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【 NABShow】中国工程院丁文华:4K/UHD产业中的HDR、3D Audio技术及标准

日期: 2016-12-07 浏览次数: 343

中国工程院院士丁文华 
12月6日,2016 NAB Show Shanghai开幕式在中国上海浦东嘉里大酒店隆重举行。本次活动由国家对外文化贸易基地(上海)国际高科技文化装备产业基地(TCDIC)与美国国家广播电视业协会(NAB)联合主办,旨在为跨媒体行业奉上一场接轨国际智慧与创新的“盛宴”。会上,中国工程院院士丁文华发表了题为《4K/UHD产业中的HDR、3D Audio技术及标准》的演讲。
 
    丁院士指出,4K或UHD是广电领域下一步重要的发展方向。在技术的末端,整个超高清产业已经发生了非常大的变化。在今年的电视出厂数据中,4K的渗透率达到24%,而且通过各方面预测都能够证明一个事实,就是到2020年,4K以上的大屏渗透率会超过50%。
 
    谈到中国工程院下一步计划,丁文化院士透露他们还会往更高的帧率发展。现在的电影是24帧,未来将从4K分辨率开始进入到50P,往后还会达到100P的帧率,给受众提供更多沉浸式的体验。进入HDR时代,将打通整个端到端,全部支持十的五次方量级,高动态范围会通过一个光到电、电到光的变化,重新设计变换曲线并提高传输比特数,把大量原始内容传递到最终的电视机前。
 
    丁院士表示,现在的国际标准(ITUBT2100)在2016年7月已经确定下来,其中确定了两条曲线,一条来自美国公司提出的PQ,一条来自BBC和HK提出了HLG。其他标准,日本ARIB也在2015年发布STD-B67标准定义到HLG曲线,包括ATSC3.0,也制定了相关HDR的标准草案,正在进行最后的阶段。另外,DVB在十月刚刚通过发布A157的蓝皮书,把端到端系统层的方案做了确定。MPEG也已经做了HDR相关传输的建议和标准。
 
     在ITUBT2100标准中,定义了PQ实现的场景,通过前端的OETF,实际上有两条曲线进行兑现,一个是OOTF,还有EOTF的曲线兑现前端的OETF,末端的时候通过EOTF进行转换。
 
    2015年年底,工信部和广电总局已经成立了HDR,以及3DAudio标准专项组,专门制定中国HDR的下一步的技术标准,基本工作组工作了一年。目前在中国,HDR标准的需求通常被概述为以下四点:1、适用于UHD广播电视信号面向大尺寸家庭显示终端的应用,不包括手机、平板等小尺寸移动显示终端;2、需求涉及采集、制作、播出、分发、接收、显示等广播电视信号制作传输和处理的各个环节;3、应用领域包括有线电视、直播卫星、地面广播、IPTV和OTT等范围;4、目前不考虑蓝光介质存储应用。’
 
     丁院士提出,在UHD/4K制作场景方面,既要考虑信号的电视直播,同时也要考虑后期的制作,在输出格式上,还要保证输出可能还会包括关键的内容。在分发模式上,基于多种分发,他们的编码格式按照国家的规定将采用AVS2,这个性能经过测试达到现在HEVC的编码效率。
 
    HDR目前有两个阶段的部署方式,阶段一,市场上的主流4K显示设备仅支持SDR内容显示,少量新推出的4K显示设备可支持HDR内容显示,此阶段适用传输SDR + Metadata方式,保障市场上占大多数的4K SDR用户收视便利;阶段二,市场上主流4K显示设备支持HDR内容显示,尚存少量4K显示设备仅可支持SDR内容显示,此阶段适用传输HDR + Metadata方式,保障市场上占大多数的4K HDR用户收视便利。
 
     从国内情况来说,HEVC从2014年、2015年推向市场,如果HDR的标准到今年年底或者明年才出来的话,在市场上至少有三年的市场期,大量的4K电视机只支持SDR。但对于中国来说,因为现在4K并没有播出,而事实上也按照中国政府的要求,必须采用AVS2,明年才开始有终端芯片提供,这个时间点4K和HDR推进的市场是同步的,未必非要有第一阶段的过程。
 
    对于中国而言,实际的国情是,AVS2目前已经发布了行业标准,国标正在报批,终端解码芯片预计于2017年2季度上市,与HDR标准完成时间契合;终端市场上,目前市场上部分SDR终端可达到300至500nits亮度水平,如果采用阶段一,SDR信号可能无法完全发挥显示终端能力。其他在传输码率上,也有所限制,国内有线普遍采用DVB-C承载能力为每通道38Mbps,4K SDR码率建议为30、36或者42Mbps,HDR会在这个基础上上升20%,所以对于国内而言,需要在视频质量保障下确定适合码率。
 
     谈到相关的标准,丁院士表示部分工作目前已进入到方案的征集及评估阶段,希望能在明年第一季度拿出标准的草案。在3DAudio的发展历程中,丁院士讲到,3DAudio是从2000年开始被国际上的部分厂家提出的,目前相关国内厂家已经都在相关领域做了不少的技术尝试,不管是欧洲、美国还是日本,相关ITO的标准在制作端都已经形成。
 
    最后,丁院士总结到,相关的标准也已经同步起动了,这部分的工作征集方案已经全部过了,从一月份进行方案的评估,不晚于明年二季度提交方案的草案。实际上HDR和3DAudio是UHD非常重要的内容,不单单把清晰度提高,更多的是增加了更亮的亮度细节和暗部细节,产生了沉浸式临场的感觉,这样的发展实际上会大大的带动末端消费电子整个行业的发展。第二个是,标准AVS2会按照明年上半年的条件做,这是中国政府坚持在做的,这个标准的发布将会大大促进中国的UHD的发展。第三个是,尽管UHD已经来了,实际上对中国的现状来说,不是像高清式来了以后替代了原来的标清,UHD和现在的高清是一个长期五年十年并存的阶段,广电界会利用这个机遇,整体的促进UHD业务的发展。

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