UHDTV及其發(fā)展趨勢

UHDTV及其發(fā)展趨勢鐘智翔，理科實(shí)驗(yàn)班，20091613310087卞佳磊，理科實(shí)驗(yàn)班，20092113310032

韓冰之，電子1班，

200908013100651.電視系統(tǒng)的歷程黑白電視彩色電視數(shù)字電視第四代電視技術(shù)——高清電視1.標(biāo)清SDTV（StandardDefinitionTelevision）50萬像素（720×576或720×480）2.高清HDTV（HighDefinitionTelevision）100萬像素（1280×720）200萬像素（1920×1080）超高清電視UHDTV2006年發(fā)布的ITU-RBT.1769建議書《用于制作和國際節(jié)目交換的大屏幕數(shù)字成像（LSDI）圖像格式的擴(kuò)展體系參數(shù)值》對SHV系統(tǒng)的圖像格式進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)，NHK也于不久前向SMPTEI23工作組提交了特高清電視（UHDTV）的圖像格式草案《Ultra-highdefinitiontelevision–Imageparametervaluesforprogramproduction》國際電信聯(lián)盟（ITU，InternationalTelecommunicationsUnion）在2012年8月23日將超高清晰度電視（UHDTV）正式定為標(biāo)準(zhǔn)，ITU-RBT.2020建議定義了4K和8K的格式標(biāo)準(zhǔn)UHDTV是（UltraHighDefinitionTelevision）的簡寫，代表者“超高清電視”是HDTV的下一代技術(shù)。UHDTV是國際電信聯(lián)盟(ITU)日前擬定的一個(gè)關(guān)于超高清電視（UHDTV）規(guī)格的推薦草案，該草案規(guī)定了4K（3840x2160）和8K（7680x4320）超高清顯示屏的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這一技術(shù)現(xiàn)已問世。相對HDTV（HighDefinitionTelevision）有了更高的分辨率，更大的可視角度，帶了更強(qiáng)的視覺沖擊。UHDTV發(fā)展背景1.廣播電視超高速的發(fā)展，電視節(jié)目內(nèi)容不斷地創(chuàng)新，內(nèi)容價(jià)值越來越大；2.高質(zhì)量的電視廣告、精品電視劇、MTV（MusicTelevision）及紀(jì)錄片對節(jié)目信號質(zhì)量要求很高；3.目前傳統(tǒng)電視受到互聯(lián)網(wǎng)電視、手機(jī)電視,IPTV（InteractivePersonalTelevision）等新媒體的沖擊，這些新媒體節(jié)目實(shí)時(shí)、互動(dòng)、高時(shí)效的特點(diǎn)逐步成為觀眾的關(guān)注熱點(diǎn)；4.提高視覺沖擊力是傳統(tǒng)媒體提高競爭力的重要手段之一。5.隨著數(shù)字影院在國內(nèi)不斷地發(fā)展，電視機(jī)構(gòu)可以為數(shù)字影院提供內(nèi)容，并產(chǎn)生協(xié)同作用。近年來隨著大屏幕電視，包括3D顯示技術(shù)、家用藍(lán)光盤的普及和數(shù)字影院的快速發(fā)展，普通HDTV高清電視的圖像質(zhì)量已經(jīng)不能完全滿足要求，傳統(tǒng)電視的未來發(fā)展，要求影像具有更好的色還原質(zhì)量、更高的清晰度和電影一樣的視覺感受ITU-RBT.2020標(biāo)準(zhǔn)分辨率：2020定義了兩種分辨率：3840×2160和7680×4320?？v橫比為16:9，并使用正方形像素。幀率：UHDTV1和UHDTV2都采取逐行掃描方式，新格式的目標(biāo)是具有4000個(gè)掃描行。2020指定的幀速率為120P，60P，59.94P，50P，30P，29.97P，25P，24P，23.976P。只有漸進(jìn)式的幀速率是允許的。與目前被采用HDTV相比，UHDTV1和UHDTV2的每幀信息傳輸率分別提高到4倍和16倍。采用120Hz幀頻的UHDTV2，其每幀信息傳輸率接近每秒4G個(gè)像素。數(shù)字表示：2020定義的顏色深度為10位或12位。能獲得更豐富的色度，使圖像色彩變得更為細(xì)膩。亮度系數(shù)：2020指定如果一個(gè)亮度信號（Y’），它使用了的R'G'B'系數(shù)為0.2627，0.6780和0.0593。像素、視角和視距為了得出更好的視場角與視距，NHK以高清電視系統(tǒng)特性的研究成果為基礎(chǔ)，用研制的SHV設(shè)備樣機(jī)，做了一系列心理和生理的研究，肯定了超高清晰和很寬視野確實(shí)能夠增強(qiáng)觀眾的真實(shí)感和臨場感。發(fā)現(xiàn)當(dāng)視角處于30～100弧度范圍，對應(yīng)于觀看距離的0.75～3倍，觀眾總能具有臨場感，從而判定，SHV既適合于巨幕顯像，也適合于微型屏幕顯像。當(dāng)視角擴(kuò)展到80～100弧度之際，臨場感的提高量趨于飽和。目前的高清數(shù)字電視像素結(jié)構(gòu)是1920×1080，垂直視角大約為20°，水平視角大約為30°。根據(jù)人的視覺特性，為了享受臨場感和真實(shí)感，觀看電視的視角應(yīng)大于100°，觀看距離拉近到圖像高度的0.75倍左右。22.2環(huán)繞聲道22.2型多聲道聲音系統(tǒng)是依據(jù)這些條件研發(fā)而成的：在頂層、中間層和底層分別設(shè)置9個(gè)、10個(gè)和3個(gè)聲道，底層另加兩個(gè)低音效果聲道。把這一系統(tǒng)與雙聲道立體聲系統(tǒng)和5.1型環(huán)繞聲系統(tǒng)互相比較的主觀審聽試驗(yàn)證明，與后兩者相比，22.2型多聲道聲音系統(tǒng)的三維聲音能夠在更寬的聆聽范圍內(nèi)，產(chǎn)生更好的音質(zhì)、真實(shí)感和臨場感。

