3月21日，CCBN2018主题报告会在北京隆重召开。会上，中国工程院院士丁文华做了题为《中国超高清HDR、3D Audio标准及产业化进展》的主题报告。

一、中国4K/UHD飞速发展

 

丁文华院士表示，2017年中国4K电视机产量3千3百万台，占全球4K电视机总量的42%。2020年全球4K入户数将突破3亿3千万户，中国成为全球最大的4K电视消费市场。

 

二、中国4K/UHD标准化情况

 

▌ 1、HDR标准进展

 

2016年5月，召开启动会，发布《HDR技术需求草案》、《HDR测试方案草案》、《工作章程》、《IPR政策草案》四份文件。

 

2016年6月，四份文件定稿，面向全球启动提案征集。

 

2016年9月，工作组征集到有效技术提案四份：杜比、华为、飞利浦+特艺、瑞昱，技术建议书三份：三星、索尼、华星光电。

 

2017年2月，完成第一轮技术测试评估，IPR组完成首轮调研。

 

2017年9月，完成第二轮技术测试评估，IPR组依据技术测试情况完成第二轮轮调研。

 

2017年10月，召开测试结果通报会，IPR组邀请业内专家组，发出最后一轮调研问卷。

 

2017年11月，总局科技司组织召开需求论证专家会。

 

2017年12月，完成最终技术工作报告和IPR评估报告，上报领导小组。

 

2018年1月，完成ITU-R BT.2100引标，发布《高动态范围电视节目制作和交换图像参数值》标准。

 

2018年3月，完成HDR标准草案，已提交广电总局科技司审批。

▌ 2、HDR标准技术需求

 

1）基本需求

 

面向大尺寸家庭显示终端，支持广电和互联网应用；

LCD能力要求：最高亮度>1000nit，最低亮度<0.01nit；

OLED能力要求：最高亮度>540nit，最低亮度<0.0005nit；

曲线：支持PQ、HLG；

色域：BT.2020；

位深：10bit；

编码方式：AVS2。

 

2）重点解决

 

HDR->HDR 

HDR->SDR 

HDR->near HDR

▌ 3、HDR部署方式

 

1）阶段一

 

传输 SDR + Metadata，节省传输码率；4K SDR电视机可直接收看，4K HDR电视需在终端还原成HDR内容；适用于市场上4K SDR电视机占主流地位。

 

2）阶段二

 

传输 HDR + Metadata，处理流程简捷；4K HDR电视机可直接收看，4K SDR电视需在终端处理生成SDR内容；适用于市场上4K HDR电视机占主流地位。

▌ 4、HDR测试

 

1）第一轮测试结论

 

本轮测试构建起基于4K HDR的基础测试环境，完成1000nit、2000nit的测试序列制作，打通HDR->SDR、HDR->near HDR场景的测试流程，实现对各家方案摸底测试的目的，测试结果对下一步阶段选择评估有参考意义。

 

本轮测试面向HDR前后处理，未包含编解码环节，并且当时测试条件无法支持HLG曲线测试，因此重点放在第二轮测试。

 

2）第二轮测试结论

 

①阶段选择

 

应用AVS2的RD 19.1 版本编码软件后，阶段一比阶段二仅有5.7%的客观码率节省，主观评价上无明显差异；市场上大量现存的显示能力只有几百nit的4K超高清电视机，传递HDR可以更好地呈现原始节目质量；决定采用阶段二方案（HDR + Metadata）。

 

②方案选择

 

PQ方案：综合技术和IPR评估结果，选定飞利浦+特艺阶段二方案作为标准草案提供方。

 

HLG方案：对1000nit制作亮度信号采用直接传输，对高于1000nit制作亮度信号传递信号+Metadata，终端采用gamma值调整方法进行显示适配。

 

丁文华院士表示，HDR标准通过审查后，启动AVS2行标、国标对应内容的修改更新工作。国内的海外节目互联网服务，对中国HDR标准提出适配HEVC编码的潜在需求，中国HDR标准考虑在ITU-T T.35的体制下适配HEVC编码体系。

 

三、3D Audio标准进展情况

 

▌ 1、3D Audio标准进展

 

2016年5月，召开启动会，发布《3D Audio技术需求草案》、《3D Audio测试方案草案》、《工作章程》、《IPR政策草案》四份文件。

 

2016年9月，技术需求和测试方案定稿，面向全球启动提案征集。

 

2016年10月，征集到有效技术提案七份：广晟、捷成、米谟、杜比、青衿、武大/天大、动听。

 

2017年5月，完成第一阶段传输编解码测试，IPR组完成首轮调研。

 

