随着4K 技术的发展和成熟，4K 技术的制作体系和相关配套的设备也逐渐趋于完善，这其中包括电视切换技术、电视服务器等。当然，随着4K 技术的不断发展完善，尚有一些较难解决的问题，需要行业专家不断研究和攻克。

1 4K 电视技术介绍

4K 电视技术主要是在摄像点数上区别于传统的高清电视。传统的高清电视具备200 万摄像点，而4K电视技术具有800 万摄像点。摄像点数的提高，体现在电视实际使用时分辨率显著提高，电视画面清晰度进一步增加。根据国际电信组织给出的概念，目前4K高清电视是超清技术中最显著的科学技术。4K 电视技术的参数是电视屏幕，从分辨率上进行分析和考量。4K 的行业标准是720 P 高清显示器的百倍清晰度，是1 080 P 全高清标准的4 倍。4K 电视给予使用者最直接的体验就是分辨率显著提高，画面更加清晰，同时视觉的角度更加宽广，由此给予使用者更为强烈的视觉感受，让人们直观感受画面的精准和清晰，甚至会让观看者有身临其境的感觉[1]。

2 4K 电视技术的市场分析

随着4K 技术的不断发展和成熟，4K 电影场所的设备也越来越完善，但是由于一些特定的原因，4K 技术的发展也遇到了一系列挑战，出现了瓶颈。首先，纵观我国4K 技术发展的特殊情况，目前我国4K 电视发展需要解决的最大障碍是网络传播问题。众所周知，我国网络信息建设的时间尚短，目前还处在发展阶段。4K 电视技术的推广使用需要网络技术作为平台，可以说没有良好的网络技术，4K 电视技术的发展和使用也就无从谈起。我国网络技术发展相对比较薄弱，直接导致4K 电视信号需要不断地压缩才能观看，也由此导致4K 电视信号并没有呈现出良好的状态，这无疑限制了4K 技术的推广和发展。4K 电视信号没有与之配套的网络技术进行推送，导致4K 电视技术的优势无法完全得以彰显，使得4K 电视技术的发展处于一个较为尴尬的境地。

3 4K 电视技术发展与应用现状

3.1 4K 电视内容制作技术

4K 电视技术的发展离不开与之配套的电视内容制作技术，也正因如此，市场始终保持对4K 摄影录像设备进行研发，以满足4K 电视内容制作技术进一步发展的需求。

针对摄像设备而言，1.25 英寸（3.175 cm） 的CMOS 图像传感器作为当下市场主流的超高清摄像机的标准配置，依靠较高的光学灵敏度以及较低的能量消耗的特性赢得了市场的普遍支持。通过与其他配置级别相同的电器元件进行组合，搭载有该图像处理器的摄像设备，其便能够提供4K 甚至3 300 万像素即8K 级别的超高清拍摄画质；与此同时，其还可以输出涵盖ProRes 格式、RAW 数据格式、HD-SDI 格式、3G-SDI 格式以及无压缩视频等格式的60ftp 或者120ftp 高帧频的文本传输数据[2]。

国际知名电子厂商日立及NHK 通过联合研发，设计出了一款采用120 Hz 具备全光谱超高清图像传感器的超高清摄像机，该摄像机颠覆了传统摄像机 60 Hz 的图像捕捉率，将图像捕捉率直接翻倍提升至120 Hz，从而使得成像更加逼真，细节显示更加清晰，动态图像也更加连贯，极大地提升了观众的观看体验[3]。通过对静态图像或者缓慢动作场景情况下的清晰度进行对比，由于人眼分辨率的限制，传统摄像机与超高清摄像机的成像效果并无明显差别。

22.2 多声道球形单点麦克风与及时控制台是4K超高清摄像设备两个关键的组成部分，其中22.2 多声道球形单点麦克风是由多点位立体麦克风阵列集成而来，其原理是通过将直径约45 cm 的球形麦克风划分为上、中、下三层，利用声音隔板将每层划分为8 个独立的空间，在每个空间内都设置一个紧凑型麦克风，以此实现对每个不同方向、不同层次的声音进行收录。

3.2 4K 电视视频编码技术

由于4K 超高清图像帧率等原因，4K 超高清电视信号的码率远远大于传统高清电视的信号。以最为普遍的4 ∶4 ∶4 采样举例，4K 超高清模式下高清电视信号图像的原始数据码率为3840 bit×2160×24×30，约为6 Gbps，而8K 超高清模式的原始数据码率更是达到了24 Gbps[4]。也正因如此，在单位时间内想要完整地传输如此庞大的视频数据是十分困难的，需要借助高效率的视频编码技术对原始的视频数据进行压缩，从而实现在有限的时间内对视频数据进行定量传输。

