2016年12月6-9日，全球跨媒體領(lǐng)域的饕餮盛會——NAB Show Shanghai在中國上海隆重開幕。以下是中國工程院的院士丁文華有關(guān) 4K/UHD 產(chǎn)業(yè)中HDR、3D Audio技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)言實(shí)錄：

　　非常感謝王局長能給我一個(gè)機(jī)會在這次會上跟大家介紹一下，4K、HDR和3DAudio有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的情況，中國最具有創(chuàng)新能力的城市上海和NAB結(jié)合辦了這次活動，還是非常有意義的。非常多的經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蛟谶@個(gè)平臺大家共享，回到我們話題，應(yīng)該講4K或HD是我們廣電界下一步很重要的發(fā)展方向，而在這個(gè)方面，實(shí)際上我們的末端產(chǎn)業(yè)發(fā)生了非常大的變化，這個(gè)應(yīng)該從今年十月份來的數(shù)據(jù)能夠看到，在今年出廠的電視當(dāng)中，4K的滲透率達(dá)到24%，而且各方面預(yù)測都能夠證明一個(gè)事實(shí)，就是到2020年，整個(gè)4K以上的大屏的滲透率會超過50%。而且今年全球的4K的生產(chǎn)量、出貨量總體超過了5000臺。我們大家都非常清楚， 4K是從我們現(xiàn)在的高清過度過來的，告訴我們從原來的標(biāo)清過度到現(xiàn)在的所謂2K，我們現(xiàn)在的4K都是一個(gè)基本的意思，我們原來的SD或者HD都是8比特，現(xiàn)在已經(jīng)10比特，這個(gè)顯而易見。除此之外還有兩個(gè)非常重要的因素，就是高動態(tài)范圍，以及寬的色域，我們現(xiàn)在的中端顯示器基于LCD為主，這塊的顯示實(shí)際上只是達(dá)到動態(tài)范圍一千比十的三次方量級，我們4K的標(biāo)準(zhǔn)更寬，基于2020的標(biāo)準(zhǔn)。

　　除此之外按照全球是特別歐洲的發(fā)展，我們下一步的發(fā)展，還會往更高的真率發(fā)展，我們現(xiàn)在電影24P，在這個(gè)量級，我們現(xiàn)在的高清是50I，相當(dāng)于25P的情況，到了4K進(jìn)入到50P，往后還會達(dá)到100P的幀率，如果過去我們是單聲道，雙聲道，下一步應(yīng)該是所謂的三維聲，更加給我們帶來沉浸感的臨場的體驗(yàn)。我今天的話題主要是想說，在4K產(chǎn)業(yè)中，HDR和3DAudio標(biāo)準(zhǔn)的情況。這張圖大家能夠看到，實(shí)際上我們在日常當(dāng)中，從最黑的星光到最亮的感光直射，我們的人眼不能在一個(gè)時(shí)間看非常亮或者看非常暗，是通過一個(gè)滑動的瞳孔的收縮，控制在我們每次看到的光線在10到五次方左右，這是我們看攝像機(jī)的準(zhǔn)則，我們攝像機(jī)業(yè)績按十的五次方，相當(dāng)于16檔光圈進(jìn)行電視或者電影制作的，但是整個(gè)的傳輸通道支持8比特，高亮度或者是超低暗度會丟掉。

　　進(jìn)入HDR我們會打通整個(gè)端到端，全部支持十的五次方量級的，這么高的動態(tài)范圍一定會通過一個(gè)光到電，電到光的變化，把這么寬的內(nèi)容傳遞到我們最終的電視機(jī)前。從這塊實(shí)際上可以看到，我們彩色的范圍，首先現(xiàn)在基于標(biāo)清里看到的是黃色的小三角，這個(gè)是我們說的ITU709的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然現(xiàn)在定的2020的標(biāo)準(zhǔn)，是一個(gè)更廣闊的范圍，而整個(gè)的色圖，是我們?nèi)搜鬯芸吹剿胁噬膮^(qū)域，把這塊區(qū)域如果再加上亮度，我們就會看到形成兩個(gè)冰塊，一個(gè)是小冰塊，實(shí)際上是我們彩色空間，這個(gè)彩色空間里頭的小方塊是我們基于現(xiàn)在的HD的，或者是709色域的，外面大的冰塊是我們基于高動態(tài)和2020彩色色域的，恰恰由于這兩個(gè)冰塊彩色空間的不一樣，給我們提供更廣闊的彩色空間，還有畫面的高亮和低暗。

