UHDTV及其发展趋势

UHDTV及其发展趋势钟智翔，理科实验班，20091613310087卞佳磊，理科实验班，20092113310032

韩冰之，电子1班，

200908013100651.电视系统的历程黑白电视彩色电视数字电视第四代电视技术——高清电视1.标清SDTV（StandardDefinitionTelevision）50万像素（720×576或720×480）2.高清HDTV（HighDefinitionTelevision）100万像素（1280×720）200万像素（1920×1080）超高清电视UHDTV2006年发布的ITU-RBT.1769建议书《用于制作和国际节目交换的大屏幕数字成像（LSDI）图像格式的扩展体系参数值》对SHV系统的图像格式进行了标准化，同时，NHK也于不久前向SMPTEI23工作组提交了特高清电视（UHDTV）的图像格式草案《Ultra-highdefinitiontelevision–Imageparametervaluesforprogramproduction》国际电信联盟（ITU，InternationalTelecommunicationsUnion）在2012年8月23日将超高清晰度电视（UHDTV）正式定为标准，ITU-RBT.2020建议定义了4K和8K的格式标准UHDTV是（UltraHighDefinitionTelevision）的简写，代表者“超高清电视”是HDTV的下一代技术。UHDTV是国际电信联盟(ITU)日前拟定的一个关于超高清电视（UHDTV）规格的推荐草案，该草案规定了4K（3840x2160）和8K（7680x4320）超高清显示屏的技术标准，这一技术现已问世。相对HDTV（HighDefinitionTelevision）有了更高的分辨率，更大的可视角度，带了更强的视觉冲击。UHDTV发展背景1.广播电视超高速的发展，电视节目内容不断地创新，内容价值越来越大；2.高质量的电视广告、精品电视剧、MTV（MusicTelevision）及纪录片对节目信号质量要求很高；3.目前传统电视受到互联网电视、手机电视,IPTV（InteractivePersonalTelevision）等新媒体的冲击，这些新媒体节目实时、互动、高时效的特点逐步成为观众的关注热点；4.提高视觉冲击力是传统媒体提高竞争力的重要手段之一。5.随着数字影院在国内不断地发展，电视机构可以为数字影院提供内容，并产生协同作用。近年来随着大屏幕电视，包括3D显示技术、家用蓝光盘的普及和数字影院的快速发展，普通HDTV高清电视的图像质量已经不能完全满足要求，传统电视的未来发展，要求影像具有更好的色还原质量、更高的清晰度和电影一样的视觉感受ITU-RBT.2020标准分辨率：2020定义了两种分辨率：3840×2160和7680×4320。纵横比为16:9，并使用正方形像素。帧率：UHDTV1和UHDTV2都采取逐行扫描方式，新格式的目标是具有4000个扫描行。2020指定的帧速率为120P，60P，59.94P，50P，30P，29.97P，25P，24P，23.976P。只有渐进式的帧速率是允许的。与目前被采用HDTV相比，UHDTV1和UHDTV2的每帧信息传输率分别提高到4倍和16倍。采用120Hz帧频的UHDTV2，其每帧信息传输率接近每秒4G个像素。数字表示：2020定义的颜色深度为10位或12位。能获得更丰富的色度，使图像色彩变得更为细腻。亮度系数：2020指定如果一个亮度信号（Y’），它使用了的R'G'B'系数为0.2627，0.6780和0.0593。像素、视角和视距为了得出更好的视场角与视距，NHK以高清电视系统特性的研究成果为基础，用研制的SHV设备样机，做了一系列心理和生理的研究，肯定了超高清晰和很宽视野确实能够增强观众的真实感和临场感。发现当视角处于30～100弧度范围，对应于观看距离的0.75～3倍，观众总能具有临场感，从而判定，SHV既适合于巨幕显像，也适合于微型屏幕显像。当视角扩展到80～100弧度之际，临场感的提高量趋于饱和。目前的高清数字电视像素结构是1920×1080，垂直视角大约为20°，水平视角大约为30°。根据人的视觉特性，为了享受临场感和真实感，观看电视的视角应大于100°，观看距离拉近到图像高度的0.75倍左右。22.2环绕声道22.2型多声道声音系统是依据这些条件研发而成的：在顶层、中间层和底层分别设置9个、10个和3个声道，底层另加两个低音效果声道。把这一系统与双声道立体声系统和5.1型环绕声系统互相比较的主观审听试验证明，与后两者相比，22.2型多声道声音系统的三维声音能够在更宽的聆听范围内，产生更好的音质、真实感和临场感。

