超高清视频技术的发展与应用

8卫星电视与宽带多媒体行业视点超高清视频产业发展行动计划（2019-2022年）■工业和信息化部 国家广播电视总局 中央广播电视总台关于印发

超高清视频是继视频数字化、高清化之后的新一轮重大技术革新，将带动视频采集、制作、传输、呈现、应用等产业链各环节发生深刻变革。加快发展超高清视频产业，对满足人民日益增长的美好生活需要、驱动以视频为核心的行业智能化转型、促进我国信息产业和文化产业整体实力提升具有重大意义。为推动产业链核心环节向中高端迈进，加快建设超高清视频产业集群，建立完善产业生态体系，制定本行动计划。一、总体要求（一）指导思想以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻落实党的十九大和十九届二中、三中全会精神，坚持新发展理念，落实高质量发展要求，深入实施创新驱动发展战略，着力推进供给侧结构性改革，充分发挥信息技术拉动中高端消费、提升人民生活品质的基础作用，夯实超高清视频产业核心基础，丰富超高清视频内容供给，提升网络传输能力，加强行业推广应用，完善公共支撑体系，全面促进我国超高清视频产业快速发展。（二）基本原则坚持市场主导、企业主体。坚持使市场在资源配置中起决定性作用，营造良好政策环境，强化企业主体地位，促进创新要素向企业集聚，引导企业做大做强做优。卫星电视2019第6期正文.indd 82019/6/26 12:16:10

9卫星电视与宽带多媒体行业视点坚持系统布局、统筹推进。加强顶层设计，基于产业链各环节发展基础和不同地区发展条件，围绕产业链部署创新链，围绕创新链完善资金链，实现产业链上下游协同发展。坚持整机带动、重点突破。聚焦产业发展关键薄弱环节，通过整机产品产业化，集中资源实现重点突破，带动超高清视频产业链各环节整体提升。坚持应用牵引、融合创新。加快超高清视频与重点行业领域融合创新发展，创新业务模式，培育新市场、新业态、新服务，助力以视频为核心的行业创新升级。坚持开放发展、合作共赢。促进国内外优势资源的整合利用，加强与海外优势地区、优势企业的业务合作，融入全球产业生态，推动超高清视频产业国际化发展。二、发展目标按照“4K先行、兼顾8K”的总体技术路线，大力推进超高清视频产业发展和相关领域的应用。2022年，我国超高清视频产业总体规模超过4万亿元，4K产业生态体系基本完善，8K关键技术产品研发和产业化取得突破，形成一批具有国际竞争力的企业。超高清视频内容资源极大丰富，网络承载能力显著提高，制播、传输和监管系统建设协同推进，产业发展支撑体系基本健全，形成技术、产品、服务和应用协调发展的良好格局。——到2020年，4K摄像机、监视器、切换台等采编播专用设备形成产业化能力；符合高动态范围（HDR）、宽色域、三维声、高帧率、高色深要求的4K电视终端销量占电视总销量的比例超过40%；建立较为完善的超高清视频产业标准体系；中央广播电视总台和有条件的地方电视台开办4K频道，不少于5个省市的有线电视网络和IPTV平台开展4K直播频道传输业务和点播业务，实现超高清节目制作能力超过1万小时/年；4K超高清视频用户数达1亿；在文教娱乐、安防监控、医疗健康、智能交通、工业制造等领域开展基于超高清视频的应用示范。——到2022年，CMOS图像传感器、光学镜头、专业视频处理芯片、编解码芯片等核心元器件取得突破，8K前端核心设备形成产业化能力；符合HDR、宽色域、三维声、高帧率、高色深要求的4K电视终端全面普及，8K电视终端销量占电视总销量的比例超过5%；4K频道供给能力大幅提升，有线电视网络升级改造和监测监管系统建设不断完善，实现超高清节目制作能力超过3万小时/年，开展北京冬奥会赛事节目8K制播试验；超高清视频用户数达到2亿；在文教娱乐、安防监控、医疗健康、智能交通、工业制造等领域实现超高清视频的规模化应用。三、重点任务（一）突破核心关键器件坚持整机带动，突破超高清成像、高带宽实时传输、超高速存储、HDR显示兼容与动态适配、三维声编解码与渲染、三维声采集、视频人脸识别、行为动态分析、医学影像诊断等关键技术，支持面向超高清视频的SoC核心芯片、音视频处理芯片、编解码芯片、存储芯片、图像传感器、新型显示器件等的开发和量产。加强4K/8K显示面板创新，发展高精密光学镜头等关键配套器件。（二）推动重点产品产业化强化应用牵引，加大超高清电视关键制播设备的研发力度，支持超高清影视摄像机、极低照度摄像机等视频采集设备研发。推进超高清电视切换台及其系统、总控和播出系统、视音频矩阵、专业调音台、专业监视器等重点制播设备产业化。支持适配超高清视频的高容量、高速率存储系统等研发应用。推动超高清电视、机顶盒、虚拟现实（增强现实）设备等产品普及，发展大屏拼接显示、电影投影机等商用显示终端，加快超高清视频监控、工业相机、医疗影像设备等行业专用系统设备的产业化。（三）提升网络传输能力发展高速光纤传输与接入、大容量路由交换、5G通信、SDN/NFV（软件定义网络/网络功能虚拟化）等网络设备与软件系统，推进有线网络IP化、光纤化进程。提升通信网络的接入速率及服务质量，推进网络云化和智能化，优化网络结构，增强IPTV网络的承载能力，满足4K和8K视频传输的低时延、高宽带、高可靠、高安全应用需求，推动普及超高清机顶盒。加快全国有线电视网络互联互通平台建设，同步建设4K超高清电视监测监管系统。探索5G应用于超高清视频传输，实现超高清视频业务与5G的协同发展。（四）丰富超高清电视节目供给持续推进4K超高清电视内容建设，创新内容生产，丰富超高清电视节目有效供给。加强4K超高清电视节目制作能力建设，支持体育赛事、纪录片、影视剧、文化科技等超高清电视节目制作。支持有条件的地区打造超高清电视内容制作生产基地，建设超高清电视内容集成平台。（五）加快行业创新应用1．广播电视领域加大超高清电视采集制作、总控播出、互动分发、数据中心、管理平台等系统建设投入，推动超高清电视直播频道建设。加强超高清视频点播平台建设，构建支撑超高清视频生产、聚合、分发、应用的融合业务平台。推动超高清电视在有线电视、卫星电视、IPTV和互联网电视的应用。2．文教娱乐领域推动超高清视频在游戏、动漫、电影等领域的应用，支持超高清游戏制作工具、电影拍摄和放映设备、超高清画屏卫星电视2019第6期正文.indd 92019/6/26 12:16:10

