超高畫質電視
超高畫質電視（UHDTV, Ultra High Definition Television），又稱為Ultra HDTV、4320p、8K解析度及UHDV（Ultra High Definition Video）。是一種實驗中的數位視訊標準，由日本放送協會（NHK）、英國廣播公司（BBC）及義大利廣播電視公司（RAI）等機構所倡議推動。NHK提議將超高畫質電視稱為Super Hi-Vision（SHV）。
超高畫質電視主要規格：
- 解析度 7,680 × 4,320 畫素（16:9）（大約 33.2 百萬畫素）
- 色彩深度： 12-bit per channel
- 色彩範圍： Rec. 2020
- 影格速率： 每秒120幀（逐行掃描）
- 音訊： 最高22.2ch
- 9 — above ear level (top layer)
- 10 — ear level (middle layer)
- 3 — below ear level (bottom layer)
- 2 — low frequency effects
- 頻寬：
- UHF - 8 MHz, 35~45Mbit/s（RAI DVB-T2測試）
- Ku頻 - 2x36MHz transponders, 140~150Mbit/s（DVB-S2）
- Ka頻 - 600 MHz, 500~6600Mbit/s
2018年12月1日，NHK BS8K正式開播，成為世界上第一個開播的8K超高畫質電視頻道。[1]
「UHD聯盟」是一個由內容創作者，分銷商和硬件製造商組成的行業聯盟，在2016年消費電子展（CES）新聞發布會上宣布其「超高清高級」規範，該規範定義了分辨率，位深度，色域，高-超高清（UHDTV）內容和顯示器所需的動態範圍成像（HDRI）和渲染（HDRR），以攜帶其超高清高級徽標。
歷史
NHK首先於2005年的愛知博覽會展示此技術，並於同年11月以光纖網路及DWDM傳輸技術將UHDTV轉播至260公里外的地方。2006年底的NHK紅白歌合戰（日語：紅白歌合戦）藉由IP網路將UHDTV畫面從東京傳送到500多公里遠的大阪，在一面450英吋（11.4公尺）的螢幕實況播出[2]。未壓縮的20分鐘UHDTV節目會佔用4TB的儲存空間。
UHDTV的最終目標是能普及於每一家庭，預計於2016年至2020年間可達到，但還要視科技進展而定，如傳輸高頻寬的技術進展、處理UHDTV視訊的能力等。[3]
2012 年的國際消費電子產品展覽會（CES）上，部分廠商在展出其次世代顯示設備時使用了「4K」一詞。2012年4月，韓國四家主要電視台(KBS、MBC、SBS和EBS)使用66頻道試播4K節目，但此時4K的相關標準尚未確定。
2012年8月23日，國際電信聯盟（ITU）發布了超高清電視的國際標準：ITU-R Recommendation BT.2020 （ITU-R BT.2020），標誌4K電視開始步入正軌。
2013 年的 CES 展會上，越來越多的廠商開始使用「超高清分辨率」（UHD）來取代「4K」一詞。「超高清分辨率」英文原文為「Ultra High Definition」，縮寫為UHD或UltraHD，是國際電信聯盟（ITU）定義的術語。[4]
NHK BS8K於2018年12月1日開播，是世界第一個8K解析度的電視頻道。
2021年2月1日，中華人民共和國中央廣播電視總台試播8K超高清頻道[5]，後於2022年1月24日正式開播。截至2022年底，中國大陸開辦有4K超高清電視頻道8個，8K超高清電視頻道2個。[6]
技術細節
分辨率
超高畫質定義了兩種分辨率：
- 4K UHDTV（2160p）的寬高為3840×2160。總像素數是FULL HD的4倍。
- 8K UHDTV（4320p）的寬高為7680×4320。總像素數是FULL HD的16倍。
4K/8K國家規範
中國大陸
2017年11月，國家新聞出版廣電總局發布行業標準《GY/T 307-2017超高清晰度電視系統節目製作和交換參數值》，使用重新起草法修改採用ITU-R BT.2020-2《超高清晰度電視系統製作和國際間節目交換參數值》，規定了超高清晰度電視（UHDTV）系統節目製作和交換中所涉及的基本參數值。[7]
2018年8月，國家廣播電視總局發布的《4K 超高清電視技術應用實施指南（2018版）》對 4K超高清電視節目制播、編碼、傳輸、解碼、顯示等各個環節的技術參數選擇和應用提出了指導意見。要求：[8]
- 機頂盒適配
4K 超高清電視機頂盒應支持 AVS2 標準，支持 3840×2160 分辨率、50 幀/秒幀率、 10 比特量化精度、BT.2020 色域、顯示峰值亮度 1000 cd/m2 的 HDR 視頻解碼，支持立體聲或5.1 環繞聲解碼輸出，有條件的可支持三維聲解碼輸出，支持音頻碼流透傳，支持 HDMI2.0 及以上接口並考慮相關內容保護機制。
- 網絡傳輸
衛星分發網絡傳輸可採用QPSK調製方式，通過36MHz轉發器傳輸1路4K 超高清電視；可採用8PSK調製方式，通過18MHz傳輸帶寬傳輸 1路 4K 超高清電視。
有線電視網絡傳輸可採用DVB-C 64QAM 或256QAM調製方式，在1個頻點8MHz內至少能滿足1路4K 超高清電視傳輸帶寬。
IPTV 網絡傳輸採用專門的視頻網絡通道傳輸4K 超高清電視節目流，1路視頻的壓縮碼率應不低於36Mbps。
2019年12月，國家廣播電視總局發布《超高清視頻標準體系建設指南（2019版》，指出超高清視頻具有 4K（3840×2160 像素）或 8K（7680×4320 像素）分辨率。[9]
