電視自誕生以來經歷了從黑白到彩色、從模擬到數字、從標清到高清的發展歷史，人們一直在孜孜不倦地追求更高的電視視覺體驗。高清電視在一般家居客廳使用，當電視屏幕小于60吋時，畫面清晰度還能滿足人眼視覺的要求，但當電視畫面超過60吋時，人眼就能看到掃描光柵，明顯察覺到像素顆粒以及圖像清晰度和質量缺陷。此外，按照人眼視覺的特性，要獲得更好的真實感和臨場感，必須增加人眼可視角度，降低觀眾的觀看距離，這需要增加電視顯示屏幕的尺寸。

 

國際電信聯盟（ITU）對于超高清電視定義了4K和8K兩個層級：4K每幀像素數為3840×2160，8K每幀像素數為7680×4320，均采用逐行掃描方式，其幀頻提升到50幀/秒以上。與目前的高清電視標準相比，4K和8K每幀信息傳輸量分別提高到4倍和16倍，如果再考慮到高幀率、寬色域、量化深度等，超高清電視的數據量還將有所增加。

 

高清向超高清的演進，不僅提升了電視圖像的清晰度，還使電視圖像的色彩表現力遠勝于高清系統，超大電視屏幕顯示可以給觀眾帶來更加豐富的視聽體驗。

 

在我國，隨著電視制播技術的進步和4K超高清電視顯示終端市場的日漸繁榮，4K超高清電視也進入新一輪發展機遇期。國家廣電總局對發展超高清電視高度重視，將其作為鞏固和加強黨的宣傳輿論陣地、滿足人民群眾日益增長的美好生活需要、推動文化產業和民族工業發展、深化廣播電視供給側結構性改革的重要舉措加以推動。

 

發展超高清電視涉及系統建設、技術標準、節目制播、網絡傳輸、終端接收等多個方面，需要相關的技術、節目、產業及資金等政策的保障與支持，要加強政策引導、科學制定規劃、強化產業支撐、完善技術標準、做好應用試點。
 

一、國際4K超高清電視的業務開展
 

近年來，國際上4K超高清電視技術和產業鏈正在逐步趨于成熟，一些發達國家的電視運營機構嘗試性地開展了4K超高清電視業務。2014年，韓國第一個開通了4K 超高清頻道。之后，歐洲、北美、韓國、日本等廣播電視播出機構和網絡運營商，基于有線、衛星以及IPTV平臺，陸續開播4K超高清頻道70多個。從圖1可以看出，歐洲和北美開播4K超高清頻道數目最多，其次是韓國、日本以及其他一些國家和地區。

 

目前已開通的4K超高清頻道，節目類型主要包括體育、電影、電視劇、新聞、文藝、娛樂、紀錄片等。其中，體育類節目占比最大，約占總數的23%；電影、文藝、紀錄片節目占比次之，均在16%~19%；新聞類節目占比最小，僅有1%（見圖2）。

 

 

衛星傳輸具有大帶寬、高速度、廣覆蓋等多種獨特優勢，目前歐洲、北美、日本和韓國開播4K超高清頻道的運營商多數傾向于采用衛星方式傳輸。有關資料統計顯示，基于衛星傳輸的4K超高清頻道占比達到了49%；基于有線、IPTV和OTT傳輸的4K超高清頻道占比分別為15%、24%和12%；基于地面無線方式僅停留于傳輸試驗，目前尚未有開播地面無線4K超高清頻道（見圖3）。

 

 

盡管4K超高清頻道開播數量日益增長，但受限于4K超高清節目片源問題，目前已開通的部分4K超高清頻道尚無法支撐全天24小時不重復播出。例如日本SKYPerfecTV 4K movie頻道采用每天輪播3~4次的方式播出；美國Fashion One 4K頻道每天共有12個節目穿插播放，每個節目時長在15分鐘左右。

 

在頻道運營方面，4K超高清頻道的運營模式尚不清晰。為吸引用戶關注，目前近半數4K超高清頻道仍處于免費階段；已開始收費的4K超高清頻道多采用“設備收費+節目收費”的方式，且節目定價相對較貴。以英國Sky UHD為例，用戶除需支付特定設備SkyQ sliver費用外，購買Sky Movies節目包和Sky Sports節目包的費用分別為17英鎊/月和25.50英鎊/月。

 