22.2聲道的音頻數(shù)據(jù)率不可小視，以每聲道48kbit/s、24bit采樣為例音頻數(shù)據(jù)率達(dá)到約28Mbit/s，經(jīng)過音頻壓縮后數(shù)據(jù)率也將超過2.8Mbit/s。目前Dolby和DTS（DigitalTheatreSystem）都在開發(fā)類似的多聲道立體環(huán)繞聲技術(shù)和系統(tǒng)，MPEG也在制定相關(guān)的多聲道標(biāo)準(zhǔn)。對于家用來說，22.2聲道播出系統(tǒng)的聲場布置要求未必普遍適用。因此，動(dòng)態(tài)圖像專家組（MPEG）正在制定的環(huán)繞聲標(biāo)準(zhǔn)SAC考慮了后向兼容，即可以兼容或更新已有的立體聲。下一代視頻編碼技術(shù)——HEVC編碼以4:4:4采樣為例，4k模式超高清數(shù)字電視信號圖像的原始數(shù)據(jù)率為（3840×2160pixel/幀）×（24bit/pixel）×（30幀/s），即大約6Gbit/s，8k模式的原始數(shù)據(jù)率則大約為24Gbit/s。以4∶2∶2采樣，4k和8k模式的數(shù)據(jù)率也要分別達(dá)到4Gbit/s和16Gbit/s。2010年，ISO/IEC活動(dòng)圖像專家組（MPEG）和ITU-T視頻編碼專家組（VCEG）聯(lián)合成立了視頻編碼聯(lián)合小組（JCT-VC），來開發(fā)一個(gè)稱之為“高效視頻編碼（HEVC）”的下一代標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的要求是，與H.264高檔次對比，在保持計(jì)算復(fù)雜度基本一致，主觀圖像質(zhì)量相當(dāng)?shù)那疤嵯?，將碼率下降50%。ITU-T視頻編碼專家組表示，在稍微增加復(fù)雜度的前提下，還可以將碼率下降到25%。如果把1995年頒布的MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)看作是數(shù)字電視的第一代信源壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)歷8年后，2003年頒布的H.264可以看作第二代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，H.264的碼率比MPEG-2下降了50%。HEVC標(biāo)準(zhǔn)可以看作是第三代編碼壓縮標(biāo)準(zhǔn)，HEVC的碼率將比H.264再下降50%或更多。這樣，對于4k模式30幀/s的超高清視頻，采用H.264標(biāo)準(zhǔn)可壓縮至40Mbit/s以內(nèi)，而采用HEVC可望壓縮到20Mbit/s以內(nèi)。超高清的主要接口方式DisplayPort接口標(biāo)準(zhǔn)的升級版本—DisplayPort1.2.新版本的傳輸標(biāo)準(zhǔn)在傳輸速度升級到單通道5.4Gbps，四通道合計(jì)達(dá)到21.6Gbps，可以傳輸分辨率為3840×2160的四倍超清視頻，同時(shí)可以傳輸3D數(shù)字信號。另外，新標(biāo)準(zhǔn)支持多臺顯示器同時(shí)輸出，包括同時(shí)傳輸2組分辨率為2560×1600的顯示信號，或者4組分辨率為1920×1200的顯示信號，其補(bǔ)償通道也實(shí)現(xiàn)高速化，支持USB數(shù)據(jù)和耳麥數(shù)據(jù)傳輸。HDMI（HighDefinitionMultimediaInterface）最新版本HDMI1.4的推出更將其顯示分辨率擴(kuò)大至影院級的4k×2k；最新加入的以太網(wǎng)通道、音頻回傳通道、3D支持、更多色彩空間和新接頭等新特性使其用戶在享受超清影音體驗(yàn)的同時(shí)，得到更多的功能和便利。顯示器索尼在柏林國際消費(fèi)電子展(IFA2012)上推出84英寸、分辨率達(dá)4K的超高清液晶電視，據(jù)悉這款電視型號為XBR-84X900，售價(jià)高達(dá)3萬美元夏普