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视频压缩编码技术的发展及应用

作者：原菲 司占军 顾翀

来源：《电脑知识与技术》2013年第24期

摘要：随着多媒体信息的数字化，视频数据量越来越大。在此基础上文章对视频压缩编码技术的产生背景、编码的基本原理以及压缩方法的分类进行了研究，并对国内外视频编码标准发展现状进行了分析，最后，预测了视频应用的未来发展趋势。

关键词：视频压缩；编码标准；发展现状；视频应用

中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）24-5532-03

在通信技术飞速发展的今天，多媒体已经融入到了人们的生活工作当中。随着视频从模拟到数字化的转变，同时人们也对视频质量的清晰度、流畅度、实时度的要求越来越高，视频压缩技术成为解决此问题的一个重要环节。数字化的视频信息数据量巨大，且会占用极大的存储空间和信道带宽，制约视频通信行业的扩展。在带宽受限的信道中，采用压缩编码技术减少传输数据量，是提高通信速度的重要手段。从目前多媒体通信的现状、未来的发展趋势来看，接下来在相当长的时间内，以压缩形式存储和传输数字化的视频信息仍将是唯一的途径。

1 视频压缩编码的基本原理

1948年，Oliver提出了第一个编码理论——脉冲编码调制（Pulse Coding Modulation，PCM）；同年，香农在其经典论文“通信的数学原理”中首次提出并建立了信息率失真函数概念；1959年，香农进一步确立了码率失真理论[1]。这些概念的出现奠定了信息编码的理论基础。

数据压缩编码的基本思想是在保证视觉效果的前提下，尽可能的减少视频数据的相关性，也就是说去除冗余信息。所谓的视频数据冗余信息主要是针对空间、时间以及视觉上的冗余，视频压缩实质上就是减少这些冗余量，从而以最小的码元包含最大的信息。对原始数据变换、量化、熵编码，消除视频数据的冗余，达到压缩的目的，图1所示为视频编码原理图。

安防智能视频分析技术的应用与发展

摘要：自20世纪90年代智能视频分析技术诞生以来，经过数十年的发展，这项起源于计算机视觉的技术伴随着商业化的逐步应用正日益受到人们的普遍重视。作为视频监控的关键组件，智能视频分析市场正随着技术的不断成熟而逐步扩大，并慢慢的形成为一个产业。特别是在国内，视频监控的智能化趋势已经日渐明显。