2020 年 5 月，國家廣播電視總局發布《4K超高清電視節目製作技術實施指南（2020版）》，涉及的4K超高清電視節目技術參數為3840×2160/50P/10bit，BT.2020色域，HLG/PQ HDR。[10]
2023年11月，國家廣播電視總局發布了4K 超高清音視頻行業標準、AVS3 8K 超高清編碼器和解碼器技術行業標準：
- 4K音視頻標準
視頻的分辨率應為3840像素×2160像素，寬高比應為16:9，幀率應不低於50fps，量化精度應為10bit，應採用GB/T 41809—2022色域、GB/T 41808—2022高動態範圍（HDR），可支持GY/T 358—2022規定的HDR視頻顯示適配。參照AVS2編碼，有線數字電視和IPTV4K超高清頻道視頻編碼碼率應不低於36Mbps，互聯網電視4K 超高清視頻編碼碼率不低於15Mbps。
音頻應支持立體聲或5.1環繞聲，有條件的可支持三維聲。立體聲音頻編碼碼率應不低於256kbps，5.1環繞聲音頻編碼碼率應不低於448kbps（互聯網電視不低於256kbps），採樣率應為48kHz（互聯網電視不低於44.1kHz），三維聲解碼應符合GY/T 363 —2023的規定。[11][12][13][14]
- 8K編碼要求
視頻編碼要求，AVS3 編碼方式最大碼率應不低於120Mbps。編碼後的碼流視頻格式水平尺寸7680 像素，垂直尺寸4320 像素，寬高比 16:9，幀率50Hz/100Hz/120Hz ，色度格式 4:2:0，採樣精度10bit，應支持 GB/T 41809—2022 規定的色域，可手動設置輸出碼流中的色域標識，動態範圍應支持 GB/T 41808—2022 規定的非線性轉換函數，可設置輸出碼流的非線性轉換函數標識，可支持 GY/T 358—2022 規定的元數據，GOP 長度應支持 48 幀，8 幀～96 幀可調（步長為 8 幀），CBR 編碼應支持 CBR 碼率模式。
音頻編碼應支持 5.1 環繞聲編碼信號解碼及下混輸出雙聲道立體聲，可支持 GY/T 363—2023 中 5.1.4 三維聲音頻編碼信號解碼。典型碼率支持256kbps，採樣率應為48kHz，採樣精度16bit。[15][16]
參見
註解
參考資料
- ^ NHK to Bring World's First 8K Broadcasting Service. ABU. 2018-11-26 [2018-12-01]. （原始內容存檔於2018-12-01） （英語）.
- ^ Super Hi-Vision live relay over IP. NHK. 2007-04-03 [2008-01-15]. （原始內容存檔於2012-05-26）.
- ^ 存档副本. [2010-11-20]. （原始內容存檔於2011-07-16）.
- ^ 超高清4K是什么？. www.asmag.com.cn. 2016-05-03 [2024-02-05]. （原始內容存檔於2024-02-05）.
- ^ 黃佐春. 中央广播电视总台8K超高清频道试验开播. news.cctv.com. [2021-02-01]. （原始內容存檔於2021-02-13）.
- ^ 2022年全国广播电视行业统计公报. 國家廣播電視總局. 2023-04-27 [2024-02-04]. （原始內容存檔於2024-02-04）.
- ^ 行业技术标准 GY/T 307-2017 超高清晰度电视系统节目制作和交换参数值. 國家廣播電視總局. 2020-04-28 [2024-02-05]. （原始內容存檔於2024-02-05）.
- ^ 国家广播电视总局关于印发《4K超高清电视技术应用实施指南（2018版）》的通知. 國家廣播電視總局. 2018-08-23 [2024-02-05]. （原始內容存檔於2024-02-05）.
- ^ 广电总局科技司关于对《超高清视频标准体系建设指南（2019版》进行公示的通知. 國家廣播電視總局. 2020-01-03 [2024-02-05]. （原始內容存檔於2020-01-31）.
- ^ 国家广播电视总局办公厅关于印发《4K超高清电视节目制作技术实施指南（2020版）》的通知. 國家廣播電視總局. 2020-06-01 [2024-02-05]. （原始內容存檔於2024-02-05）.
- ^ 行业技术标准 GY/T 382-2023《互联网电视业务技术要求》. 國家廣播電視總局. 2023-11-27 [2024-02-04]. （原始內容存檔於2024-02-04）.
- ^ 行业技术标准 GY/T 381-2023《IPTV业务技术要求》. 國家廣播電視總局. 2023-11-27 [2024-02-04]. （原始內容存檔於2024-02-04）.
- ^ 行业技术标准 GY/T 380-2023《有线电视业务技术要求》. 國家廣播電視總局. 2023-11-27 [2024-02-05]. （原始內容存檔於2024-02-05）.
- ^ 国家广播电视总局关于发布《有线电视业务技术要求》等三项广播电视和网络视听行业标准的通知. 國家廣播電視總局. 2023-11-27 [2024-02-05]. （原始內容存檔於2024-02-05）.
- ^ 行业技术标准 GY/T 369—2023 AVS3 8K 超高清编码器技术要求和测量方法. 國家廣播電視總局. 2023-11-17 [2024-02-05]. （原始內容存檔於2024-02-05）.
- ^ 行业技术标准 GY/T 370—2023 AVS3 8K 超高清解码器技术要求和测量方法. 國家廣播電視總局. 2023-11-17 [2024-02-05]. （原始內容存檔於2024-02-05）.
