超高清视频标准化白皮书

超高清视频标准化白皮书（2019版）指导单位：工业和信息化部科技司工业和信息化部电子信息司编制单位：中国电子技术标准化研究院中国超高清视频产业联盟全国音频、视频及多媒体系统与设备标准化技术委员会二零一九年五月 超高清视频标准化白皮书（2019版）1顾问指导：赵波、赵新华、宿忠民、郭晓强、田辉、杨震、芦翔、赵耀。参与编制人员(排名不分先后)：范科峰、孙齐锋、贾凯、李婧欣、陈仁伟、董桂官、贾博文、张潘頔、王海、王蔚、谷晓军、张志刚、顿胜堡、贾德琳、石岩、宫政、吕韬、罗传飞、李洁、邢刚、汤毅、汪文杰、邢星、顾春林、韩秋峰、曹建伟、王伟、何广举、吴伟、张曼华、王平松、唐礼、李晓榕、王志国、吕莫连、李彬、赵青、邹霁、樊磊、吴慧芳、杨碧鋆、张世峰、吕航、陈讯。参与编制单位(排名不分先后)：中国电子技术标准化研究院广州市标准化研究院华为技术有限公司京东方科技集团股份有限公司中国电子科技集团公司第三研究所中国电子信息产业发展研究院中国信息通信研究院中国软件评测中心中国电信集团有限公司中国联合网络通信集团有限公司 超高清视频标准化白皮书（2019版）2中国移动通信集团有限公司深圳赛西百视通网络电视技术发展有限责任公司成都索贝数码股份有限公司北京中科大洋科技发展股份有限公司上海港聚信息科技有限公司TCL集团股份有限公司海信集团有限公司康佳集团股份有限公司创维集团有限公司四川长虹电器股份有限公司深圳市酷开网络科技有限公司鸿富锦精密工业(深圳)有限公司阿里巴巴（中国）有限公司北京动听效率顾问有限公司北京集创北方科技股份有限公司网宿科技股份有限公司北京爱奇艺科技有限公司杭州海康威视数字技术股份有限公司中兴通讯股份有限公司 超高清视频标准化白皮书（2019版）3目录前言..........................................................................................4一、超高清视频概述................................................................71.1超高清技术概念.............................................................71.2超高清技术特点.............................................................71.3超高清视频发展现状...................................................11二、超高清视频标准化现状..................................................162.1国际标准化组织现状...................................................162.2国外标准化组织现状...................................................182.3国内标准化现状...........................................................192.4超高清视频标准需求分析...........................................222.5超高清视频标准化组织...............................................23三、超高清视频标准体系......................................................243.1超高清视频标准体系结构...........................................243.2超高清标准体系框架...................................................253.3近期急需制定标准.......................................................28四、超高清视频标准化建议..................................................31附录1：超高清视频产业链体系.............................................33附录2：超高清视频国外标准明细表.....................................34附录3：超高清视频国内标准明细表.....................................44 超高清视频标准化白皮书（2019版）4前言近几年世界发达国家纷纷部署超高清视频产业，围绕超高清视频出台规划和政策，以超高清标准规范为抓手，加快促进超高清视频技术和产业发展。主要硬件企业不断加大资金和人力投入，抢占超高清视频发展制高点。我国高度重视超高清产业，近年来，工业和信息化部联合国家广播电视总局、广东省人民政府共同主办中国超高清视频（4K）产业发展大会，成立了中国超高清视频产业联盟，国家广电总局发布了《关于规范和促进4K超高清电视发展的通知》和《4K超高清电视技术应用实施指南》，今年3月工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台三部门联合印发《超高清视频产业发展行动计划（2019-2022年）》（工信部联电子〔2019〕56号），地方政府结合各自特点积极部署超高清产业，纷纷出台支撑政策。随着媒介数字化技术的发展和人民的消费升级,信息的获取渠道不断增多,其中视频需求量大大提升。除了传统的广播电视节目外，大到安防监控、远程医疗、工业可视化检测等专用视频采集分析，小到微博、微信、短视频等自媒体平台的视频内容传播，更丰富的信息承载量，更精良的画质，更优的视觉体验成为业内关注焦点。