内刊访谈

[委员之声] 提升内容和网速,加速超高清电视产业发展

发表时间:2019-04-26 10:28:52

文/吴伟 孙彦竹
 

超高清电视是与人民群众生活息息相关的信息消费新热点,现在4K超高清电视已普及,未来8K将逐渐占据市场,成为主流。超高清视频产品、服务、内容、应用推广需要加大内容供给,也需要推动电信运营商100M光纤的普及,实现实际网速的提升。

电视技术从模拟走向数字,从标清走向高清,从高清走向超高清,是技术发展的必然趋势。4K超高清是广播电视产业继数字化、高清化之后的又一次重大技术变革,将带动广播电视节目制作、编解码、运营、传输分发、终端接收显示等环节技术及设备的整体更新升级,催生万亿级别的巨大市场空间。《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》指出:要紧紧把握全球新一轮科技革命和产业变革重大机遇,推动信息技术产业跨越发展、拓展网络经济新空间,促进数字创意产业蓬勃发展、创造引领新消费。2017年国家政府工作报告中提出:要扩大数字家庭等信息消费,要求聚焦生活类、公共服务类、行业类等消费新领域及新型信息产品,推进信息消费升级,4K超高清是与人民群众生活息息相关的信息消费新热点。
 

超高清电视发展现状
 

一、4K超高清电视终端情况
 

国际电信联盟(International Telecommunication Union——ITU,简称国际电联)对超高清电视(UHD TV)的定义: Ultra High-Definition Television,即超高清晰度电视。超高清物理分辨率应在3840*2160(4K*2K)及以上,目前主要是4K(3840*2160 )和8K(7680*4320)。

超高清电视主要优点:①清晰度更高,画面更为细腻、逼真、平滑,更贴近自然;②色域更广,在有限的屏幕中,展现出更多的呈色范围,画面颜色更为丰富、更贴近真实;③可视角更大,超高清电视缩短了一半的观看距离,视野将全被电视屏幕所占据,为用户带来身临其境的视听感受;④体验感更强,4K电视大多为智能电视,有着很高硬件配备,在功能性和运算速度上具有更好的体验性。

早在2006年西屋数字公司就推出超高清电视,后续索尼、夏普、东芝、三星、LG等公司相继推出超高清样机。国内创维、海信、TCL等企业在2011年相继推出了4K超高清电视样机。基于技术、内容、政策、标准等各方面因素的推动,国内4K电视市场发展迅猛,4K电视市场占比已高于全球20个点,近几年来4K电视逐渐占据市场主导地位。

根据群智咨询(Sigmaintell)数据,全球电视市场4K超高清电视在2018年平均占比40%,相比于两年前的水平,增涨幅度近两倍。中国4K智能电视2018年出货3189万台,增长20.8%,4K超高清电视占比达66.8%, 4K电视已处于普及阶段。
 

二、4K超高清频道试播及开播情况
 

国外在4K超高清试播系统方面开展较早、较为完善,我国目前也取得一定成果,并在大力推进中。

国际上,2005年日本NHK开展了4K/8K电视广播信号传输试验,2008年在国际广播电视博览会上全球首次公开进行了实时超高清电视系统的演示;从2012年起,日本、韩国、英国、法国、美国等国家陆续制定了4K电视广播计划,包括点播、推送及直播频道在内的4K电视业务逐渐涌现。超高清节目正式启动是在2014年6月,南非世界杯超高清试播;同年7月NHK试播4K。2016年8月英国SkyTV超高清频道试播,2017年5月美国IN sight TV超高清频道开播。目前欧洲、北美、日本和韩国基于有线、卫星以及IPTV平台开播的4K电视频道超过30个,节目类型包括体育、电影、纪录片等,视频编码基本采用HEVC编码,码流在25~35Mbps。     

在国内,央视、广东、上海、江苏、湖南等电视台从2013年开始陆续开展了4K电视的节目制作和有线电视网中的传输试验,部分地区在有线电视网络中推出了高清互动电视4K体验专区服务,在IPTV中也推出了4K电视点播节目。2017年12月, 广东4K超高清电视试验播出,2018年10月,中央广播电视总台开播国内首个上星超高清电视频道—CCTV 4K超高清频道。
 

