2015年6月17日，中国电信上海研究院，中国电信IPTV 4K/HEVC技术与业务研讨会及业务演示正式召开，大会邀请了上海市信息家电协会朱静莲秘书长、上海通信学会唐伟民先生、上海电信研究院蒋力女士、中国电信上海研究院罗传飞博士、上海交通大学宋利先生、各IPTV业务大省代表和有合作意向的CP代表等出席此次会议，会议针对中国电信IPTV以及4K业务的研究以及技术解决方案进行了阐述和分析，研究院罗传飞博士针对于分辨率与终端尺寸的关系、如何减少帧率带给用户的视觉疲劳、CDN的运用及成本计算、码率的计算以及传输需要、音频全景声解决方案、内容的短缺以及超分辨技术等多方面问题进行了细节的介绍。
近几年由于电视终端的概念需要，4K未熟即已被炒得沸沸扬扬，2015年，随着摄录、制播、传输、终端的进一步完善，通过IPTV及OTT流媒体的4K商业模式成为当下最显而易见的市场化模型，但一边是4K趋于成熟的大好趋势，而另一边却如同沉石浮出水面后伴随着的明朗，原本未曾关注的问题在此时一一显现，国内发挥4K真正的质量价值并突破成为UHD的趋势也被众多技术团队所关注。在中国电信上海研究院的努力下，4K演进发展到UHD新一轮的技术挑战以及体验障碍正在被逐一解决，中国电信上海研究院在支撑中国电信开展4K专区试运营过程中以突破性的进展，发掘了更多务实的经验以及技术分享，下面就让我们一起看看这些精彩的阐述与建议。
风口下4K的现状：分辨率与电视尺寸之间的关系
中国电信上海研究院罗传飞博士分享中国电信在超高清领域的研究与经验
首先，中国电信上海研究院的罗传飞博士在会议上分析了有关于4K的现状与UHD的关系，或许在几乎所有4K技术介绍的时候，都会有下述的一张图，从标清到高清再到4K、8K，给用户感官上的体验差异造成巨大的冲击，但实际上原生4K内容与原生1080P内容在同样50寸的4K电视和1080P电视显示，并没有明显的感官差别。
通常震撼的图片下隐藏的是深深地商业目的，但在56寸以下的电视1080p和4K分辨率没有明显感官差别
人眼对于视频的分辨能力经过更高分辨率的锻炼，已由过去的60ppd转变到如今的90ppd，而根据目前国内的电视尺寸大小，50寸才刚刚开始成为主流，在2.7m的距离收看50寸的电视，从观看体验上1080p和4K的体验并无明显差别。通过欧洲广播协会EBU的测试，在1.5H电视高度和2.7米的距离收看56寸超高清电视，4K以及1080p收视效果差别不大，差距只有0.3-0.5 MOS分，在法国电信实验室做了后续进一步的测试，也得出同样的结论。所以，罗博士的结论是：目前主流电视尺寸下分辨率不是短板，只有当终端足够大的情况下，才有必要采用更高分辨率。高分辨率的优势应该是体现在一定的像素密度上更多的内容，而不是更高的像素密度。
UHD应当是HR+HFR+HDR+色彩与声音的结合
正如上海电视节白玉兰论坛上，杜百川所言，分辨率并不是最大的问题，所以UHD不仅仅只是4K。罗传飞博士也共鸣般在会上阐述，UHD应当不仅仅是高分辨率，应该是五大要素的集合，UHD=HR+HFR+HDR+WCG+3D audio。
除了分辨率以为，帧率也是非常值得关注的点，据ITU在50寸大屏上，60帧、120帧以及240帧的测试数据来看，帧率每上升一倍，MOS分就上升1分，相较于之前分辨率的0.3分，帧率将会是更重要的因素之一。
Rec.2020覆盖标准色彩空间的75.8%，而Rec.709只占35.9%
关于4K的色彩问题，罗博士认为目前向超高清演进的趋势是，BT.709向BT.2020更广的色域演进，采样数从4:2：0向4:2：2再到4:4:4演进，同时在色彩采用精度上也正逐步从8bit向10bit乃至更高的14bit演进。例如，国际新标准Rec.2020采用了10位颜色表示，就涵盖了标准色彩空间的75.8%，而相比较的Rec.709采用8位色彩表示，只涵盖了35.9%的标准色彩空间，提升空间相当巨大。
