超越全高清的未來制式

目前，隨著藍光、數(shù)字高清電視逐漸步入家庭，F(xiàn)ull HD 1920×1080已經(jīng)成為主流的視頻分辨率，但是科技的發(fā)展并不會因此而止步，對于研發(fā)人員來說，他們只會追求更加完美的高清視頻技術。而對于消費者來說，更高的分辨率能帶來更清晰的畫面以及更強的視覺沖擊感。因此，在這個目的的驅(qū)使下，更高分辨率的高清視頻設備相繼出現(xiàn)。以目前而言，4K×2K以及由日本NHK為首所開發(fā)的Super Vi-Vision都是超高清的代表作，下面對它們分別進行介紹。

一、4K×2K超高清制式

簡單地說，4K×2K就是4倍于現(xiàn)在的1920×1080分辨率的高清畫面，像素點高達4096×2048(即800萬像素)。相比于1920×1080全高清來說，其色彩深度(即色彩位數(shù))從原來的8bit提高到12bit，能讓人從畫面中看到更多的細節(jié)以及更豐富和艷麗的色彩。4096×2048分辨率是由美國電影業(yè)界7大電影公司共同設立的電影創(chuàng)新DCI作業(yè)組提出的。DCI于2004年就公開了請求格式，并提交美國電視電影工程師協(xié)會SMPTE的下屬組織DC28認證。目前4K×2K已經(jīng)成為電影業(yè)界的標準格式，未來將極有可能引入家庭影院之中。

利用高速互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)超高清信號在廣播電視方面的傳輸

目前4K×2K已經(jīng)在很多高檔電影院中使用，而在廣播電視方面，日本在2006年已經(jīng)開始實驗性的現(xiàn)場轉播。第一次是日本電信公司進行的超高清現(xiàn)場轉播實驗，地點設在東京的慶應義塾大學、NTT通信公司武藏野研發(fā)中心和宮城縣仙臺市3地之間進行。

研究人員主要是利用高速互聯(lián)網(wǎng)“JGNⅡ”來連接上述3地，再使用專用的4K高清攝像機拍攝超高清晰度影像。這種影像被稱為“4K”，即4096×2048像素，其分辨率是目前主流高清晰度影像的4倍。此后，所拍攝的影像不經(jīng)壓縮直接網(wǎng)絡協(xié)議化。通過這種方法，研究人員成功地以每秒60億比特的傳輸速率對某研討會現(xiàn)場進行了轉播。據(jù)日本科研人員介紹，在這次實驗中，他們先對超高清晰度影像進行分割傳輸，當?shù)竭_接收方后再以合成裝置對圖像進行合成處理，從而實現(xiàn)了遠距離傳輸超高清晰度影像的可行性，而在此之前尚無瞬間成功傳輸超高清晰度影像的先例。

 4K×2K與Full HD 1920×1080的分辨率比較示意圖

高速互聯(lián)網(wǎng)“JGN II”的結構示意圖

正在生產(chǎn)中的4K×2K CCD影像傳感器

日本EIZO公司推出的Radiforce-LS560W醫(yī)療用4K×2K液晶顯示器

Samsung 82英寸Quad-HD 4K×2K液晶電視機

在超高清發(fā)展的帶動下衍生出來的新一代傳輸標準 —— DisplayPort 1.2

在4K×2K發(fā)展的帶動之下，視頻電子標準聯(lián)盟VESA（Video Electronics Standard Association）在剛剛結束的美國CES 2009展會上公布了DisplayPort接口標準的升級版本 —— DisplayPort 1.2。新版本的傳輸標準在傳輸速度升級到單通道5.4Gbps，四通道合計達到21.6Gbps，可以傳輸分辨率為3840×2160的四倍超高清視頻，同時可以傳輸3D數(shù)字信號。另外，新標準支持多臺顯示器同時輸出，包括同時傳輸2組分辨率為2560×1600的顯示信號，或者4組分辨率為1920×1200的顯示信號，其補償通道也實現(xiàn)高速化，支持USB數(shù)據(jù)和耳麥數(shù)據(jù)傳輸。

DisplayPort接口

Red-Ray 4K×2K超高清播放器

Red-Ray是專業(yè)高清數(shù)碼攝影機制造商Red公司所發(fā)布的一臺全新的超高清播放機，以號稱“Beyond HD”的4096×2048的超高分辨率而引起了業(yè)界的廣泛關注。這款Red-Ray播放器采用的是紅光技術，所以只支持DVD和雙層DVD的視頻內(nèi)容，不支持藍光和HD DVD盤片。它支持4K(4096×2048)、2K(2048×1024)和16:9的4K(3840×2160)分辨率，同樣支持1080p、720p和DVD的480p，還支持播放SD以及CF卡中的視頻。就目前來說，如果你沒有超高清4K的視頻內(nèi)容的話，播放器還是毫無用處。而事實上，Red-Ray主要是為他們的Red One攝影機而設計的一個播放設備。 #p#page_title#e#

