A股5家上市險企去年保費收入增長0.03% 行業(yè)整體增速放緩
2021-01-25 10:16:24
8K電視普及面臨缺乏視頻源問題 芯片、算力還有待提高
2021-01-25 10:16:24 來源: 科技日報
8K電視就是屏幕圖像具有8K分辨率的電視，8K電視每幀圖像包含約3300萬像素，是4K電視的4倍。此外，它還具有高動態(tài)光照渲染，其豐富的顏色范圍囊括了自然界中的已有顏色和其他人工顏色，是現(xiàn)行電視行業(yè)技術(shù)的最高標準。
薛兵
江蘇省廣電總臺技術(shù)管理部主任
1月中旬，2021年國際消費類電子產(chǎn)品展覽會以線上方式舉行，8K電視成為影音智能產(chǎn)品領(lǐng)域的寵兒。索尼、海信、TCL、創(chuàng)維等知名電視品牌頻頻“秀肌肉”，展示8K電視新品或支持8K輸出的顯示技術(shù)、芯片技術(shù)。
雖然8K電視受到眾多行業(yè)大佬扎堆熱捧。不過，對于8K發(fā)燒友來說，擁有一臺物美價廉的8K電視的夢想可能沒那么快步入現(xiàn)實。雖然國內(nèi)外對超高清產(chǎn)業(yè)發(fā)展不乏扶持，但8K落地還面臨市場化選擇。知名管理咨詢機構(gòu)德勤公司研究人員分析，缺少內(nèi)容、成本較高、消費者很難區(qū)分8K和4K視頻等因素，使得8K電視“不太可能在2021年實現(xiàn)長足發(fā)展”。
然而，這并沒有影響業(yè)界對8K產(chǎn)業(yè)布局的信心。近日，專家接受科技日報記者采訪時表示，8K技術(shù)和產(chǎn)品在大型賽事、沉浸式娛樂、航空航天、精密醫(yī)療等領(lǐng)域有廣闊應用前景，不過在這之前還要經(jīng)歷核心器件的研發(fā)突破以及產(chǎn)業(yè)鏈的培育成熟。
受攝制裝備局限，8K視頻源匱乏
“8K分辨率指的是水平方向每行有7680個像素，垂直方向每列有4320個像素，8K電視就是屏幕圖像具有8K分辨率的電視，每幀電視圖像包含約3300萬像素，是4K電視的4倍。此外，它還具有高動態(tài)光照渲染(HDR)，其豐富的顏色范圍囊括了自然界中的已有顏色和其他人工顏色，是現(xiàn)行電視行業(yè)技術(shù)的最高標準。”江蘇省廣電總臺技術(shù)管理部主任薛兵告訴記者。
在東南大學電子科學與工程學院教授夏軍看來，“目前支持8K電視的顯示技術(shù)正逐漸成熟并走向市場。但8K電視推廣普及卻面臨著缺乏視頻源的問題，主要表現(xiàn)為拍攝、編碼等領(lǐng)域還缺乏技術(shù)、設備和內(nèi)容支撐。如果沒有8K內(nèi)容，再好的8K電視也很難找到用武之地”。
8K內(nèi)容匱乏，首先源自8K視頻攝制采集裝備的局限性。北京廣播電視臺朱江、柴焱在《國內(nèi)8K超高清發(fā)展及在IPTV落地前景》一文中指出，8K攝像機2012年起發(fā)展迅速，NHK、RED、日立、佳能、索尼、松下等都推出了8K攝像系統(tǒng)。但8K攝像機價格高昂，加上未經(jīng)壓縮的8K視頻占據(jù)存儲空間大，因此限制了8K設備的民用普及，目前只在國家級電視臺或大型影視制作公司使用。
薛兵表示：“8K圖像中每個像素點的亮度、顏色、灰度層次都比4K分辨率復雜得多，所以信息處理量更大。就攝像機的CMOS(互補金屬氧化物半導體)圖像處理器和光學鏡頭來說，現(xiàn)實畫面進入鏡頭后會發(fā)生畸變，特別是圖像邊緣會發(fā)生變形，需要用畸變校準技術(shù)進行圖像校正，再用數(shù)字信號處理技術(shù)將光信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，變成8K圖像。以往制作標清、高清圖像時，圖像像素較低，通過算法比較容易糾正，但現(xiàn)在同樣的成像面積上存儲的信息量劇增，需要補充、校正的信息就很多，這就對成像器件提出了更高的要求。”
想更加普及，芯片、算力還有待提高
圖像采集解決了從光信號到電信號的轉(zhuǎn)化，但這只是8K視頻顯示技術(shù)的一個環(huán)節(jié)。薛兵認為，在更多使用場景中，需要將8K視頻圖像進行傳輸、存儲、記錄，要順利完成這些工作，目前芯片的研發(fā)、計算的算力還亟待提高。
有數(shù)據(jù)顯示，長度為1分鐘左右的8K視頻，需占用194GB存儲空間。從2016年里約奧運會的數(shù)據(jù)來看，以8K視頻報道賽事，錄制20分鐘未經(jīng)壓縮的超高清視頻，大約占用了4TB的存儲空間，每分鐘視頻大概要占用200GB的空間，每秒鐘的視頻容量為3GB。
“這意味著編解碼、音視頻處理和存儲的信息量都加大了，如果芯片的處理能力跟不上，系統(tǒng)就會出現(xiàn)卡頓，例如多線程的并行帶寬不夠的話，當需要切換8K畫面時，就難以實現(xiàn)操作。”薛兵說。
