4K超高清電視發展趨勢與應用

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摘要：4k超高清電視技術是廣播電視行業領域內應用比較廣泛的新技術之一，能夠承載一定數據量的實時通信傳輸全過程，還能夠對特定電視節目內容進行全過程管理。根據4K超高清電視技術的應用現狀，可以將數據通信信號的實時通信傳輸技術標準進行全面分析和加強管理。本文將著重分析與探究4K超高清電視技術的應用現狀以及未來的發展趨勢。

關鍵詞：4K超高清電視；視頻處理技術；視頻壓縮；編碼結構

在新媒體時代，4K超高清電視技術的廣泛應用，能夠為民眾帶來更加豐富的視覺體驗，但是也會受到各項基礎設施和信息資源條件的限制。尤其在組合運用各項超高清電視技術以及多媒體技術的過程中，需要合理運用各項流量信息和數據傳輸渠道，將高清通話以及音視頻傳輸模式進行有效銜接。4K超高清電視技術的廣泛應用，也能夠帶動相關產業進行創新發展。

1.4K超高清電視技術概述

4K超高清電視技術與8K超高清電視技術相比，數字圖像中的像素量比較低，分辨率也較低，也能夠呈現非常清晰的數字音視頻圖像觀看效果，對觀看設備的硬件條件限制并不多，能夠在電視機以及移動電子設備中進行全程觀看，還可以應用在高清通話場景之中。[1]但是在運用4K超高清電視技術資源的過程中，需要根據播放設備的具體分辨率需求，及時調整和自適應屏幕比例，而整體清晰度保持不變。在研發與應用4K超高清電視技術的過程中，需要盡量避免選擇較低分辨率的屏幕和電子設備，以免對人眼視力造成不良影響。部分電視綜藝節目在應用4K超高清電視技術的過程中，會限定音視頻圖像的播放頻率和通信傳輸渠道，從而對觀眾的感官體驗產生一定的影響。當觀眾在4K高清電視頻道中觀看各個電視欄目時，可以將其與其他非高清頻道進行對比，才能夠進一步凸顯出超高清電視技術的獨特優勢。[2]

2.新媒體時代的超高清電視技術應用

2.1視頻處理技術

視頻處理技術，是4K超高清電視技術在實際應用過程中非常關鍵的技術要素之一，并且能夠詳細區分各項廣播電視頻道之間的通信信號種類，并對視頻壓縮編碼的實際呈現結果負責。[3]在4K超高清運行模式中，適用的超高清視頻處理技術可以將碼率下降到原有的一半，還需要保證視頻壓縮率在合理范圍之內。不論是運用H.264標準還是HEVC標準，都需要呈現更加清晰的視頻播放效果。在研發與應用視頻處理技術手段的過程中，廣播電視節目的壓縮編碼效率需要穩定在一個規定的標準層面上，并需要保障信號數據符合4K超高清通信傳輸需求。在運用多種視頻處理技術手段的過程中，需要將高保真的通信信號傳輸模式與數據質量進行標準化管理。

2.2音頻處理技術

在新媒體時代，超高清電視技術中的音頻處理技術也非常關鍵。以突破原有音視頻結合模式的技術瓶頸為主要應用目標。尤其在選擇不同類型的音頻聲道處理模式過程中，需要對采樣制作的相關內容進行適度修飾，但是需要從整體的畫面感和穿透力等多種評估指標中進一步發現不適配的情形，并及時校正和修改。[4]在運用超高清音頻處理技術手段的過程中，可以單獨配置三維立體環繞的聲道參數，并對信號數據比率等關鍵指標進行適度調整和采樣處理。在對超高清音頻聲道參數進行調整和修飾操作的過程中，還需要根據不同的聲道配置條件，將各個音源與聲道之間的關聯性進行全面整合和分析，才能夠逐步提高4K超高清電視節目的立體化聲音效果。在綜合運用音頻處理技術的過程中，超高清電視節目和音視頻之間的綜合匹配程度也需要被受眾群體進行全面檢驗。

