3月21日,CCBN2018主題報告會在北京隆重召開。會上,中國工程院院士丁文華做了題為《中國超高清HDR、3D Audio標準及產業化進展》的主題報告。
一、中國4K/UHD飛速發展
丁文華表示,2017年中國4K電視機產量3千3百萬臺,占全球4K電視機總量的42%。2020年全球4K入戶數將突破3億3千萬戶,中國成為全球最大的4K電視消費市場。
二、中國4K/UHD標準化情況
1、HDR標準進展
2016年5月,召開啟動會,發布《HDR技術需求草案》、《HDR測試方案草案》、《工作章程》、《IPR政策草案》四份文件。
2016年6月,四份文件定稿,面向全球啟動提案征集。
2016年9月,工作組征集到有效技術提案四份:杜比、華為、飛利浦+特藝、瑞昱,技術建議書三份:三星、索尼、華星光電。
2017年2月,完成第一輪技術測試評估,IPR組完成首輪調研。
2017年9月,完成第二輪技術測試評估,IPR組依據技術測試情況完成第二輪輪調研。
2017年10月,召開測試結果通報會,IPR組邀請業內專家組,發出最后一輪調研問卷。
2017年11月,總局科技司組織召開需求論證專家會。
2017年12月,完成最終技術工作報告和IPR評估報告,上報領導小組。
2018年1月,完成ITU-R BT.2100引標,發布《高動態范圍電視節目制作和交換圖像參數值》標準。
2018年3月,完成HDR標準草案,已提交廣電總局科技司審批。
2、HDR標準技術需求
1)基本需求
面向大尺寸家庭顯示終端,支持廣電和互聯網應用;
LCD能力要求:最高亮度>1000nit,最低亮度<0.01nit;
OLED能力要求:最高亮度>540nit,最低亮度<0.0005nit;
曲線:支持PQ、HLG;
色域:BT.2020;
位深:10bit;
編碼方式:AVS2。
2)重點解決
HDR->HDR
HDR->SDR
HDR->near HDR
3、HDR部署方式
1)階段一
傳輸 SDR + Metadata,節省傳輸碼率;
4K SDR電視機可直接收看,4K HDR電視需在終端還原成HDR內容;
適用于市場上4K SDR電視機占主流地位。
2)階段二
傳輸 HDR + Metadata,處理流程簡捷;
4K HDR電視機可直接收看,4K SDR電視需在終端處理生成SDR內容;
適用于市場上4K HDR電視機占主流地位。
4、HDR測試
1)第一輪測試結論
本輪測試構建起基于4K HDR的基礎測試環境,完成1000nit、2000nit的測試序列制作,打通HDR->SDR、HDR->near HDR場景的測試流程,實現對各家方案摸底測試的目的,測試結果對下一步階段選擇評估有參考意義。
本輪測試面向HDR前后處理,未包含編解碼環節,并且當時測試條件無法支持HLG曲線測試,因此重點放在第二輪測試。
2)第二輪測試結論
①階段選擇
應用AVS2的RD 19.1 版本編碼軟件后,階段一比階段二僅有5.7%的客觀碼率節省,主觀評價上無明顯差異;
市場上大量現存的顯示能力只有幾百nit的4K超高清電視機,傳遞HDR可以更好地呈現原始節目質量;
決定采用階段二方案(HDR + Metadata)。
②方案選擇
PQ方案:綜合技術和IPR評估結果,選定飛利浦+特藝階段二方案作為標準草案提供方。
HLG方案:對1000nit制作亮度信號采用直接傳輸,對高于1000nit制作亮度信號傳遞信號+Metadata,終端采用gamma值調整方法進行顯示適配。
丁文華表示,HDR標準通過審查后,啟動AVS2行標、國標對應內容的修改更新工作。國內的海外節目互聯網服務,對中國HDR標準提出適配HEVC編碼的潛在需求,中國HDR標準考慮在ITU-T T.35的體制下適配HEVC編碼體系。
三、3D Audio標準進展情況
1、3D Audio標準進展
2016年5月,召開啟動會,發布《3D Audio技術需求草案》、《3D Audio測試方案草案》、《工作章程》、《IPR政策草案》四份文件。
2016年9月,技術需求和測試方案定稿,面向全球啟動提案征集。
2016年10月,征集到有效技術提案七份:廣晟、捷成、米謨、杜比、青衿、武大/天大、動聽。
2017年5月,完成第一階段傳輸編解碼測試,IPR組完成首輪調研。
