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但是現(xiàn)在千萬別為了買這樣的電視而開始存錢,因?yàn)樵摷夹g(shù)投入市場(chǎng)可能還需要幾十年的時(shí)間(允許有幾年的誤差)。另外,在這個(gè)通信、廣播和信息技術(shù)各自發(fā)生轉(zhuǎn)變的危險(xiǎn)時(shí)期,整個(gè)行業(yè)不禁發(fā)出這樣的疑問:再過20年或更長(zhǎng)時(shí)間,消費(fèi)者還需要這樣的技術(shù)嗎？

然而無論怎樣,Super Hi-Vision的技術(shù)指標(biāo)仍然令人心動(dòng),其分辨率為7680x4320像素,是目前HDTV(1920x1080)的16倍。作為日本唯一的公共廣播公司,NHK在過去兩年內(nèi)分別在不同場(chǎng)合展示了Super Hi-Vision,其中包括:日本2005愛知世界博覽會(huì)、拉斯維加斯NAB2006、阿姆斯特丹IBC 2006,以及日本幕張的CEATEC 2006。在這些展示中,NHK使用的是450和600英寸的大屏幕。

“我們一直借助大屏幕來表現(xiàn)Super Hi-Vision的高質(zhì)量畫面,所以大家可能會(huì)誤以為該系統(tǒng)僅適用于大型公共場(chǎng)合。事實(shí)并非如此。”NHK科技研究實(shí)驗(yàn)室主任Kenkichi Tanioka指出,“NHK是家電視廣播公司。我們真正的挑戰(zhàn)是如何將這些令人贊嘆的清晰內(nèi)容帶給千家萬戶。”

但是在展望長(zhǎng)期遠(yuǎn)景時(shí),數(shù)字媒體評(píng)論家兼日本圖像質(zhì)量工程師協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)Reiji Asakura表示:“沒人知道下一代廣播該是什么樣子,甚至是否真的需要下一代系統(tǒng)也尚無定論。”在NHK于60年代開發(fā)其最初HDTV技術(shù)時(shí),這些未知數(shù)也是存在的。所以,研究工作不應(yīng)基于市場(chǎng)需求,而是要為未來播下種子。這可能是一項(xiàng)太過前瞻的努力,但也許只有NHK有足夠資源來實(shí)現(xiàn)這一切,從內(nèi)容和媒介到研究力量。

“目前的HDTV對(duì)高達(dá)65英寸的顯示器來說都是夠用的。但是如果是用于更大的顯示器,那么遲早都需要更高的分辨率。”Asakura認(rèn)為。

NHK的負(fù)責(zé)人表示,根據(jù)其以往開發(fā)HDTV的經(jīng)驗(yàn),一種廣播系統(tǒng)從開發(fā)到被接受大概需要30年的時(shí)間。NHK于1969年開始研發(fā)HDTV；1989年首家開始提供模擬HDTV廣播；直到2000年,NHK開始在日本進(jìn)行衛(wèi)星數(shù)字HDTV廣播,整個(gè)過程歷經(jīng)31年；隨后,也就是在2003年,NHK通過與一些私營(yíng)電視臺(tái)合作,開展了地面數(shù)字電視廣播；到2006年12月,地面數(shù)字HDTV服務(wù)才覆蓋到日本的每個(gè)角落。

根據(jù)上述的30年周期理論,既然NHK于1995年開始Super Hi-Vision的研究,那么該技術(shù)大約會(huì)在2025年就緒。

“我們相信,Super Hi-Vision將是終極的2D廣播系統(tǒng)。但這并非我們的最終目標(biāo)。下一個(gè)到來的可能是一種3D電視廣播。當(dāng)我們實(shí)現(xiàn)Super Hi-Vision廣播后,我們還希望能夠?qū)崿F(xiàn)自然、眼睛很容易適應(yīng)的3D電視廣播。”實(shí)驗(yàn)室主任Tanioka表示。

NHK的研發(fā)計(jì)劃基于其對(duì)廣播業(yè)的強(qiáng)大信心,這樣的信心甚至出現(xiàn)在20多年前。“我們相信,電視廣播將繼續(xù)發(fā)揮作用。”該實(shí)驗(yàn)室的計(jì)劃和事務(wù)總監(jiān)Hideki Suganami表示,“質(zhì)量和可靠性是廣播領(lǐng)域不懈追求的目標(biāo),特別是對(duì)一家公共廣播公司而言更是如此,我們一直提供滿足這些需求的服務(wù)。我們不認(rèn)為會(huì)有什么東西能輕易取代廣播。”