2.3網絡傳輸技術

在新媒體時代，網絡傳輸技術的廣泛應用，能夠為民眾帶來更加真實的視覺感官體驗，還能夠將大部分聲影效果進行高效傳輸，視聽感受都非常立體。IP技術能夠被廣泛應用在超高清電視頻道之中，還能夠快速適應在線高清通話等多種應用場合。[5]網絡傳輸技術的廣泛應用，可以將融媒體平臺的多種服務模式進行豐富和拓展，還可以將一系列互動和在線業務進行創新研發應用。但是在綜合運用網絡傳輸技術的過程中，需要及時適配各項定位參數和實時通信數據流量等相關信息，并對點播等特殊業務類型進行高標準管理。在實時通信傳輸的數據模型中，網絡傳輸技術的基本平臺架構可以呈現不同的業務管理模式和服務層次，還可以充分結合不同網絡帶寬的實際系統數據參數，快速調整實時數據通信頻次和數量。

2.4有線與光纖傳輸

有線與光纖傳輸模式，能夠快速匹配超高清電視技術的具體應用需求，還可以進一步提升實時通信數據的傳輸質量和效率。但是部分有線和光纖傳輸模式的數據信號壓縮率并不完全匹配超高清音視頻的信息傳輸需求，因此更需要及時配備壓縮和解壓縮編碼器，及時滿足不同網絡帶寬用戶的音視頻播放需求。尤其在各類可移動播放設備中，無線傳輸模式的超高清音視頻播放比例相對比較高，但是也不能忽視有線以及光纖傳輸模式的數據量和播放質量。在有線與光纖傳輸模式中，可以將采樣頻率與壓縮、解壓縮操作步驟進行嚴格比對，保障通信數據量被完整可靠地傳輸到音視頻播放終端上。但是此類通信傳輸模式的成本相對比較高，還需要額外配備較多壓縮和解壓縮設備。

3.4K超高清電視技術的視頻壓縮應用

3.1編碼結構

在4K超高清電視頻道中，編碼結構會直接影響和限制視頻的壓縮率等核心數據指標，并且對視頻圖像信息的后續分割與預測分析步驟產生一定影響。在HEVC編碼結構中，能夠將四叉樹的基本原理應用在視頻解壓縮步驟之中，并保障在逐步遞歸計算的過程中，最大單元塊結構保持不變，播放質量比較穩定。在設定HEVC編碼結構的同時，需要盡量減少失真率，并能夠得到更加精準的編碼單元定位標識信息，及時預測和分割各項編碼單元塊結構。在根據此類編碼結構進行解壓縮運算的過程中，需要對非對稱以及對稱兩種模式的具體分割計算結果進行全面解析，才能夠得到更加真實的視頻解壓縮編碼結果。在運用HEVC編碼結構的過程中，可以將其與H.264技術進行對比和分析，才能得出編碼計算和變換單元塊結構是否處于較為穩定的變化狀態，并對一定數據量的視頻數據信息進行全面檢驗和分析。

3.2幀內預測編碼

HEVC技術與H.264技術都能呈現幀內預測編碼結果，但是對時域和空域的編碼解壓縮效果存在顯著的差異，并且HEVC技術的預測模式已經拓展到35種，比H.264技術多了8種。在進行幀內預測編碼操作的過程中，HEVC技術能夠呈現更加平滑的編碼處理結果，并且斷幀失真的幾率很低。在兩類技術的對比應用過程中，可以看到非常明顯的編碼效率差距和結果差距，并且非方向性和方向性的預測數值都會發生一定量的變化，從而影響到超高清音視頻的實時傳輸效率。因此在選擇與應用不同的編碼技術標準過程中，需要對幀內預測編碼的計算結果精準度進行全面核對，才能夠充分保障幀內預測編碼結果的精確度在可控范圍之內。在進行幀內預測編碼運算的過程中，可以將HEVC技術的非線性平滑運算精度進行適度調整和優化，以免影響到預測單元的時空計算結果。

