邹峰：超高清电视发展现状
【慧聪广电网】2022年8月2日，在疫情防控的新形势下，为了共享资源、共克时艰，中国电子学会的两个分会——有线电视综合信息技术分会和广播电视技术分会首度牵手举办的第30届中国数字广播电视与网络发展年会暨第25届国际广播电视技术讨论会（CCNS&ISB 2022）在在历史文化名城安徽合肥盛大开幕。
国家广播电视总局一级巡视员、传输保障司副司长、中国电子学会广播电视技术分会主任委员邹峰
国家广播电视总局一级巡视员、传输保障司副司长、中国电子学会广播电视技术分会主任委员邹峰先生在会上做了主题为《超高清电视发展现状》的报告，他介绍了我国超高清电视发展政策和网络视听“十四五”科技发展规划、广播电视技术迭代实施方案、超高清视频产业发展行动计划、超高清视频标准体系建设指南等。
以下是本次报告的内容摘要：
一、超高清电视发展政策
近几年来，为了规范和推广超高清视频的发展和应用，广电总局等部门发布了六大文件来指导我国的超高清产业发展。
1、《广播电视和网络视听“十四五”科技发展规划》
2021年8月，国家广播电视总局 正式发布《广播电视和网络视听“十四五”科技发展规划》，它的总体目标是到 2025 年，超高清视频标准体系基本完善，地市级以上和较发达县级广播电视播出机构基本实现高清化，4K 超高清频道开办 20 个以上，主要网络视听机构视频服务全部高清化，具备 4K 超高清视频播出能力。
在发挥内容品质优势培育智慧广电新视听方面，要求即加快智慧广电视听节目技术迭代升级，推进节目内容形态创新，大力开展超高清视频、多维声、VR、AR、MR、360°全景视频、全息成像等新视听技术研究，建立新视听节目的拍摄、制作、存储、播出、分发、呈现全链条技术体系，向用户提供高品质视听服务，增强广播电视节目内容竞争力，引领文化新消费。
在提升高清、超高清节目技术质量方面，主要涉及四个内容。一是加快研发应用高分辨率、高动态范围、宽色域、高帧率等高技术格式的超高清视频技术，继续完善超高清标准体系，支持引导自主算法研究，重点解决超高清视频制作播出、超高速大容量存储、高速率网络分发、智能视频增强与修复等技术难题，引导产业链研制相关设备。
二是加快推进电视频道、网络视听节目全面高清化，调整开办 4K 超高清频道，开展 8K 超高清电视技术研究和试验。
三是支持超高清多业态内容研发和创新应用研发平台建设。
四是建立超高清视频技术质量监测/检测机制，推进超高清视频技术质量检测服务平台建设，推动超高清节目源端和用户端的视频质量评估，保障超高清节目播出与分发技术质量。
2、广播电视技术迭代实施方案（2020-2022年）
国家广播电视总局办公厅关于印发《广播电视技术迭代实施方案（2020-2022年）》，要求按照“4K 先行、兼顾8K”的总体技术路线，推进超高清视频技术创新和应用，促进4K/8K 超高清视频产业迭代创新和融合发展。一是推动高标清同播向高清化发展，逐步关停标清频道(2025年）；二是完善 4K/8K 超高清视频技术标准体系；三是加强 4K 制播能力建设，建立以云计算为技术支撑的 4K 云制播及特效服务平台，增强内容供给；四是推动有条件的广播电视台，在不增加现有频道的基础上，开播 4K 频道，开展 8K 制播试验，服务重大活动、综艺和体育赛事。
3、超高清视频产业发展行动计划（2019-2022年）