H.265/HEVC 是继H.264/AVC 之后国际上通用的最新视频编码标准，是在原H.264/AVC 的基础上进行升级，借助新的计算方法与解析构架来改善码流传输效率、编码质量以及数据延时等状况，从而使得对原始视频数据的编码达到最优设置，大幅提高对视频数据的编码效率。相较于H.264 算法的难易程度，H.265所搭建的解析压缩算法构架更为复杂，也正因如此才能在H.264 的基础上将视频的压缩效率提高一倍以上。传统的H.264 标准可以在低带宽情况下传输小于 1.5 Mbps 的1080 全高清视频数据，而H.265 则能在更低带宽下传输1080 全高清数据视频，并且完美匹配4K 甚至8K 超高清视频技术的传输编码需求。

3.3 4K 音频处理技术

为了给观众营造更为真实贴切的视听体验，使观众身临其境般获得较为逼真的临场氛围，便需要高质量的声音系统与超高清视频相匹配。当下，22.2 多声道音频系统多作为超高清视频系统所配套的音响系统，在4K 超高清电视技术产业链中已经得到了广泛应用。相较于传统的声道系统，22.2 多声道音频系统在扬声器的布置上更为科学，通过采用立体的环绕式布局，不仅保证在观众视线水平面上设置有扬声器，还在收视空间的上部与下部分别设置有扬声系统。这种环绕立体式的扬声器，不同于传统音响系统在耳朵同一平面四个方向进行声音的传播，22.2 多声道音响系统在覆盖了耳朵前后左右四个方向的声音之外还在顶部与底部加强了声音的传播，以此来提高观众现场的氛围，增加观看效果。

3.4 4K 信号传输技术

国际上主流的4K 超高清电视传输技术均是基于IP 传输系统进行的。视频格式转化器、视频编码器以及IP 网络适配器共同构成了4K 超高清信号传输技术的设备主体。在4K 信号技术传输中，视频格式转化器的作用是将60 帧每秒的超高清视频转换为16 个30帧每秒的高清视频图像。视频编码器通常由四组从属编码的单元构成，单独一个从属编码单元均囊括有独立的MPEG-2 HDTV 编码器与一个多信道帧同步器。通过MPEG-2 编码器将超高清视频图像分解成多组传统的HDTV 图像单元后，视频编码器在遵照一定的标准对其进行重新编码，以此来实现对视频图像的重新编码。在对4K 超高清信号进行重新编码后，需要终端对接收到的信号进行再次解码，才能真正还原原有的高清视频信息。这便要求在解码器端，通过主从属解码单元在解码时从时间上适配所有的从属解码器，用以修正数据传输过程中所造成的数据延时，进而完成四组TS 流的同步解码。目前国际上大多数广播机构都搭建并实现了4K 超高清视频传输的平台。日本NHK 广播电视公司也已经借助光线网络完成了8K 超高清视频基带传输的平台搭建。此外，NHK 还通过与国外著名广播电视公司，如BBC、RAI 等合作，完成了由英国、意大利到荷兰的长距离超高清IP 传输实验。

4 4K 电视技术和应用的发展趋势

近年来，随着我们社会经济的不断发展，人们对美好生活质量的追求也在不断提升，人们对电视的清晰度和识别度也提出了更高的要求。随着需求的增加和基础学科技术的发展，4K 电视技术也迎来了快速发展的契机，4K 电视技术也趋于完善。当前，IP 化将成为4K 电视技术发展的必然方向。因此，SDI 技术和IT 技术成为现代电视技术人才必备的技能。电视技术IP 化，使4K 电视技术的发展产生了诸多变革。其中最主要的是会创作出一个兼容性更加强大的虚拟世界。设备实现IP 化后，所有的设备只要链接到操作的开关，就可以完成系统运用结构和远程生产功能系统的搭建，并且可以通过云技术对信息进行传输，从而实现与邮件、网络通信等系统的整合。其采用的PTP同步技术，可以在没有外同步信号的情况下实现信号同步[5]。此外，IP 化除了可以创建一个更加强大的虚拟世界之外，还可以大大降低设备的成本和运行成本。HDR 技术的应用可以让电视节目的制作在更低成本的情况下达到更高的质量。HDR 技术可以让摄像机在录像时实现亮度变化幅度的提高，同时也让电视机的亮度动态范围得以提高。按照HDR 技术规范，引入HDR 技术后，可以在亮度上让SDR 实现12 倍或100倍的提升[6]。4K 电视技术的不断发展，让使用者可以有更好的观影体验。4K 电视技术的发展就是为了不断提供更优质的电视节目，让观众获得更加理想的观看体验。因此，随着电视技术的发展成熟，4K 电视技术会慢慢进入人们的生活。当然，4K 电视技术的推广和使用，需要其他配套技术和领域的发展。如在4K 电视技术的推广使用中，首先就需要更高清的电视节目，同时需要依靠网络技术进行传播。基于目前4K 电视技术的发展，结合其他技术和领域的发展，4K 电视技术应用会呈现几个方面的发展趋势。