在用戶訂閱方面，目前4K超高清頻道用戶訂閱量相對較低。以韓國KT skylife、SK Broadband、LG U+三家IPTV運營商為例，訂閱超高清電視業務的用戶分別為48萬、51萬和20萬，占總用戶比例為7%、6%和22%。
 

二、國際4K超高清電視發展規劃情況
 

從國內外4K超高清電視的發展現狀來看，日本是推動超高清電視技術發展最積極的國家。日本NHK多年來在技術研究和標準制訂方面開展了大量工作。日本政府把超高清電視作為振興日本經濟的產業之一，計劃于2020年東京奧運會實現8K播出（見圖4）。

 

 

相對于日本，歐洲超高清電視發展主要由EBU（歐廣聯）主導，相關電視臺、有線電視、衛星電視、電信運營商共同推動超高清電視節目制作播出。EBU制訂了歐洲超高清電視發展規劃，計劃分為三個階段，由4K逐步過渡到8K（見表1）。

 

 

與日本、歐洲有所不同，美國超高清電視發展并未出臺明確的時間計劃表，其發展進程主要由市場主導。美國新興網絡視頻運營商如Netflix、Amazon積極推動4K節目制作和分發服務，以此帶動了4K電視機銷售的增長。面對網絡視頻運營商的競爭，美國各電視臺、有線電視、衛星電視運營商相繼開始了4K節目播出。
 

三、國際超高清電視的標準情況
 

近年來，國際電信聯盟（ITU）為規范廣播級超高清電視節目制作和交換參數，定義了4K/8K超高清電視參數（見表2）。

 

 

隨著超高清電視技術的不斷發展，在索尼、松下、飛利浦等設備廠商的大力推動下，國際標準組織ITU、SMPTE、ARIB、ETSI等均開展了超高清系統標準化工作，目前已經制訂的4K超高清標準達70余項（見圖5、圖6），涉及節目制作、基帶接口、視音頻處理、信號傳輸、終端接收和評價測試等多個關鍵環節。

 

 

就標準制訂涉及領域而言，規范節目制作領域的標準最多，信號傳輸、基帶接口等領域標準次之（見圖7）。

 

 

在節目制作領域，主要集中在節目制作、交換參數及高動態范圍（HDR，High-Dynamic Range）技術等方面，其中ITU-R頒布的BT.2020和BT.2100標準在超高清電視和HDR節目制作與交換參數方面作了詳細的技術規范，是超高清節目制作領域關鍵的兩項技術標準。

 

在視音頻處理領域，ITU、ARIB、ATSC、AES、ISO/IEC等國標準組織分別在不同方面開展了標準化工作。在視頻處理方面，高效視頻編碼作為重要的基礎技術，目前國際上4K超高清電視主要采用HEVC（High Efficiency Video Coding），ISO/IEC已將其納入MPEG-H的第二部分(ISO/IEC 23008-2)，ITU-T也將其作為H.265視頻編碼標準。

 

另外，在音頻處理方面，在MPEG-H第三部分提供了3D音頻技術規范和參數依據。在信號傳輸領域，為規范超高清電視信號的傳輸，各大國際標準組織圍繞衛星、有線、地面和IPTV四種傳輸方式都出臺了相關標準。

 

其中信號傳輸碼率是考察4K超高清電視能否達到傳輸技術質量的一個重要指標，需要引導與規范。根據廣播科學研究院的研究測試報告，為保證圖像質量，在一個電視頻道8MHz中，傳輸一個4K超高清視頻的碼率應不低于36Mbps。

 

在基帶接口領域，SMPTE開展的標準化工作最多。2012~2017年，SMPTE頒布的22項超高清標準中，有11項標準屬于基帶接口技術規范，其中10G串行數字接口成為其標準制定的焦點。

 

終端接收和評價測試領域，高清多媒體接口（HDMI，High Definition Multimedia Interface）標準組織對終端接口參數和技術作了進一步的升級，最新的HDMI2.1標準正在制定之中。ITU-R和ARIB分別對UHDTV主觀評測和多格式彩條進行了規范。
 

四、廣電總局積極推動超高清電視發展
 

為主動應對超高清電視發展帶來的機遇與挑戰，加強對這項工作的組織領導，廣電總局從“十三五”初期開始積極謀劃和持續推進超高清電視發展。

 

 