为贯彻落实党的十九大关于在中高端消费等领域培育新增长点、形成新动能的部署，推动超高清视频产业快速健康发展，工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台在2019年3月1日联合发布了《超高清视频产业发展行动计划（2019-2022年）》，即按照“4K先行、兼顾8K”的总体技术路线，大力推进超高清视频产业发展和相关领域的应用。2022年，我国超高清视频产业总体规模超过4万亿元，4K产业生态体系基本完善，8K关键技术产品研发和产业化取得突破，形成一批具有国际竞争力的企业。超高清视频内容资源极大丰富，网络承载能力显著提高，制播、传输和监管系统建设协同推进，产业发展支撑体系基本健全，形成技术、产品、服务和应用协调发展的良好格局。
4、超高清视频标准体系建设指南（2020版）
为发挥标准在超高清视频产业生态体系构建中的引领和规范作用，加快制造强国、网络强国、数字中国和文化强国建设步伐，工业和信息化部、国家广播电视总局2020年5月6日共同发布《超高清视频标准体系建设指南（2020版）》（下称《指南》），《指南》从超高清视频产业发展实际出发，坚持标准先行，建立覆盖采集、制作、传输、呈现、应用等全产业链的超高清视频标准体系，加强标准的统筹规划，鼓励国家标准、行业标准和团体标准协同发展，深化标准国际交流与合作，促进我国超高清视频产业健康可持续发展结合技术和产业发展实际，超高清视频标准体系框架主要由基础通用、内容制播、网络与业务平台、终端呈现、安全与监管、行业应用等六个部分组成，共涉及106项标准。
超高清实际应用中，发现在拍摄制作过程中，还存在流程不规范、技术质量不达标等问题，影响了4K超高清电视优质呈现；在SDR向HDR过渡阶段，4K超高清HDR和高清SDR同时制作的流程不统一，4K超高清电视 和高清电视质量参差不齐。为了指导电视台、内容生产商等开展4K超高清频道制播和内容生产，提高节目质量和制作效率，国家广播电视总局在2020年6月5日发布了《4K超高清节目制作技术实施指南（2020版）》（以下简科《实施指南》），《实施指南》规定了节目制作所用的参考电平、信号格式、信号监看等，对HDR和SDR之间的映射转换给出了建议，给出了HDR和SDR同时制作流程，已在总台、广东台等电视台中得到广泛应用。
二、超高清电视标准规范
在超高清电视的发展过程中，ITU、MPEG、DVB、SMPTE等国际标准组织开展了超高清标准的制定和研发工作，包括节目制作、压缩编码、接口等端到端各环节的标准。
1、基础通用标准。包括制式和参数规范、压缩编码、音视频质量评价、质量控制及显示健康等标准，主要规范超高清视频领域的素材交换和质量控制等。
2、内容制播标准。包括接口和文件格式、内容制作、播出分发、制播设备等标准，主要规范超高清视频内容制作及播出等。
3、网络与业务平台标准。包括业务平台与传输网络等标准，主要规范超高清视频的业务平台接口与传输等。
4、终端呈现标准。包括超高清电视机、机顶盒、投影机、虚拟现实显示终端、应用软件等标准，主要规范超高清视频终端呈现等。
5、安全与监管标准。包括超高清视频网络安全、监测监管相关标准，主要规范安全传输体系架构、应用软件安全、交互服务安全等。
6、行业应用标准。包括超高清视频在安防监控、文教娱乐、医疗健康、智能交通、工业制造等标准，主要规范超高清视频与重点行业领域的融合应用等。
邹峰表示，为了贯彻落实超高清标准体系建设指南，广电总局开展了超高清行业标准制定，目前已发布的超高清相关的广播电视和网络视听行业标准主要有13项，重点涉及超高清电视节目制作制作和交换参数、编解码、主客观评价、接口等，其他标准也在不断制定和完善中。
三、超高清电视技术研究与应用
经过几年来的研究与发展，中国的超高清电视技术研究与应用也取得了很多可喜的成绩。邹峰介绍了目前我国广播电视领域在超高清视频领域的六大成果。
成果一：确定了超高清和高清电视节目同播流程，一是使用超高清频道信号在播出端采用固定参数下转换高清信号进行播出，二是使用在媒资系统通过动态参数下转换的方式进行转码的文件进行播出。
