UHDTV及其發(fā)展趨勢

UHDTV及其發(fā)展趨勢鐘智翔，理科實驗班，20091613310087卞佳磊，理科實驗班，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——高清電視1.標清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）圖像格式的擴展體系參數(shù)值》對SHV系統(tǒng)的圖像格式進行了標準化，同時，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）正式定為標準，ITU-RBT.2020建議定義了4K和8K的格式標準UHDTV是（UltraHighDefinitionTelevision）的簡寫，代表者“超高清電視”是HDTV的下一代技術。UHDTV是國際電信聯(lián)盟(ITU)日前擬定的一個關于超高清電視（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標準，這一技術現(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)容價值越來越大；2.高質(zhì)量的電視廣告、精品電視劇、MTV（MusicTelevision）及紀錄片對節(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、手機電視,IPTV（InteractivePersonalTelevision）等新媒體的沖擊，這些新媒體節(jié)目實時、互動、高時效的特點逐步成為觀眾的關注熱點；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、家用藍光盤的普及和數(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標準分辨率：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，新格式的目標是具有4000個掃描行。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膩。亮度系數(shù)：2020指定如果一個亮度信號（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，用研制的SHV設備樣機，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能夠增強觀眾的真實感和臨場感。發(fā)現(xiàn)當視角處于30～100弧度范圍，對應于觀看距離的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。當視角擴展到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感，觀看電視的視角應大于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置9個、10個和3個聲道，底層另加兩個低音效果聲道。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)繞聲技術和系統(tǒng)，MPEG也在制定相關的多聲道標準。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，動態(tài)圖像專家組（MPEG）正在制定的環(huán)繞聲標準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——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)率也要分別達到4Gbit/s和16Gbit/s。2010年，ISO/IEC活動圖像專家組（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)一個稱之為“高效視頻編碼（HEVC）”的下一代標準。該標準的要求是，與H.264高檔次對比，在保持計算復雜度基本一致，主觀圖像質(zhì)量相當?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標準看作是數(shù)字電視的第一代信源壓縮編碼標準，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準，H.264的碼率比MPEG-2下降了50%。HEVC標準可以看作是第三代編碼壓縮標準，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標準可壓縮至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接口標準的升級版本—DisplayPort1.2.新版本的傳輸標準在傳輸速度升級到單通道5.4Gbps，四通道合計達到21.6Gbps，可以傳輸分辨率為3840×2160的四倍超清視頻，同時可以傳輸3D數(shù)字信號。另外，新標準支持多臺顯示器同時輸出，包括同時傳輸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，其補償通道也實現(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的同時，得到更多的功能和便利。顯示器索尼在柏林國際消費電子展(IFA2012)上推出84英寸、分辨率達4K的超高清液晶電視，據(jù)悉這款電視型號為XBR-84X900，售價高達3萬美元夏普

夏普近日推出了首款基于超薄IGZO面板技術的32英寸顯示器，其分辨率達到了4K超高清標準（3840x2160），配備HDMI和DisplayPort接口，預計明年2月在日本上市，售價在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，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。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.價格昂貴超高清電視的問世，大尺寸、大屏幕，同時帶來的是震撼的價格。索尼上市的84英寸超高清電視，售價高達16萬9999元，幾乎是目前市場上最貴的價格；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寸三個尺寸，高端型的84英寸價格99999元，中高端型號65英寸市場售價39999元，而最小的50英寸市場價格是10999元。

2.資源少同時，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)量只有十幾個臺，并且收視費用比普通機頂盒的價格要高。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