【重庆论道】上海电信罗传飞:更好4K体验更多4K内容 中国电信全4K演进探讨
流媒体网| 2016-05-20

  【流媒体网】消息:5月19-20日,由流媒体网主办的主题为“智时代、大视野、新视觉”的融合电视、智慧家庭--行业论道峰会在重庆举行。

  从个体智能产品,到产品+平台+体验全面智能化,标志着智时代的到来,无论是有线网的从智能网关的切入,还是通信运营商智慧家庭的蓝图,都标志着家庭互联网正成为智能家居的智慧家庭的枢纽,这种质变带来无可估量的市场愿景。

  5月20日下午,在主题为“4K时代的智慧家庭新机遇 ”的分论坛上,中国电信股份有限公司上海研究院博士 罗传飞发表了主题为《更好4K体验更多4K内容中国电信全4K演进探讨》的演讲。

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  以下为演讲全文:

  很高兴能在重庆论道跟大家分享中国电信上海研究院在4K领域的一些考虑。毫无疑问,今年是4K发展的大年。今年上半年,我们跟合作伙伴一直在讨论一个问题,如果说4K体验做不上去,4K内容跟不上,明年我们怎么办?明年必然就是一个小年,那么后年又怎么办?即使我们做了许多事情以后,从用户规模,用户增长角度来看,大概4K发展的时间窗,也就是2-3年。昨天杨秘书长和华为的同事也同样分享了关于4K在中国规模化发展的进度和问题,实际上这是整个4K产业大家都需要思考的一个问题。

  尽管4K已经不再是一个新鲜、热门的概念,但是毫无疑问目前整个4K市场仍处在初级阶段,需要更好的4K体验以及更多的4K内容,同时也要进行全4K提升的整体规划。我借这个机会跟大家分享一下上海研究院目前为了推动4K做的一些工作。

  4K的初级阶段

  我想跟大家分享两个议题,首先是中国4K业务及全4K趋势。首先,电视清晰度是用户视觉的一个刚需。从模拟到数字,从标清、高清到4K,实际上用户对清晰度提升的追求是永无止境的,而且也是他们的追求创造出了被我们称为新一代4K视频技术的革新,这个革新是从提升分辨率开始的。

  

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  但是这一轮4K视频技术革新包含远不止分辨率单一维度的提升,还包括高分辨率(HR, High Resolution)、高帧率(HFR,High Frame Rate)、高动态范围(HDR,High Dynamic Range)、广色域(WCG,Wide Color Gamut)、高像素精度(High Pixel Bit)、高质量音频(HQS,High Quality Surrounding Audio),会有六个维度的全面提升,这六个维度齐全了就是全4K,也即是我们所说的4K二阶段,因此我们认为目前的4K属于第一阶段的4K视频技术革新,全4K才是这一轮视频技术升级的巅峰,毋庸置疑4K的第二阶段称之为全4K就是下一步的目标。包括未来可能有的8K时代。

  在用户对视频清晰度追求的过程中,是用户的需求在驱动电信运营商的升级。2015年,4K电视面板出货达到3779.7万片;2016年春节促销期间,4K超高清电视市场份额占比为47%。另外,自2016年开始,HDR重新定义高端4K的画质体验,HDR成为4K电视机的标配功能。电视机厂商从2012年开始鼓吹的4K风口,已经培育了广大老百姓对4K的认知和认可,到了瓜熟蒂落的时节。

  从2014年底开始,结合城市光网升级和4K电视机升级,电信运营商率先开始启动4K业务。2014年底,四川电信率先宣布4K超高清业务;2015年4月上海电信推出4K点播专区业务;2015年5月,广东电信推出了4K超高清视频服务;紧接着2015年5-6月,湖南、江苏又先后推出4K业务。之后山东联通、山西联通等都纷纷推出4K视频服务。回顾去年一整年,会发现不断有运营商推出4K服务或者进行4K试运营。尽管去年所有的4K产品还处于第一阶段,即仅仅是分辨率单一维度的提升,但是今年年初,我们已经可以看到电信运营商的4K大发展成为一个趋势。

  2015年,4K用户发展大约在300-500万。而2016年,三大运营商规划的4K用户数达到了4500万,提升了10倍。其中包括中国电信在2016年的发展规划中,4K用户要达到2500万。同时上海、广东、四川几个省份,纷纷提出要进行全4K升级,即不仅仅是分辨率单一维度的提升,已经要求六个维度全面升级。

  4K视频业务的价值

  那么,运营商纷纷追逐4K的动机、价值在哪里?我们认为城市光网、4K技术成为运营商构建差异化竞争力的关键手段,使其获得了与有线电视、网络视频的竞争优势,可以让运营商更为有效的推动极致视音频体验业务,同时让用户升级换代的4K电视机和高宽带网络得以充分利用。

