朱林 董寶燕

摘要：超高清數(shù)組電視能夠提供更加細(xì)膩的畫面，給用戶帶來更全面、優(yōu)質(zhì)的感官?zèng)_擊，是數(shù)字電視未來主要發(fā)展趨勢(shì)?；诖?，本文對(duì)超高清電視的視頻處理技術(shù)、音頻處理技術(shù)、電視傳輸技術(shù)、電視顯示技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：超高清；數(shù)字電視；技術(shù)探析

為獲得更加真實(shí)的臨場(chǎng)觀感以及視覺觀感，人類一直在追求更加清晰的圖像以及聲音。超高清數(shù)字電視通過各種關(guān)鍵技術(shù)的支撐，來提高圖像顯示效果以及電視機(jī)的整體功能，下文主要對(duì)超高清數(shù)字電視所采用的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。

一、視頻處理技術(shù)

4K超高清數(shù)字電視采用的初始數(shù)據(jù)比例較大，在4：4：4參照樣本下每秒約為6GB，而8K超高清數(shù)字電視采用的初始數(shù)據(jù)則達(dá)到了24GB。所以，應(yīng)對(duì)如此龐大的數(shù)據(jù)傳輸量，傳統(tǒng)的壓縮編碼顯然不能滿足超高清數(shù)字電視的要求，必須要對(duì)數(shù)字編碼技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新。對(duì)此，于2010年，相關(guān)視頻編碼專家開始對(duì)壓縮編碼進(jìn)行研究，高效視頻編碼（HEVC）又稱為H.265、MPEG-H part 2，在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生。該編碼技術(shù)適當(dāng)提高了編碼復(fù)雜程度，和AVC相比，該編碼能夠在相同質(zhì)量水平要求下，提供比AVC高出2倍的數(shù)據(jù)壓縮比。高效視頻編碼（HEVC）是AVC的拓展技術(shù)，二者的基礎(chǔ)技術(shù)都是通過比較視頻幀中的不同部分，來尋找到冗余區(qū)域（后續(xù)幀、單幀），然后再利用簡(jiǎn)單的原始像素來替代這些冗余幀[1]。它能有效支持8K超高清數(shù)字電視的分辨率，顯著提升了視頻質(zhì)量。

二、音頻處理技術(shù)

超高清數(shù)字電視共采用的音頻處理共有22個(gè)聲道，電視中間有10個(gè)，電視屏幕下方設(shè)置3個(gè)聲道，電視頂層設(shè)置有9個(gè)聲道，另外還有三個(gè)額外的立體聲聲道。通過22個(gè)聲道的組合，可構(gòu)成一個(gè)完善的空間立體聲場(chǎng)。另外，可在22個(gè)聲道的技術(shù)上，增設(shè)兩個(gè)低音聲道來完成22.2多聲道音響系統(tǒng)（前方聲場(chǎng)完全覆蓋屏幕區(qū)域聲場(chǎng)覆蓋圖像所涉及的所有方向，創(chuàng)造一個(gè)三維立體的聽覺沖擊為廣闊的聽音區(qū)域，用戶所處區(qū)域皆被該聲場(chǎng)所覆蓋），該系統(tǒng)播放的聲音細(xì)膩程度吹毛求疵，人耳幾乎無法分辨出真實(shí)聲音和該聲道系統(tǒng)聲音的差別，視聽效果極為震撼。22.2多聲道音響系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)率的要求比較高，以24bit/s、48kb/s為例，該系統(tǒng)中音頻數(shù)據(jù)率要求達(dá)到了28mb/s，即便是經(jīng)過壓縮技術(shù)進(jìn)行處理，音頻數(shù)據(jù)率要求也達(dá)到了2.8mb/s。

三、電視傳輸技術(shù)

