南（2020版）》《广播电视技术迭代实施方案（2020—2022年）》《“十四五”全国城市基础设施建设规划》，完善了4K/8K超高清视频技术标准体系，推动了超高清视频的进一步发展，拓展了5G、4K/8K、VR等信息技术支持下的超高清视频应用领域。

2022年9月，工业和信息化部办公厅、国家广播电视总局办公厅公布超高清视频典型应用案例名单，应用领域涉及广播电视、文教娱乐、安防监控、医疗健康、智能交通、工业制造等领域，总共104项超高清视频典型应用案例，其中广播电视领域35项，涉及全媒体转播、云制播平台、融合传播平台、端到端转播、互联网内容制作平台等方面。超高清视频产业的发展推动了广播电视工程优秀成果规模化应用。

1.3 超高清视频产业链内容

超高清视频产业链内容包括核心元器件、内容制播、网络传输、终端呈现、服务以及应用等内容，这些内容构成了超高清视频产业生态体系，使超高清视频产业得以可持续发展。核心元器件是超高清视频运行的基础元器件，包括感光、图像、存储、编码、处理器及显示面板等元器件，核心设备层包括内容制播设备（采集、制播、编码、存储等设备）、网络传输设备（卫星、有线电视、地面广播、互联网等传输设备）、终端呈现设备（机顶盒、手机、电视等终端设备），服务层包括集成服务、内容服务、分发服务、增值服务、安全服务，应用层是超高清视频的应用领域，包括广播电视、医疗健康、文教科研、智慧家居、影音娱乐、安防监控、工业制造及智慧家居等领域[2]。

1.4 超高清视频在广播电视领域的发展

5G商用部署中，超高清视频是重要的方向。5G移动网络为超高清视频的传输提供了保障，确保超高清视频信号实时传输，为广播电视业务提供数据分发、智能计算、沉浸式交互等功能。《关于组织实施2020年新型基础设施建设工程（宽带网络和5G领域）的通知》明确提出建设5G+4K/8K超高清直播系统设施，推动了5G超高清设备规模商用。5G+4K/8K制播技术逐步成熟，被广泛应用于直播、电视剧等领域，各地陆续开播4K频道，IPTV差异化发展，超高清内容时长迅速增长[3]。

2 新一代信息技术支持下超高清视频在广播电视工程中的具体应用

2.1 超高清电视制播体系建设

新一代信息技术为超高清电视直播体系建设提供了基础，推动了广播电视工程的内容制作、分发、呈现升级，完善了电视制播体系。5G、4K/8K、VR等技术的应用，提高了超高清视频的视觉效果，使得视频画质进一步增强，内容审核时间大幅度缩短。2020年，中央广播电视总台5G+4K/8K超高清制播示范平台项目启动，总投资4.2亿元，具体内容包括建设5G+4K/8K超高清制播系统、完善5G超高清业务传输网络等基础设施、建设便携式5G+4K/8K直播编码传输系统、建设AVS2/AVS3标准超高清电视影院直播系统、建设5G和超高清相关测试体系等[4]。

2.2 超高清视频广播电视制作

5G、4K/8K、VR等信息技术支持下的超高清视频在广播电视制作领域有广泛的应用。以湖南卫视青年舞者竞技秀节目《舞蹈风暴》为例，其运用了8K+VR的视频制作方式，通过蝶式升降、AI多轴方案完成360自由视角视频拍摄，运用5G、虚拟现实等技术，实现了虚拟与现实空间结合，舞者的舞蹈动作与技术相结合，带给观众沉浸式、立体式的观看体验。又如，在中国节日系列作品制作过程中，超高清视频技术也有广泛的应用，《洛神水赋》《元夕之约》《龙门金刚》《五星出东方》等节目制作采用了5G+8K+VR+AR超高清视频技术，将古典文化元素与舞蹈相结合，打造交互沉浸效果[5]。

2.3 超高清视频广播电视传输

超高清视频产业得以快速发展，离不开5G网络传输的支持。5G网络传输包含前处理环节的输入、编码、加密、分路、输出、纠错重传等功能，在性能方面达到协议要求，满足上下行链路带宽、传输时延、时延抖动、丢包率等条件。5G网络传输有专线和空口两种输出方式。如超高清视频5G传输技术在北京冬奥会等大型转播中的应用，HT无线传输技术在8K超高清视频直播中的应用、基于I-PON技术的超高清视频传输应用、基于万兆IP广播的超高清视频传输应用等案例，均是超高清视频在广播电视传输领域的经典应用案例[6]。

2.4 超高清视频广播电视直播

5G、4K/8K、VR等信息技术支持下的超高清视频推动了广播电视直播行业的发展。2019年的北京男篮世界杯体育赛事5G+8K直播、2020年全国两会实现“5G+8K+卫星”直播、2021年春节联欢晚会实现8K直播、2022年北京冬奥会开幕式国家大剧院8K直播，5G+8K+VR超高清视频被广泛应用于大型演出、体育赛事、音乐会等直播领域，通过电视、电脑、户外大屏等传播渠道，为观众带来临场、沉浸、真实、立体、新鲜的视觉体验。直播是超高清视频的终极应用场景，能够检验广播电视视听产业链，搭建5G+8K全链路，有助于超高清视频产业联动发展。超高清视频全产业链在5G+4K/8K+VR直播领域的探索，能够为观众呈现超高清、更具沉浸感与真实感的体育赛事、舞台表演直播视听体验[7-8]。

2.5 超高清视频广播电视云制播平台

5G、4K/8K、VR等信息技术支持下的超高清视频推动了广播电视云制播平台建设，实现了“云录制”“云综艺”“云直播”等功能[9]。如湖南快乐阳光互动娱乐传媒有限公司“光芒”超高清云制播平台，《乘风破浪的姐姐2》正是在“光芒”云制播平台支持下，实现了舞台4K纯享版上线，这是4K云制播技术首次应用于大型综艺。此外，云制播也应用于2022年北京冬奥会，实现了直播设备云端化、工作人员服务远程化，有效降低了赛事转播服务成本，推动科技冬奥的发展。

3 结 语

5G、4K/8K、VR等信息技术支持下的超高清视频具有广阔的应用空间。其在广播电视工程领域的应用，有助于推动超高清视频产业的进一步发展。超高清视频应用于广播电视制作、传输、直播、转播、云制播平台等领域，能够优化制播流程，推动超高清视频体系的完善，实现地市县级广播电视机构的高清化目标，为用户提供8K频道内容直播、点播、互动视频、AR/VR、裸眼3D等高品质视听服务。