4k電視技術發展與應用分析

文 武嶺

現代電子科學技術的蓬勃發展為電視技術的進步提供了全新的契機，4k技術的出現，標志著電視技術進入了全新發展階段。4k超高清電視，不僅是4k技術的完美應用，也為受眾帶來了全新的視覺盛宴。我國電視行業一直處于激烈競爭環境，主流廠家在不斷生產高品質4k電視的同時，不忘在4k技術上，探索更加符合現代化需求的高技術含量電視。本文從4k技術的發展和應用兩個方面進行分析，對4k電視技術的發展以及創新思路提供一些意見，以期為4k電視技術行業發展提供參考。

4k電視技術

4k電視技術相較于傳統高清電視技術最重要的區別，就在于像素點的不同。800萬攝像點呈現在屏幕上，提供40962160分辨率的高清電視效果。不僅使得屏幕顯示效果更加清晰和精致，還突破了傳統電視技術還原不徹底的問題。更高性能的解像度、觀看視角、圖像幀頻、動態范圍以及色域，無不為受眾提供了強烈的視覺感受和超高沉浸式的觀看體驗。受眾不再局限于觀看屏幕，而是能真正享受身臨其境的觀看效果。

4k電視技術應用

4k電視技術應用現狀

4k電視早在2012年時就出現在了大眾視野，時至今日不少商家更是迎合高端市場，推出了8k超高清電視。但在今天，4k超高清電視仍然屬于高端市場產品。配備IPS硬屏設備，使得受眾在不同觀看視角，都能夠享受清晰完美的畫質。IPS硬屏具有穩定的物理結構，改善了傳統屏幕觸摸時閃爍并出現殘影的問題，展現出超高的色彩調和能力。硬件設備日趨成熟和完善，但網絡傳輸技術卻難以與之相匹配。新中國成立初期，我國相關電視傳輸網絡是按照高清數字電視標準進行建設的。因此4k技術在傳輸過程中，會受到一定的影響。我國電視行業經歷數字電視階段比較久，相關企業公司投入了大量資金。4k電視技術是近些年興起的新型技術，如果要全面推廣，相關企業和公司如何使得資金回流，是一個嚴峻的問題。除此之外，目前市面上的4k電視設備很難實現4k電視技術真正的發展，這個問題在一定程度上限制了4k電視技術的發展。

4k電視應用介紹

4k電視技術呈現出的是一種分辨率極高的藝術畫面效果，高清的感受帶給受眾極佳的觀看體驗。相較于傳統電視技術，4k電視技術運用更加廣泛。語音交流、面部識別等智能化效果已經是4k電視必備的功能。除此之外，為滿足部分人群對健康方面的需求，4k電視技術還能支持對人體體重、血壓等健康數據進行監控。4k電視技術的進步，本質上離不開其硬件設備和軟件技術的支持。之所以能實現完美呈現給受眾如此高清的視覺畫面，離不開超高清芯片的應用。除此之外，1080P/1080I數字智能化體系，相較于傳統電視技術對1080P片源具有更好的兼容性。科學搭配背光、增量LED技術等也是4k電視技術實現色彩亮度完美融合的條件。

4k電視技術

4k電視拍攝設備

4k電視內容的制作對4k攝影錄像設備有較高的要求，因此市場對配套設備的研發也從未停止。憑借其超高的光學敏感度和低耗能，一經上市CMOS圖像傳感器就成為了超高清攝像機的標準配置。通過與其他電器元件組合得到的攝像設備，不僅能提供4k甚至是8k級別的超高清畫質，還提供ProRes、RAW、HD-SDI、3GSDI等涵蓋市面上大多數需求的輸出格式。盡管由于人眼分辨率的限制，靜態成像時并不能對傳統相機和超高清攝像機的成像效果進行清晰地區分，但高清攝像機120Hz的圖像捕捉率，無疑使得動態圖像更加連貫，給予受眾極佳的觀看體驗。

4k電視編碼技術

相較于傳統電視技術，4k超高清電視信號有超高清的圖像幀率。以最普通的4:4:4采樣為例，4k超高清電視信號圖像碼率能達到6Gbps，8k超高清電視信號圖像碼率更是能達到驚人的24Gbps。現有的視頻編碼技術，通常是在有限時間內，將原始視頻數據壓縮進行定量傳輸。目前，國際通用的最新編碼標準是H.265/HEVC。在H.264/AVC編碼標準的基礎上，H.265標準運用了全新的計算方法，這不僅有利于改善碼流傳輸的效率、提高編碼質量，還使得原視頻編碼數據實現了最優設置。盡管H.265搭建的解析算法框架相較于H.264更加困難，但視頻的壓縮效率卻提高了50%不止。低寬度情況下，H.265能實現1080全高清視頻數據的完整傳輸，完美匹配了4k甚至是8k超高清編碼技術的需求。H.265編碼標準的出現，為4k電視技術的發展注入了全新的動力。