　　現(xiàn)在的國際標(biāo)準(zhǔn)到今年的七月份已經(jīng)確定下來，確定了ITUBT2100的標(biāo)準(zhǔn)，其中確定了兩條曲線，一條來自美國公司提出來的PQ，一條來自BBC和HK提出了HLG兩條曲線，整個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)的情況，日本也在2015年標(biāo)準(zhǔn)上定義HLG的曲線上，ATSC3.0適應(yīng)廣播寬帶，相關(guān)的HDR的標(biāo)準(zhǔn)草案已經(jīng)全部出來了，正在進(jìn)行到最后的階段，DVB十月份剛剛通過發(fā)布A157的藍(lán)皮書，把端到端系統(tǒng)層的方案做了確定。MPEG已經(jīng)做了HDR相關(guān)傳輸?shù)慕ㄗh和標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然作為末端來說，CEA還有HDR，VHD都在相關(guān)的端口方面支持像家里用的最多的2.0A，2.0B這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)全部支持UHD，4K以及HDR，相關(guān)的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)也有了。說白了HDR最核心的情況，我們從看到的日光，最后我們看到實(shí)際上日光的自然光線下的場景，最后變到終端顯示器下的場景，這兩塊場景的變換，顯然不能是一一對應(yīng)的，這塊存在非線型的變換，這塊的變換是我們整個(gè)電視傳輸體系，包括電影傳輸體系最基本的道理，所謂的OOTF，這塊的變化，我們真正看到的場景，和真正末端顯示的這塊，有一條飛線型的線來做變換，恰恰為了實(shí)現(xiàn)這條變換，我們實(shí)際上分別定義了攝像機(jī)這一端，光到電還有終端顯示器這邊的電到光，分別說的OETF和EOTF，這三者當(dāng)中知道任意兩條曲線，就能夠到處第三條曲線，這實(shí)際上就是我們做整個(gè)電視從端到端進(jìn)行光電變換的過程當(dāng)中完成很重要的一個(gè)目的。

　　在2100標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，定義了兩條曲線，我們看到第一條就是所謂的基于感知的量化曲線，這條曲線是一個(gè)定義我們亮度的絕對值從最低的亮度一直達(dá)到了一萬級的亮度，在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中定義了PQ整個(gè)實(shí)現(xiàn)的場景，通過前端的OETF，這實(shí)際上是有兩條曲線進(jìn)行兌現(xiàn)的，一個(gè)是OOTF，還有EOTF的曲線兌現(xiàn)前端的OETF，末端的時(shí)候通過EOTF進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)然還有一條曲線，實(shí)際上是HLG混合的對數(shù)伽馬，這條曲線對應(yīng)了前端的OETF，按照相對值進(jìn)行對應(yīng)，實(shí)現(xiàn)的同樣在末端換成EOTF。中國怎么辦？按照去年的年底工信部和廣電總局已經(jīng)成立了HDR，以及3DAudio標(biāo)準(zhǔn)專項(xiàng)組，專門制定中國HDR的下一步的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，我們在這里面基本工作組工作了一年，首先定了一個(gè)需求，在這個(gè)里頭考慮一下，我們的UHD4K面向HDR里頭，面向大尺寸的家庭顯示終端，在這個(gè)里頭姑且不包括手機(jī)平板小的移動終端，首先面向大屏通常來說50寸以上來考慮。第二個(gè)我們HDR整個(gè)過程按照剛才的介紹，實(shí)際上包括采集制作播出接收到最后顯示整個(gè)端到端的解決方案，所以這個(gè)方案一定是從最初端就要考慮進(jìn)去，到最后末端。第三個(gè)還要考慮我們現(xiàn)有廣播電視已經(jīng)有的，有線電視，衛(wèi)星傳送，還有地面廣播，還有現(xiàn)在IPTV，還有OTT的環(huán)節(jié)。

