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中国工程院院士丁文华:4K/UHD产业中HDR、3D Audio技术及标准


时间:2016-12-15 作者:马致远
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应该讲,4K或HD是我们广电界下一步很重要的发展方向,而在这个方面,我们的末端产业实际上已经发生了非常大的变化,从今年10月份来的数据能够看到,在今年出厂的电视当中,4K的渗透率达到24%,而且各方面预测,到2020年,整个4K以上大屏电视的渗透率会超过50%。而且今年全球的4K的生产量、出货量总体超过了5000台。大家都清楚, 4K是从现在的高清过度过来的,告诉我们从原来的标清过度到现在的所谓2K,我们现在的4K都是一个基本的意思,我们原来的SD或者HD都是8比特,现在已经10比特,这个显而易见。除此之外还有两个非常重要的因素,就是高动态范围,以及宽的色域,我们现在的中端显示器基于LCD为主,这块的显示实际上只是达到动态范围一千比十的三次方量级,我们4K的标准更宽,基于2020的标准。


除此之外,按照全球尤其是欧洲的发展,还会往更高的真率发展,我们现在电影24P,在这个量级,我们现在的高清是50I,相当于25P的情况,到了4K进入到50P,往后还会达到100P的帧率,如果过去我们是单声道,双声道,下一步应该是所谓的三维声,更加给我们带来沉浸感的临场的体验。我今天的话题主要是想说,在4K产业中,HDR和3DAudio标准的情况。这张图大家能够看到,实际上我们在日常当中,从最黑的星光到最亮的感光直射,我们的人眼不能在一个时间看非常亮或者看非常暗,是通过一个滑动的瞳孔的收缩,控制在我们每次看到的光线在10到五次方左右,这是我们看摄像机的准则,我们摄像机业绩按十的五次方,相当于16档光圈进行电视或者电影制作的,但是整个的传输通道支持8比特,高亮度或者是超低暗度会丢掉。


进入HDR我们会打通整个端到端,全部支持十的五次方量级的,这么高的动态范围一定会通过一个光到电,电到光的变化,把这么宽的内容传递到我们最终的电视机前。从这块实际上可以看到,我们彩色的范围,首先现在基于标清里看到的是黄色的小三角,这个是我们说的ITU709的标准,当然现在定的2020的标准,是一个更广阔的范围,而整个的色图,是我们人眼所能看到所有彩色的区域,把这块区域如果再加上亮度,我们就会看到形成两个冰块,一个是小冰块,实际上是我们彩色空间,这个彩色空间里头的小方块是我们基于现在的HD的,或者是709色域的,外面大的冰块是我们基于高动态和2020彩色色域的,恰恰由于这两个冰块彩色空间的不一样,给我们提供更广阔的彩色空间,还有画面的高亮和低暗。


现在的国际标准到今年的七月份已经确定下来,确定了ITUBT2100的标准,其中确定了两条曲线,一条来自美国公司提出来的PQ,一条来自BBC和HK提出了HLG两条曲线。整个的标准的情况,日本也在2015年标准上定义HLG的曲线上,ATSC3.0适应广播宽带,相关的HDR的标准草案已经全部出来了,正在进行到最后的阶段,DVB十月份刚刚通过发布A157的蓝皮书,把端到端系统层的方案做了确定。MPEG已经做了HDR相关传输的建议和标准,当然作为末端来说,CEA还有HDR,VHD都在相关的端口方面支持像家里用的最多的2.0A,2.0B这个标准全部支持UHD,4K以及HDR,相关的认证标准也有了。说白了HDR最核心的情况,我们从看到的日光,最后我们看到实际上日光的自然光线下的场景,最后变到终端显示器下的场景,这两块场景的变换,显然不能是一一对应的,这块存在非线型的变换,这块的变换是我们整个电视传输体系,包括电影传输体系最基本的道理,所谓的OOTF,这块的变化,我们真正看到的场景,和真正末端显示的这块,有一条飞线型的线来做变换,恰恰为了实现这条变换,我们实际上分别定义了摄像机这一端,光到电还有终端显示器这边的电到光,分别说的OETF和EOTF,这三者当中知道任意两条曲线,就能够到处第三条曲线,这实际上就是我们做整个电视从端到端进行光电变换的过程当中完成很重要的一个目的。


关键词:广电传播 显示技术 测试 标准    浏览量:442

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