3.3環路濾波

環路濾波技術是HEVC進行視頻壓縮操作的必備應用模式之一，能夠將自適應樣點補償濾波器與自適應環路濾波器進行有效結合，并能夠快速適應當前超高清數據通信傳輸操作的具體需求內容。在設定具體的像素濾波矩陣參數過程中，需要按照HEVC編碼的平滑處理方向以及規則模板信息，對照最大編碼容量以及4K技術標準，及時處理和適應多種視頻壓縮率的計算需求。邊緣補償對比兩個間隔像素，進而對當前像素進行分類和識別，解碼過程需要結合標識碼給予相應補償。自適環路濾波器以像素狀態為基礎，有效明確塊狀的色度分量和亮度分量。在實際的視頻壓縮編碼處理過程中，HEVC將自適應環路濾波器分為兩種類型，一種以像素為基礎，一種以區域為基礎。根據環路濾波器的具體編碼計算結果和平滑結果，能夠快速適應和匹配4K超高清電視節目的視頻解壓縮處理需求。

4.4K超高清電視技術的融媒體服務平臺應用

4.1平臺技術架構

在建設與部署以4K超高清電視技術為核心的融媒體服務平臺過程中，需要對平臺技術架構和應用服務架構進行全面整合和詳細規劃設計，才能夠達到相應的多媒體資源綜合管理目標。在IP城域網為基礎的融媒體服務平臺中，需要將內容分發、媒體資源服務以及運營功能三個主要層次進行全面規劃與詳細設計，才能夠有效推進4K超高清電視技術的綜合應用進程。根據以上平臺技術架構模式，能夠根據不同的業務應用場景，分別拓展和豐富三個技術層次上的具體業務功能選項，還可以將超高清電視多媒體頻道以及轉播情況進行全程記錄和監控管理。但是在建設與部署服務平臺的具體技術架構模式過程中，需要充分保障超高清音視頻的分發效率在穩定可控的范圍之內。其中內容分發層主要負責轉接各項前端業務請求，媒體資源服務層則主要負責多媒體資源的控制和全過程管理流程，運營功能層的重點則偏向于負載均衡以及信息統計分析管理等功能模塊。

4.2技術支持模式

在建設以及部署4K超高清電視技術資源的過程中，需要進一步明確具體應用的技術支持模式，并將融媒體服務平臺的綜合資源管理效率和利用效率進行全面的數據分析和統計，才能夠快速適應當前廣播電視行業的市場用戶需求。最重要的一點在于能夠將多終端、多協議以及多平臺進行深度融合，并能夠精準匹配不同網絡系統用戶的實時通信需求，并能夠對流媒體等多種音視頻轉播形式進行全面整合和詳細分析。融媒體服務平臺還需要配備HLS虛擬切片技術支持模式，并對統一技術標準的多媒體數據接口，有效提升4K超高清文件流的緩存效率。在全面應用CDN分級分層部署架構的過程中，可以有效兼容不同的音視頻業務模式，并對高效協同的CMS媒體資源支撐能力進行分類統計和數據挖掘分析。尤其在配置各項軟硬件基礎設施資源和數據參數的過程中，需要對角色劃分以及內容編制等多種系統功能選項進行全面的業務流程整合，以免影響到內容發布管理模塊的正確運行。

4.3平臺應用模式

在建設和部署融媒體服務平臺的各項功能過程中，也需要對平臺應用模式進行全面解析，才能夠及時迎合和適配各類業務需求，對4K超高清電視技術的應用難點和重點進行綜合預測和分析。在融媒體服務平臺的運行期間，需要對各類音視頻互動模式和其他業務應用模式進行需求分析以及可行性分析，并對4K超高清電視技術、網絡通信傳輸技術等核心技術的具體應用效率和服務質量進行綜合評估和可視化數據分析，才能夠進一步了解市場用戶的真實使用需求以及社會經濟效益產出比例。此系統能夠將廣電的光纖網絡以及互動平臺作用發揮到最大，在保證經濟效益的同時帶來一定的社會效益。根據具體的融媒體服務平臺應用模式，可以進一步劃分和整合各項業務流程和邏輯判斷規則，有助于提升平臺應用質量。

