上海交通大学王延峰：超前布局核心技术攻关，支撑我国4K超高清产业发展

2018年11月13~14日，第七届GFIC全球家庭互联网大会在上海隆重召开，本届大会以“+连接，再创新”为主题，共设12大主题论坛：GFIC全球家庭互联网领袖峰会、GFIC亚太CDN年会领袖峰会、4K超高清论坛、IPTV创新论坛、视频加速论坛、OTT领袖峰会、家庭大屏营销论坛、融合C DN论坛、跨境加速论坛、亚太物联网峰会、智慧家庭AIoT论坛、5G车联网论坛。
 
在13日下午举行的4K超高清论坛上，上海交通大学电子信息与电气工程学院副院长、未来媒体网络协同创新中心副主任 王延峰教授代表2015年立项的上海市科委科技创新行动计划重大项目 “4K超高清全产业链关键技术研究与应用示范” 项目组作了题为《超前布局核心技术攻关，支撑我国4K超高清产业发展》的精彩演讲。

 

图为：王延峰先生在大会现场演讲

 
我国在4K超高清技术上逐渐追平国际领先水平

 

 

王延峰在会上就全球4K超高清电视的格局以及我国目前的发展现状进行了比较与分析。从全球视频行业的发展来看，中国与国际领先水平的距离越来越近，全球数字电视起步大约是在1990年，我国数字化大约晚了10年。而到4K超高清这件事情上，我国与国际领先国家几乎处于同步的位置。

2018年10月1号，中央台正式开播超高清频道，广东台也在10月1号之前开播。而在这之前北美、日本、欧洲也都有了超高清频道的开播，并且以卫星模式为主，兼顾了OTT、SPV和有线等传输方式。

全球超高清市场趋势，8K已进入部分国家规划

欧洲：由欧广联(EBU)主导，相关电视台、有线电视、卫星电视、电信运营商共同推动。欧洲超高清电视发展分为三个阶段，由4K逐步过渡到8K

美国：发展进程主要由市场主导，美国新兴网络视频运营商如NETFLIX、AMAZON积极推动4K节目制作和分发服务。

日本：在推进上比较激进，主张从高清2K直接进入超高清8K。日本政府把超高清电视作为振兴日本经济的产业之一，计划于2020年东京奥运会实现8K播出。

韩国：2014年4月，全球第一个4K UHD频道UMAX在韩国开播，2017年韩国4个广播商采用ATSC3.0标准开播了4K超高清地面广播，对冬奥会进行直播。

内容、分发、标准是制约4K超高清发展的主要瓶颈
 
王延峰表示，从全球角度观察4K超高清/8K，已经成为面向未来并且不可逆的趋势。但目前仍有一些制约4K超高清发展的瓶颈，主要是以下几个方面：

节目问题：终端发展超前，制约超高清电视的关键因素在于超高清电视节目拍摄、制作以及后期处理设备的完善以及相关接口标准的统一

传输问题：4K超高清电视的传输数据量是普通高清电视的10倍以上，无论在有线、无线还是卫星中传输，都需要对现有的传输系统进行改造，需要更好的内容压缩和信道传输技术。

产业问题：按照技术发展的规律，4K超高清发展需要产业界形成规模化的成熟的商用系列产品来支持。

标准问题：行业标准相对缺失，没有统一的规范，硬件设备、关键器件和核心软件都无法发展。
 
产业问题：终端发展与产业链协同发展之间的不同步，相关产业链必须迅速跟上终端的普及，形成有价值的产业链

“4K超高清全产业链关键技术研究与应用示范”四项工作目标

项目负责人王延峰介绍了2015年上海市科委设立的科技创新行动计划重大项目“4K超高清全产业链关键技术研究与应用示范”，这是上海2015年最大的信息领域项目，用以支撑从台到网到端全链路解决4K产业的问题，整个项目组涵盖了上海这个领域几乎所有骨干单位，包括上海交通大学、上海文化广播影视集团有限公司、上海文广互动电视有限公司、东方有线网络有限公司、上海国茂数字技术有限公司、上海数字电视国家工程研究中心有限公司、上海东方明珠广播电视研究发展有限公司等单位。

