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專利有質量，視頻更清晰

來源：中國知識產權報/中國知識產權資訊網

聯合技術攻關，制定產業標準，8K超高清電視頻道試播——

　　四大運營商、10個城市公共場所、35塊8K超高清戶外屏幕……2月1日至3月15日，中央廣播電視總臺（下稱總臺）8K超高清電視頻道試播，憑借超高清的顯示技術吸引了人們的眼球。這個國內首家8K超高清電視頻道，目前已經成功推出了春晚、元宵晚會等節目，標志著我國在超高清電視發展方面邁出關鍵的一步。

　　8K超高清電視跟以往的4K超高清電視有何不同？其背后有哪些專利技術？就這些問題，中國知識產權報記者采訪了總臺8K超高清電視播出試驗負責人趙貴華及總臺技術局高級工程師汪波，一窺其中的創新奧妙。

　　確立標準，推進發展

　　2月1日，總臺以IP網和5G網組播的方式開播了8K超高清電視試驗頻道，這是繼日本NHK之后全球開播的第二個8K超高清電視頻道。該試驗頻道采用SMPTE-2110國際標準進行無壓縮8K信號制作和播出，對比NHK通過衛星傳輸的8K超高清電視頻道，圖像質量更高，更有利于用戶接入和推廣應用。

　　2015年4月，日本公共廣播機構NHK在全美廣播協會大展NAB展會上提出了8K超高清技術部署規劃；2018年12月1日，NHK成功開播8K超高清電視頻道。近年來，隨著5G商用不斷鋪開，我國也加大了8K超高清電視研發力度，總臺8K超高清電視頻道的開播標志著相關技術逐步落地。在趙貴華看來，8K超高清技術的制播標準是頻道播出的保證，而8K電視轉播制作流程，正是研究8K內容采集及制作關鍵技術的基礎。

　　基于此，確立標準，勢在必行。為此，總臺聯合國內頂尖超高清產業單位，共同起草制定了《中央廣播電視總臺8K超高清電視節目制播技術要求（暫行）》（下稱《技術要求》），內容涵蓋了8K節目制播流程、視音頻基本技術參數、視音頻制作、總控系統、播出系統、播出信號編碼壓縮、分發、大屏幕顯示等多項技術要求，規范總臺8K超高清電視節目的制作、播出全鏈路，為8K超高清產業發展指引方向。

　　“今年1月25日，總臺正式發布《技術要求》后，8K超高清技術作為新一代技術，有了可操作的標準。也就是說，致力于進入8K超高清領域的企業，可以適配總臺的系統，進行解碼器、顯示屏等產品的生產。”汪波表示，未來，總臺還會陸續發布一些更詳細的制播規范，例如總控信號調度分發的技術要求等，為8K超高清技術與發展提供解決途徑，持續推動8K超高清產業發展。不僅如此，總臺還就8K超高清技術與相關公司形成規范。例如，總臺在信號處理、色彩呈現等技術對合作廠家提出明確要求，更好地保證了8K超高清電視頻道信號穩定、色彩無色差。

　　布局專利，協同研發

　　作為下一代超高清電視視頻技術，8K超高清電視跟以往的4K超高清電視有何不同？業內人士表示，8K電視與4K電視都是屬于下一代電視視頻技術，兩者的區別主要體現在分辨率上，前者是后者的4倍。早在2018年10月1日，總臺就開通了4K超高清頻道，采用了AVS2國家標準、國密算法的CA和國產編碼設備、自主芯片等，并提交了“一種4K視音頻信號的切換方法、裝置、系統及電子設備”（公開號：CN108540734A）、“4K節目制作方法及系統”（公開號：CN108540733A）、“4K節目監看方法及系統”（公開號：CN108600580A）等專利申請，從技術源頭上支撐我國視頻產業的健康發展，使我國音視頻技術和產業正式進入超高清和超高效的雙超時代。

