超高清電視(UHDTV, Ultra High Definition Television),又稱為Ultra HDTV4320p8K解像度UHDV(Ultra High Definition Video)。是一種實驗中的數碼視像標準,由日本放送協會(NHK)、英國廣播公司(BBC)及意大利廣播電視公司(RAI)等機構所倡議推動。NHK提議將超高清電視稱為Super Hi-VisionSHV)。

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UHDTV決議顯示,相較於高清標準畫質格式。
Quick Facts

超高清電視主要規格

  • 解像度 7,680 × 4,320 像素(16:9)(大約 33.2 百萬像素)
  • 色彩深度: 12-bit per channel
  • 色彩範圍Rec. 2020
  • 幀率: 每秒120幀(逐行掃描
  • 音頻: 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
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NHK測試中的超高清電視攝影機
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顯示 Rec 的 CIE 1931 色彩空間圖。2020 年(UHDTV)外三角和 Rec 的顏色空間。內三角形中的 709 (HDTV) 色彩空間。Rec. 2020 和 Rec. 709 都使用 Illuminant D65 獲取白點。

2018年12月1日,NHK BS8K正式開播,成為世界上第一個開播的8K超高清電視頻道。[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)新聞發佈會上宣佈其「超高清高級」規範,該規範定義了解像度,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)和彩現(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月以光纖網絡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網絡將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視像的能力等。[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裝置時使用了「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)發佈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「超高清解像度」(UHD)來取代「4K」一詞。「超高清解像度」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解像度的電視頻道。

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

解像度

超高清定義了兩種解像度:

  • 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佈行業標準《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佈的《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援 AVS2 標準,支援 3840×2160 解像度、50 幀/秒幀率、 10 位元量化精度、BT.2020 色域、顯示峰值亮度 1000 cd/m2 的 HDR 影片解碼,支援立體聲或5.1 環繞聲解碼輸出,有條件的可支援三維聲解碼輸出,支援音頻碼流透傳,支援 HDMI2.0 及以上介面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調制方式,通過36MHz轉發器傳輸1路4K 超高清電視;可採用8PSK調制方式,通過18MHz傳輸頻寬傳輸 1路 4K 超高清電視。

有線電視網絡傳輸可採用DVB-C 64QAM 或256QAM調制方式,在1個頻點8MHz內至少能滿足1路4K 超高清電視傳輸頻寬。

IPTV 網絡傳輸採用專門的影片網絡通道傳輸4K 超高清電視節目流,1路影片的壓縮位元速率應不低於36Mbps。

2019年12月,國家廣播電視總局發佈《超高清影片標準體系建設指南(2019版》,指出超高清影片具有 4K(3840×2160 像素)或 8K(7680×4320 像素)解像度。[9]

2020 年 5 月,國家廣播電視總局發佈《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佈了4K 超高清音影片行業標準、AVS3 8K 超高清編碼器和解碼器技術行業標準:

  • 4K音影片標準

影片的解像度應為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),可支援GY/T 358—2022規定的HDR影片顯示適配。參照AVS2編碼,有線數碼電視IPTV4K超高清頻道影片編碼位元速率應不低於36Mbps,互聯網電視4K 超高清影片編碼位元速率不低於15Mbps。

音頻應支援立體聲或5.1環繞聲,有條件的可支援三維聲。立體聲音頻編碼位元速率應不低於256kbps,5.1環繞聲音頻編碼位元速率應不低於448kbps(互聯網電視不低於256kbps),取樣率應為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

影片編碼要求,AVS3 編碼方式最大位元速率應不低於120Mbps。編碼後的碼流影片格式水平尺寸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,應支援 GB/T 41809—2022 規定的色域,可手動設置輸出碼流中的色域標識,動態範圍應支援 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,可支援 GY/T 358—2022 規定的元數據,GOP 長度應支援 48 幀,8 幀~96 幀可調(步長為 8 幀),CBR 編碼應支援 CBR 位元速率模式。

音頻編碼應支援 5.1 環繞聲編碼訊號解碼及下混輸出雙聲道立體聲,可支援 GY/T 363—2023 中 5.1.4 三維聲音頻編碼訊號解碼。典型位元速率支援256kbps,取樣率應為48kHz,採樣精度16bit。[15][16]

參見

註解

參考資料

外部連結

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