二、強大的Super Hi-Vision(Ultra HDTV) 制式

 由NHK STRL（科學與技術研究實驗室）提出的面向未來的Super Hi-Vision(超高清影音系統(tǒng)，即Ultra HDTV，又稱UHDTV2)，是一種可產(chǎn)生、傳輸、存儲、顯示高幀頻、高清晰度圖像及多通道伴音的超高清影音播放系統(tǒng)。

標清、全高清、Super Hi-Vision超高清的部分規(guī)格對比:

Super Hi-Vision與標清、全高清等規(guī)格的分辨率對比圖

早年HNK通過采用兩臺3840×2048像素的投影機拼接來實現(xiàn)Super Hi-Vision的超大投影畫幅

2007年5月，NHK就向外界展示了采用3300萬全像素的攝像與播放的感光元件，能實現(xiàn)7680×4320p的視頻輸出。能在攝像和放映的時候，無須采用多臺設備拼接的方式，簡化了整個系統(tǒng)的結構

采用正交方式進行采樣，并以高效的編碼方式實現(xiàn)傳輸

Super Hi-Vision超高清信號采用了正交方式對信號進行采樣。由于采用正交采樣，因此圖像的像素寬高比為1:1，圖像幅形比為16:9。為了保持與現(xiàn)有HDTV系統(tǒng)的兼容性，除以上兩種圖像格式的像素數(shù)量分別為CIF(高清通用圖像格式，即1920×1080)的4倍與16倍之外，在基色坐標、標準白、光電轉換函數(shù)、亮度/色差分量方程等色度學指標都與ITU-R BT.709、SMPTE RP177等現(xiàn)有標準兼容。其圖像的數(shù)字表示形式與相關采樣結構為RGB（4:4:4）或YCbCr（4:4:4/4:2:2/4:2:0），每個分量的量化位數(shù)皆為10或12bit，不過RGB/YCbCr分量并未全部占用1024或4096個可用碼值。

長度為1分鐘的Super Hi-Vision格式的圖像大概需占用194GB的存儲空間，為了壓縮至可接受的水平，NHK采用多個編解碼器并行工作的方法。過去的展示曾采用MPEG-2，但在2007年的Open House活動中，NHK展示了與富士通實驗室聯(lián)合研制的基于MPEG-4/AVC/H.264的實時編解碼器樣機，可將Super Hi-Vision高達24Gbit/s的原始速率壓縮至原來的1/100至1/200，然后通過一個利用21GHz頻帶的寬帶傳送系統(tǒng)通過超高速數(shù)據(jù)通信衛(wèi)星轉發(fā)的小型演示系統(tǒng)。在演示過程中，一個Super Hi-Vision信號以MPEG-2的格式壓縮封裝成250Mbit/s的信號并送入一個帶寬為300MHz的寬帶調(diào)制器中，它通過QPSK的調(diào)制技術，傳送一個500Mbit/s的信號。然后再通過一個波形傳送電子管放大器將信號進行放大并發(fā)送至衛(wèi)星上，衛(wèi)星收到后再傳送到地面衛(wèi)星接收裝置，并通過相應的寬帶解調(diào)器進行信號的解調(diào)，最后完成影像信號的重現(xiàn)。雖然實現(xiàn)的傳輸距離只有短短的2米，但這已證明了Super Hi-Vision信號能實現(xiàn)長達3600km傳輸距離的衛(wèi)星傳送的可能性。 #p#page_title#e#

21GHz帶寬的小型演示傳送系統(tǒng)

 Super Hi-Vision已經(jīng)在公開場合中進行演示 

NHK的Super Hi-Vision系統(tǒng)已在2005年日本愛知世博會、NAB 2006、IBC 2006、CEATEC 2006、NAB 2007以及由NNK STRL舉辦的一年一度的Open House等場合多次進行公開演示，并于2009年實現(xiàn)商用。期待在不久的未來能有機會置身于一個300英寸銀幕前，在0.75倍于屏幕高度的距離現(xiàn)場感受接近100度的水平視角以及22.2聲道的3維立體環(huán)繞聲音響所帶來的UHDTV體驗，而Super Hi-Vision有望在2015年在日本全面普及。

2005年日本愛知世博會使用了Super Hi-Vision的超高清影音系統(tǒng)

眾多日本民眾正在感受Super Hi-Vision的超震撼影音效果