5.4K超高清電視技術的發展趨勢

5.1技術參數的多元化發展

在應用與發展4K超高清電視技術的過程中，技術參數的多元化發展趨勢非常明顯，還可以根據具體的多媒體音視頻轉播業務等多種應用場景，合理調配4K以及8K超高清技術資源，能夠為用戶帶來沉浸式的感官體驗。在各項技術參數的多元化發展趨勢中，能夠對視頻以及音頻的具體播放質量和轉幀效率進行全面評估和分析，將電視欄目與用戶之間的互動交流形式進行豐富和拓展。在研究與實現多種關鍵技術參數的過程中，需要盡量避免選擇低幀率以及左聲道音頻處理技術，以免影響到觀眾和聽眾的感官體驗。在各項技術參數的多元化發展過程中，相關技術人員和管理人員都能夠根據具體的業務應用場景，充分提升音視頻信息處理和分析效率以及質量，還能夠快速匹配各類網絡帶寬的信息傳輸需求。技術參數的多元化發展，也能夠充分體現出我國廣播電視技術產業的蓬勃發展態勢。

5.2內容制作的智能化發展

內容制作的智能化發展趨勢也非常明顯，還能夠根據特定的業務應用場景和平臺模式，選擇對應的4K超高清電視制作和產品包裝技術手段，能夠精準匹配各項城域網和廣域網中的音視頻實時通信傳輸需求。尤其在如今大數據、云計算技術盛行的時代，人工智能技術的廣泛應用，可以進一步提升廣播電視傳媒類產品的流程化管理效率，還可以對節目音視頻的實時轉播頻次進行大數據分析與統計，將具體的播放流量轉換成相關業務評估指標。通過內容制作的智能化發展模式，能夠將云服務平臺與融媒體技術工具進行有機融合，并對4K超高清電視技術的精準應用形式進行業務整合和統計分析。在內容制作的智能化發展趨勢中，媒體制作人和編導人員也能夠快速掌握各項智能信息處理技術和AI技術的具體應用技巧。

5.3穩定高效的網絡傳輸模式

穩定高效的網絡傳輸模式，能夠精準匹配各項超高清電視媒體播放業務需求和系統操作請求，還能夠將大數據以及云計算技術進行創新融合，逐步形成更加完善的融媒體服務平臺架構模式。在研發與應用5G網絡通信技術資源的過程中，發展穩定高效的網絡傳輸模式，也能夠充分利用帶寬資源，并對融媒體服務的核心業務呈現形式進行精細化管理以及創新解析。根據穩定高效的網絡傳輸模式，4K超高清電視技術和媒體平臺都能夠精準判斷和識別分析當前網絡帶寬資源的利用率，并對相關業務需求和系統管理操作請求進行快速響應。對網絡頻率進行合理規劃，不僅有利于超高清電視技術的發展和應用，也能夠在5G時代為5G技術開創出一條良好的發展道路。6結語4K超高清電視技術被廣泛應用在各個城市的廣播電視傳媒行業領域之內，能夠精準匹配各項音視頻業務功能需求，還可以呈現更高清晰度的數據通信效果。在5G網絡通信技術以及計算機信息處理技術的支持下，應用與創新發展4K超高清電視技術，能夠逐步提升融媒體服務平臺的綜合業務管理效率。

參考文獻

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[5]張家樂，鄧文治.超高清視頻技術應用探析[J].數字通信世界，2020（9）：51-52+46.

作者:張坤 單位:煙臺廣播電視臺