1.光纖傳輸

光纖傳輸是一種以光為信息傳播介質(zhì)進(jìn)行傳輸?shù)囊环N技術(shù)，該技術(shù)能夠有效滿足視頻傳輸需求，在不利用中繼器的情況下，光纖傳輸最遠(yuǎn)所能達(dá)到的距離達(dá)幾十公里（實(shí)際數(shù)值會(huì)受周圍環(huán)境影響）。這對(duì)超高清電視傳輸來說有著重要意義。

2.衛(wèi)星傳輸

衛(wèi)星傳輸?shù)母采w面積比較廣，目前諸多運(yùn)營(yíng)商都利用衛(wèi)星傳輸實(shí)現(xiàn)了超高清信號(hào)的傳輸。比如，日本天空完美JSAT于2013年就利用衛(wèi)星傳輸完成了4K超高清信號(hào)傳輸比賽，而我國(guó)也陸續(xù)發(fā)布了衛(wèi)星傳輸4K傳輸技術(shù)方案。

3.地面?zhèn)鬏?/p>

地面?zhèn)鬏敿夹g(shù)會(huì)受區(qū)域影響，該技術(shù)有著較為明顯的區(qū)域差異。比如，美國(guó)所采用的是脫胎于當(dāng)下MPEG-2的ATSC 3.0，該技術(shù)支持H.265（HEVC）Main 10 Profile編碼（壓縮效率提升最高50%以上）以及視頻壓縮，可讓廣播上實(shí)現(xiàn)高達(dá)25Mbps的數(shù)據(jù)傳輸；日本則采用的是ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)，日本地面?zhèn)鬏敳痪窒抻跀?shù)字電視傳輸，同時(shí)該標(biāo)準(zhǔn)也囊括了聲音以及數(shù)據(jù)廣播[2]。

四、電視顯示技術(shù)

超高清電視想要真正達(dá)到卓越的顯示效果，實(shí)現(xiàn)超高清顯示功能，就需要在面板、數(shù)據(jù)處理、信號(hào)接收方面達(dá)到一定的要求。首先，分辨率為3840*2460的面板可稱之為超高清4K面板，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)，主流的4K面板分為ISP、VA兩種類型，面板的尺寸主要為65in、55in；其次，驅(qū)動(dòng)接口，目前較為常用的數(shù)據(jù)接口分為V-by-One、LVDS兩種，其中V-by-One的色彩為12bit，支持屏幕刷新率240hz，每秒數(shù)據(jù)傳輸速率為3.75Gb/s；LVDS是一種基于低壓差分信號(hào)的接口形式（低壓差分信號(hào)是一種電子訊號(hào)系統(tǒng)，可滿足現(xiàn)今對(duì)高效能資料傳輸應(yīng)用的需求，同時(shí)系統(tǒng)供電電壓減低到2伏特），LVDS支持傳輸速率為155Mbps，并且能夠讓信號(hào)在差分PCB線上以幾百M(fèi)bps的速率進(jìn)行傳輸，在實(shí)現(xiàn)了低壓標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了低功耗、低噪聲[3]。

結(jié)束語：

綜上所述，國(guó)內(nèi)外目前對(duì)超高清電視都極為重視，并且相關(guān)技術(shù)的研究也取得了顯著成效，超高清電視的視頻處理技術(shù)、音頻處理技術(shù)、電視傳輸技術(shù)、電視顯示技術(shù)越來越成熟，在不久的將來，超高清電視會(huì)逐漸普及，必將極大程度提升人們的視覺、聽覺體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]武其達(dá)，何小海，林宏偉，et al. 結(jié)合幀率變換與HEVC標(biāo)準(zhǔn)的新型視頻壓縮編碼算法[J]. 自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2018（09）：92-102.

[2]于斌. 淺談廣播電視傳輸技術(shù)措施[J]. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2017（1）：45-45.

[3]劉華鋒. 高速LVDS接口的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 科技視界，2018（09）：104-105+120.

（作者單位：河北廣播電視臺(tái)技術(shù)部）