联合技术攻关，制定产业标准，8K超高清电视频道试播——
四大运营商、10个城市公共场所、35块8K超高清户外屏幕……2月1日至3月15日，中央广播电视总台（下称总台）8K超高清电视频道试播，凭借超高清的显示技术吸引了人们的眼球。这个国内首家8K超高清电视频道，目前已经成功推出了春晚、元宵晚会等节目，标志着我国在超高清电视发展方面迈出关键的一步。
8K超高清电视跟以往的4K超高清电视有何不同？其背后有哪些专利技术？就这些问题，中国知识产权报记者采访了总台8K超高清电视播出试验负责人赵贵华及总台技术局高级工程师汪波，一窥其中的创新奥妙。
确立标准，推进发展
2月1日，总台以IP网和5G网组播的方式开播了8K超高清电视试验频道，这是继日本NHK之后全球开播的第二个8K超高清电视频道。该试验频道采用SMPTE-2110国际标准进行无压缩8K信号制作和播出，对比NHK通过卫星传输的8K超高清电视频道，图像质量更高，更有利于用户接入和推广应用。
2015年4月，日本公共广播机构NHK在全美广播协会大展NAB展会上提出了8K超高清技术部署规划；2018年12月1日，NHK成功开播8K超高清电视频道。近年来，随着5G商用不断铺开，我国也加大了8K超高清电视研发力度，总台8K超高清电视频道的开播标志着相关技术逐步落地。在赵贵华看来，8K超高清技术的制播标准是频道播出的保证，而8K电视转播制作流程，正是研究8K内容采集及制作关键技术的基础。
基于此，确立标准，势在必行。为此，总台联合国内顶尖超高清产业单位，共同起草制定了《中央广播电视总台8K超高清电视节目制播技术要求（暂行）》（下称《技术要求》），内容涵盖了8K节目制播流程、视音频基本技术参数、视音频制作、总控系统、播出系统、播出信号编码压缩、分发、大屏幕显示等多项技术要求，规范总台8K超高清电视节目的制作、播出全链路，为8K超高清产业发展指引方向。
“今年1月25日，总台正式发布《技术要求》后，8K超高清技术作为新一代技术，有了可操作的标准。也就是说，致力于进入8K超高清领域的企业，可以适配总台的系统，进行解码器、显示屏等产品的生产。”汪波表示，未来，总台还会陆续发布一些更详细的制播规范，例如总控信号调度分发的技术要求等，为8K超高清技术与发展提供解决途径，持续推动8K超高清产业发展。不仅如此，总台还就8K超高清技术与相关公司形成规范。例如，总台在信号处理、色彩呈现等技术对合作厂家提出明确要求，更好地保证了8K超高清电视频道信号稳定、色彩无色差。
布局专利，协同研发
作为下一代超高清电视视频技术，8K超高清电视跟以往的4K超高清电视有何不同？业内人士表示，8K电视与4K电视都是属于下一代电视视频技术，两者的区别主要体现在分辨率上，前者是后者的4倍。早在2018年10月1日，总台就开通了4K超高清频道，采用了AVS2国家标准、国密算法的CA和国产编码设备、自主芯片等，并提交了“一种4K视音频信号的切换方法、装置、系统及电子设备”（公开号：CN108540734A）、“4K节目制作方法及系统”（公开号：CN108540733A）、“4K节目监看方法及系统”（公开号：CN108600580A）等专利申请，从技术源头上支撑我国视频产业的健康发展，使我国音视频技术和产业正式进入超高清和超高效的双超时代。
万事俱备，只欠东风。在4K超高清电视制播技术的基础上，总台以超高清音视频制播与呈现国家重点实验室为平台，联合浪潮集团、海信集团、京东方集团、大洋公司、北京格非等科研单位，协同研发了8K制播呈现全链路试验系统，包括8K演播室和后期制作系统、8K IP主控调度分发系统、8K播出系统、8K AVS3编解码系统、8K IP电视集成分发和接收系统。
值得一提的是，此次试验播出首次将国产化的AVS3编码应用到8K超高清电视频道。据悉，为了提供更适合超高清、新一代视听系统需要的高质量、高效率音频编解码标准，总台联合鹏程国家实验室、华为海思公司和广东超高清视频创新中心共同研发，将播出高达2Gbps码率的8K信号通过编码器进行编码压缩，转为120Mbps的传输码率，并由四大运行商提供专线传输到全国各地，再通过解码器将信号还原，最终实现各地户外大屏幕的精彩呈现。
信号传输的问题顺利解决了，但信号接收问题一度遭遇困境。据汪波介绍，在距离8K超高清电视频道播出仅剩7天的时候，总台却还没有适配8K LED大屏的接入转换盒。时间紧，任务重，怎么办？经过紧急研究，总台联合西安诺瓦星云科技股份有限公司和华为海思公司进行技术攻关，在短短5天内就完成匹配HDMI2.1和HDMI2.0转换盒的定制和生产，满足了终端呈现信号要求，并为总台节约了数十倍的应用成本。“中国企业的敬业精神和创新速度令人敬佩！” 赵贵华感慨地说。
目前，总台正在围绕播出试验过程中产生的研发成果提交专利申请，涉及8K信号调度和分发技术、8K伴随4K多通道虚拟合成技术、基于国产化的8K播出控管监技术、8K编解码技术、三维声场制作环境选配等8K相关技术。未来，总台将在摄像机、切换台等处理设备方面继续与相关企业合作研发，进一步完善8K超高清技术。
瞄准冬奥，服务大众
“此次8K超高清电视试播不仅是小试牛刀，更主要目的是提前一年为2022年北京冬奥会的转播练兵。”赵贵华介绍，总台以北京冬奥8K超高清转播为目标，承担了科技冬奥重点专项“8K超高清数字转播技术与系统项目”，将从关键技术、平台构建、应用示范3个层次进行研发和实践。
每一项技术的进步都需要循序渐进。赵贵华表示，在8K超高清电视频道试播期间，为保证8K信号传输的稳定性与安全性，避免出现信号抖动、编解码错误等问题，总台采用5G+专线进行传输，并在前期做了大量的测试。同时，总台还组建了专业团队到各地去调试，查看8K超高清大屏的播出情况，确保每块大屏实现高质量画质呈现。
当然，“在做8K全链路播出试验时，我们非常注重用户的观看体验。”赵贵华表示，在8K试播期间，总台根据用户反馈，对8K超高清电视频道进行了下一步工作部署：一是充实8K超高清节目内容，通过人工智能技术提升分辨率，把4K节目内容上升为8K内容；二是推进“4K进用户家庭，8K进户外屏幕”计划，建设8K超高清电视公共服务平台，争取将今年欧洲足球锦标赛、东京奥运会以及明年北京冬奥会、冬残奥会的信号送到各地户外大屏幕展示呈现；三是完善舞美方面的相关标准，将在合适的时间正式开通8K超高清电视频道；四是投入研发力量，在环绕声基础上增加三维声形成360度的声场，给观众带来沉浸式、全方位的声音体验。
当前，总台正在推进8K超高清电视进户外大屏、进影院、进家庭。未来，总台将继续发挥在视音频制作领域的技术优势，加快推进总台在超高清电视的创新发展，助力我国超高清电视产业快速发展。（本报实习记者 刘弘一）
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