上海电视节的白玉兰论坛上，广电总局科技委副主任杜百川建议，目前我国应该集中精力完善4K+HDR的研究、标准的制订和系统的建立，待技术成熟后再大规模去推广。HDTV+HDR、SDR+4K较HDTV清晰度有明显改进，但QoE和4K+HDR相比相去甚远，且制作设备和电视机相对高清需要更换，再到HDR+4K在更换，所以不宜大规模推广。同样在国外，欧洲广播联盟所有的成员对目前开展Quad HD、UHD-1 Phase-1业务并不感兴趣。而UHD-1 Phase2、UHD-2的更多技术细节也尚还在完善之中，因此Jan Ozer于2014年10月10日公开表示，目前消费者还不要急于购买UHD的电视，因为它将变革得比你想象中的更快。
这些言论证明了，在当下的关口，广播行业的UHD还很遥远，同时消费者也不应在目前对4K的期望太高，它还处于发展的初级阶段。UHD不仅是高分辨率，也不仅是高对比度，也不仅是高动态，更不仅是宽色域、高声效，而应当是所有综上所述的集合。
电信推动4K的理由与现状分析
那么针对电信，现阶段发展4K的理由又在哪儿？罗传飞博士在会上提出了5点原因：
1、运营商宽带提速降费，需要新业务推动高带宽的需求；
2、第一代4K HEVC机顶盒降价至200元以内，可以取代高清机顶盒；
3、3年4K电视的发展已使4K电视机价格开始进入大众可以承受的范围；
4、4K电影大片开始普及，用户不还满足于传统的广播级视音频质量；
5、城市光网、4K新技术可以让运营商更为有效的推动极致视音频体验业务.
持续到2015年6月30日试运行阶段的上海电信4K专区开机画面
基于这5点理由，四川、广东、上海等各省公司都已在2015年推出H.265/4K点播专区的上线，以提升用户对于宽带提速的感知并应对用户体验的竞争。以之对应上海研究院制定了《中国电信IPTV业务系统基于HEVC/H.265的视音频编解码规范（试行）》、4K/H.265在IPTV现网应用的部署方案、4K平台（CDN、EPG）测试规范、4K智能机顶盒测试规范等一系列规范与合作厂商共同支撑电信4K专区试点运营。
罗传飞博士还强调，中国电信此次设定的规范从引导的角度，要求在不脱离实际的前提下，各项指标应当就高不就低，以适应逐渐过渡到UHD-1和UHD-2阶段。对终端的解码能力要加强兼容性测试。除了对编码参数进行规范以外，规范中将更强调效率、编码质量的可测试性和可验证性。在编码码流中将建议采用VBR 15Mbps码流，而不再采用CBR的方式，虽然在未来可能会升级到10bit并提升到50P帧率，理论上这样会造成码率上升10-20%，但以目前HEVC编码优化以及技术演进的速度来说，每年的编码效率提升可以抵消码率的提升。
目前在内容上，中国电信上海研究院正与百视通、华数、优朋普乐等公司合作为试点专区提供优质的i4K节目内容，在终端上，四川、广东、上海也分别招标了100万、30万以及20万的4K/HEVC机顶盒，相信在不久的将来，全国范围内的4K机顶盒招标也将陆续开展。
帧率优化方案，提升流畅度以避免高分辨率放大收视疲劳感
罗传飞博士介绍，其实从IPTV高清开始，由于没有对24帧的电影节目进行制转优化，仔细观看就会发现画面有不为明显的卡顿感，用户在长时间观看后就会出现的视觉疲惫感。在1080高清时代，机顶盒的输出和电视的显示会进一步变换成50帧，这样在某种程度上减轻了帧率转换的缺陷。但是在目前的4K超高清电影节目上，由于4K的像素更多，画面更大，4K还处在初步，芯片、电视最高只能支持到30帧，人眼对帧率的变动更为敏感，这就更需要对4K片源进行帧率优化，解决24帧制转25帧处理不当导致收视疲劳的问题
在提出的端到端帧率优化解决方案中：
目前终端要进行相应的调整：HDMI自适应终端电视的分辨率能力，用户家里如果是4K电视机，则需要统一设定为4K@25fps，用户如果使用1080P电视，则统一设定为1080P@50fps。
由于HDMI根据内容进行输出的自适配，会导致不同的电视终端出现不同时长的黑屏过程，因此罗博士并不建议进行内容的自适配。