其中，直播节目制播流程为：前期制作采用SDR调光，对于高清信号或素材，要在前期系统或者总控系统按照固定参数上转换的方式转换成超高清信号后，进入直播制作系统；4K/8K HDR信号直接用于超高清频道播出，高清频道的播出信号，是使用超高清频道信号在播出端采用固定参数下转换而来。
成果二：对HDR与SDR的电平映射关系进行了优化调整，明确4K HLG75%亮度电平对应 HD SD90%亮度电平，即79%HLG对应100%SDR，将HDR参考白电平定为79%HLG，在1000尼特监视器上，参考白亮度为260尼特，确保4K HDR与HD SDR同播时，均获得良好的节目技术质量。在确保超高清和高清图像质量的同时，提高了HDR图像的平均亮度，使HDR效果更加明显。消费端电视在超高清电视和高清电视上显示超高清节目和高清节目时获得统一的观感。
成果三：提出了HDR视频制作使用“HLG（窄范围）+超白”电平，使超高清节目大动态范围的场景下更好地展现高对比度的光影效果，保留更多HDR信息。
成果四：制定了中央广播电视总台CMG LUT（查找表）集，适配不同品牌型号转换器以及不同信号类型的转换，实现各设备间上下转换的一致性。
成果五：制定了4K超高清和高清节目同播相关设备参数集，确认了相关设备的4K HDR拍摄最佳设置参数集，以及下变换到HD SDR的最佳设置参数集。
成果六：VR视频FOV编码关键技术研究与实现。
四、我国超高清频道开播情况
从2018年总台建设第一个超高清频道起，截目目前，我国已经建成多个超高清频道，分别来自于中央广播电视总台、北京、广东、上海和杭州等地。
中央广播电视总台超高清频道：
2018年10月1日，CCTV-4K超高清频道正式开播，是国内首个上星超高清频道；
2021年10月25日，中央广播电视总台奥林匹克频道上星开播，以4K+高清同播模式24小时上星开路播出；
2022年1月24日，CCTV-8K超高清频道开播，百城千屏公共大屏项目同时启动。北京冬奥会期间，总台CCTV-8K超高清频道在北京和广东有线电视网进网入户，并在全国数百块超高清大屏上同步播出。
北京台超高清频道：
2020年12月30日，北京广播电视台冬奥纪实4K超高清频道在歌华有线电视网播出，覆盖北京市，并同步上星播出，覆盖全国，该频道是标清、高清和超高清同播频道。
2021年12月31日，北京广播电视台冬奥纪实8K超高清试验频道正式开播，在歌华有线电视网、IPTV平台传输分发，覆盖北京地区电视观众。冬奥会期间，8K试验频道作为科技冬奥5G+8K应用示范集成播控平台，转播赛事信号，播出精品节目。
广东超高清频道：
2020年6月8日，广州广播电视台南国都市4K超高清频道开播，是普粤语同播、面向粤港澳大湾区的4K频道。
上海超高清频道：
2020年7月15日，上海4K超高清付费频道欢笑剧场4K频道正式播出。
杭州超高清频道：
2021年9月10日，杭州市广播电视台“求索纪录4K”超高清付费频道正式开播。
五、超高清电视产业发展现状
邹峰表示，我国超高清产业链主要包括视频采集、制作、传输分发以及终端呈现等环节。其中具体情况如下：
视频采集
超高清视频采集需要记录的信息量和所产生的数据量巨大，对采集设备的要求极高。目前主要有摄像机、监视器、切换台、5G背包等设备用于超高清视频 采集，其中8K摄像机、监视器、切换台通常基于4链路12G SDI基带传输，5G背包采用8K深压缩编码格式传输。这些年来，国内厂商正逐步推出一系列的8K超高清视频采集产品，有效支撑了越来越多的8K超高清视频内容生产需要。
