超高清數字電視關鍵技術及其發展趨勢

黃葆瑩

（陜西廣播電視臺，陜西 西安 710000）

超高清數字電視可謂是一項系統工程，經過各種關鍵性技術，將電視的整體功能優化。在超高清電視技術的設計和研究過程中，各項關鍵性技術的使用均和電視的成功研究有著直接性關系。可在當下的市場競爭和發展過程中，要想將這些關鍵性技術真正意義的應用上十分困難。本文研究就針對超高清數字電視的關鍵技術進行了有關分析和探討，為今后超高清電視行業的良好發展奠定前提。以供讀者借鑒和參考。

一、分析超高清數字電視的關鍵技術

（一）超高清視頻處理技術

以4︰4︰4為參照樣本，在4K模式下，超高清數字電視信號的起初數據比率在16Gb/s左右；而在8K模式下，起初數據為24Gb/s；以4︰2︰2為參照樣本，超高清數字電視信號的4K的數據率為16Gb/s；在8K模式下，起初數據為16Gb/s。假如在以上數據量下進行傳輸工作，那么現有的壓縮編碼是不能有效展開的，必須要經過全新的方法開展。為此，于2010年，有些有關視頻編碼專家和活動圖像專家成立了一個聯合小組，將研發一個與超高清數字電視的壓縮編碼向符合的目標實現，將其作為“高校視頻編碼”的第三代標準。相比H.264高檔次，該標準的詳細要求就是在其之下，為了使其復雜程度的一致性得到保障，必須保證主管圖像質量相同，以此為基礎進行開展，將碼率降低50%。該組專家人員指出，假如在復雜的基礎上適當提升，可確保碼率降低50%，這就說明，4K模式下，30幀每秒的超高清視頻能夠經過H.264標準的使用，將其在40Mb/s之內壓縮，假如依照HEVC標準，可將其壓縮至20Mb/s之內。

（二）超高清電視音頻處理技術

在超高清電視中，音頻處理技術占據22個聲道，其中頂層就有9個，中間位置有10個；而在電視屏幕的下方就存在3個；還存在上中下三個立體環繞聲場，將這22個聲道有效地進行布置，有效地將一個空間立體聲系統構建出來。在以上基礎上，在3層聲場以下，增加2個低音聲道，則可構建一個22.2系統。其相比現階段使用的7.1聲道，擁有三維立體化的優點，能夠給使用者更加真實的感官沖擊感。在22.2聲道的中期，其音頻的數據率相比十分高。將每個聲道以48kb/s、24bit/s作為參考樣本，其音頻數據率為28Mb/s，雖然經過音頻壓縮過后，但也在2.8Mb/s以上。在實際應用過程中，站在專家的角度上講，22.2聲道播音系統，其整個聲場的布置不單單是普通適用的。基于此，專家組人員對環繞聲標準進行有效制訂，將后向兼容因素有機聯合，也就是對單聲道系統和現有的立體聲進行有效更新和兼容。在進行編碼時，經過下混處理聲道空間和聲源強度的關系，將由于聲道音頻本身的數據率傳送減少，采用了提高少量的音源空間有關數據和信息，將新階段的音頻播放成效整體提高。

（三）超高清電視傳輸技術

（1）衛星傳輸技術。在具體操作過程中，衛星傳輸設備具有較高的覆蓋率和高效率，大部分運營商均會經過這種方式將各種超高清信號傳輸出來，其中有些衛星運營商基本上都完成了測試。比如，在2012年和2013年傳播、直播的4K格式比賽，就是運用了日本的SKYPerfectJSAT。國內的航天數字傳媒也將有關衛星傳輸的基礎4K方案發布出來，該方案能夠將64Mb/s的傳輸速率穩定的推送出有關4K視頻內容。而且在其他有些國家也進行有關測試。

（2）地面傳輸技術。超高清在地面傳輸測試上，其應用標準存在顯著的地域差異性，在美國、歐洲和日本這三個地方就存在三種標準。其中，日本的地面電視廣播網絡的應用主要是采取ISDB-T標準。于2014年，日本公司就將8K的超高清電視有關傳輸實驗完成，并在ISDB-T標準下，測試了4K超高清有關內容。在歐洲主要應用DVB-T地面電視傳輸標準，在2014年法國、捷克、英國在這種標準下，也測試了4K超高清有關內容。于2014年美國的Technicolor公司，經過ATSC3.0規范，測試了無線傳輸的4K超高清電視的功能。

（3）光纖傳輸技術。大容量作為光纖傳輸過程中的一個最大特征傳輸技術，其特征針對高數據率的超高清電視信號的進步和發展，具有明顯的優勢。日本公司就是經過光線，將不同形式的超高清電視傳輸實驗有效實施和開展，同時將短距離的傳輸設備進行開放。

（4）新興的傳輸渠道。在傳統的傳輸通道和廣播電視基礎上，有些企業也不斷開拓了其他有關超高清傳輸渠道。第一，在互聯網的基礎上進行超高清電視的傳輸測試不斷發展開來，于2013年，日本的某家公司經過IPTVIPv6網絡，在菲律賓和新加坡進行了4K超高清電視節目的傳輸，確保每個接收點的視頻碼率均在120Mb/s以上。我國在2013年4月，經過IPTV網絡寬帶播出了4K節目，將一個百兆的傳輸速率轉變為60in的測試環境構建。與此同時，在互聯網形勢下，將4k串流技術不斷應用和發展到不同國家的小范圍區域當中。比如，美國的ElementalTechnologies集團和YouTube集團就經過HEVC編碼技術和VP9編碼技術，不斷進行了4K串流技術實驗。另外，于2014年，波蘭公共廣播機構TVP也開展的在HbbTV傳輸基礎上的4K信號，其主要范圍就是在歐洲區域內，將混合廣播以另一種超高清傳輸渠道創建出來。

（四）超高清電視顯示技術

只有擁有超高清信號處理、超高清信號接收和超高清面板等基本要素才能實現超高清的超高清顯示。驅動接口作為顯示屏的一個關鍵性技術，其刷新率和傳輸速率對顯示成效直接影響。現階段，經常使用的驅動接口只有V-by-One接口和傳統的LVDS接口兩種。另外一個重要的顯示器件就是芯片，主要完成圖像變換、圖像解碼、圖像顯示等功能。現在的4K芯片已經比較成熟，可實現超高清電視的超高清顯示。

二、4K超高清頻道的發展趨勢

目前，國內的超高清傳輸測試已經獲得了明顯的成效，超高清不斷推廣開來，有些國家也建立了4K超高清節目頻道。在2014年，韓國是第一個上線有線電視頻道U-max超高清模式的，其能夠將上百種高強節目呈現出來，含動畫、各種紀錄片、體育賽事等。此時美國的DirecTV運營商，也開始試驗4K衛星DirecTV-14，播放4K格式的紀錄片和電影。而在2015年，日本的SKYPerfectJSAT公司也構建了4K超高清試驗頻道，可現場直播各種電影、體育賽事等內容。在2014年，我國也開展了4K超高清有線電視頻道試播，主要播放了各種超高清風光片和紀錄片等。

三、結束語

綜上而言，在新形勢的發展趨勢下，我國針對高清試驗頻道尤為注重，可以這樣講，超高清電視已經在國內取得了明顯的成果。在超高清電視技術的設計和研究過程中，各項關鍵性技術的使用均和電視的成功研究有著直接性關系。各種超高清頻道雖然已經成熟，但是要想大范圍的應用超高清電視，就需要進一步努力。相信在一段時間后，超高清的各項技術和有關規范得到優化和完善，可以推動超高清數字電視良好、穩定的發展。