超高清電視發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)綜述

2015年03月05日 08:29 來(lái)源：廣科院劉晨鳴字體【大中小】

【中國(guó)數(shù)字視聽(tīng)網(wǎng)訊】4K來(lái)了——超高清電視正在不斷普及

1.1 用戶體驗(yàn)演進(jìn)推進(jìn)超高清電視發(fā)展

隨著高清電視在世界范圍內(nèi)得到了相當(dāng)程度的普及，觀眾對(duì)收視體驗(yàn)提出了更高的要求，根據(jù)人的視覺(jué)特性，為了獲得更佳的臨場(chǎng)感和真實(shí)感，觀看電視的視角應(yīng)更大，觀看距離應(yīng)更近，這對(duì)視頻質(zhì)量和顯示終端都提出了更高的要求。而用戶體驗(yàn)的這種演進(jìn)推進(jìn)了超高清電視的快速發(fā)展。

圖1 電視技術(shù)演進(jìn)路線圖

1.2 超高清電視終端市場(chǎng)發(fā)展迅速

(1)超高清電視終端設(shè)備價(jià)格不斷下降

BI Intelligence2014年發(fā)布的報(bào)告顯示，4K電視機(jī)的售價(jià)正在快速下滑。在過(guò)去兩年的時(shí)間里，下滑幅度已經(jīng)達(dá)到了85%。

對(duì)比全球各國(guó)4K電視機(jī)的售價(jià)，中國(guó)目前的售價(jià)最低。4K電視機(jī)價(jià)格的下滑，將會(huì)推動(dòng)該產(chǎn)品的采用。

圖2 超高清電視終端設(shè)備價(jià)格不斷下降

(2)超高清電視出貨量迅速增加

根據(jù)NPD DisplaySearch全球電視出貨量及預(yù)測(cè)季度報(bào)告(Quarterly Global TV Shipment and Forecast Report)顯示，2014年第二季度全球4K液晶電視出貨量達(dá)210萬(wàn)臺(tái)，超越2013年度全年出貨量160萬(wàn)臺(tái)。

中國(guó)將是4K電視機(jī)的使用大國(guó)，中國(guó)在2013年占據(jù)了全球4K電視市場(chǎng)87%的份額，盡管今年的份額將會(huì)有所下滑，但仍將會(huì)高達(dá)78%。

據(jù)調(diào)查機(jī)構(gòu)Digitimes的研究顯示，全球超高清電視出貨量2013-2017年復(fù)合年增長(zhǎng)率為160%,從160萬(wàn)飆升到6820萬(wàn)。

圖3 全球4K電視出貨量(單位:千臺(tái))

Source: NPD DisplaySearch Quarterly Global TV Shipment and Forecast Report, 2014.

1.3消費(fèi)者認(rèn)知度不斷提高

根據(jù)中關(guān)村互聯(lián)網(wǎng)消費(fèi)中心一組調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，有35.4%的受訪者對(duì)超高清電視感興趣;56.3%的受訪者認(rèn)為4K超高清電視的前景非常好，符合市場(chǎng)趨勢(shì);57.5%的受訪者有購(gòu)買(mǎi)4K超高清電視的打算;在有4K超高清電視購(gòu)買(mǎi)意愿的受訪者中，有51.6%的選擇50-55英寸的4K超高清電視。

圖4 消費(fèi)者對(duì)于4K超高清電視的認(rèn)知度不斷提高

2. 超高清電視關(guān)鍵技術(shù)概述

2.1 超高清電視分辨率

國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布的ITU-R BT.2020為廣播級(jí)超高清電視定義了UHDTV1(3840x2160 通常標(biāo)識(shí)為4K)和UHDTV2(27680x4320 通常標(biāo)識(shí)為8K)兩個(gè)層級(jí)。UHDTV1的每幀像素?cái)?shù)為。與目前1920x1080逐行掃描的高清電視標(biāo)準(zhǔn)相比，UHDTV1和UHDTV2的每幀信息傳輸量分別提高到4倍和16倍。

圖5 超高清電視分辨率

2.2 4K超高清電視可視角度與觀看距離

在同等像素密度下，4K超高清電視的可視面積是高清電視的4倍。4K超高清電視的最佳觀看距離為1.5倍屏幕高度，而高清電視的最佳觀看距離為3倍屏幕高度以上。4K超高清電視的最佳水平觀看角開(kāi)度為58˚，大于高清的32 ˚。在與50英吋高清電視觀看距離相同的位置上，適合觀看100英吋4K電視。