自20世纪90年代智能视频分析技术诞生以来，经过数十年的发展，这项起源于计算机视觉的技术伴随着商业化的逐步应用正日益受到人们的普遍重视。

自20世纪90年代智能视频分析技术诞生以来，经过数十年的发展，这项起源于计算机视觉的技术伴随着商业化的逐步应用正日益受到人们的普遍重视。作为视频监控的关键组件，智能视频分析市场正随着技术的不断成熟而逐步扩大，并慢慢的形成为一个产业。特别是在国内，视频监控的智能化趋势已经日渐明显。

随着2008年22个城市报警与监控系统建设试点和第二批科技强警示范建设城市先后验收，标志着平安城市试点工作圆满结束。而城市治安监控系统作为平安城市建设、公安“科技强警”和公安信息化建设的主要内容也将逐渐由系统建设向运营管理阶段过渡。在系统的应用阶段，大规模系统建成后如何应用？如何和公安业务紧密结合，发挥其最大的效能？如何最大程度的体现系统的建设效益？为此，对视频监控智能化的要求应运而生。

一、智能化势在必行

智能视频分析技术的产业化发展为视频监控智能化提供了绝好的机遇。智能视频分析系统对视频中异常行为事件进行实时提取和筛选，并及时发出预警，改变了传统视频监控系统只能“监”不能“控”的被动状态，解决了事后取证难的问题，让监控变得更加主动。其相比于传统视频监控系统更加快速的反应时间以及更加强大的数据检索和分析功能，使得监控能力得到极大的改善。 更主动的监控：不仅仅局限于供事后取证，而且能主动、实时的对视频进行分析，及时报告可疑事件的发生。

