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[投影之窗消息]
在市場對4K電視認可度日益提高、4K電視機及機頂盒相關制造成本逐漸下降、節目庫不斷豐富的前提下，實時4K電視廣播服務將成為市場的必然趨勢。4K視頻信號的傳輸要求巨大的帶寬（10
Gbit/s），這對電視廣播及網絡的基礎設施提出了較高要求。一個成功的4K電視傳輸系統在設計和建設過程中需要注意和克服以下5個技術難點：
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1 不同畫面寬高比的匹配問題
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在4K電視出現之前的各種高清電視格式702p、1080i或1080p所采用的畫面寬高比都是16:9。然而4K電視格式（分辨率為3
840×2
160）在用來播放4K電影的時候會出現寬高比不匹配的問題，這是因為早于4K電視格式出現的4KDCI數字電影格式（分辨率為4
096×2
160）的寬高比約為17:9。許多4K攝像機和視頻源裝置分別具有與兩種分辨率匹配的功能設置，因此，在實際操作中，工作人員需要預先對顯示器和視頻源進行仔細匹配設置，以避免畫面出現不必要的壓縮或拉伸。
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采用HEVC壓縮技術的幀頻為30
f/s的4K電視所需的傳輸帶寬將是現有1080p高清電視廣播的兩倍，如果幀頻提高到對體育比賽和超高清視頻更為理想的60
f/s，則需要三倍于現有高清電視的傳輸帶寬。
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3 信號的保真與增益
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4K電視對信號保真的要求大大高于現有高清電視，這是4K電視傳輸系統遇到的問題。國外研究人員曾利用目前最先進的檢測設備（安捷倫12
GHz高性能示波器）進行過對比測試。他們發現，用一條3英尺（約91 cm）的HDMI高清電纜傳輸幀頻為60
f/s的1080p高清電視信號，其傳輸過程產生的抖動和衰減并不明顯，表示該電纜的帶寬足以支持1080p，但在把電視信號改為幀頻為30
f/s的4K視頻信號之后，則終端波形出現了明顯的抖動和衰減；如果再把HDMI傳輸電纜的長度延長至30英尺（約9.1
m），此時4K電視信號在終端的抖動和損耗更為明顯，甚至無法實現正常的傳輸。由此可見，4K電視信號在傳輸過程中必須解決信號增益的問題。
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5 視頻源設備與顯示終端的兼容問題
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作為一項剛剛問世的新技術，4K電視尚未形成統一標準。如何解決不同廠家開發生產的視頻源設備和顯示終端、甚至是同一廠家生產的不同設備之間的不兼容，成為系統設計者需要克服的又一個難題（或面臨的有一個挑戰）。 |
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2 對數據傳輸速率（帶寬）的要求更高
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幀頻為60 f/s（幀/秒）的1080p視頻信號所要求的數據傳輸速率為4.46 Gbit/s，依此類推，同樣幀頻的4K電視信號要求4倍于前者的數據傳輸速率，即17.78
Gbit/s。但由于目前最普及的高清多媒體接口電纜HDMI 1.4版本最高只支持10.2 Gbit/s的數據傳輸速率（含損耗），因此，目前的4K視頻裝置所采用的幀頻最高僅為30
f/s。這一幀頻用于播放24
f/s的電影畫面不成問題，但是對于電視視頻和電腦游戲而言，需要注意的幀頻被降低了一半。因此，4K電視傳送系統的設計需要滿足幀頻分別為24
f / s、25 f / s、30 f/s、50 f/s、60 f/s的視頻內容。
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4 對電纜長度的限制
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雙絞銅質電纜是支持4K電視信號傳輸的最基本的廣電級電纜。即便在4K電視信號的幀頻降低以及經過色度抽樣操作后可能實現的增益，4K電視信號的傳輸仍然需要巨大的帶寬。因此，相對于1080p高清電視傳送系統，被用作4K電視基本傳輸電纜的雙絞銅質電纜所能使用的最大長度將會大大縮短，這給4K電視傳輸系統的設計帶來新的挑戰。美國多媒體技術公司快思聰（Crestron）的工程師在經過長期實驗后給出的建議是：在1080p多媒體傳輸系統中常見的DM
8G或CAT5e電纜可有效使用的長度極限都是100
m，而在4K系統中，這兩種線纜的長度極限需要分別降低至70 m和50 m。
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在模擬系統中，電纜過長會使電視畫面質量下降，有時這種質量下降是觀眾察覺不到的。但在數字系統中，電纜過長甚至可能導致畫面完全消失；更有甚者，它可能會使視頻源設備與顯示終端之間的不兼容問題變得更加嚴重。某些裝置在較長電纜上測試正常，并不能保證系統中隨后加入的所有裝置都能正常工作。在實踐中，4K電視的高帶寬對HDMI電纜的要求可能更高。
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2013年10月27日，日本在大阪馬拉松賽期間進行了世界上第一例4K超高清電視現場直播的演示。技術人員用兩臺攝像機通過4組3G-SDI接口向HEVC格式實時視頻處理系統提供現場的4K超高清視頻素材（30
f/s），經過處理后的實時視頻信號通過日本K-Opticom電信公司的光纖網絡傳至安裝在大阪國際展覽中心內的一臺84英寸4K電視上。2014年6月，日本開始在全國范圍內免費試播4K電視節目，成為世界上第一個提供定時4K電視廣播的國家。 |
