超高清电视（UHDTV）具有高分辨率、高帧率、高比特精度、宽色域、高动态范围及三维声音频等技术特征，能提供更大的视野范围，是广播电视当前重要发展方向。与高清电视相比，超高清电视在技术参数、接口、编码等各个环节都发生了重大变革，国内外相关机构都积极开展了超高清电视关键技术研究与标准化制定工作。从整个超高清产业链来看，随着超高清电视终端市场的日渐繁荣和关键技术的推进，超高清电视生态链正在逐步成熟和完善，对广播电视行业具有极大的推动作用。
1、超高清电视技术参数
超高清电视发展分为两个阶段，第一个阶段是UHDTV1，分辨率是3840x2160，即4K超高清电视；第二个阶段是UHDTV2，分辨率是7680x4320，即8K超高清电视。目前，国内外开展的超高清电视研究基本都处于第一个阶段，也有少数机构开展了8K超高清电视的相关研究。2016年8月，日本NHK电视开始8K超高清试播，2020年东京奥运会预计正式采用8K信号转播。
在色域方面，高清电视采用的ITU-R BT.709标准中规定的色域，电影一般采用的是DCI标准中规定的P3色域，超高清电视则采用了ITU-R BT.2020标准中规定的色域，图1中给出了在CIE 1931彩色坐标系中不同标准对应的色域坐标及色域范围。超高清电视采用了更广的色域范围，一般称为宽色域（WCG, Wide Color Gamut），因此能够呈现出更丰富的色彩。
图1 不同标准色域比较
与宽色域相配合，超高清电视还使用了高动态范围(HDR，High Dynamic Range)技术。自然界真实场景的动态范围一般可以达到1015:1，人眼在没有自适应调节的情况下可以感知到的动态范围大概为105:1，而高清电视普遍采用的标准动态范围（SDR, Standard Dynamic Range）只有103:1，远小于人眼的感知范围。随着终端显示能力的提升，显示设备已经可以达到更高的动态范围。超高清电视在节目拍摄、制作、编码、传输和显示端到端各个环节都实现了105:1的动态范围，使得黑色的部分更黑，亮的部分更亮，色彩层次更丰富，更加真实的呈现自然场景。
量化精度上，高清电视普遍采用8bit，超高清电视则使用10bit甚至12bit。帧率也从高清电视的25p/50i发展到超高清电视的50p,最高能到120p。
除了视频技术参数的提升外，超高清电视在音频技术上也产生了重大变革，从超高清电视的双声道立体声、5.1环绕声发展为沉浸式3D音频，声道数可以达到22.2。在传统的声道的基础上，增加了基于对象、基于场景的描述，实现声临其境的听觉体验。
2、国际超高清电视发展情况
ITU、MPEG、SMPTE、ETSI等国际标准组织均开展了超高清电视标准化工作，涉及到了节目制作、基带接口、信号传输、视音频处理、终端设备和评价测试等多个超高清系统关键环节。在制式和参数规范方面， ITU在2012年和2016年分别发布了ITU-R BT.2020标准和ITU-R BT.2100标准，规定了超高清电视和高动态范围HDR节目制作与交换参数。SMPTE在2014年颁布了ST 2084和ST 2086标准，分别对HDR的电光转移函数PQ曲线及HDR静态元数据进行了规定。2016年颁布的ST 2094标准中，则对HDR动态元数据进行了规定；在编码方面，MPEG和ITU共同成立的视频编码联合小组JCT-VC在2013年颁布了高效视频编码标准HEVC，在ITU标准体系中被称为H.265标准，在MPEG标准体系中作为MPEG-H的第二部分。此外，MPEG在2015年2月颁布了MPEG-H 3D音频编码标准，该标准被纳入MPEG-H标准的第三部分；在传输方面，DVB在2014年颁布的TS 101 154标准修订中增加了在TS流中对HEVC进行传输标识规范，在2017年标准修订中又增加了对HDR的相关标识；在接口方面，ITU颁布的ITU-R BT.2077标准规定了万兆光纤传输接口及6Gb/s、12Gb/s和24Gb/s SDI传输接口。SMPTE颁布的ST 2110标准对SDI over IP传输进行了规定。
日本NHK广播电视研究所是最早开展4K电视研发的机构。从2012年起，日本、韩国、英国、法国、美国等西方主要国家陆续制定了4K超高清电视的研发及广播计划，并在地面、有线、卫星以及IPTV等传输网络开展了不同程度的试验播出。其中，日本走的最快，计划也最为详尽，韩国、欧洲和美国紧随其后。
3、我国超高清电视发展情况
与日韩、欧美等发达国家相比，我国4K超高清电视技术目前还处于初级阶段，尚未形成完整的端到端的产业链和生态链，发展环境、产业支撑条件、节目业态以及相关技术标准等都还有待完善。
国家新闻出版广电总局在2016年发布的《十三五广播影视科技发展规划》将4K超高清电视列为重点研究领域和重大研究项目，明确了我国十三五期间4K超高清电视的发展目标。随着电视制播技术的进步和电视终端产业的发展，部分机构经批准开展了4K超高清电视节目制播和传输试验，为超高清电视发展开展了有益的探索和实践，但也出现了管理不规范、技术质量不达标等问题，2017年11月广电总局发布了《国家新闻出版广电总局关于规范和促进4K超高清电视发展的通知》，进一步规范和促进4K超高清电视健康有序发展。
2016年5月，我国自主研发的超高清视频编码标准GY/T 299.1-2016《 高效音视频编码 第1部分：视频》发布，该编码标准在编码效率上与国际编码标准HEVC相当，有效的提升了视频编码性能。2017年1月，广电总局发布了用于超高清节目制作和交换参数的GY/T 307-2017《超高清晰度电视系统节目制作和交换参数值》标准。考虑到我国超高清电视的实际应用情况，我国超高清节目制作与交换参数在帧率的选择上，仅保留了50p、100p和120p。2018年1月，广电总局发布了用于高动态范围节目制作与交换参数的GY/T 315-2018《高动态范围电视节目制作和交换参数》及用于先进声音系统扬声器配置和布局的GY/T 316-2018《用于节目制作的先进声音系统》。此外，广电总局联合工信部于2016年5月启动了4K高动态范围（HDR）、三维立体声（3D Audio）等标准的制定工作，目前标准也正在制定中。
央视、上海、湖南、广东等电视台从2013年开始，陆续开展了4K超高清电视的节目制作和有线电视网中的传输试验，相继推出4K体验专区业务；中国电信、中国移动和中国联通于2015年开始，陆续在IPTV中推出了4K超高清点播和推送业务；乐视、小米、优酷等OTT厂商也推出了4K超高清点播业务。但受到节目制播和传输等的限制，前期开展的超高清业务大部分都采用的是4K、25p、8bit、709色域和SDR的技术参数，还不符合我国超高清节目制作规范。
考虑到广东省在4K超高清电视发展的良好产业基础，在广东省率先开展超高清电视的先行先试。2017年12月23日，以“新时代、新征程、新视界”为主题的广东4K超高清电视试验播出启动活动在广东电视中心举行。通过广东省产业示范，极大地提升4K超高清电视相关产品的成熟度和稳定度，带动4K电视产业良性发展，为4K超高清电视产业在全国的推广应用提供重要经验。
超高清电视业务的推进，能给观众带来更佳的观看体验，同时也能带动消费升级和产业推动。随着我国超高清电视产业链的不断完善及各方的协同努力，2018年将是我国超高清电视推进的重要阶段。
责任编辑：付海龙