近距離觀察

在16:9的屏幕上,Super Hi-Vision提供8K×4K圖像,以逐行模式提供60幀/秒的掃描速率,并帶有22.2模式多聲道。其傳輸方法尚未明確,但設(shè)計(jì)初衷是為觀眾提供強(qiáng)烈的真實(shí)感。為使觀眾有身臨其境的感受,賞心悅目的水平觀看角度應(yīng)設(shè)為100度。這意味著,按照標(biāo)準(zhǔn)建議觀看距離是顯示器高度的倍計(jì)算,NHK得到家用Super Hi-Vision顯示器的標(biāo)準(zhǔn)尺寸應(yīng)為100英寸。因此,觀眾必須距離顯示器大約1米遠(yuǎn)。

在這些前提下,觀眾欣賞8K×4K圖像時(shí),不會(huì)看到單獨(dú)像素。“從人眼視覺特征的角度出發(fā),該規(guī)范被規(guī)定為終極分辨率。其像素?cái)?shù)是目前HD規(guī)范的整數(shù)倍,即在水平和垂直方向分別是HD的4倍。這使得制式轉(zhuǎn)換、保持后向兼容,以及搭建硬件變得容易。” Suganami解釋說。

Super Hi-Vision的核心技術(shù)

為展示該技術(shù)的潛力,NHK實(shí)驗(yàn)室在其開放展廳演示了廣播Super Hi-Vision電視節(jié)目所需的核心技術(shù),其中包括:輸入(一部照相機(jī)和一個(gè)圖像傳感器)、數(shù)據(jù)處理(編解碼系統(tǒng))、發(fā)射(模擬21GHz衛(wèi)星中繼發(fā)射)和輸出(顯示技術(shù)和投影機(jī)系統(tǒng))。

-輸入:一個(gè)獲取完整8K×4K分辨率圖像的3,300萬像素圖像傳感器。該傳感器由NHK和一家美國(guó)風(fēng)投公司聯(lián)合開發(fā),后者顯然與前Photobit(被美光收購(gòu))公司有關(guān)聯(lián)。今年的原型設(shè)計(jì)僅能捕捉單色視頻圖像,下一步,研究人員計(jì)劃在傳感器上放置一個(gè)棱鏡,以捕捉包括紅、綠和藍(lán)三色的圖像,并用這三種成像器打造一款彩色照相機(jī)。

-壓縮/解壓縮:同富士通實(shí)驗(yàn)室合作,NHK開發(fā)出基于MPEG-4 AVC/的實(shí)時(shí)編碼和解碼的原型系統(tǒng)。編碼器和解碼器各有16個(gè)處理單元。為實(shí)現(xiàn)快速算法替換,處理單元采用FPGA實(shí)現(xiàn)。

原始的24Gbps Super Hi-Vision信號(hào)在編碼器內(nèi)的并行化處理單元被分成16個(gè)數(shù)據(jù)流,并被送進(jìn)16個(gè)編碼單元。信號(hào)被實(shí)時(shí)壓縮200倍,達(dá)128Mbps；接著,再由一個(gè)廣播系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行處理。

在實(shí)際廣播中,信號(hào)將被發(fā)送至衛(wèi)星,然后回傳至家中的解碼系統(tǒng)。在演示過程中,信號(hào)被送至模擬衛(wèi)星系統(tǒng),然后再傳至有鏡像結(jié)構(gòu)(帶16個(gè)處理單元)的原型解碼器系統(tǒng)。在16個(gè)處理單元內(nèi)對(duì)16個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼,然后還原為一個(gè)Super Hi-Vision信號(hào)。

-發(fā)射:NHK打算利用一個(gè)21GHz帶寬的衛(wèi)星信道將節(jié)目傳至家中。該21GHz頻段分配給廣播使用,而且為未來使用做了預(yù)留。