在内容侧：由于在国内采用PAL制式，直播内容源为50i，点播内容以电影24为主，因此在内容侧建议点播电影内容统一制转成25P。同时，24P制转25P之后建议采用加快播放的方式，插帧和重复帧都将可能造成流畅度的影响。
质量优化方案，以超分辨技术实现蓝光到4K解决4K内容短缺
在节目数量和质量上，4K片源的短缺依然是重要的阻碍，即使有4K演示视频，也难以支撑4K专区的持续发展；即使采用了原生4K的节目，经过制作、编码、传输、解码、
输出、显示后，稍有处理不当的环节，节目质量的优势即消失。目前Sony 100多部4K电影大片，采用的方案是4K源——1080P（内容）——4K（机顶盒输出），也即是在后期制作上采用4K原片，再压制成30G~50G的1080P蓝光，同时配以xvYCC广色域，色彩更为逼真，这些经过4K技术优化的Sony碟片码率可以达到35~50Mbps。
对此，罗传飞博士也提出了端到端的质量优化解决方案：
首先可以采用从“4K/蓝光源”---4K内容---机顶盒自适应输出的模式。“蓝光”通过超分辨率技术提升到i4K是目前可行的方法（经过帧率优化、分辨率超分辨、色彩饱和处理、亮度、对比度提升）。可以提供目前除了电影放映厅以外，所能获取到的最高视听质量体验。
经过i4K超分辨的蓝光内容即使在色调上也会比4K源内容鲜明
最终效果在4K电视和1080电视上体验，拥有较高的画面干净度、流畅度、色彩饱和度、细节清晰度，对比1080P蓝光有明显的差异性提升。更为令人振奋的是，最后蓝光超分辨4K的节目内容，即使在1080P电视上也能明显的体现出4K的质量优势。配合高质量的环绕声能为尚未采购4K电视的用户提供4K质量优化的超蓝光视听体验。
运营商4K优势明显，定价策略不可简单粗暴
从市场的角度上来，目前2014年全球UHD国版出货量达到1700万片，其中中国出货量达到1300万片，占全球出货量的76%，预计到2017年，UHD在50英寸以上的彩电渗透率将超过70%。罗传飞博士认为，超高清是一个较为长期发展的产业，并且在今年由于运营商推出超越传统广播级质量的4K专区业务变得意义重大。
罗传飞博士认为，运营商4K专区优势明显，是一个值得整个产业一起付出努力的方向。因为这将会促成一个多方共赢的局面，原因如下：
1、用户可以获得更高质量的音视频服务，并且也让用户升级换代的4K电视机和高宽带网络得以充分利用起来。
2、运营商推出了4K高宽带应用以后，促进了用户的宽带需求，同时也促进了CDN的市场需求，增加了CDN的市场活力。
3、CP可以进一步促进1080内容的消费量，但是需要高要求的分辨制作来支撑，从而提升了超分辨4K的整体服务质量。
4、新的服务促进了芯片和机顶盒厂家进行更新换代，也有助于终端厂家建立低价跑量的商业模式
罗传飞博士也表示，目前4K视频市场依然要以培育为主，价格上不能简单粗暴地将4K内容统一定价，应当根据内容的时效和质量进行区别对待，不然很容易就将其扼杀在摇篮之中，同时罗博士也表示，由于CDN成本太大，OTT 4K可能在短期内也难以形成大规模的免费模式，难以冲击运营商的4K优势。
因为就目前CDN的价格计算，以央视国际CDN网宿科技中标的公告以及目前价格最低的迅雷云降价后的价格来看，CDN成本价格约为0.1~0.5元/GB之间，如果以15Mbps码率的4K/HEVC电影为例，一部两小时电影大概在15GB左右，光CDN成本就要占到1.5~7.5元。因此直接的后果就是OTT运营商要么采用码率更低的质量更低的4K节目，要么无法采用大规模的免费模式。
【结语】最后，罗博士以“不忘初心，方得始终”的谚语为他的演讲结上了尾，意指要将“4K”从一个概念上的分辨率真正做到UHD的高端体验，为用户提供目前家庭所能获取最高视听体验质量是中国电信IPTV 4K专区的初心，一切都是为了观众。他同时透露，下一步中国电信上海研究院所要做的，如何通过“4K+HDR”以及“4K+3D”为用户提供更震撼的用户体验，同时也希望行业内能够精诚一致，尽早迎接“超高清”时代的降临。
责任编辑：饶军
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