物联网与超高清视频
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第1章 超高清视频技术发展态势

超高清视频(Ultra High Definition Video,UHDV)是高清视频(High Definition Video,HDV)的下一代技术。2012年8月,国际电信联盟(ITU)发布了ITU-R BT.2020超高清电视技术国际标准(简称“BT.2020标准”),标志着超高清视频技术开始步入正轨。BT.2020 标准重新定义了电视广播与消费电子领域中关于超高清视频显示的各项参数指标,对超高清视频的分辨率、帧率、色深、色域等进行了规范,促进超高清视频进一步走向规范化。

(1)分辨率。

考虑到全球各地区技术发展的差异,BT.2020 标准将超高清视频显示系统分为4K与8K两个阶段。其中,4K超高清视频的宽高比为16∶9,水平清晰度为3840像素,垂直清晰度为2160像素,总共约830万像素,俗称2160P;8K超高清视频的宽高比为16∶9,水平清晰度为7680像素,垂直清晰度为4320像素,总共约3320万像素。

常见的视频分辨率对比如图1-1所示。

图1-1 常见的视频分辨率对比[1]

(2)帧率。

根据 BT.2020 标准,超高清视频的显示支持 120fps、60fps、59.94fps、50fps、30fps、29.97fps、25fps、24fps和23.976fps共9种帧率;取消了隔行扫描,只保留逐行扫描,细腻度与流畅感进一步提升。

(3)色深。

在色深(色彩深度)方面,BT.2020 标准将 BT.709 标准定义的 8bit 提升至10bit或12bit,其中,10bit适用于4K超高清视频系统,12bit适用于8K超高清视频系统。这一提升对于整个影像色彩层次与色彩过渡的增强起到了关键作用。

(4)色域。

超高清视频采用的BT.2020色域又称为Rec.2020色域,是显示设备中最大的色彩空间,覆盖了CIE1931标准的75.8%。高清视频采用的BT.709色域(又称为Rec.709色域或sRGB色域),仅覆盖了Rec.2020色域的35.9%。因此,超高清电视能显示比高清电视更为丰富的色彩。

Rec.2020色域与Rec.709色域对比如图1-2所示,其中,x轴色度坐标表示红基色比例,y轴色度坐标表示绿基色比例。

图1-2 Rec.2020色域与Rec.709色域对比