　　我們這次姑且先不考慮藍(lán)光的存儲，因?yàn)樵诿绹鴮?shí)際上藍(lán)光是一個(gè)很重要的，也定義了相關(guān)的HDR的標(biāo)準(zhǔn)，在這次中國標(biāo)準(zhǔn)先不考慮藍(lán)光介質(zhì)。我們結(jié)合了國內(nèi)現(xiàn)在的平板顯示的情況，我們定義了SDR的顯示設(shè)備，按照100以下定義SDR，現(xiàn)在和工信部結(jié)合起來，已經(jīng)有相當(dāng)多的電視機(jī)接受300亮度以外的，我說的這SDR的顯示設(shè)備，和高清標(biāo)清沒有關(guān)系，仍然是支持4K的顯示屏，只不過支持不了那么高的亮度而已，這塊我們定的是300以下，HDR的顯示設(shè)備我們參照了相關(guān)的方法，但是我沒有按照他們選的標(biāo)準(zhǔn)，我們只定了一個(gè)范圍，在LED背光顯示里頭定義了0.01到2000，這塊的顯示范圍我們能夠拿到的范圍，通常來說落到的指標(biāo)可能不會到2000，可能會落到1000，或者到1500這個(gè)水平上，我們定義的標(biāo)準(zhǔn)0.05到1000nits，他們那邊定義是540nits，到0.005的范圍。向低端靠和向高端靠我們有兩倍的形成，只要是達(dá)到在這個(gè)范圍內(nèi)，你至少應(yīng)該滿足的就是十萬比一的對比圖要求。

　　從制作場景，我們也要既考慮信號的電視直播，同時(shí)考慮后期的制作，而在輸出格式上，我們現(xiàn)在還要保證在輸出格式上，輸出的上面可能還會包括關(guān)鍵的，你是直接HDR，還是過度期傳SDR，在傳輸?shù)捏w系當(dāng)中既要包括信號。分發(fā)模式上剛才已經(jīng)說到了，基于這么多種分發(fā)，我們的編碼格式按照國家的規(guī)定，馬上采用AVS2，這個(gè)性能經(jīng)過測試達(dá)到現(xiàn)在HEVC的編碼效率，這部分的標(biāo)準(zhǔn)正在走國標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)的芯片應(yīng)該在六月份出。傳輸層10比特同時(shí)給出選數(shù)據(jù)的上線。在末端顯示這塊，我們要考慮中端既要支持高動態(tài)顯示的要求。家里買了某一家的設(shè)備，可能不在兩千，可能在一千五，那來的信號要根據(jù)自己的顯示反映做試配。我們參照國際上的考量，初步規(guī)劃了兩個(gè)階段，第一個(gè)階段我們假定條件，市場上現(xiàn)在生產(chǎn)的主流的4K顯示器設(shè)備僅支持SDR，現(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)只支持SDR的設(shè)備應(yīng)該是在四五百萬量級，明年一年還會有一千多萬量級的量在推出。而在這種情況下，這部分的4K的電視機(jī)上不能支持SDR的時(shí)候應(yīng)該怎么辦，我們作為階段一，而階段一的核心就是在傳輸環(huán)節(jié)當(dāng)中，實(shí)際上是傳的SDR的信號，而到末端的時(shí)候，根據(jù)傳遞下來的Metadata。只有少量舊的設(shè)備，若干年之后只支持SDR的設(shè)備，這些設(shè)備為了正確顯示應(yīng)該怎么辦，這時(shí)候傳輸緩解送的信號就是HDR的信號，這時(shí)候到了家庭終端，對于正常的HDR的顯示器直接顯示，對于我過去老的電視機(jī)，SDR的電視機(jī)就需要一個(gè)機(jī)頂盒把光亮降到他能夠顯示的范圍供他顯示，這是階段一，階段二。