根據(jù)人的視覺(jué)特性，可視角度與觀看距離對(duì)享受最佳臨場(chǎng)感和真實(shí)感非常關(guān)鍵，如果近距離觀看現(xiàn)有2K分辨率的像素，其圖像“顆粒現(xiàn)象”依然嚴(yán)重。同時(shí)，高清分辨率的圖像再通過(guò)視頻壓縮，更不能滿足對(duì)現(xiàn)場(chǎng)感、真實(shí)感的視覺(jué)要求，而4K相對(duì)于2K的可視角度則有很大的提升。

圖6 4K超高清電視觀看距離

2.3 超高清電視色域

相較于標(biāo)清和高清電視，超高清電視色域得到了大幅擴(kuò)展，從ITU-R BT.709色域擴(kuò)展至ITU-R BT. 2020色域。

圖7 超高清電視色域

2.4 逐行掃描、高對(duì)比度、高幀率

超高清電視標(biāo)準(zhǔn)徹底消除了傳統(tǒng)電視的技術(shù)痕跡：隔行掃描。在ITU R.BT2020標(biāo)準(zhǔn)中只有逐行掃描，沒(méi)有隔行掃描，超高清電視在技術(shù)上與電影和IT技術(shù)完全融合。

行業(yè)專家認(rèn)為，對(duì)比度與清晰度同樣重要。因此與標(biāo)清和高清電視相比，超高清電視應(yīng)能再現(xiàn)更高的對(duì)比度需要更高量化精度：10/12比特。

實(shí)際測(cè)試表明分辨率提高到4K或8K后，低幀率無(wú)法再現(xiàn)高質(zhì)量活動(dòng)圖像，單純?cè)黾酉袼財(cái)?shù)量只能提高兩維靜態(tài)圖像分辨率，不提高幀率無(wú)法提高動(dòng)態(tài)分辨率。在ITU標(biāo)準(zhǔn)中增加了每秒120幀高幀率選項(xiàng)。

圖8 超高清電視與高清、標(biāo)清電視相關(guān)參數(shù)對(duì)比

2.5 超高清視頻編碼技術(shù)

超高清電視在帶來(lái)清晰度大幅提升的同時(shí)，數(shù)據(jù)量也較高清標(biāo)清大幅增加。為了更高效地傳輸4K乃至8K超高清電視節(jié)目，ITU及我國(guó)AVS標(biāo)準(zhǔn)組織均開(kāi)發(fā)了下一代的視頻編碼技術(shù)。

ITU-T VCEG繼H.264/AVC之后制定了最新的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)——H.265，H.265標(biāo)準(zhǔn)圍繞著現(xiàn)有的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264，對(duì)相關(guān)技術(shù)加以改進(jìn)，使用新的方法以改善碼流、編碼質(zhì)量、延時(shí)和算法復(fù)雜度之間的關(guān)系，使編碼達(dá)到最優(yōu)化設(shè)置，提升了編碼效率,支持4K、8K超高清視頻的傳輸編碼需求。

我國(guó)AVS標(biāo)準(zhǔn)工作組在AVS+的基礎(chǔ)上，制定了性能翻倍的AVS2.0標(biāo)準(zhǔn)。AVS2.0將繼續(xù)采用混合編碼方案，在保證支持超高清編碼的基礎(chǔ)上，更注重提高編碼效率和降低編碼過(guò)程的復(fù)雜度。

圖9 H.265和H.264編碼標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵參數(shù)的對(duì)比

2.6 超高清音頻處理技術(shù)

超高清電視技術(shù)的出現(xiàn)提升了消費(fèi)者的視覺(jué)體驗(yàn)，同時(shí)這也為電視伴音創(chuàng)造了研制新技術(shù)、提高伴音質(zhì)量、提升音響體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，進(jìn)而為消費(fèi)者提供卓越的視音體驗(yàn)。

超高清電視的整體體驗(yàn)和伴音質(zhì)量應(yīng)當(dāng)以其視覺(jué)體驗(yàn)為標(biāo)桿,進(jìn)行提升與改進(jìn)。而現(xiàn)實(shí)是5.1聲道質(zhì)量的音頻信號(hào)和立體聲還將繼續(xù)做為電視伴音進(jìn)行傳輸。除了現(xiàn)有的音頻格式之外，業(yè)內(nèi)還出現(xiàn)了一些較新的音頻系統(tǒng)，如22.2聲道系統(tǒng)。