2017年10月，完成第二阶段前端制作和终端渲染技术测试评估，IPR组依据技术测试情况完成第二轮轮调研。

 

2017年10月，召开测试结果通报会，IPR组邀请业内专家组，发出最后一轮调研问卷。

 

2017年11月，总局科技司组织召开需求论证专家会。

 

2017年12月，完成最终技术工作报告和IPR评估报告，上报领导小组。

 

2018年1月，完成ITU-R BS.2051引标，发布《用于节目制作的先进声系统》标准。

 

2018年4月，计划完成3D Audio标准草案，提交广电总局科技司审批。

 

▌ 2、3D Audio技术需求

 

基本需求：支持channel-base、object-base两种模式；支持16通道制作，至少支持5.1+4H双层三维声制作模式；直播场景至少支持4个object，具有对object控制描述的元数据。

 

第一轮（传输）测试结果：综合技术和IPR评估结果，选定动听作为传输段标准草案提供方。

 

第二阶段（制作+渲染）测试结果：综合技术和IPR评估结果，选定捷成作为制作+渲染段标准草案提供方。

 

▌ 3、电视台制播流程适配

 

制作：建立面向HDR、3D Audio的直播、后期制作流程；实现元数据（静态+动态）提取和传输。

 

播出：实现元数据解析、封装和传递；完成节目内容质量管控；支持HDR、SDR混合播出，支持立体声、环绕声、三维声混合播出。

 

▌ 4、新一代编码体系

 

视频编码：测试结果标明AVS2与HEVC性能相当，RD 19.1版本已完成针对HDR的优化，面向HDR编码与面向SDR编码的码率差别在10%以内，国内已有至少3家公司支持AVS2编码器生产，可支持4K 50P、10bit、BT.2020编码，码率可支持30M-36M，延时特性基本满足需求；下一步计划构建基于云计算的的AVS2在线编码云平台。

 

音频编码：建立16通道三维声传输体系，与现有6通道环绕声传输体系并存；中国3D Audio标准传输编码与MPEG-H契合，因此海外节目互联网服务的编码适配不存在障碍。

 

▌ 5、ChinaDRM内容保护

 

市场需求：高端内容制作成本越来越高，内容制作商更加看重内容的可持续消费；内容消费方式由广播转变为基于网络的广泛分发方式，产生消费者的观看数激增和盗版风险加剧并存的局面；作为全球最大的内容消费国，中国迫切需要部署实施ChinaDRM技术。

 

标准体系（ChinaDRM已具备完整的标准体系）：中国广播影视数字版权管理需求白皮书；GY/T 277-2014 互联网电视数字版权管理技术规范；CHINADRMLAB-CRRR-V1.0-20161220 ChinaDRM兼容性要求与健壮性要求；中国广播影视数字版权管理认证中心实施技术要求。

 

▌ 6、终端适配

 

芯片：支持中国HDR标准的芯片基本具备，支持中国3D Audio标准的芯片计划今年下半年推出，支持Enhance Profile的高安全芯片已经具备。

 

机顶盒：HDR、3D Audio引入，将会带动新一轮面向50P/60P、HDR、3D Audio的设备升级；运营商（有线运营商、IPTV运营商、直播星运营商）和OTT机顶盒提供商需指定设备更新的规划和准备。

 

电视机：厂家应按照中国HDR的需求和标准推出新一代4K电视机，电视机厂家和屏幕生产厂家要共同解决高亮度屏的支持问题。

 

▌ 7、4K内容供应

 

中国即将进入4K/UHD和HD并存时代，广电体系应及早进行频道规划，针对体育、娱乐、专题纪录片、电影、电视剧优先考虑开通4K频道。

 

考虑到制作成本和周期，内容制作可选择HDR或SDR、3D Audio或环绕声，同时配套相关政策鼓励包括社会力量在内的资源制作4K/UHD HDR和3D Audio节目。

 

鼓励4K/UHD节目和内容多渠道传输和分发。

 

四、小结

 

丁文华院士对于中国的超高清产业做了以下4点总结：

 

中国HDR、3D Audio标准即将颁布，将有效引领中国超高清产业发展，并带动消费电子终端产业发展。

 

中国推广4K/UHD所需的产业化条件基本具备，2018年下半年将会加快产业部署行动。

 

4K/UHD节目制作需积累经验，相关制作规范要逐步完善，但总体而言没有不可克服的障碍，应该立即实施。

 

未来5年是中国4K/UHD发展的黄金时期，广电界应抓住机遇，携手产业链相关各方共同推动产业加速发展。