一部8K影片或者視頻節(jié)目的播出，涉及8K視頻內(nèi)容攝影采集、生產(chǎn)、播出、傳輸、終端等各環(huán)節(jié)。隨著8K技術(shù)的不斷發(fā)展和在各重大活動中的落地使用，8K產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)正在逐步完善。
在超高清編碼標準方面，國內(nèi)目前已經(jīng)推出了AVS3新一代編碼標準，能夠支撐8K視頻編碼。數(shù)碼視訊于2019年8月發(fā)布了商用編碼器，海思于2019年9月發(fā)布了基于AVS3標準的8K/120P解碼芯片，可提供高質(zhì)低碼、低復雜度、適宜流媒體應用的解決方案。
但朱江、柴焱也發(fā)現(xiàn)，8K視頻所需的極大帶寬局限了其應用領(lǐng)域，盈利的商業(yè)模式尚不清晰，大部分8K編碼設備廠商投入較小，僅有少量基于AVS2/H.265算法的8K編解碼器實現(xiàn)產(chǎn)品化。
這些挑戰(zhàn)，也是我國超高清電視產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級所要攻克的難點、重點。《超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2019—2022年)》(以下簡稱《計劃》)中提出，到2022年，CMOS圖像傳感器、光學鏡頭、專業(yè)視頻處理芯片、編解碼芯片等核心元器件要取得突破，8K前端核心設備形成產(chǎn)業(yè)化能力，8K超高清電視終端銷量占電視總銷量的比例將超過5%。
民用尚需時日，但商用潛力巨大
缺乏原生拍攝的8K視頻，并不意味著現(xiàn)在的8K內(nèi)容就是一片荒原。全球知名管理咨詢機構(gòu)德勤的研究人員分析，短期內(nèi)可以通過倍線技術(shù)、重新錄制高清內(nèi)容、用戶自制內(nèi)容、8K游戲機等方式生產(chǎn)8K內(nèi)容。
“倍線系統(tǒng)可內(nèi)置于電視機中，利用人工智能算法和邊緣計算技術(shù)，將4K圖像轉(zhuǎn)換為8K圖像。借助倍線技術(shù)，電視能夠自主分析每一幀圖像，并應用人工智能技術(shù)識別其中多個對象。然后，倍線引擎通過恢復圖像邊緣，修復壓縮偽影，并盡可能精準地為每個像素著色，將4K圖像轉(zhuǎn)換為8K。”德勤研究人員表示。
不過在記者采訪過程中，多位專家指出，通過倍線技術(shù)轉(zhuǎn)換圖像的質(zhì)量還需逐步提升。“將2K、4K的像素提升為8K，有一些高頻信息會丟失，可能沒有真正的8K圖像那么細膩。”夏軍說。
在消費市場剛剛嶄露頭角的8K電視，如何以物美價廉的形式走進尋常百姓家，也不斷激發(fā)著南京理工大學教授徐勃的研發(fā)熱情。
“現(xiàn)在，大尺寸的8K電視，市場售價動輒兩三萬元，如何降低成本、同時保證高清低能耗，需要在科學源頭和技術(shù)工藝上不斷革新，發(fā)展新型超高清、低成本顯示技術(shù)。”徐勃說，他們正在研究超高清、超薄、低成本、大尺寸的柔性顯示技術(shù)，但研發(fā)才剛剛起步，技術(shù)成熟可能還需要等待10到15年的時間。
薛兵認為，8K內(nèi)容的分辨率、像素、色域等參數(shù)更高，即使切分成若干畫面，局部清晰度也會很高，對細節(jié)的呈現(xiàn)也很生動、豐富，將在眾多領(lǐng)域有著廣闊的應用場景。
“例如在景觀展示、大型賽事、太空探索、考古發(fā)掘、史料留存等領(lǐng)域，8K顯示技術(shù)有助于我們留存一些珍貴影像資料，以便于后續(xù)觀察分析;在醫(yī)療領(lǐng)域，像眼部手術(shù)這種精細的手術(shù)，醫(yī)生靠肉眼難以直接辨別的毛細血管，可以利用8K視頻對其進行放大觀察;8K顯示技術(shù)應用于人臉識別，識別準確率會更高。”對于8K技術(shù)的未來應用，薛兵信心滿滿。
“8K電視，甚至更高分辨率的16K電視，在未來還有一個重要的應用場景是三維顯示。目前主流的三維光場顯示技術(shù)將二維像素陣列轉(zhuǎn)換成不同角度的信息，會出現(xiàn)圖像分辨率下降的問題。8K、16K超高分辨率顯示技術(shù)正好彌補了三維顯示分辨率低的問題。日本JDI公司曾展示過基于8K分辨率的三維光場顯示，三維圖像內(nèi)容的可視角度超過了100°。可以預見，8K電視將會帶動新型的三維產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，包括三維視頻的采集、三維視頻壓縮和傳輸、三維顯示與交互等。”夏軍說。
本報記者 金 鳳
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