　　實(shí)際上這兩種情況，國際上也是這么走，也是分成第一階段和第二階段走，但是實(shí)際上對中國來說，我們實(shí)際上還有專門的考量，這里首先情況是，應(yīng)該從國外情況來說，HEVC從2014年2015年推向市場，如果HDR的標(biāo)準(zhǔn)到今年年底或者明年才出來的話，在市場上至少有三年的市場期是大量的設(shè)備4K的電視機(jī)只是支持SDR，有這樣的情況。但是對于中國來說，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在4K并沒有播出，而且也事實(shí)上按照中國政府要求，我們必須采用AVS2，明年才開始有終端芯片提供，這樣實(shí)際上這個(gè)時(shí)間點(diǎn)和我們HDR推進(jìn)的市場是同步的，未必非要有第一階段這個(gè)過程，這是第一種情況。第二種情況，現(xiàn)在市場上除了有300以下我們作為SDR去顯示，還有另外一部分介于1000nits以下，中間商也夠不著下也不配，又不能正確顯示的問題，我們國家傳輸標(biāo)準(zhǔn)主要有限前端，都是基于DVBC，通常的傳輸馬力38兆，從現(xiàn)在來看如果達(dá)到4K的標(biāo)準(zhǔn)，我們建議中間值是36兆，可以向下30兆或者向上42兆浮動一個(gè)25%-20%的空間，作為我們廣播機(jī)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在當(dāng)然業(yè)界都說，我們拿AEVC拿十幾兆就行，但是我認(rèn)為這個(gè)質(zhì)量不是真正的4K的質(zhì)量，如果達(dá)到這樣，這是一個(gè)因素，我們以36為準(zhǔn)是一個(gè)因素，如果HDR比SDR內(nèi)容我們看到兩個(gè)大冰塊里頭的信息量多的多，現(xiàn)在的信息量從現(xiàn)在的資料顯示，至少增加20%的信息量，這樣的話實(shí)際上在一個(gè)傳輸通道里頭，上線的傳輸36兆，我們用EVS2不敢支持36兆，支持30兆加20%才能達(dá)到36兆，這樣實(shí)際上這塊還有一個(gè)攔截，所以說在這塊三個(gè)情況，都是我們?nèi)绾蝸砜紤]第一階段，還是第二階段，還是直接進(jìn)入第二階段，這個(gè)問題也是我們下一步正在評估的。

　　相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，這塊的工作已經(jīng)由方案的征集進(jìn)入到評估階段，我們希望在明年的一季度拿出標(biāo)準(zhǔn)的草案來。以上是HDR的情況，第二個(gè)想介紹一下3DAudio發(fā)展歷程，3DAudio實(shí)際上是從2000年以后陸續(xù)有一些國際上的廠家開始提出，如果我們把3DAudio概念非常簡單，如果說是單升道一個(gè)點(diǎn)，雙聲道拉成一個(gè)線，環(huán)繞聲在這個(gè)面上形成一個(gè)面，3D是形成一個(gè)擴(kuò)容，真正產(chǎn)生三維的聲音，使我們的聽音者進(jìn)入到沉浸式的臨場感覺，在這塊各個(gè)廠家實(shí)際上已經(jīng)都在這個(gè)里頭做了相關(guān)的技術(shù)嘗試，不管是歐洲是美國還是日本，都在這個(gè)里頭做了大量的工作，相關(guān)ITO的標(biāo)準(zhǔn)在制作端已經(jīng)形成。