夏普近日推出了首款基于超薄IGZO面板技術(shù)的32英寸顯示器，其分辨率達(dá)到了4K超高清標(biāo)準(zhǔn)（3840x2160），配備HDMI和DisplayPort接口，預(yù)計(jì)明年2月在日本上市，售價(jià)在45萬日元（約合5500美元）左右。三星公司在2012年發(fā)布新聞公報(bào)，宣布將從今年下半年起，出售其55英寸OLED型超高清電視顯像器具，其深度只有0.3英寸。LG公司設(shè)于紐約市的HDTVGenie公司的網(wǎng)站在2012年的CES上演了其8k級84英寸型超高清電視樣機(jī)。松下已經(jīng)開始100英寸的8k級超高清電視研發(fā)。JVC和NHK已研發(fā)成功符合8k級系統(tǒng)要求、緊湊而且節(jié)約成本的投影型監(jiān)視器。國產(chǎn)電視廠商康佳，創(chuàng)維，清華同方等也推出了各種高清顯示器。結(jié)論1.價(jià)格昂貴超高清電視的問世，大尺寸、大屏幕，同時(shí)帶來的是震撼的價(jià)格。索尼上市的84英寸超高清電視，售價(jià)高達(dá)16萬9999元，幾乎是目前市場上最貴的價(jià)格；據(jù)悉，LG方面在韓國最新上市的84英寸超高清電視，售價(jià)也要14萬元人民幣左右；國產(chǎn)品牌方面，創(chuàng)維在國慶前夕上市的三大系列超高清新品，涵蓋84寸、65寸、50寸三個(gè)尺寸，高端型的84英寸價(jià)格99999元，中高端型號65英寸市場售價(jià)39999元，而最小的50英寸市場價(jià)格是10999元。

2.資源少同時(shí)，目前高清頻道比較少。在現(xiàn)有的廣電節(jié)目體系中，高清頻道數(shù)量只有十幾個(gè)臺，并且收視費(fèi)用比普通機(jī)頂盒的價(jià)格要高。超高清電視屏幕物理分辨率提高4倍，雖然可以兼容全高清片源，但真正的4K片源極少。所以高清電視(HDTV)仍將是市場的主流,各種電視節(jié)目制作和成本都還以高清電視為主，超清電視的商業(yè)化還需要很長的時(shí)間。但電視產(chǎn)業(yè)一直以來便存在著彩電產(chǎn)品超前內(nèi)容市場，高清電視、互聯(lián)網(wǎng)電視、智能電視還是3D電視的發(fā)展都是如此。隨著技術(shù)