超高清电视产业发展的驱动因素
 

在过去的几年里,超高清电视呈现大幅增长的态势,大幅增长的几大驱动要素分别是:1)超高清晰度电视的技术进步推动了行业的发展;2)内容提供商推出越来越多的高清晰度视频片源,以及满足终端客户需求的运营;3)各国政策激励使超高清产业持续繁荣,带来更多的效益;4)不断更新的超高清电视行业标准引领超高清电视产业的发展;5)越来越多的外围4K设备出现,刺激终端用户购买4K分辨率的终端显示设备。
 

一、技术进步驱动超高清发展
 

(一)信号传输技术。1、DVB-T2/S2 & ATSC 3.0 等地面信号的传输技术已十分成熟;2、HDMI 2.1 & USB3.0等技术为设备间的信号传输提供了保障;3、互联网+等政策促进了互联网的发展,为超高清信号网络传输提供了基础。

(二)视频编码技术。1、HEVC (H.265)及AVS2的技术为超高清信号编码解码护航;2、HDR 10/ HLG /Dolby Vision为高质量超高清信号的高画质模式提供编解码标准,为超高清电视的发展锦上添花。

(三)芯片技术发展。1、配备多核CPU运算能力的64bit数字电视处理芯片技术已十分成熟;2、高速图形运算处理器(GPU)、28um以上工艺、多信号接口标准已是中高端芯片的标配。

(四)屏幕显示技术。1、国内外屏体制造厂商在55英寸以上尺寸的超高清玻璃产能布局均在73%以上,产品供应十分成熟;2、2018年为8K超高清电视元年,大部分厂商均已在相关8K屏幕布上进行布局。

(五)无线网络技术。1、无线WIFI802.11 A/B/C/N到802.11 AC使4K的无线传输更加流畅;2、全球范围内的4G技术已逐渐普及;3、5G被视为超高清视频的终极方案,即将来临的5G时代,将为8K超高清的商用提供更多红利。
其中,最主要的屏幕显示技术已进入集大成阶段,超高清显示技术已非常成熟,比如5H技术(高分辨率,高色域,高动态范围,高帧频,高对比度),电视画质达到前所未有的逼真。
  


图1 5H显示技术演变路线图

 

另外屏幕显示技术呈现多元产品形态模式,柔性、曲面、双面、超轻薄、全面屏、透明屏、银幕声场等技术,足以支撑超高清电视的发展。

同时,自发光新显示器件也将迎来新一轮革命周期,OLED(有机发光二极管)、Laser(激光)、QLED(量子点发光二极管)、Micro LED(微LED)新型显示技术也在快速发展,试图打破LCD的性能边界。而新型显示技术的发展方向殊途同归,均为实现更高的发光效率。

其次,芯片技术快速发展也支撑超高清及AI智能的技术演变。
 


图2 芯片技术发展路线图

 

二、超高清内容(片源)对行业的促进
 

内容制作是当前超高清视频产业发展的关键,除了4K超高清频道的播出,大量超高清内容推动了需求。

国外市场上,Netflix提供大量自制超高清剧目、Amazon提供4K点播服务、美国Comcast提供4K点播服务、法国付费电视运营商SFR提供UHD、葡萄牙最大运营商Vodafone提供4K服务、墨西哥Totalplay提供4K服务等;

国内市场上,腾讯视频设立4K超高清专区、江西4K极致高清IPTV10月首发、中国移动咪咕公司将4K用于CBA直播等等。

不过,目前国内市场上可以用来运用的4K内容不足2000小时,仍然相当匮乏,还充斥劣质的假4K内容,影响用户的观看体验。需要持续加大4K内容供给,鼓励采取自主原创、联合制作、委托制作、引进购买等方式,做大4K节目内容资源库,创新4K节目模式;鼓励广播影视节目制作机构生产创作一批4K电影、电视剧、动画片、记录片、公益广告和网络原创视听节目;改造升级制播平台,推动整套升级满足4K节目制作要求的设施设备,建设4K超高清制播系统体系;打造4K内容交易平台,推动优质4K影视作品的交流和交易。
 