2017年10月,完成第二階段前端制作和終端渲染技術測試評估,IPR組依據技術測試情況完成第二輪輪調研。
2017年10月,召開測試結果通報會,IPR組邀請業內專家組,發出最后一輪調研問卷。
2017年11月,總局科技司組織召開需求論證專家會。
2017年12月,完成最終技術工作報告和IPR評估報告,上報領導小組。
2018年1月,完成ITU-R BS.2051引標,發布《用于節目制作的先進聲系統》標準。
2018年4月,計劃完成3D Audio標準草案,提交廣電總局科技司審批。
2、3D Audio技術需求
基本需求:支持channel-base、object-base兩種模式;支持16通道制作,至少支持5.1+4H雙層三維聲制作模式;直播場景至少支持4個object,具有對object控制描述的元數據。
第一輪(傳輸)測試結果:綜合技術和IPR評估結果,選定動聽作為傳輸段標準草案提供方。
第二階段(制作+渲染)測試結果:綜合技術和IPR評估結果,選定捷成作為制作+渲染段標準草案提供方。
3、電視臺制播流程適配
制作:建立面向HDR、3D Audio的直播、后期制作流程;實現元數據(靜態+動態)提取和傳輸。
播出:實現元數據解析、封裝和傳遞;完成節目內容質量管控;支持HDR、SDR混合播出,支持立體聲、環繞聲、三維聲混合播出。
4、新一代編碼體系
視頻編碼:測試結果標明AVS2與HEVC性能相當,RD 19.1版本已完成針對HDR的優化,面向HDR編碼與面向SDR編碼的碼率差別在10%以內,國內已有至少3家公司支持AVS2編碼器生產,可支持4K 50P、10bit、BT.2020編碼,碼率可支持30M-36M,延時特性基本滿足需求;
下一步計劃構建基于云計算的的AVS2在線編碼云平臺。
音頻編碼:建立16通道三維聲傳輸體系,與現有6通道環繞聲傳輸體系并存;中國3D Audio標準傳輸編碼與MPEG-H契合,因此海外節目互聯網服務的編碼適配不存在障礙。
5、ChinaDRM內容保護
市場需求:高端內容制作成本越來越高,內容制作商更加看重內容的可持續消費;
內容消費方式由廣播轉變為基于網絡的廣泛分發方式,產生消費者的觀看數激增和盜版風險加劇并存的局面;
作為全球最大的內容消費國,中國迫切需要部署實施ChinaDRM技術。
標準體系(ChinaDRM已具備完整的標準體系):中國廣播影視數字版權管理需求白皮書;
GY/T 277-2014 互聯網電視數字版權管理技術規范;
CHINADRMLAB-CRRR-V1.0-20161220 ChinaDRM兼容性要求與健壯性要求;
中國廣播影視數字版權管理認證中心實施技術要求。
6、終端適配
芯片:支持中國HDR標準的芯片基本具備,支持中國3D Audio標準的芯片計劃今年下半年推出,支持Enhance Profile的高安全芯片已經具備。
機頂盒:HDR、3D Audio引入,將會帶動新一輪面向50P/60P、HDR、3D Audio的設備升級;
運營商(有線運營商、IPTV運營商、直播星運營商)和OTT機頂盒提供商需指定設備更新的規劃和準備。
電視機:廠家應按照中國HDR的需求和標準推出新一代4K電視機,電視機廠家和屏幕生產廠家要共同解決高亮度屏的支持問題。
7、4K內容供應
中國即將進入4K/UHD和HD并存時代,廣電體系應及早進行頻道規劃,針對體育、娛樂、專題紀錄片、電影、電視劇優先考慮開通4K頻道。
考慮到制作成本和周期,內容制作可選擇HDR或SDR、3D Audio或環繞聲,同時配套相關政策鼓勵包括社會力量在內的資源制作4K/UHD HDR和3D Audio節目。
鼓勵4K/UHD節目和內容多渠道傳輸和分發。
四、小結
丁文華院士對于中國的超高清產業做了以下4點總結:
中國HDR、3D Audio標準即將頒布,將有效引領中國超高清產業發展,并帶動消費電子終端產業發展。
中國推廣4K/UHD所需的產業化條件基本具備,2018年下半年將會加快產業部署行動。
4K/UHD節目制作需積累經驗,相關制作規范要逐步完善,但總體而言沒有不可克服的障礙,應該立即實施。
未來5年是中國4K/UHD發展的黃金時期,廣電界應抓住機遇,攜手產業鏈相關各方共同推動產業加速發展。