3月21日,
CCBN—
超高清發展論壇在北京皇家大飯店召開。會上,廣播科學研究院電視所
周蕓女士作了題為《超高清
3D音頻技術體系》的精彩演講。
一、國際超高清標準制定情況
1)節目制作的標準制定
從ITO相關的標準上來看,從2012年頒布了BT2020的標準,規定超高清電視節目制作與交換的相關參數,涉及到分辨率、色域、量化精度和幀率等方面,還有就是8K分辨率7680×4320,從色域上來看,現有的高清是BT709的色域,超高清的色域明顯比高清的色域大很多,表明它能夠提供更豐富的色彩。
在量化精度上來看,隨著量化的提升色域會更加寬,在超高清電視上它取消隔閡掃描這種格式。另外,幀率上也有所增加,到50P、60P,新制到未來的100P和120P,隨著幀率的增加,能使高速運轉的圖像也能夠流暢地進行播放。
除了以上四個方面的指標,主要在ITO的BT2020上進行規定,BT2100主要規定PQ等兩條曲線,意味著能提供更豐富的亮度,這五個指標主要是超高清圖像的相關指標。
除此之外,對于一個完整的超高清系統來講,除了視頻之外還有音頻部分。保證5.1、7.1的環繞聲,到現在3D音頻聲道數有明顯的增加,其所能提供的音頻的沉浸感更強,22.2聲道是日本NHK所提出的,包含了三層的音箱,中層與人耳的高度相同,還包括兩個低頻效果音箱。
2)編碼傳輸的標準制定情況
1、編碼傳輸標準
超高清的高幀率、高比特高度、高的分辨率,同時帶來了數據量的顯著增長,這給有線帶寬帶來很大壓力,為了緩解這個問題,國際上對相關編碼工作也進行了要求,有ITU和MPEG-H兩個版本,頒布的包括8比特和10比特的編碼,2010月份新增了4:4:4和4:2:2的檔次,還有一個多試點的3D編碼擴展檔次,在第三個版本增加了3D編碼的檔次,2016年剛剛頒布的第四個版本中新增了高吞吐量的檔次。
在音頻編碼方面,MPEG也開展了相關標準的制作,2015年2月份MPEG頒布3D音頻的編碼標準,作為第三部分進行頒布。與以前的3D音頻編碼標準不同,MPEG-H的音頻在3D編碼的基礎上增加了對向編碼的相關技術。
在傳輸域方面,DVB進行了兩個相關的標準,一是在2014年7月修訂的PS標準中規定了在PS流中對碼流進行傳輸,二是在2016年3月份頒布的標準,對HUAC進行的相關規定。
2、超高清數字地面試驗
近年來在國際上各個國家也展開了超高清電視的相關實驗,根據傳輸的方式一般分為地面、衛星和有線。
從日本方面來看,日本一直處在超高清電視發展的一個前列,直接就開始進行了8K的相關研究工作。在2014年NHK開展了8K超高清的實驗,采用了AVC編碼方式,編碼的碼率是91兆。
而韓國在2014年10月開展了4K60P的地面傳輸直播實驗,包括直播了KBL決賽、巴西奧運會、亞運會等方式,它采用的標準是DVB-T2的傳輸標準,采用的是HEVC的編碼方式。
法國2014年5月,法國廣播商對法網公開賽進行了4K50P地面傳輸直播實驗。
西班牙采用了HVEC的編碼,目前主要是開展了是4K的實驗,少數國家也開展了8K的實驗。
3)接口的標準制定情況
在超高清電視接口方面也制定了相關的標準,主要涉及兩個部分:一是基于SDI的標準,另外一個是基于終端的HDMI的標準,SDI這塊主要的標準有ITU和SMPTE,能夠用多路SDI和單路SDI。HDMI標準是2009年就頒布了HDMI1.4,預計頒布的2.1的標準,能夠支持120P的幀率,能夠支持動態元數據。
二、國內超高清標準制定情況
廣電行標主要涉及到超高清的標準有三個,編碼標準是AVS2的編碼標準,該標準一共分了三個類,包括基準圖像類、基準8位類和基準10位類。AVS2的編碼標準和AVS1標準框架是一樣,不同的是采用更靈活的塊劃分結構,更豐富的預測模式、去相關性更好地變換,也新增環路濾波技術,AVS2的視頻壓縮技術有很大的提升,AVS2比AVS1相比提高了一倍以上,與同類國際標準HEVC相當。
由于兩個正在制定的標準,一個是高動態范圍HDR的廣播電視標準,還有三維聲3DAudio電視行業標準。
1、3D音頻行標的相關情況
3DAudio的工作主要分為四個階段:第一個階段是從去年4月份工作組成立到7月份,主要是對技術需求和測試需求進行了擬定,根據與體驗方不同地溝通交流,最終于2016年7月正式發布了三維聲廣播電視行業標準的技術需求和測試需求。在去年9月一直到今年1月份,主要是開展技術需求方案的征集,計劃是今年3月到5月份,主要是一個測試的階段,在2017年6月到9月份,最終完成廣電行標的一個制定工作。
2、3D音頻行標的技術需求
這是廣電行標的技術框架,這是一個端到端的行業標準,它主要包括三個方面的內容,第一方面是制作端,這次行標制作端一個是直播制作、還有一個是離線的制作。后面是對于傳輸域,傳輸域有三種傳播方式,一個是機遇廣播的傳播方式,一種是機遇OTT分發的方式,還有互聯網的分法,一種是家庭多音箱的場景,還有移動終端耳機的場景。
截止到去年9月份的時候,工作組搜集到的工作體驗一共有7家,主要涉及到了編碼傳輸域、制作域和渲染重放域各個不同的體驗,廣州廣晟提供的是3D傳輸編碼提案,杭州謨科技是基于場景編碼的提案,還有一個是渲染評價系統的提案,杜比實驗室這塊提供了一個制作和渲染的提案,武漢和天津大學的聯合提案主要是在制作渲染方面提供了三個提案,還有一個是南京青衿主要是傳輸編碼的提案,還有北京洞庭效率顧問有限公司他們提供的是端到端的一個提案。
目前,小組已經完成了技術體驗的征集,近期主要的工作是圍繞3DAudio行標的測試工作,目前已經完成了一個測試環境的搭建,是在規劃院的一個實驗室,搭建了一個主觀聽音的測試,測試的時候主要分為兩個階段,第一個階段評估傳輸編解碼的質量,3月23號現在正式開始測試。第二階段主要評估的是前端和終端的提案,5月8號開始測試,前期整個測試會分為兩輪,第一輪是一個普通的測試,第二輪是一個增強性的測試,預計6月底完成所有的測試,整個行標的制定完成工作于今年9月份完成。