超高清數(shù)字電視關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)論文
摘要：在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步和發(fā)展的趨勢(shì)下，超清數(shù)字電視為使用者提供了十分優(yōu)質(zhì)的感官?zèng)_擊，同樣作為今后發(fā)展的主要形勢(shì)。超高清數(shù)字電視的興起和發(fā)展充分體現(xiàn)出電視行業(yè)的潛在能力，畫(huà)質(zhì)的整體質(zhì)量作為超高清電視的核心本質(zhì)內(nèi)容，在今后的發(fā)展過(guò)程中，其會(huì)憑借其優(yōu)質(zhì)、高清的畫(huà)質(zhì)，在激烈的競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)中站穩(wěn)腳跟。本文就針對(duì)超高清數(shù)字電視的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了有關(guān)分析和探討，希望為今后超高清電視行業(yè)的良好發(fā)展提供參考。
關(guān)鍵詞：超高清數(shù)字電視；關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展；趨勢(shì)
超高清數(shù)字電視可謂是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，經(jīng)過(guò)各種關(guān)鍵性技術(shù)，將電視的整體功能優(yōu)化。在超高清電視技術(shù)的設(shè)計(jì)和研究過(guò)程中，各項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)的使用均和電視的成功研究有著直接性關(guān)系�？稍诋�(dāng)下的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展過(guò)程中，要想將這些關(guān)鍵性技術(shù)真正意義的應(yīng)用上十分困難。本文研究就針對(duì)超高清數(shù)字電視的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了有關(guān)分析和探討，為今后超高清電視行業(yè)的良好發(fā)展奠定前提。以供讀者借鑒和參考。
一、分析超高清數(shù)字電視的關(guān)鍵技術(shù)
�。ㄒ唬┏咔逡曨l處理技術(shù)
以4︰4︰4為參照樣本，在4K模式下，超高清數(shù)字電視信號(hào)的起初數(shù)據(jù)比率在16Gb/s左右；而在8K模式下，起初數(shù)據(jù)為24Gb/s；以4︰2︰2為參照樣本，超高清數(shù)字電視信號(hào)的4K的數(shù)據(jù)率為16Gb/s；在8K模式下，起初數(shù)據(jù)為16Gb/s。假如在以上數(shù)據(jù)量下進(jìn)行傳輸工作，那么現(xiàn)有的壓縮編碼是不能有效展開(kāi)的，必須要經(jīng)過(guò)全新的方法開(kāi)展。為此，于2010年，有些有關(guān)視頻編碼專(zhuān)家和活動(dòng)圖像專(zhuān)家成立了一個(gè)聯(lián)合小組，將研發(fā)一個(gè)與超高清數(shù)字電視的壓縮編碼向符合的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，將其作為“高校視頻編碼”的第三代標(biāo)準(zhǔn)。相比H.264高檔次，該標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)要求就是在其之下，為了使其復(fù)雜程度的一致性得到保障，必須保證主管圖像質(zhì)量相同，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行開(kāi)展，將碼率降低50%。該組專(zhuān)家人員指出，假如在復(fù)雜的基礎(chǔ)上適當(dāng)提升，可確保碼率降低50%，這就說(shuō)明，4K模式下，30幀每秒的超高清視頻能夠經(jīng)過(guò)H.264標(biāo)準(zhǔn)的使用，將其在40Mb/s之內(nèi)壓縮，假如依照HEVC標(biāo)準(zhǔn)，可將其壓縮至20Mb/s之內(nèi)。