　　萬事俱備，只欠東風。在4K超高清電視制播技術的基礎上，總臺以超高清音視頻制播與呈現國家重點實驗室為平臺，聯合浪潮集團、海信集團、京東方集團、大洋公司、北京格非等科研單位，協同研發了8K制播呈現全鏈路試驗系統，包括8K演播室和后期制作系統、8K IP主控調度分發系統、8K播出系統、8K AVS3編解碼系統、8K IP電視集成分發和接收系統。

　　值得一提的是，此次試驗播出首次將國產化的AVS3編碼應用到8K超高清電視頻道。據悉，為了提供更適合超高清、新一代視聽系統需要的高質量、高效率音頻編解碼標準，總臺聯合鵬程國家實驗室、華為海思公司和廣東超高清視頻創新中心共同研發，將播出高達2Gbps碼率的8K信號通過編碼器進行編碼壓縮，轉為120Mbps的傳輸碼率，并由四大運行商提供專線傳輸到全國各地，再通過解碼器將信號還原，最終實現各地戶外大屏幕的精彩呈現。

　　信號傳輸的問題順利解決了，但信號接收問題一度遭遇困境。據汪波介紹，在距離8K超高清電視頻道播出僅剩7天的時候，總臺卻還沒有適配8K LED大屏的接入轉換盒。時間緊，任務重，怎么辦？經過緊急研究，總臺聯合西安諾瓦星云科技股份有限公司和華為海思公司進行技術攻關，在短短5天內就完成匹配HDMI2.1和HDMI2.0轉換盒的定制和生產，滿足了終端呈現信號要求，并為總臺節約了數十倍的應用成本。“中國企業的敬業精神和創新速度令人敬佩！” 趙貴華感慨地說。

　　目前，總臺正在圍繞播出試驗過程中產生的研發成果提交專利申請，涉及8K信號調度和分發技術、8K伴隨4K多通道虛擬合成技術、基于國產化的8K播出控管監技術、8K編解碼技術、三維聲場制作環境選配等8K相關技術。未來，總臺將在攝像機、切換臺等處理設備方面繼續與相關企業合作研發，進一步完善8K超高清技術。

　　瞄準冬奧，服務大眾

　　“此次8K超高清電視試播不僅是小試牛刀，更主要目的是提前一年為2022年北京冬奧會的轉播練兵。”趙貴華介紹，總臺以北京冬奧8K超高清轉播為目標，承擔了科技冬奧重點專項“8K超高清數字轉播技術與系統項目”，將從關鍵技術、平臺構建、應用示范3個層次進行研發和實踐。

　　每一項技術的進步都需要循序漸進。趙貴華表示，在8K超高清電視頻道試播期間，為保證8K信號傳輸的穩定性與安全性，避免出現信號抖動、編解碼錯誤等問題，總臺采用5G+專線進行傳輸，并在前期做了大量的測試。同時，總臺還組建了專業團隊到各地去調試，查看8K超高清大屏的播出情況，確保每塊大屏實現高質量畫質呈現。

　　當然，“在做8K全鏈路播出試驗時，我們非常注重用戶的觀看體驗。”趙貴華表示，在8K試播期間，總臺根據用戶反饋，對8K超高清電視頻道進行了下一步工作部署：一是充實8K超高清節目內容，通過人工智能技術提升分辨率，把4K節目內容上升為8K內容；二是推進“4K進用戶家庭，8K進戶外屏幕”計劃，建設8K超高清電視公共服務平臺，爭取將今年歐洲足球錦標賽、東京奧運會以及明年北京冬奧會、冬殘奧會的信號送到各地戶外大屏幕展示呈現；三是完善舞美方面的相關標準，將在合適的時間正式開通8K超高清電視頻道；四是投入研發力量，在環繞聲基礎上增加三維聲形成360度的聲場，給觀眾帶來沉浸式、全方位的聲音體驗。

　　當前，總臺正在推進8K超高清電視進戶外大屏、進影院、進家庭。未來，總臺將繼續發揮在視音頻制作領域的技術優勢，加快推進總臺在超高清電視的創新發展，助力我國超高清電視產業快速發展。

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