第一，4K 电视的频道会小幅度增加。由于我国4K 高清技术的标准尚处在制定的阶段，因此4K 专业设备没有太多的选择权，价格也相对较高，很难实现集成化式的生产。按照目前的发展态势，我国4K 超高清电视频道的开播数量将会出现相对较高幅度的增长。第二，用多种方式探索4K 内容的难题。由于我国目前尚未形成常态化的4K 超高清电视节目的制作模式，也就无疑给4K 技术的发展设置了较大的障碍。有了4K 电视技术，但是却没有充足的4K 电视节目资源，这也直接制约了4K 技术的普及应用。因此，随着4K 技术的不断发展，4K 内容的高效创作模式有待探索与实践。第三，4K 电视节目的传输渠道呈现多元化的态势。在4K 技术的发展和应用中，其中有一个重要的环节就是网络传输。如果没有对应的、成熟的网络传输技术，4K 电视节目也就无法让观众观看到，4K 电视技术也就无从发展。当前，随着4K 电视技术的不断发展，4K 电视频道和电视节目也在不断增加，4K 电视信号的传递途径和方式也在不断发展，目前有电视网络、IPTV 网络等途径可以进行4K 电视节目的传输。同时，电视网络、IPTV 网络等网络传播途径也在积极发展，迎合4K 电视技术的发展，不断提高网络传输能力，从而更好地服务4K 电视技术的发展[7]。第四，各种类型的4K 点播应用也会应运而生。4K 电视技术的不断发展，已经不单单是分辨率的提高，而是多个维度的提升和发展。4K 电视技术会向着更高的高帧率、更宽的色域和更大的动态范围的方向发展。4K 技术分辨率及其相关技术的不断发展，给观众更强烈的视觉冲击，让观众有身临其境之感。因此，随着网络传输能力的不断提升，越来越多的4K 电视节目会出现，基于4K 电视技术的相关电视节目也会越来越丰富，如4K 在线教育、4K 医疗保健、4K 网络购物等。届时，4K 网络技术会真正走入人们生活的方方面面。第五，5G 网络的发展会给4K 电视技术的发展带来新的发展契机。目前，5G 网络技术的下行峰值传输速率最高可以达到20 Gbit/s，流量密度比传统网络传输能力提升1 000 倍，同时频谱效率也比传统技术提升了5 ～10 倍，从而让用户有非常好的体验。

5 结语

随着我国社会经济的不断发展，人们对电视节目的要求也越来越高。4K 技术的发展，给电视技术带来新的变革和发展契机。4K 高清电视是超高清技术中最显著的科学技术，一方面能够实现电视分辨率的显著提高，另一方面也能显著提高观众的观影体验，让人有身临其境之感。随着现代技术的不断发展，相信会慢慢攻克4K 电视技术发展的障碍和瓶颈，让4K 电视技术更好地应用到人们的日常生活中。

[1]于顺.从4K电视的诞生谈电视技术的发展和创新[J].中国高新技术企业,2014(14):7-8.

[2]宋欣.4K电视技术发展及应用分析[J].电视工程,2015(3):30-32.

[3]张翔.4K电视技术应用及发展研究[J].信息通信,2016(7):124.

[4]郑子勇.4K电视技术的现状分析及创新发展研究[J].传媒论坛,2019(24):107,110.

[5]杨彤.浅谈数字电视技术发展状况以及具体施工技术[J].黑龙江科技信息,2011(9):84.

文章来源：现代电视技术 网址: http://xddsjs.400nongye.com/lunwen/itemid-42380.shtml

上一篇： 当前有线电视网络中数字电视技术应用及发展前
下一篇： 工业经济论文_隐形冠军精一创业能力生成机理及路径研究