三、政策激励促进超高清产业发展
 

各国均有类似激励政策,单国内来讲,近年来国家及省市相继出台一系列支持超高清电视产业发展的政策,直接刺激并支撑超高清电视产业迅速发展:国务院印发《关于进一步扩大和升级信息消费持续释放内需潜力的指导意见》;国家新闻出版广电总局、广东省人民政府签署了《推动广东省4K超高清电视应用与产业发展合作备忘录》;工信部制定了《超高清视频产业发展行动计划(2018-2022年)》;广东省制定了《4K电视网络应用与产业发展实施方案(2017—2020)》;国家新闻出版广电总局下发了《国家新闻出版广电总局关于规范和促进4K超高清电视发展的通知》;国家广播电视总局印发了《4K超高清电视技术应用实施指南(2018版)》。
 

四、新电视广播标准及视频编解码标准利于超高清电视的发展
 

国外标准方面:2012年颁布ITU-R BT.2020标准,规定了超高清电视广播的一系列性能参数和细节标准,2016年7月颁布了ITU-R BT2100标准、规定了高动态范围HDR节目制作与交换参数;2013年颁布适用超高清编码的标准--H.265标准(高效视频编码标准HEVC);以及颁布了ITU-R BT.2077、ST 425-3等传输接口标准,HDMI2.0/HDMI2.1等终端接口标准;在传输系统方面,DVB在2014年颁布了TS 101 154标准修订中增加了在TS流中对HEVC进行传输标识规范,在2017年标准修订中又增加了对HDR的相关标识。

国内标准方面:2016年AVS2高效视频编码标准正式发布,并于2017年7月1号正式实施,是我国自主知识产权的下一代视频编码标准;涉及节目制作、编码传输、显示等各个环节HDR行标和3D Audio行标正在制作中,以及针对节目制作的4K超高清电视节目制作及交换标准研究项目目前也正在研究中。
 

五、超高清周边设备驱动超高清电视发展
 

超高清视频录制机、4K手机、4K照相机、超高清蓝光播放机、4K摄像头、4K超高清电脑显示器、4K超高清网络机顶盒等,不断涌现的4K周边设备也驱动4K超高清电视的发展。
 

超高清电视未来发展展望
 

2018年4K超高清电视已普及,2018年9月德国柏林国际消费电子展(IFA),各大电视厂家都推出了8K电视,业界普遍认为2018年是8K电视的发展元年,标志着超高清2.0(Level 2)的来临。伴随超高清产业链的完善,4K超高清电视将成为家庭标配。

未来8K将逐渐占据市场成为主流,基于以下因素判断:一是高分辨率、高色域、高动态范围、高帧频、高对比度(5H)依旧是显示技术发展重心;二是日益增长的尺寸需要更高的清晰度来表达,将推动8K电视的发展;三是NHK东京奥运会的8K试播将开始带动8K超高清电视的需求;四是8K需要更高的带宽和传输速率,即将到来的5G时代使8K信号可轻松传输,将加速8K视频产业的发展。


图3 日本8K电视广播规划时间表

 

对超高清电视发展的建议
 

一、丰富4K内容应用,鼓励原创制作。

超高清视频产品、服务、内容、应用推广,需加大内容供给,可一方面鼓励自主原创内容拍摄制作,加强内容制作技术的研究及相关内容制作行业标准的制定;同时鼓励众多消费电子制造商参与到电视台、视频服务商的内容制作中。

开设超高清频道,超高清显示效果好需要超高清广播电视信号,希望更多广播电视相关单位加紧研究发送超高清广播电视节目,满足终端机顶盒或数字电视的观看需求。开设超高清试播频道,通过运营超高清业务,及时摸索出适合超高清业务发展的运营模式及手段。

建议丰富4K内容应用,给予对真4K原创内容的补贴。

 

二、加快宽带网络提速,推动5G建设。

大多数4K内容采用H.264标准进行编码,编码后码率近50Mbit/s,对网络带宽带来极大挑战。且50M以上宽带接入用户不到一半,光纤宽带平均带宽不到50M,实际网速也很不稳定,不能满足4K节目的流畅播出要求。4K每个节目的播放要求需要30M~40M稳定带宽的提供。

需要加强传输网络建设和开辟更多内容传输途径。目前国内的网络环境远远达不到实时传输4K广播的要求,超高清电视节目的传输需要更多有效的途径,广电行业也应该加紧网络基础设施改造,提高广电网络的承载能力,加紧研究卫星、有线、无线的传输模式,促进超高清电视业务的普及。

建议加快宽带网络提速工作,推动电信运营商100M光纤的普及,实现实际网速的提升。同时布局5G网络,为8K视频产业发展铺路。