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DVB UHDTV下一阶段标准工作进展动态

DVB(欧洲数字电视标准组织)于2015年8月19日出版的DVB SCENE 9月刊(总第46期)刊登了由DVB商务组超高清晰度电视广播分组主席David Wood先生所撰写的“Dynamic Progress:Towards the Next Phase of DVB UHDTV”——《动态进展:面向下一阶段的DVB UHDTV》一文,介绍了DVB对于UHD-1(4K超高清晰度电视)广播传输标准两个阶段DVB UHD-1 Phase 1与DVB UHD-1 Phase 2的工作进展,并进行了相关展望,具有一定的参考价值。下文对其进行综合性的编译介绍。
 
David Wood先生首先指出,对于UHDTV(超高清晰度电视)及DVB(欧洲数字电视标准组织)而言,这的确是一个激动人心的时代!
 
ITU-R于2012年对超高清晰度电视格式的主要参数值进行了规范,发布了相关的ITU-R BT.2020标准。随后,DVB启动了UHDTV Phase 1(超高清晰度电视第一阶段)的标准化工作,聚焦于低于800万像素数的超高清晰度电视广播格式规范。ITU-R BT.2020标准对超高清晰度电视节目的制作与交换格式进行了规范,为DVB对超高清晰度电视传输系统技术参数的规范提供了重要参考。
 
在选择超高清晰度电视广播传输技术参数值时,需要考虑到节目制作本身的参数,而且还需要综合考虑这些限制性因素:提供超高清晰度电视服务的时间表、商用化解码器的可用性、与本地接收机终端设备相关的成本限制。
 
DVB对超高清晰度电视广播传输格式的初步规范被正式命名为“DVB UHD-1 Phase 1”,应DVB各个成员单位的要求,DVB的相关规划是:在2015年或者2016年,使UHD-1系统具备商用化能力。截至目前,已经有成员单位开始为其用户提供相关服务。
 
DVB UHD-1 Phase 1采用ITU-R BT.2020 UHD-1中所规范的格式之一:3840×2160p、60 fps。由于UHD-1终端设备的规模普及尚需时日,其就既可对超高清晰度电视原色信号进行解码,又可对ITU-R BT.709所规范的高清晰度电视原色信号进行解码。DVB建议终端设备制造商生产这样的显示器产品:将ITU-R BT.2020的原色映射至ITU-R BT.709显示屏。此外,面向下一代的传输格式,DVB还对通过附加方式提供更高帧率、具备临时可扩展能力的信号处理方式进行了建议。
DVB最初的相关考虑是,“DVB UHD-1 Phase 1”的下一个发展阶段是“DVB UHD-1 Phase 2”,其具备ITU-R BT.2020标准中所规范的更多技术特征,计划在2017年或2018年具备初步商用的能力。目前,“DVB UHD-1 Phase 2”正处于深入讨论的阶段。
 
ITU-R BT.2020标准对增强型的动态范围曲线进行了展望,其前提假设是每个人均同意将实际使用的一条或若干条曲线。这个解决方案的相关术语是“Extended Image Dynamic Range for Television(面向电视的图像动态范围扩展)”或者更为直接、简单的“HDR(High Dynamic Range,高动态范围)”。对于未来的超高清晰度电视机而言,这些新的动态范围或曲线将带来更逼真的视频图像再现——其将具有更高的“峰值亮度”(下一代电视机终端的发展趋势)。在未来,最暗的黑景色与最亮的白景色时间的亮度范围将会增大许多,从而使得电视视频图像给人的主观感觉是更为逼真。具有高动态范围的电视视频图像看上去会更为生动、闪耀。因此,“高动态范围”被视为UHD-1中“DVB UHD-1 Phase 2”格式的重要技术特征。
 
截止目前,业界尚未推出统一的EIDRTV/HDR标准,但是ITU-R与MPEG/ITU-T均正在对相关的候选方案进行评估。相关的候选解决方案包括两大类:PQ(Perceptual Quantizer,感知量化)及Log-Gamma(伽马对数)。在视频图像质量、节目制作的便捷程度、与现有系统的后向兼容性等方面,这两类候选解决方案均具备一定的优势。虽然目前尚无明确的时间表,但ITU-R、ITU-T及MPEG在2016年6月份之前作出最终的确认。此外,参与上述三大组织相关工作的公司基本上是相同的,所以,他们的工作进度可能没有太大的差距,甚至可能是同步的。届时,DVB会运用他们所得出来的结论对“DVB UHD-1 Phase 2”进行规范。
 
“DVB UHD-1 Phase 2”标准所应考量的另一大问题是HFR(Higher Frame Rates,更高帧率)。ITU-R BT.2020标准中对超高清晰度电视节目制作与交易换所规范的最大帧率为120 Hz。虽然具备高帧率特性的电视视频图像(UHD-1广播图像)可提高运动物体再现时的清晰度,但是却增大了用户终端侧解码器的实现复杂度——与视频帧率60 Hz的解码器终端相比,其需要两倍的内存带宽。这一问题需要在下一阶段的决策过程中予以重视。
 
此外,符合ITU-R BT.2020 UHD-1标准的音频系统也处于快速发展的阶段,ITU-R与MPEG均已在此方面取得了重大进展——前者的相关成果为ASS (Advanced Sound System,高级音频系统),而后者的相关成果为NGA (Next Generation Audio,下一代音频)。从而,就可以在分发/传输超高清晰度电视图像的同时,提供一些列的“sound elements(声音元素)”。这些声音元素可将为广大电视观众提供全新的音频收听感受——沉浸式音频服务,为用户营造环绕的三维立体声场;而且还可融入其他的一些特征来为用户提供个性化的音频服务,包括:根据具体房间的特定环境情况对超高清晰度电视的伴音效果自动进行调整、提供一些具有辅助性质的音频服务等。
 
最后,韩国与日本也正在为于2020年之前正式商用UHD-2(8K超高清晰度电视。3200万像素图像系统)服务而努力。
 
 
参考文献:
 
[1] David Wood. Dynamic Progress:Towards the Next Phase of DVB UHDTV [EB/OL].
https://www.dvb.org/resources/public/scene/dvb-scene46.pdf, 2015-08-19.
 
本文作者为上海情报服务平台兼职情报分析员

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