更全面的监控：可实现所有接入视频的实时处理，不只限于电视墙上看到的，不遗漏任何一个可疑事件。

透视Hot-Point PerspectiveIGITCW热点

170DIGITCW2020.040 引言随着我国科学技术的不断发展成熟，中央广播电视台发布了2019-2022年度的《超高清产业的行动计划》，在计划中明确的指出，坚持走“4K先行、兼顾8K”的技术战略路线，促进超高清在视频产业以及其他产业中的实际应用。超高清视频技术是在数字化技术之后的一项重大技术突破。5G+4K相互协同发展，是视频行业向智能化方向发展的核心力量，同时也是带动广播、有线电视体现升级的助推器，能显著提升人们生活水平。1 技术背景分析超高清主要指电信联盟最新推出的4K视频显示技术，分辨率能够达到3840×2160像素，其也被定义为超高清UltraHigh-Defi nition。4K超高清视频的画面分辨率是高清视频分辨率的4倍。通过高帕率、高分辨率、高动态范围等，使得超高清视频具有超高的感染力与震撼力，显著提升了用户的真实体验。2017年推广的《4K超高清电视制作与交换参数值》以及2018中央广播电视台颁布的《4中央广播电视总台4K超高清图像+环绕声/三维声的家庭影院配置规范》等一些列标准的相继推出，很大程度上推进了我国4K超高清视频行业的发展脚步。5G主要是指第五代移动通信技术，其也是一个真正意义上的网络融合作用。它的出现是借助2G、3G、4G移动通讯技术基础之上，通过不断地演练与创新，最终形成的一项新型的先进技术[1]。通过5G的不断融合以及统一标准的制定、颁发，将为人与物、人与人、物与物之间的提供超高速、高质量的网络传输。根据我国IMT-2020（5G）推行组制定的《5G愿景与需求白皮书》中可得，5G的关键能力的定义中得出，5G网络环境下支持100Mb/s-1Gb/s的整体数据传输与下载速度，并且1平方千米的范围内能同时支持100多万个网路连接点，并且每个；连接端点与端点之间的网络延迟能严格的控制在毫秒级别，并且每平方米面积下，能同时支持超过100Mb/s的流量使用密度，并且移动性的要求可以达到500km以上。相比于4G，无论是在规模或者场景、数据下载以及传输的速度、网络延时等相关技术的表现上，5G都具有巨大的优势。并且移动速率方面5G是4G的两倍，这就意味着5G背景下能够真正实现高铁环境下的良好应用体验，峰值方面5G是4G传输峰值的几十倍、网络延迟方面；5G是4G网络延时的1/10-1/5之间，并且能够达到毫秒级别的水平。在能耗以及使用成本上也呈现出巨大的变化，10倍的频谱效率的提升以及上百倍的成本效率的增长。2 5G+4K超高清视频技术的发展现状及前景展望2.1 现状2018年年底，我国的中央广播电视总台联合华为公司、中国移动、中国联通、中国电信，其中华为公司主要提供重要的5G技术支持，联合创办了我国首个5G网络技术平台。另外，在2019春节联欢晚会，已经成功实现了长春、深圳省内的部分会场内部的4K超高清电视信号通过借助5G网络信号进行传输与回转[2]。并且在2019年全国“两会”之前，中央广播电视总台已经成功的借助5G网络平台，对视频的剪辑以及制作，最终以4K超高清视频的方式进行传播，成功完成了5G+4K超高清技术的完美应用。遍布全国各地的16路4K超高清视频信号，通过借助5G网络平台实现了网络信号的整体回转，并且已经成功地在华为公司旗下的5G这点智能手机上显示了4K超高清视频的投屏播放。这些成果标志着中央广播电视总台的5G网络平台已经满足多路继承4K超高清视频信号的多种类型的节目制作及传播，同时还具备多地、多点、全功能及流程的4K超高清视频制作以及发作的综合能力。2.2 前景展望2019年召开的全国“两会”上，相关报道指出，以中央广播电视总台为代表的中央主流媒体都会注重新技术的引领，并且会充分对5G+4G+VR+AI等各项世界前沿高新技术的充分应用[3]。另外，在我国召开的第十三届全国人民代表大会二次会议上，国家新闻中心国资委记者会议上行，就已经预设了4K超高清摄影机的位置，并且通过4K超高清视频技术对“两会”记者会议上，通过总台的4K超高清视频频道实现5G集成化全程直播。这就标志着5G+4K新技术探索能与重大活动的直播进行充分结合，并且这在我国广播电视历史上具有具有里程碑的意义。并且我国一些地方电视台也在不断搭建5G网络平台以及与4K超高清视频技术互相配套的专业设备、5G+4K超高清视频背景下，视频能按照声音更清晰、更及时地呈现在广大用户眼前。4K超高清视频产业的发展意味着，视频产业将会迎来以此重大改革换代的挑战，同时意味着广播、有线电视行业逐渐向全网络、“屏幕全覆盖”、全媒体的方向飞速发展。截止到2017年年底，我国的4K电视的产量已经高达3500万台左右，4K电视站全球总4K电视的43%。预计到2020年年底，全球的4K电视用户将会突破3.5亿用户，并且中国将将逐渐成为全球最大的4K电视消费市场。4K超高清电视视频的渠道一旦打通，4K电视将会成为家庭中最重要的荧屏设备[4]。通过运用5G网络的网络宽带，能将多维度的视频以及音频和信号传输给智能手机、智能家居中的电视机、AI音响、VR眼睛等多种智能化设备，通过蓝牙或者Wi-Fi等多元化的视角充分体现这些智能设备的实际功能，在促进科学性技术进步的同时，大幅度地提升了人们的生活水平。5G+4K超高清视频技术在未来的发展中，将会逐渐涉及到零售、教育、智能家居、娱乐、运输等多个行业领域中。通过采取科学、合理的应用，能为这些行业提供崭新的动力，对促进不同行业的经济快速发展具有重要意义意义。在社交与购物方面；在未来，人们能够凭借5G网络中具有的超低时延特性，呈现出更丰富且立体的信息，通过将匹配的社交信息以及商业信息中4K超高清视频的内容呈现在各个网络终端，能够使社交的信息、商业的信息以及电视的内容同步至用户端，然后以（下转第4页）5G+4K超高清视频产业发展前景分析熊　伟（河南省商丘广播电视台，商丘 476000）摘要：超高清是指在数字化高清技术之后的一项重大技术突破。5G+4K相互协调在一定程度加快了依照超高清视频技术产业逐渐向智能化的发展速度。通过5G+4K超高清技术，有线、广播电视迎来的全新的升级，提升了用户的体验。文章对5G+4K的技术背景、现阶段的发展状况进行了详细的分析，从超高清5G视频的的采集、制作、传输及城乡等各个业务环节以及购物、医疗等人们生活的方方面面，对5G技术对4K超高清技术产实业的支撑及促进进行了阐述，意在为5G+4K超高视频产业的稳定发展提供参考与借鉴。关键词：5G+4K；超高清；视频产业；发展前景分析doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2020.04.131中图分类号：TN949.17 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2020）04-0170-02讲座Navigation LecturesIGITCW导航