廣播電視系統中4K超高清技術的應用

鐘昌海

1 4K超高清技術的攝錄要求

4K技術拍攝對像素數量要求增加，攝像機的成像原件尺寸也隨之增加，畫面的景深也相應增加。不僅分辨率要提升到4096×2160,并且位深要達到10 bit以上，幀頻則需要在50P以上。同時色域支持為BT.2020,動態范圍擴展至105:1，音頻也由環繞聲提升至三維聲。

2 4K超高清技術的編碼方式

4K技術在處理電視圖像時，需要面對龐大的數據量，現今處理信源標準的壓縮編碼趨于落后，因此，4K編碼方式應運而生。

2.1 H.265編碼方式

舊式的MPEG-2標準已經無法滿足當前電視節目畫面的需求，4K技術所采用的H.265編碼模式與MPEG-2標準相比，可以在相同的內容上減少70-80個百分點的帶寬消耗。H.265采用的壓縮方式是新一代的編碼模式。這種編碼模式通過了目前權威國際電信聯盟的批準，覆蓋了從QVGA到1080p的所有要求。并且這種模式還可以根據噪聲電平、色域和動態范圍改進圖像質量。H.265的效率是上一代264產品壓縮效率的兩倍。與264相比，其計算的復雜度基本一致，但是在相同的主觀圖像下，H.265可以將碼率下降50個百分點。

2.2 KDDI及J:COM編碼方式

KDDI及J:COM編碼方式是一種日本發明的可大范圍使用的圖像壓縮技術，可以在現有有線電視網絡中傳送高清圖像的同時，對原有圖像進行百分之五十的壓縮。這樣既可以保證現有的有線電視網絡，也可以減少資金的投入，不影響原有的有線電視業務。KDDI在傳送數據過程中，所使用的是差分技術，這種差分技術可以在傳送高清節目的時候，對各種大小的圖像分辨率進行壓縮整合，使其達到想要的畫面效果。并且能夠保證整合后的圖像與源圖像毫無差異。

3 4K超高清技術在電視技術中的視頻接口

超高清電視視頻的接口分為兩種方式：HDMI和DisplayPort模式。HDMI接口同時使用4個電纜推送4路Full HD，幀數更是只有24fps～30fps，并且具有對目前最先進的4K技術60幀/秒的處理能力。

4 4K超高清傳輸技術在高清數字電視領域的應用

現今沒有投入市場使用的2 GHz衛星頻段是傳輸廣播超清電視的關鍵，目前，這種技術被人們認為可以適用于地面數字廣播進行UHD TV傳輸。因此，有線方式的信道傳輸標準成為了人們的關注焦點。

在目前市場上使用最廣的第二代DVB標準系統的輸入中，可以使用1路或多路MPE-2傳輸流，也可以使用多路通用封包流或1路。而在輸入處理器領域，采用的是業務分割器或解服用器，其作用是將所接收的街舞分割成為1個或多個邏輯數據，然后通過物理層的管道性質進入系統輸入。基于這個特點，第二代DVB標準可以更為靈活第支持接收多種業務。

5 4K超高清的優勢與發展趨勢

4K技術體現出的精致化格局帶動了相關技術的進步，推動著市場的發展。更加優質的視頻服務在超大屏幕設備上的應用，使得畫面相對較小且畫面粗糙很多，所以，在這方面的調試工作仍然有待加強。需要注意的是，對具體畫面的比例調控能夠為客戶提供更加寬廣的畫面動態效果，優質的服務可以體現出4K技術在當今市場中的優勢。當今社會，越來越多的行業使用4K傳輸技術對自己的產品和服務內容進行傳輸，這一應用與時尚對接，展示了人們在視覺享受方面的追求。

4K技術在越發成熟的同時，也出現了一些問題，相關研究人員對于4K技術的改良完善從未停止。應市場要求而研發出的3840×2160分辨率的產品，更深刻地體現了等離子技術在當今社會的優勢及推廣空間。當然，4K技術是一項所涉內容極其廣泛的系統性技術，在技術發展的同時，人們對于卡源項目所提供的服務要求也在日益加深，通過對相關交易流程進行分析發現，這種技術的原理可能會使高清文件傳送效果達到普通技術的8倍以上，因此，單位電影數據量可以成功地過渡到320 GB。貼合商業交易流程標準可以實現成功避免誤碼率問題。在我國，光網格局的改造工程已經逐漸實施，據推測，當光纖入戶成為潮流之后，30 Mbit/s的寬帶服務將不再只是期待，而會成為現實，任何限制難題也都會迎刃而解。應用4K技術制作的立體電視也將成為家庭娛樂活動中的主角。

6 結語

4K技術在目前的廣播電視系統的市場中，已經成為主要的發展方向，并且受到越來越多的關注。其優勢在畫面攝錄，數據傳輸和畫面呈現方面取得了突破性的成功，在越來越多的家庭中，4K技術得以一展所長。但是與HD技術取代SD技術一樣，如果4K技術想要完全取代HD和SD技術，只有通過不斷創新，完善自身技術不足，以此來謀求長期穩定的發展。

[1]紀效蜀.數字音頻技術在廣播電視中的應用研究[J].西部廣播電視,2016(14).