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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:
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。
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(日语: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 年的国际消费电子产品展览会(CES)上,部分厂商在展出其次世代显示设备时使用了“4K”一词。2012年4月,韩国四家主要电视台(KBS、MBC、SBS和EBS)使用66频道试播4K节目,但此时4K的相关标准尚未确定。
2012年8月23日,国际电信联盟(ITU)发布了超高清电视的国际标准:ITU-R Recommendation BT.2020 (ITU-R BT.2020),标志4K电视开始步入正轨。
2013 年的 CES 展会上,越来越多的厂商开始使用“超高清分辨率”(UHD)来取代“4K”一词。“超高清分辨率”英文原文为“Ultra High Definition”,缩写为UHD或UltraHD,是国际电信联盟(ITU)定义的术语。[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广播电视总台试播8K超高清频道[5],后于2022年1月24日正式开播。截至2022年底,中国大陆开办有4K超高清电视频道8个,8K超高清电视频道2个。[6]
超高畫質定義了兩種分辨率:
2017年11月,国家新闻出版广电总局发布行业标准《GY/T 307-2017超高清晰度电视系统节目制作和交换参数值》,使用重新起草法修改采用ITU-R BT.2020-2《超高清晰度电视系统制作和国际间节目交换参数值》,规定了超高清晰度电视(UHDTV)系统节目制作和交换中所涉及的基本参数值。[7]
2018年8月,国家广播电视总局发布的《4K 超高清电视技术应用实施指南(2018版)》对 4K超高清电视节目制播、编码、传输、解码、显示等各个环节的技术参数选择和应用提出了指导意见。要求:[8]
4K 超高清电视机顶盒应支持 AVS2 标准,支持 3840×2160 分辨率、50 帧/秒帧率、 10 比特量化精度、BT.2020 色域、显示峰值亮度 1000 cd/m2 的 HDR 视频解码,支持立体声或5.1 环绕声解码输出,有条件的可支持三维声解码输出,支持音频码流透传,支持 HDMI2.0 及以上接口并考虑相关内容保护机制。
卫星分发网络传输可采用QPSK调制方式,通过36MHz转发器传输1路4K 超高清电视;可采用8PSK调制方式,通过18MHz传输带宽传输 1路 4K 超高清电视。
有线电视网络传输可采用DVB-C 64QAM 或256QAM调制方式,在1个频点8MHz内至少能满足1路4K 超高清电视传输带宽。
IPTV 网络传输采用专门的视频网络通道传输4K 超高清电视节目流,1路视频的压缩码率应不低于36Mbps。
2019年12月,国家广播电视总局发布《超高清视频标准体系建设指南(2019版》,指出超高清视频具有 4K(3840×2160 像素)或 8K(7680×4320 像素)分辨率。[9]
2020 年 5 月,国家广播电视总局发布《4K超高清电视节目制作技术实施指南(2020版)》,涉及的4K超高清电视节目技术参数为3840×2160/50P/10bit,BT.2020色域,HLG/PQ HDR。[10]
2023年11月,国家广播电视总局发布了4K 超高清音视频行业标准、AVS3 8K 超高清编码器和解码器技术行业标准:
视频的分辨率应为3840像素×2160像素,宽高比应为16:9,帧率应不低于50fps,量化精度应为10bit,应采用GB/T 41809—2022色域、GB/T 41808—2022高动态范围(HDR),可支持GY/T 358—2022规定的HDR视频显示适配。参照AVS2编码,有线数字电视和IPTV4K超高清频道视频编码码率应不低于36Mbps,互联网电视4K 超高清视频编码码率不低于15Mbps。
音频应支持立体声或5.1环绕声,有条件的可支持三维声。立体声音频编码码率应不低于256kbps,5.1环绕声音频编码码率应不低于448kbps(互联网电视不低于256kbps),采样率应为48kHz(互联网电视不低于44.1kHz),三维声解码应符合GY/T 363 —2023的规定。[11][12][13][14]
视频编码要求,AVS3 编码方式最大码率应不低于120Mbps。编码后的码流视频格式水平尺寸7680 像素,垂直尺寸4320 像素,宽高比 16:9,帧率50Hz/100Hz/120Hz ,色度格式 4:2:0,采样精度10bit,应支持 GB/T 41809—2022 规定的色域,可手动设置输出码流中的色域标识,动态范围应支持 GB/T 41808—2022 规定的非线性转换函数,可设置输出码流的非线性转换函数标识,可支持 GY/T 358—2022 规定的元数据,GOP 长度应支持 48 帧,8 帧~96 帧可调(步长为 8 帧),CBR 编码应支持 CBR 码率模式。
音频编码应支持 5.1 环绕声编码信号解码及下混输出双声道立体声,可支持 GY/T 363—2023 中 5.1.4 三维声音频编码信号解码。典型码率支持256kbps,采样率应为48kHz,采样精度16bit。[15][16]