其中，国产8K电影级摄像机主要有卓曜 Kinefinity MAVO EDGE、Z CAM E2-F8 等。作为移动化 5G+超高清采集设备，5G背包在超高清现场直播、远程制作、现场信号回传等场景有着比较广泛的应用前景。国内高骏、当虹科技、数码视讯等企业均已发布了 5G超高清背包。
监视器、切换台：
超高清节目制作过程中切换台是必不可少的环节，从输入和 输出接口方面，目前国外厂商主流的 8K 切换台主要以 12G-SDI 接口 为主，并通过 4 链路 12G-SDI 方式进行信号的输入和输出，同时配置 8K 切换制作过程中辅助功能，包括 Tally 系统、CG 划像音频模块、 色彩校正功能等，完成 8K 直播节目的切换制作。目前国内厂商中科大洋、格非等厂商均推出了超高清 4K 一体化 切换台相关产品，同时也在开展 8K 切换台的研发。
目前京东方、康维讯等国内厂商已经具备了 8K 超高清监视器的 自主设计和制造能力，近两年均推出了 8K 超高清监视器产品。国产化 8K 监视器主要应用在 8K 视频的拍摄、制作、监测等环 节，能够较好的呈现出原始 8K 超高清视频的画质与参数，满足画面监视要求。
编解码器：
编解码算法作为音视频制作处理的核心，在整个制作流程中主要 涉及到的设备有编码器、解码器、和转码器，负责音视频的压缩编码、 解析、格式转换、同时也作为一种底层能力是其他编辑播出录制等环节和设备的有力支撑。
产品产业化方面，目前参与 8K 编解码器支持国产化编码标准 AVS3 的厂家偏少，已有一些基于 AVS2/H.265 算法的 8K 编解码器实现产品化。在产品架构方面，嵌入式硬件编解码产品的代表厂家包括数码视 讯、柯维新等，X86 服务器产品的代表厂家包括当虹科技、数码视讯等。
视频编辑系统：
超高清视频制作编辑作为超高清内容素材最主要的生产手段，涉 及到的产品主要包括快编生产系统、非线性编辑系统、视觉效果包装系统、视频剪辑软件等，国内相关企业主要有中科大洋、索贝、新奥特、当虹科技等。目前，相关 企业纷纷把研发重点放在8K视频编辑系统上。
终端呈现：
超高清视频的终端呈现设备主要包括机顶盒、电视机、投影仪等设备，涉及到的核心元器件主要有解码芯片及 显示面板等产品。当前阶段，4K超高清电视已逐步普及，8K 超高清终端呈现设备已经取得较大成果，特别是 8K 电视机，可选择的国产化品牌较多，价格也逐步降低。
邹峰也强调指出，中国超高清产业发展面临着很多问题。一是超高清产业各环节的发展相对不均衡，从全国范围看，终端呈现领域实力较强，显示面板具备多家全球领先企业，网络传输能力也已初步具备，但内容制作及部分前端制作环节面临挑战较大，8K超高清摄录设备及SoC芯片、编解码、感光芯片、光学器件等关键元器件仍主要由国外厂商主导。此外，我国在色度学、光电转换函数、音频处理算法等基础技术研究积累较少，在核心技术方面受制于人，8K创新应用场景探索仍有待加强。
二是以8K为代表的拍摄制作转播设备虽然已经克服技术瓶颈，实现了产品化，但是却依然面临“规模”和“成本”上的劣势，价格居高不下。
三是目前绝大多数内容制作人员缺乏相应的技术能力培训和提升，生产制作的超高清内容质量参差不齐，内容匮乏仍是产业发展面临的迫切问题。
四是目前尚未建立覆盖技术、产品、内容、服务、应用的8K标准体系，现有标准主要集中在信源编解码、显示终端等领域，信道、接口、安全、应用等相关标准仍处于探讨阶段。
五是目前云网边端协同一体化程度仍然较低，各大网络运营商在边缘计算节点部署方面进度仍较为缓慢，尤其是适配于8K超高清视频计算、渲染、存储能力的边缘节点较少，支撑8K产业发展的边缘侧短板明显，“云网边端”融合一体化基础设施建设仍亟待推进和完善。
邹峰会后表示，当前中国超高清电视发展成绩是鼓舞的，但也有许多问题需要，超高清产业的发展需要产业链同仁共同腾飞。