4k電視信號傳輸技術

目前，4k電視信號傳輸技術還依賴于IP傳輸系統。4k超高清信號傳輸技術的設備主體，由視頻格式轉換器、視頻編碼器、IP網絡適配器等共同組成。視頻格式轉化器將60幀每秒的超高清視頻，轉化為16個30幀每秒的視頻圖像。視頻編碼器則會把視頻圖像分為更小的圖像單元，按照一定的標準對圖像單元重新編碼。重新編碼只是為了視頻的傳輸，在終端接收到信號時，還需要進行解碼，還原視頻信息。四組從屬編碼單元構成了視頻編碼器，每個單獨的編碼器都由獨立的MPEG-2 HDTV編碼器和多信道振同步器構成。MPEG-2編碼器幫助將超高清視頻圖像分解為HDTV圖像單元上傳。解碼器斷，需要通過主從屬解碼單元，從時間上適配所有的從屬解碼器。通過修正數據傳輸過程中造成的數據延時，完成TS流同步解碼。

4k電視技術的展望

Ip技術的應用

我國國民經濟水平的提升，4k技術的發展，滿足了人民對電視清晰度的追求，因此也迎來了自身發展的時代契機。創造一個兼容性更強的虛擬世界，就是IP技術在4k電視技術應用層面的發展方向。實現IP化之后，將摒棄從前繁瑣的操作模式，設備只要連接操作開關，就能夠完成功能系統的搭建。云技術將實現信息的實時傳輸，網絡通信信號將完成大規模整合任務。PTP同步技術，將突破外部信號的限制——即沒有外部信號存在的狀態下，也能實現信號同步。此外，IP技術的應用將大大節省設備成本以及后期運營成本，為4k電視技術的進一步推廣提供便利條件。

其他技術

HDR技術在4k電視技術方面的應用，將大大節省電視節目的制作成本。規劃化引入HDR技術，能夠讓電視劇亮度動態范圍得到擴展。亮度上，SDR將實現12甚至是100倍的提升。目前，4k電視信號的傳輸方式主要有電視網絡和IPTV兩種。隨著4k電視技術的不斷革新，電視網絡和IPTV等傳播途徑也在積極尋求發展，更好地服務4k電視技術。5G時代的到來也是4k電視技術發展的一個重要契機，更高的傳輸效率將帶給受眾更加真實清晰的視覺盛宴。

4k電視技術創新發展思路

追求產品卓越，尋求政策支持

4k電視技術的發展，不能脫離實際產品空談技術。在保證4k電視技術創新發展的情況下，如何解決現有問題，讓更多受眾感受到4k電視技術帶來的超高清視覺盛宴，才是4k電視技術能夠持續發展的生命力所在。樹立正確的電視行業發展理念，如何使得4k電視技術產品更加符合當下綠色、環保、節能的需求，也是從業人員需要思考的問題。行業的繁榮發展，同樣也離不開政策支持，如果政府能夠參與進來，這無疑是給4k電視技術行業的一針強心劑。

建立統一標準，不斷審慎發展

目前，我國已有的電視網絡技術還是按照早期高清數字電視標準搭建的。4k電視技術是一項全新的具有奠基意義的技術，其發展離不開資金巨大的前期投入。但由于諸多不確定因素的相互影響，4k技術的發展態勢并不明朗。如何科學、理性地看待4k技術，如何辯證地應用4k技術，是需要從業人員思考的難題。

加強自主創新，促進良性循環

互聯網繁榮發展的大時代背景之下，4k電視技術產品被社會各界更加廣泛地關注并認可。4k電視技術產品企業應該加大自主研發力度，參考國外4k電視技術模式，結合我國現實國情需要，探索更加符合我國國民需求的4k電視技術。總的來說，4k技術的發展，不能僅僅依靠生產廠家的研發，更需要相關產業資源的共同努力。如何實現4k電視技術產業化，如何將相關資源有效整合，實現合作共贏的新局面。打造科學、健康的產業鏈，突破現有發展思路，這是行業發展迫切需要的答案。

4k電視技術的發展是時代的需要。4k高清電視超高分辨率帶給受眾極致的觀影體驗，滿足了人民對美好生活的需求。4k電視相關行業也應不斷尋求發展契機，發揮自身優勢，優化整理行業資源，不斷發展創新，是每個企業都需要關注的問題。雖然在現階段的發展中，還存在一系列的難題，但伴隨著時代科技的不斷發展，4k電視技術將更加廣泛地應用于人們的日常生活中。