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在超高清電視中，音頻處理技術(shù)占據(jù)22個(gè)聲道，其中頂層就有9個(gè)，中間位置有10個(gè)；而在電視屏幕的下方就存在3個(gè)；還存在上中下三個(gè)立體環(huán)繞聲場(chǎng)，將這22個(gè)聲道有效地進(jìn)行布置，有效地將一個(gè)空間立體聲系統(tǒng)構(gòu)建出來(lái)。在以上基礎(chǔ)上，在3層聲場(chǎng)以下，增加2個(gè)低音聲道，則可構(gòu)建一個(gè)22.2系統(tǒng)。其相比現(xiàn)階段使用的7.1聲道，擁有三維立體化的優(yōu)點(diǎn)，能夠給使用者更加真實(shí)的感官?zèng)_擊感。在22.2聲道的中期，其音頻的數(shù)據(jù)率相比十分高。將每個(gè)聲道以48kb/s、24bit/s作為參考樣本，其音頻數(shù)據(jù)率為28Mb/s，雖然經(jīng)過(guò)音頻壓縮過(guò)后，但也在2.8Mb/s以上。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，站在專(zhuān)家的角度上講，22.2聲道播音系統(tǒng)，其整個(gè)聲場(chǎng)的布置不單單是普通適用的�；诖�，專(zhuān)家組人員對(duì)環(huán)繞聲標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效制訂，將后向兼容因素有機(jī)聯(lián)合，也就是對(duì)單聲道系統(tǒng)和現(xiàn)有的立體聲進(jìn)行有效更新和兼容。在進(jìn)行編碼時(shí)，經(jīng)過(guò)下混處理聲道空間和聲源強(qiáng)度的關(guān)系，將由于聲道音頻本身的數(shù)據(jù)率傳送減少，采用了提高少量的音源空間有關(guān)數(shù)據(jù)和信息，將新階段的音頻播放成效整體提高。
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�。�1）衛(wèi)星傳輸技術(shù)。在具體操作過(guò)程中，衛(wèi)星傳輸設(shè)備具有較高的覆蓋率和高效率，大部分運(yùn)營(yíng)商均會(huì)經(jīng)過(guò)這種方式將各種超高清信號(hào)傳輸出來(lái)，其中有些衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商基本上都完成了測(cè)試。比如，在2012年和2013年傳播、直播的4K格式比賽，就是運(yùn)用了日本的SKYPerfectJSAT。國(guó)內(nèi)的航天數(shù)字傳媒也將有關(guān)衛(wèi)星傳輸?shù)幕A(chǔ)4K方案發(fā)布出來(lái)，該方案能夠?qū)?4Mb/s的傳輸速率穩(wěn)定的推送出有關(guān)4K視頻內(nèi)容。而且在其他有些國(guó)家也進(jìn)行有關(guān)測(cè)試。
�。�2）地面?zhèn)鬏敿夹g(shù)。超高清在地面?zhèn)鬏敎y(cè)試上，其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)存在顯著的地域差異性，在美國(guó)、歐洲和日本這三個(gè)地方就存在三種標(biāo)準(zhǔn)。其中，日本的地面電視廣播網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要是采取ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)。于2014年，日本公司就將8K的超高清電視有關(guān)傳輸實(shí)驗(yàn)完成，并在ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)下，測(cè)試了4K超高清有關(guān)內(nèi)容。在歐洲主要應(yīng)用DVB-T地面電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)，在2014年法國(guó)、捷克、英國(guó)在這種標(biāo)準(zhǔn)下，也測(cè)試了4K超高清有關(guān)內(nèi)容。于2014年美國(guó)的Technicolor公司，經(jīng)過(guò)ATSC3.0規(guī)范，測(cè)試了無(wú)線傳輸?shù)?K超高清電視的功能。
�。�3）光纖傳輸技術(shù)。大容量作為光纖傳輸過(guò)程中的一個(gè)最大特征傳輸技術(shù)，其特征針對(duì)高數(shù)據(jù)率的超高清電視信號(hào)的進(jìn)步和發(fā)展，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。日本公司就是經(jīng)過(guò)光線，將不同形式的超高清電視傳輸實(shí)驗(yàn)有效實(shí)施和開(kāi)展，同時(shí)將短距離的傳輸設(shè)備進(jìn)行開(kāi)放。
