2019-2020超高清视频标准化发展研究报告.docx

2019-2020超高清视频标准化 发展研究报告 二零一九年五月 3 目 录 前 言 . 4 一、 超高清视频概述 . 7 1.1 超高清技术概念 . 7 1.2 超高清技术特点 . 7 1.3 超高清视频发展现状 . 11 二、 超高清视频标准化现状 . 16 2.1 国际标准化组织现状 . 16 2.2 国外标准化组织现状 . 18 2.3 国内标准化现状 . 19 2.4 超高清视频标准需求分析 . 22 2.5 超高清视频标准化组织 . 23 三、 超高清视频标准体系 . 24 3.1 超高清视频标准体系结构 . 24 3.2 超高清标准体系框架 . 25 3.3 近期急需制定标准 . 28 四、 超高清视频标准化建议 . 31 附录 1：超高清视频产业链体系 . 33 附录 2：超高清视频国外标准明细表 . 34 附录 3：超高清视频国内标准明细表 . 44 前 言 近几年世界发达国家纷纷部署超高清视频产业，围绕超高清视频出台规划和政策，以超高清标准规范为抓手，加快促进超高清视频技术和产业发展。主要硬件企业不断加大资金和人力投入，抢占超高清视频发展制高点。我国高度重视 超高清产业，近年来，工业和信息化部联合国家广播电视总 局、广东省人民政府共同主办中国超高清视频 （ 4K）产业发 展大会，成立了中国超高清视频产业联盟，国家广电总局发 布了关于规范和促进 4K 超高清电视发展的通知和 4K 超高清电视技术应用实施指南，今年 3 月工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台三部门联合印发超高清视频产业发展行动计划（ 2019-2022 年 ）（工信部联 电子 2019 56 号 ）， 地方政府结合各自特点积极部署超高清产业，纷纷出台支撑政策。 随着媒介数字化技术的发展和人民的消费升级 , 信息 的获取渠道不断增多 ,其中视频需求量大大提升。除了传统的广播电视节目外，大到安防监控、远程医疗、工业可视化 检测等专用视频采集分析，小到微博、微信、短视频等自媒 体平台的视频内容传播，更丰富的信息承载量，更精良的画 质，更优的视觉体验成为业内关注焦点。在此背景下，视频技术正经历从高清向超高清的演进，超高清（ Ultra High Definition， UHD）视频产业面临全新机遇。 5 作为新一轮信息技术革命的主要方向，超高清视频产业涉及采集编播、内容分发、网络传输、关键芯片及显示终端等各个环节技术和硬件产品的升级换代，形成拉动经济的重要增长点。此外超高清视频还可以在文教娱乐、安防监控、医疗健康、智能交通、工业制造等行业领域得到广泛应用 ， 能够极大提高信息服务精准化水平，全面提升人民生活品 质。 标准化工作对超高清视频及其产业发展具有基础性、支撑性、引领性的作用，既是推动产业创新发展的关键抓手， 也是产业竞争的制高点。当前，在我国超高清视频相关产品和服务不断丰富的同时，存在标准化程度不足的问题。超高清视频产业覆盖面广，集成度高，虽然已具备一定的标准化基础，但这些分散的标准化领域不足以完全支撑整个超高清视频领域。另一方面，超高清视频属于技术变革新兴领域， 发展方兴未艾，从世界范围来看，标准化工作尚未形成完善标准体系，我国基本与国外处于同一起 跑线，存在快速突破的机会窗口。因此需快速布局，坚持标准先行，加快对超高清视频技术及产业发展的研究，系统梳理国内外先进标准， 研制覆盖采集、制作、传输、呈现、应用等全产业链的超高清视频产业综合标准化体系，以标准手段促进我国超高清视频技术、产业蓬勃发展。 本 报告 前期在工信部科技司、电子信息司的指导下， 6 依托全国音频、视频及多媒体系统与设备标准化技术委员会和超高清视频产业联盟，通过梳理超高清视频技术、应用和产业演进情况，分析超高清视 频的技术热点、行业动态，从 支撑超高清视频产业整体发展的角度出发，研究制定了能够 适应和引导超高清视频产业发展的标准体系，进而提出近期亟需研制的关键标准项目。 本 报告 仅针对目前超高清视频领域涵盖的技术热点 和产业情况进行分析，研究提出超高清视频全产业链标准体 系框架。超高清视频标准化工作尚处于起步阶段，本 报告 仅作为超高清视频领域技术、产业和标准化之间现状分析， 今后需不断修订完善。 本 报告 的意义在于与业界分享超高清视频领域研究 成果，呼吁社会各界共同加强超高清视频领域的技术研究、标准建设与服务应用，共同推动超高清视频产业发展。 