项目致力于超前布局4K超高清技术研究，包括四个重要目标与意义：

一，突破关键技术，打通产业链，形成超高清电视的区域性生态体系，技术驱动上海文广整合与跨越发展，推动城市信息化的建设。

二，有效带动上海及全国的超高清视频、应用、终端等核心技术研发，完善产业链布局，实现地方性技术规范向全国的推广，带动相关设备、系统成本的迅速降低，为上海市消费电子产业寻求新增长点。

三，围绕上海科创中心建设战略，提升科研创新实力，核心技术进入美国标准，提高中国电视工业国际竞争力，知识产权专利不再受制与人，真正实现电视大国到电视强国的改变。

四，实现中国自主数字音视频标准/产品进入“一带一路” 国家市场，成为中国经济新一轮腾飞“一带一路”宏伟战略计划的重要抓手，带来巨大的经济效益和社会效益。
 
“4K超高清全产业链关键技术研究与应用示范”技术成果突破

王延峰介绍了“4K超高清全产业链关键技术研究与应用示范”的技术成果。在整个项目中，从4K产业链的内容采集制作生产、内容编码、内容组织服务、无线及有线的传输以及终端承载，都有相关的技术成果呈现。

 

在内容的集采与制作中，项目做了两方面的技术成果，一个基于TS，一个基于基带，用于满足不同类的传输需求。该项目的技术成果已经用于2016年迪士尼开幕式的直播，2017年东方卫视跨年晚会等重要活动。

  

在内容编码上，交大团队推动多项技术被AVS标准采纳：AVS VR、AVS 3D Audio、AVS 4K超高清编码器测试方法和规范，提出的最优多边形（OPM）技术被AVS VR baseline profile所采纳。

 

在内容组织服务上，基于现有平台扩展支持4K，兼容4K视频格式；扩展压缩编码标准；视频分级存储；可运营、可管理、可扩展的平台应用架构；中央-驻地两级播控架构；集中部署（云模式）或分级部署（传统模式）；多运营商、多终端支持；支持跨域对接多运营商；支持有线、智能机顶盒。现已部署的上海NGB网络中，4K超高清电视已经有8个栏目，540部4K电影和内容，在上海覆盖了50万户4K用户。
  

在无线传输项目上，开发了新一代4K超高清发射系统，并进行试播，兼容各种高清数字广播信号制式信号，采用普适兼容性原则设计4K超高清机房、发射机、天馈系统、测试终端、测试软件等，为今后4K超高清地面数字电视网络的播出运营提供重要技术参考。
  

 

在有线方面，支持直播和点播4K超高清的有线网络以东方有线为主在开发，我国自主的TVOS系统也在整个网络中落用。以国家广电总局推动的自主知识产权的智能电视操作系统(TVOS)为核心，开展超高清智能终端的硬件设计和软件研制工作，便于降低终端部署成本，也有利于我国自主OS系统的推广。

有线终端上，项目规模化部署了4K超高清机顶盒，目前已经在上海地区部署了50万台。
  
中国4K化是一个不可逆的过程

最后，王延峰表示，在未来的5到10年里，所有的2K都会向4K演进，中央五台已经明确向全球宣布，未来3年频道将实现4K化，针对这样的变化，课题组所有科研人员都将进行技术攻关，希望能为我国提供有效的支撑力量。
  
针对我国未来5-10年内转向4K超高清服务的需求，突破4K超高清深压缩编码、海量数据存储与传输等关键技术瓶颈，全链路实现4K超高清数字电视的制作和播出、信号传输、网络覆盖和终端设计，为4K超高清的大规模商业化推广提供重要的技术支撑。