NHK研究人員為模擬衛(wèi)星發(fā)射準(zhǔn)備了寬帶調(diào)制器原型,該原型可處理多個(gè)Super Hi-Vision信道,能在頻段上以300MHz帶寬將500Mbps信號(hào)發(fā)送上衛(wèi)星。衛(wèi)星上安裝有一個(gè)行波管原型,用來對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大,并通過固定在衛(wèi)星上的天線來回傳信號(hào)。家庭中通過一個(gè)約2英尺的拋物線狀天線來接收信號(hào),然后在寬帶解調(diào)器內(nèi)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行解調(diào)制。解調(diào)制采用了正交相移鍵控方法。“該信號(hào)實(shí)際上通過一條模擬衛(wèi)星通道進(jìn)行了發(fā)射和接收,但還沒有出現(xiàn)用于家庭的Super Hi-Vision顯示器。”一位發(fā)言人指出。

為驗(yàn)證通過實(shí)際衛(wèi)星的發(fā)送情況,NHK和日本國(guó)家信息和通信技術(shù)研究院(NICT)將利用WINDS衛(wèi)星進(jìn)行實(shí)驗(yàn),這是一顆預(yù)計(jì)于明年3月發(fā)射的用于超高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男l(wèi)星。

-顯示器:目前為止,家用顯示器,甚至是實(shí)驗(yàn)室顯示器,都還無法提供8K×4K的分辨率。為在100英寸顯示器上實(shí)現(xiàn)如此高的分辨率,一個(gè)像素應(yīng)只有0.3×(即目前50英寸HD面板像素大小的一半)。目前最小的像素出現(xiàn)在一款由NHK、先鋒、Noritake和NBC開發(fā)的144×81像素6.5英寸等離子面板中,像素大小為0.3×。借助如此小的像素,該顯示器通過在面板內(nèi)使用氖-氙氣體,能達(dá)到1.1流明/瓦的發(fā)光效率。

日本的JVC公司正在與NHK合作開發(fā)一種具有高動(dòng)態(tài)范圍的Super Hi-Vision前投式投影儀。該設(shè)備分兩級(jí)處理圖像數(shù)據(jù):第一級(jí),利用3個(gè)I-DLA器件分別處理紅、綠和藍(lán)三色；用另一個(gè)器件進(jìn)行第二級(jí)亮度處理。與現(xiàn)有的前投式投影儀幾千比1的對(duì)比度相比,該原型投影儀的對(duì)比度達(dá)1百萬比1。特別改善了黑暗區(qū)域的色調(diào)再現(xiàn)。

該原型投影儀包括兩個(gè)系統(tǒng)以生成Super Hi-Vision分辨率,下一步的目標(biāo)是用一個(gè)系統(tǒng)顯示8K×4K圖像。

-生產(chǎn):為平穩(wěn)地將來自不同地點(diǎn)的節(jié)目發(fā)送至廣播電臺(tái),NHK開發(fā)了一個(gè)光纖傳輸系統(tǒng),無需壓縮就能輸送一個(gè)基帶24Gbps Super Hi-Vision信號(hào)。

在傳輸系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為3個(gè)不同波長(zhǎng)的10Gbps信號(hào),并采用密集波分復(fù)用技術(shù)在一條光纖線纜中進(jìn)行多路傳輸。當(dāng)采用兩個(gè)放大器進(jìn)行中繼時(shí),該系統(tǒng)據(jù)報(bào)道能把Super Hi-Vision信號(hào)送至186英里以外。

積極推廣

NHK正在全球標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)內(nèi)為Super Hi-Vision構(gòu)建一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。去年,NHK成功地使其視頻格式(7,680x4,320像素)ITU-R 標(biāo)準(zhǔn)獲得批準(zhǔn),成為國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU) 標(biāo)準(zhǔn)中的大屏幕格式之一。該大屏幕標(biāo)準(zhǔn)包括了4Kx2K (3,820x2,160)和8K×4K (7,680x4,320)。

NHK還參與運(yùn)動(dòng)圖像和電視工程師協(xié)會(huì)(SMPTE)的活動(dòng),該組織是廣播設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域內(nèi)一個(gè)有影響力的技術(shù)社區(qū)。它提議將Super Hi-Vision納入SMPTE的討論日程。

NHK實(shí)驗(yàn)室還與其它相關(guān)行業(yè)進(jìn)行了合作。

作者:原好子