廣電總局結合國際超高清電視發展趨勢和國內廣播電視發展實際，在“十三五”規劃中提出了我國分階段推進超高清電視頻道建設和業務發展的計劃和目標。

 

近年來，北京、上海、重慶、江蘇、浙江、湖南、四川、深圳、蘇州等都不同程度開展了4K超高清節目制播實踐，為我國超高清電視發展作出了有益探索。廣東省已于2017年建立國內首個4K超高清電視制播和傳輸試驗平臺，中央廣播電視總臺在2017年開展了4K超高清電視點播試驗并于今年10月開播了4K超高清電視試驗頻道。

 

 

為了有序推進我國超高清制播系統建設，廣電總局在2016年組織了相關技術研究，2017年提出了涵蓋節目制作、視音頻處理、信號傳輸、終端接收和測試評價等多個方面的我國4K超高清電視標準體系表，并按照輕重緩急，加大關鍵技術攻關力度，制定了標準制訂計劃，近兩年相繼發布了《高效音視頻編碼第1部分：視頻》《超高清晰度電視系統節目制作和交換參數值》《高動態范圍電視節目制作和交換圖像參數值》《用于節目制作的先進聲音系統》等多項4K超高清電視基礎標準。

 

其中，高效音視頻編碼標準作為我國自主知識產權的技術標準，其技術水平已經與國外先進標準相當；組織研制的我國4K超高清高動態范圍電視測試圖像序列標準已被國際電聯采納為國際標準。上述標準體系建設，對推動4K超高清電視健康有序發展和自主知識產權技術應用，起到了重要的規范和促進作用。

 

 

結合我國東西部發展不平衡現狀以及全球電視產業發展特點，為處理好高清電視與超高清電視發展的關系，推進協調發展，廣電總局于2017年分別印發了關于加快推進高清電視和促進發展4K超高清電視的指導性文件，明確了我國推進電視高清化和超高清化的基本思路和政策措施。

 

一方面，加快推進高清電視成為廣播電視主流播出模式，盡快完成高清電視對標清電視的技術迭代，目前全國高清電視頻道數量已經接近200個，接收高清電視節目的用戶數占總用戶數的50%，達1億，有力推動了我國傳輸設備制造、包括電視機在內的電子消費的快速持續增長；另一方面，明確4K超高清電視的技術標準、質量要求和開辦條件，鼓勵有條件的機構規范開辦4K超高清電視業務，在有線電視、IPTV傳輸網絡開辦4K超高清電視專區，開展點播業務，帶動4K上下游產業發展。

 

同時，積極組織開展8K超高清電視的技術儲備，并與中央廣播電視總臺、北京市等加強協同，積極為2022年北京冬奧會的8K超高清節目信號制播進行技術準備。

 

 

近年來，廣電總局與工信部就推進超高清電視發展建立了協調機制，在標準制訂、產業支撐、應用推廣等方面進一步加強溝通合作，共同推進我國4K超高清電視產業發展。

 

2017年9月，廣電總局與廣東省人民政府簽署了《推動廣東省4K超高清電視應用與產業發展合作備忘錄》，支持廣東充分發揮在高端設備、編解碼芯片等方面的產業優勢，提高相關產品的產業成熟度，支持我國4K超高清自主知識產權技術和民族工業的發展。目前，廣東全省4K超高清機頂盒用戶已經超過1000萬戶。

 

今年，廣電總局還積極支持新成立的中央廣播電視總臺將原3D頻道轉換為4K頻道，并協調開展了衛星、有線傳輸試驗，推動中央廣播電視總臺在超高清電視發展中發揮龍頭作用。近日，廣電總局根據廣東、中央廣播電視總臺4K超高清電視試驗的情況，組織編制了《4K超高清電視技術應用實施指南》，以進一步加強對全國各廣播電視機構開辦4K超高清電視業務的指導。
 

五、我國超高清電視發展中面臨的問題
 

相對于歐美日韓等西方國家，我國4K超高清電視目前還處于初級階段，內容建設、產業支撐、服務業態、產業生態等都還有待進一步完善，尚未形成完整的端到端的產業鏈和生態鏈。國內超高清電視產業部門和廣播電視機構在推進超高清電視發展中面臨諸多壓力和挑戰。

 

一是國內產業支撐不夠。據廣電總局和工信部近期調查統計，目前用于電視臺超高清節目的專業拍攝、制作及播出等主要設備，基本由日本、美國、歐洲等國家的產品壟斷，國產化率低。