�。�4）新興的傳輸渠道。在傳統(tǒng)的傳輸通道和廣播電視基礎(chǔ)上，有些企業(yè)也不斷開(kāi)拓了其他有關(guān)超高清傳輸渠道。第一，在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行超高清電視的傳輸測(cè)試不斷發(fā)展開(kāi)來(lái)，于2013年，日本的某家公司經(jīng)過(guò)IPTVIPv6網(wǎng)絡(luò)，在菲律賓和新加坡進(jìn)行了4K超高清電視節(jié)目的傳輸，確保每個(gè)接收點(diǎn)的視頻碼率均在120Mb/s以上。我國(guó)在2013年4月，經(jīng)過(guò)IPTV網(wǎng)絡(luò)寬帶播出了4K節(jié)目，將一個(gè)百兆的傳輸速率轉(zhuǎn)變?yōu)?0in的測(cè)試環(huán)境構(gòu)建。與此同時(shí)，在互聯(lián)網(wǎng)形勢(shì)下，將4k串流技術(shù)不斷應(yīng)用和發(fā)展到不同國(guó)家的小范圍區(qū)域當(dāng)中。比如，美國(guó)的ElementalTechnologies集團(tuán)和YouTub1e集團(tuán)就經(jīng)過(guò)HEVC編碼技術(shù)和VP9編碼技術(shù)，不斷進(jìn)行了4K串流技術(shù)實(shí)驗(yàn)。另外，于2014年，波蘭公共廣播機(jī)構(gòu)TVP也開(kāi)展的在HbbTV傳輸基礎(chǔ)上的4K信號(hào)，其主要范圍就是在歐洲區(qū)域內(nèi)，將混合廣播以另一種超高清傳輸渠道創(chuàng)建出來(lái)。
（四）超高清電視顯示技術(shù)
只有擁有超高清信號(hào)處理、超高清信號(hào)接收和超高清面板等基本要素才能實(shí)現(xiàn)超高清的超高清顯示。驅(qū)動(dòng)接口作為顯示屏的'一個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)，其刷新率和傳輸速率對(duì)顯示成效直接影響�，F(xiàn)階段，經(jīng)常使用的驅(qū)動(dòng)接口只有V-by-One接口和傳統(tǒng)的LVDS接口兩種。另外一個(gè)重要的顯示器件就是芯片，主要完成圖像變換、圖像解碼、圖像顯示等功能�，F(xiàn)在的4K芯片已經(jīng)比較成熟，可實(shí)現(xiàn)超高清電視的超高清顯示。
二、4K超高清頻道的發(fā)展趨勢(shì)
目前，國(guó)內(nèi)的超高清傳輸測(cè)試已經(jīng)獲得了明顯的成效，超高清不斷推廣開(kāi)來(lái)，有些國(guó)家也建立了4K超高清節(jié)目頻道。在2014年，韓國(guó)是第一個(gè)上線有線電視頻道U-max超高清模式的，其能夠?qū)⑸习俜N高強(qiáng)節(jié)目呈現(xiàn)出來(lái)，含動(dòng)畫(huà)、各種紀(jì)錄片、體育賽事等。此時(shí)美國(guó)的DirecTV運(yùn)營(yíng)商，也開(kāi)始試驗(yàn)4K衛(wèi)星DirecTV-14，播放4K格式的紀(jì)錄片和電影。而在2015年，日本的SKYPerfectJSAT公司也構(gòu)建了4K超高清試驗(yàn)頻道，可現(xiàn)場(chǎng)直播各種電影、體育賽事等內(nèi)容。在2014年，我國(guó)也開(kāi)展了4K超高清有線電視頻道試播，主要播放了各種超高清風(fēng)光片和紀(jì)錄片等。
三、結(jié)束語(yǔ)
綜上而言，在新形勢(shì)的發(fā)展趨勢(shì)下，我國(guó)針對(duì)高清試驗(yàn)頻道尤為注重，可以這樣講，超高清電視已經(jīng)在國(guó)內(nèi)取得了明顯的成果。在超高清電視技術(shù)的設(shè)計(jì)和研究過(guò)程中，各項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)的使用均和電視的成功研究有著直接性關(guān)系。各種超高清頻道雖然已經(jīng)成熟，但是要想大范圍的應(yīng)用超高清電視，就需要進(jìn)一步努力。相信在一段時(shí)間后，超高清的各項(xiàng)技術(shù)和有關(guān)規(guī)范得到優(yōu)化和完善，可以推動(dòng)超高清數(shù)字電視良好、穩(wěn)定的發(fā)展。
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