在此背景下，视频技术正经历从高清向超高清的演进，超高清（UltraHighDefinition，UHD）视频产业面临全新机遇。 超高清视频标准化白皮书（2019版）5作为新一轮信息技术革命的主要方向，超高清视频产业涉及采集编播、内容分发、网络传输、关键芯片及显示终端等各个环节技术和硬件产品的升级换代，形成拉动经济的重要增长点。此外超高清视频还可以在文教娱乐、安防监控、医疗健康、智能交通、工业制造等行业领域得到广泛应用，能够极大提高信息服务精准化水平，全面提升人民生活品质。标准化工作对超高清视频及其产业发展具有基础性、支撑性、引领性的作用，既是推动产业创新发展的关键抓手，也是产业竞争的制高点。当前，在我国超高清视频相关产品和服务不断丰富的同时，存在标准化程度不足的问题。超高清视频产业覆盖面广，集成度高，虽然已具备一定的标准化基础，但这些分散的标准化领域不足以完全支撑整个超高清视频领域。另一方面，超高清视频属于技术变革新兴领域，发展方兴未艾，从世界范围来看，标准化工作尚未形成完善标准体系，我国基本与国外处于同一起跑线，存在快速突破的机会窗口。因此需快速布局，坚持标准先行，加快对超高清视频技术及产业发展的研究，系统梳理国内外先进标准，研制覆盖采集、制作、传输、呈现、应用等全产业链的超高清视频产业综合标准化体系，以标准手段促进我国超高清视频技术、产业蓬勃发展。本白皮书前期在工信部科技司、电子信息司的指导下， 超高清视频标准化白皮书（2019版）6依托全国音频、视频及多媒体系统与设备标准化技术委员会和超高清视频产业联盟，通过梳理超高清视频技术、应用和产业演进情况，分析超高清视频的技术热点、行业动态，从支撑超高清视频产业整体发展的角度出发，研究制定了能够适应和引导超高清视频产业发展的标准体系，进而提出近期亟需研制的关键标准项目。本白皮书仅针对目前超高清视频领域涵盖的技术热点和产业情况进行分析，研究提出超高清视频全产业链标准体系框架。超高清视频标准化工作尚处于起步阶段，本白皮书仅作为超高清视频领域技术、产业和标准化之间现状分析，今后需不断修订完善。本白皮书的意义在于与业界分享超高清视频领域研究成果，呼吁社会各界共同加强超高清视频领域的技术研究、标准建设与服务应用，共同推动超高清视频产业发展。 超高清视频标准化白皮书（2019版）7一、超高清视频概述1.1超高清技术概念超高清技术是高清技术的延伸，代表了近年来音视频产业发展的主要方向。与高清技术（1920×1080，约200万个像素）相比，4K（3840×2160，约830万个像素）超高清像素数为高清的4倍，理论清晰度为高清的2倍，8K（7680×4320，约3300万个像素点）超高清分辨率为高清的16倍，理论清晰度为高清的4倍。超高清视频提升了分辨率、亮度、色彩、帧率、色深、声道、采样率等指标，更高的技术指标，给观众带来极为清晰、逼真和沉浸感的画面，也使音视频数据量成倍增长。1.2超高清技术特点根据ITU-RBT.2020《超高清晰度电视系统节目制作和国际交换用参数值》和GY/T307-2017《超高清晰度电视系统节目制作和交换参数值》规定，超高清图像的分辨率为3840×2160和7680×4320，也就是我们俗称的4K和8K。从电视终端角度讲，能够接收、处理和显示超高清节目的电视机称为超高清电视。4K超高清电视屏幕的分辨率为3840×2160像素，清晰度可达到2160电视线，8K超高清电视屏幕的分辨率为7680×4320像素，清晰度可达到4320电视线。 超高清视频标准化白皮书（2019版）8图1超高清技术发展过程1.2.1清晰度大幅提升直观来说，超高清给观众带来极为清晰的画面感受，清晰度大幅提高带来的画质改善非常明显。图2清晰度对比1.2.2观看视野更大在高清时代，根据人眼的生理特性，电视机的标准观看距离为3倍屏幕高度，低于标准距离观看画面会变粗糙。超高清相对高清清晰度大幅提升，4K超高清电视的标准观看距离为1.5倍屏幕高度，8K超高清电视的观看距离为0.75倍屏幕，视野角度大幅提升（水平视角：高清：33度，4K超 超高清视频标准化白皮书（2019版）9高清：61度，8K超高清：99度），可以获得更好的临场感。图3观看视野对比1.2.3色域空间更广ITU-RBT.2020标准规定了超高清电视系统的三基色参数，基于此得出的色域覆盖率达到57.3%，而高清电视系统的色域覆盖率参数仅为33.2%，色域覆盖率有了大幅提升。图4色域空间对比1.2.4高帧率根据ITU-RBT.2020《超高清晰度电视系统节目制作和4KUHDFHD 超高清视频标准化白皮书（2019版）10国际交换用参数值》和GY/T307-2017《超高清晰度电视系统节目制作和交换参数值》规定，我国超高清视频采用逐行扫描，帧率50/100/120Hz(对国际标准60Hz不作要求)，相比高清的50Hz隔行扫描有了大幅提升，大大改善视频的平滑度，提高视频质量。1.2.5三维立体声三维声在超高清视频方面为消费者带来全新的音频体验，具备沉浸感、个性化及一致性等特点。目前超高清三维声方案包括MPEG-H3DAudio和DolbyAC-4。三维声的声源除了能够在人耳高度的水平面定位之外，还可在其垂直面的任意位置进行定位，进一步提升了声场包围感；不同方案支持最多声道数量也有差异，例如Dolby最多支持64声道。以GY/T316-2018中一种格式为例，超高清三维声音频制作播出格式采用5.1.4声道的扬声器布局，包含10个声道信号、4个对象（Object）信号以及另外2个用于自由使用或者元数据传输的声道。 超高清视频标准化白皮书（2019版）11图5超高清三维立体声1.3超高清视频发展现状和高清视频相比，超高清视频是未来消费电子产品主要发展方向，应用前景极为广阔。超高清视频需要更高的带宽、更大的存储容量和更好的硬件处理性能，目前我国超高清视频产业发展基础仍不牢固，面临一定的挑战，亟需加强政策引导、支持核心技术突破、提升公共服务能力、建立共有专利池，推动超