 

我國在高端制造和核心技術領域的短板已成為制約我國超高清電視產業發展的重要瓶頸，急需加大技術研發力度，抓緊提高相關國產設備的工程化、產業化支撐能力。只有努力做到超高清電視產業支撐與頻道內容建設同步推進、協同發展，才能有效培育和扶持我國相關設備制造業向中高端邁進，推動我國超高清電視產業健康發展。

 

二是節目內容供給不足。制作4K超高清節目要求高、周期長、系統建設復雜。據測算，4K超高清節目制作成本平均是高清節目制作成本的3~4倍。以廣東建設4K超高清試驗頻道為例，新建一個具備每天自制4小時節目能力的4K超高清頻道技術系統，投入資金約需5億元。

 

目前，除中央廣播電視總臺制作并儲備了一定數量的高質量4K節目外，國內大部分電視臺和制作機構的4K超高清內容制作能力不足，質量也參差不齊，現階段還難以滿足4K超高清電視高質量、規模化的發展需求。因此，急需調動各方力量，加大對超高清電視內容建設的資金投入和系統建設力度，以緩解超高清內容短缺的壓力。

 

三是網絡改造壓力較大。在有線電視網、IPTV網絡中傳輸4K超高清電視頻道和開展互動點播業務，需要對傳輸網絡和用戶終端投入大量資金進行升級改造，并配置4K接收終端。這一方面對本已非常緊張的廣播電視傳輸帶寬是一個巨大的挑戰，另一方面也會增加接收成本。

 

只有推進產業支撐、內容建設、傳輸網絡改造協同共進，4K超高清電視才能真正進入千家萬戶。
 

六、我國4K超高清電視的發展對策
 

發展超高清電視是廣播電視又一次重大技術進步和轉型升級，涉及的環節多、領域廣、影響大，是一項復雜的系統工程。推進這項工作責任重大，任務艱巨，需要相關部門和單位統籌協調、協同推進、穩步發展。建議著重抓好以下幾方面工作：

 

 

廣電總局正在與工信部加強溝通與協作，建立推進超高清電視聯合工作機制，以進一步加強對超高清電視發展的產業支撐、內容制作、網絡改造、監測監管等關鍵領域的統籌協調。

 

同時，要積極爭取發改委、財政部等國家相關部門支持，充分發揮國家資金的引導作用，鼓勵采用市場機制引導多方資本參與，調動各方優勢力量，努力實現超高清電視核心技術研發、產品制造、內容服務與行業應用的同步推進、協同發展。

 

 

為充分發揮中央廣播電視總臺在超高清電視發展中的引領和示范作用，廣電總局與中央廣播電視總臺就加快4K超高清電視發展進行了多次專題研究，擬在發展規劃、推進策略、內容建設、標準規范以及網絡傳輸等多方面給予支持，推進中央廣播電視總臺超高清電視系統建設和節目落地。

 

同時，廣電總局還積極鼓勵各級廣電部門創新超高清電視發展模式，積極探索數字內容版權保護、智能協同服務、超高清家庭影院等新模式、新業態、新服務，推動中央與地方廣電部門協同聯動，努力打造4K超高清新技術條件下的廣播電視媒體融合發展新生態。

 

 

當前，廣電總局正在按照中宣部的統一部署，加快推進全國有線電視網絡整合。在推動網絡整合的過程中，要堅持網絡整合與技術改造同步推進，積極組織中國廣播電視網絡公司加快全國有線電視網絡互聯互通平臺建設，推進全國有線電視網絡光纖化、IP化改造，提升廣播電視網絡對4K超高清電視業務的承載支撐能力。

 

同時，積極探索綜合利用財政和社會力量加大對有線網絡改造的投入，創新體制機制和服務業態，努力營造多元化的投資環境和發展空間，推動廣播電視網絡轉型升級。

 

 

在推進超高清電視發展過程中，廣電總局將積極協調各級廣電部門做好與國家和地方各級政府社會發展規劃及相關部署的有效銜接，加強協調配合，積極爭取各級黨委政府和社會各界的重視支持。

 

廣電總局將積極支持有條件地區發揮自身優勢，建設超高清電視產業創新及應用基地，打造超高清電視產業集群，通過多方聯動，形成合力，努力為推進4K超高清電視健康有序發展營造良好的政策環境和發展氛圍。