22.2声道的音频数据率不可小视，以每声道48kbit/s、24bit采样为例音频数据率达到约28Mbit/s，经过音频压缩后数据率也将超过2.8Mbit/s。目前Dolby和DTS（DigitalTheatreSystem）都在开发类似的多声道立体环绕声技术和系统，MPEG也在制定相关的多声道标准。对于家用来说，22.2声道播出系统的声场布置要求未必普遍适用。因此，动态图像专家组（MPEG）正在制定的环绕声标准SAC考虑了后向兼容，即可以兼容或更新已有的立体声。下一代视频编码技术——HEVC编码以4:4:4采样为例，4k模式超高清数字电视信号图像的原始数据率为（3840×2160pixel/帧）×（24bit/pixel）×（30帧/s），即大约6Gbit/s，8k模式的原始数据率则大约为24Gbit/s。以4∶2∶2采样，4k和8k模式的数据率也要分别达到4Gbit/s和16Gbit/s。2010年，ISO/IEC活动图像专家组（MPEG）和ITU-T视频编码专家组（VCEG）联合成立了视频编码联合小组（JCT-VC），来开发一个称之为“高效视频编码（HEVC）”的下一代标准。该标准的要求是，与H.264高档次对比，在保持计算复杂度基本一致，主观图像质量相当的前提下，将码率下降50%。ITU-T视频编码专家组表示，在稍微增加复杂度的前提下，还可以将码率下降到25%。如果把1995年颁布的MPEG-2标准看作是数字电视的第一代信源压缩编码标准，经历8年后，2003年颁布的H.264可以看作第二代视频编码标准，H.264的码率比MPEG-2下降了50%。HEVC标准可以看作是第三代编码压缩标准，HEVC的码率将比H.264再下降50%或更多。这样，对于4k模式30帧/s的超高清视频，采用H.264标准可压缩至40Mbit/s以内，而采用HEVC可望压缩到20Mbit/s以内。超高清的主要接口方式DisplayPort接口标准的升级版本—DisplayPort1.2.新版本的传输标准在传输速度升级到单通道5.4Gbps，四通道合计达到21.6Gbps，可以传输分辨率为3840×2160的四倍超清视频，同时可以传输3D数字信号。另外，新标准支持多台显示器同时输出，包括同时传输2组分辨率为2560×1600的显示信号，或者4组分辨率为1920×1200的显示信号，其补偿通道也实现高速化，支持USB数据和耳麦数据传输。HDMI（HighDefinitionMultimediaInterface）最新版本HDMI1.4的推出更将其显示分辨率扩大至影院级的4k×2k；最新加入的以太网通道、音频回传通道、3D支持、更多色彩空间和新接头等新特性使其用户在享受超清影音体验的同时，得到更多的功能和便利。显示器索尼在柏林国际消费电子展(IFA2012)上推出84英寸、分辨率达4K的超高清液晶电视，据悉这款电视型号为XBR-84X900，售价高达3万美元夏普

夏普近日推出了首款基于超薄IGZO面板技术的32英寸显示器，其分辨率达到了4K超高清标准（3840x2160），配备HDMI和DisplayPort接口，预计明年2月在日本上市，售价在45万日元（约合5500美元）左右。三星公司在2012年发布新闻公报，宣布将从今年下半年起，出售其55英寸OLED型超高清电视显像器具，其深度只有0.3英寸。LG公司设于纽约市的HDTVGenie公司的网站在2012年的CES上演了其8k级84英寸型超高清电视样机。松下已经开始100英寸的8k级超高清电视研发。JVC和NHK已研发成功符合8k级系统要求、紧凑而且节约成本的投影型监视器。国产电视厂商康佳，创维，清华同方等也推出了各种高清显示器。结论1.价格昂贵超高清电视的问世，大尺寸、大屏幕，同时带来的是震撼的价格。索尼上市的84英寸超高清电视，售价高达16万9999元，几乎是目前市场上最贵的价格；据悉，LG方面在韩国最新上市的84英寸超高清电视，售价也要14万元人民币左右；国产品牌方面，创维在国庆前夕上市的三大系列超高清新品，涵盖84寸、65寸、50寸三个尺寸，高端型的84英寸价格99999元，中高端型号65英寸市场售价39999元，而最小的50英寸市场价格是10999元。

2.资源少同时，目前高清频道比较少。在现有的广电节目体系中，高清频道数量只有十几个台，并且收视费用比普通机顶盒的价格要高。超高清电视屏幕物理分辨率提高4倍，虽然可以兼容全高清片源，但真正的4K片源极少。所以高清电视(HDTV)仍将是市场的主流,各种电视节目制作和成本都还以高清电视为主，超清电视的商业化还需要很长的时间。但电视产业一直以来便存在着彩电产品超前内容市场，高清电视、互联网电视、智能电视还是3D电视的发展都是如此。随着技术