　　ATSC3.0包括3DAudio相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，DVB在藍(lán)皮書里頭包括了3DAudio標(biāo)準(zhǔn)，韓國已經(jīng)做了相關(guān)的技術(shù)的測試。在2020年東京奧運(yùn)會推廣8K的節(jié)目。我們3DAudio我們也是要考慮廣播的典型場景，以及我們現(xiàn)在有網(wǎng)絡(luò)的分發(fā)場景，面向家庭終端既包括家里的揚(yáng)聲器組，也要包括人耳通過戴耳機(jī)聽到的效果，我們在這方面的技術(shù)需求都是在制作模式上。家庭后端也要擺出5.1的環(huán)境進(jìn)行制作，現(xiàn)在的技術(shù)提供了所謂的基于對象的，在這個(gè)音響當(dāng)中我可以擬定某一個(gè)對象，單獨(dú)聽最簡單來說，或者就想聽樂隊(duì)當(dāng)中小提琴的聲，都可以單獨(dú)把別的聲擋下來，單獨(dú)聽，這都是可以兌現(xiàn)的。當(dāng)然國際上還有下一代的技術(shù)，就是所謂基于場景的HOA相關(guān)技術(shù)，這次的標(biāo)準(zhǔn)里頭只考慮ChannelBased、ObjectBased，家里的環(huán)境提到的5.1.4，還有7.1+4，我們支持在傳輸通道里頭至少支持四個(gè)對象，當(dāng)然了這些東西原數(shù)據(jù)應(yīng)該是能夠通過傳輸途徑船到末端，實(shí)時(shí)末端每個(gè)聽音者，來調(diào)整對象，或者是調(diào)整自己專有聽音的環(huán)境和條件。我們傳輸通道按照不少于六個(gè)傳送通道，Metadata也是這樣，按照現(xiàn)在的廣播速率作為標(biāo)準(zhǔn)，如果今后需要更高的質(zhì)量，更多的通道我們可以變成768，對網(wǎng)絡(luò)分發(fā)的碼率，建議在384到兩兆以下。在聽音環(huán)境上，實(shí)際上現(xiàn)在假定是按照5.1.4進(jìn)行音響的配置，末端的渲染環(huán)節(jié)應(yīng)該能夠支持5.1.4，當(dāng)然有的加這樣的聲下去以后，終端用戶可以調(diào)整Object，在移動終端現(xiàn)在越來越多的年輕人聽高端的音樂，聽沉浸式的音響，他們不可能在家里聽，這樣的情況下，基于現(xiàn)有的耳機(jī)，經(jīng)過耳機(jī)一些渲染的算法，可以根據(jù)曲線效應(yīng)生成一個(gè)聲音，聽音者能夠感受到你在頭整個(gè)前后左右上下，都能夠感覺一個(gè)聲音包圍著你，這個(gè)實(shí)際上現(xiàn)在也完全可以做到，這是我們下一步很重要的方向。

　　相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)也已經(jīng)同步起動了，這部分的工作征集方案全部過了，我們從一月份進(jìn)行方案的評估，這個(gè)應(yīng)該是不晚于明年的二季度，我們提交方案的草案。基本的情況我想跟大家上述這么多，實(shí)際上HDR和3DAudio是UHD非常重要的內(nèi)容，不單單把清晰度提高給你看到的效果，更多的是讓你增加了更亮的亮度細(xì)節(jié)和暗部細(xì)節(jié)，讓你產(chǎn)生了沉浸式臨場的感覺，這塊的發(fā)展實(shí)際上會大大的帶動末端消費(fèi)電子的整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。第二個(gè)因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)我們會按照AVS2會按照明年上半年的條件做，這是中國政府堅(jiān)持在這塊起步前進(jìn)的，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布將會大大促進(jìn)中國的UHD的發(fā)展。第三個(gè)實(shí)際上就是，盡管UHD已經(jīng)來了，實(shí)際上對中國的現(xiàn)狀來說，它不是像高清式來了以后替代了原來的標(biāo)清，UHD會和現(xiàn)在的高清是一個(gè)長期五年十年并存的階段，我們廣電界會利用這個(gè)機(jī)遇，整體的促進(jìn)UHD業(yè)務(wù)的發(fā)展，我的報(bào)告就到這，謝謝各位。