7 一、超高清视频概述 1.1 超高清技术概念 超高清技术是高清技术的延伸，代表了近年来音视频产业发展的主要方向。与高清技术 （ 19201080 ，约 200 万个 像素 ） 相比， 4K（ 38402160 ，约 830 万个像素 ） 超高清像 素数为高清的 4 倍，理论清晰度为高清的 2 倍， 8K（ 7680 4320，约 3300 万个像素点 ） 超高清分辨率为高清的 16 倍， 理论清晰度为高 清的 4 倍。超高清视频提升了分辨率、亮度、色彩、帧率、色深、声道、采样率等指标，更高的技术指标， 给观众带来极为清晰、逼真和沉浸感的画面，也使音视频数据量成倍增长。 1.2 超高清技术特点 根据 ITU-R BT.2020超高清晰度电视系统节目制作和国际交换用参数值和 GY/T 307-2017 超高清晰度电视 系统节目制作和交换参数值规定，超高清图像的分辨率为 38402160 和 76804320 ，也就是我们俗称的 4K 和 8K。从电视终端角度讲，能够接收、处理和显示超高清节目的电视机称为超高清电视。 4K 超高清电视屏幕的分辨率为 3840 2160 像素，清晰度可达到 2160 电视线， 8K 超高清电视屏幕 的分辨率为 76804320 像素，清晰度可达到 4320 电视线。 8 图 1 超高清技术发展过程 1.2.1 清晰度大幅提升 直观来说，超高清给观众带来极为清晰的画面感受，清晰度大幅提高带来的画质改善非常明显。 图 2 清晰度对比 1.2.2 观看视野更大 在高清时代，根据人眼的生理特性，电视机的标准观看距离为 3 倍屏幕高度，低于标准距离观看画面会变粗糙。超高清相对高清清晰度大幅提升， 4K 超高清电视的标准观看距离为 1.5 倍屏幕高度， 8K 超高清电视的观看距离为 0.75 倍屏幕，视野角度大幅提升（水平视角：高清： 33 度， 4K 超 9 4K UHD FHD 高清： 61 度， 8K 超高清： 99 度），可以获得更好的临场感。 图 3 观看视野对比 1.2.3 色域空间更广 ITU-R BT.2020 标准规定了超高清电视系统的三基色参数，基于此得出的色域覆盖率达到 57.3%，而高清电视系统的色域覆盖率参数仅为 33.2%，色域覆盖率有了大幅提升。 图 4 色域空间对比 1.2.4 高帧率 根据 ITU-R BT.2020超高清晰度电视系统节目制作和 10 国际交换用参数值和 GY/T 307-2017 超高清晰度电视 系统节目制作和交换参数值规定，我国超高清视频采用逐 行扫描，帧率 50/100/120Hz(对国际标准 60Hz 不作要求 )， 相比高清的 50Hz 隔行扫描有了大幅提升，大大改善视频的平滑度，提高视频质量。 1.2.5 三维立体声 三维声在超高清视频方面为消费者带来全新的音频体验，具备沉浸感、个性化及一致性等特点。目前超高清三维声方案包括 MPEG-H 3D Audio 和 Dolby AC-4。三维声的声源除了能够在人耳高度的水平面定位之外，还可在其垂直面的任意位置进行定位，进一步提升了声场包围感；不同方案支持最多声道数量也有差异，例如 Dolby 最多支持 64 声道。以 GY/T 316-2018 中一种格式为例，超高清三维声音频制作播出格式采用 5.1.4 声道的扬声器布局，包含 10 个声道信号、 4 个对象 （ Object） 信号以及另外 2 个用于自由使用或者元数据传输的声道。 11 图 5 超高清三维立体声 1.3 超高清视频发展现状 和高清视频相比，超高清视频是未来消费电子产品主要发展方向，应用前景极为广阔。超高清视频需要更高的带宽、更大的存储容量和更好的硬件处理性能，目前我国超高清视 频产业发展基础仍不牢固，面临一定的挑战，亟需加强政策 引导、支持核心技术突破、提升公共服务能力、建立共有专利池，推动超高清视频产业发展。 1.3.1 国际发展情况 1. 全球主要媒体运营商积极部署超高清视频 日本在 2008 年国际广播电视博览会上已实现全球首次实时 4K 超高清电视系统演示，在伦敦奥运会、里约奥运会， NHK 进行了 8K 超高清电视录制和部分地区的实时转播。欧洲 2015 年 6 月推出首个 4K 超高清频道，截止目前共开播 23 个 4K 频道。美国 10 多家主要传统电视台和互联网新兴媒体等均开展了 4K 点播 /直播业务。