  IPTV差不多做了十年,包括OTT在内都存在一个问题,我们的体验质量很有限,离所谓广播级质量还是有一定差异的,随着城市光网、4K新技术的出现,IPTV第一次获得超越广播级质量的可能性。

  从另一个层面可以看到,从2015年开始,中国4K已经万事俱备。

  1、运营商宽带提速降费,100兆千兆接入网推广需要新业务推动高带宽的需求:四川、广东、上海等各省公司都在2015年推动H.265/4K点播专区的上线,以提升用户对宽带提速的感知和应对用户体验的竞争。;2、2015年所有厂商出厂的机顶盒芯片H.265解码能力成为标准配置,支持4K分辨率的机顶盒已经开始规模出货,第一代4K HEVC机顶盒降价至200元以内,可以取代高清智能机顶盒;3、用户端电视机更不用说了,随着互联网电视机的颠覆竞争、4K电视的发展已使4K电视机价格开始进入大众可以承受的范围;4、用户对高质量的视听体验追求,可以从电影的票房数得到验证,4K电影开始普及,用户已经不再满足于传统的视音频质量;5、城市光网、4K新技术,新一轮的技术革新已经到来,可以让运营商更为有效的推动极致视音频体验业务。所以这些因素叠加,让4K在全球范围的演进中,风景中国独好

  4K视频的主观体验

  下面我们再回过头看一下,2015年中国电信在4K业务上全面试点情况。中国电信面对新一轮4K视频技术的革新,率先拉通产业链,通过新的平台,新的终端,新的内容,新的体验来提供4K新视频业务。新终端体现在制定的4K智能机顶盒,包括推动的4K智能机顶盒。

  由于我们制定了IPTV4K编解码规范,采用新的编解码技术和要求,在新体验上为整个4K内容提出了质量要求。我们对开通4K业务进行了比较充分的主观体验测试,选择了15个测试对象分别在75寸4K电视机和65寸高清电视机上进行体验,最后采用了11个样板数据进行分析。测试表明不管是4K还是高清电视机,终端用户只要用我们的4K机顶盒订购4K视频,他的主观评分都可以达到4.6分以上,也就是说达到了目前用户除了到电影院以外,所能获取到最高的视频体验质量。这个问题实际上我们认为很有意思,因为做完这个测试以后,我们就回答了一个问题,即使还没有全面普及4K电视机,我们去推4K业务也是有价值的,也是有意义的。用户家里是高清的电视机,只要开通了4K业务,也能获得很大的质量提升。

  同时,我们还发现影响用户主观体验的因素,还包括清晰度、饱和度、对比度。不同的CP,不同的内容供应商提供出来的4K内容,在这几个维度上面差异比较大,但在流畅度、同步度等方面相对稳定。

  当然,我们深知4K如果仅在分辨率单一维度上面提升是远远不够的。由于整个4K产业还处在发展初期,包括国内外广播电视运营机构,在2015年他们都普遍认为,应该集中精力在完善4K+HDR的研究、标准的制定和系统的建立,待技术条件成熟后再进行大规模推广。

  法国电信实验表明,在56英寸电视上1080P和4K视频的主观质量差异不大,在1.5H/2.7M观看距离下,主观评分差也只在0.3—0.5之间。同时我们也发现,4K高分辨率的提升要体现它的质量优势,需要更大的屏幕,这个屏幕可能需要80寸以上才能体现。如果要发挥4K这个优势,可能我们节目的整个生产制作,我们拍摄的视角,还有用户观看体验视频的视角都要进行改变,才能充分发挥4K分辨率单一提升的优势,而这个优势仅仅是体现在更多的像素上。

  

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  全4K产业链已成熟

  4K视频质量的提升需要全4K技术的优化,也就是说要体现在更好的像素上,全4K包含了高分辨率、高动态、高帧率、高量化精度、宽色域、高保真环绕立体声。根据国内4K产业的成熟度分析,4K的一阶段大概是在2015-2016年,全4K应该是在2016-2017年,8K应该是在2020年以后。

  每一个阶段都会达到一个规格参数,2015-2016年,4K在机顶盒的规格参数里,六个维度都进行了提升。8K的很多参数规格现在还没有确定,包括像素的精度。而全4K所对应的规格参数,实际上可以与4K蓝光联盟的规格对应,不仅包含分辨率达到4K,还包含其中用户体验最好的是HDR和宽色域这两个规格。

  事实上,全4K产业链已经成熟,主要体现在三个方面。

  从芯片成熟度看,主要的芯片厂商在今年均有发布支持全4K机顶盒芯片的计划,会在分辨率等五个维度达到4K的要求,包括海思、Amlogic和mstar。

  从内容成熟度看,下一代生产的好莱坞大片将支持全4K的规格,预计2016年全4K内容的大片会超过20部。

  从工具成熟度看,摄像机是普遍支持全4K规格,后期制作流程和工具已具备,编解码已支持。2016年下半年杜比将在国内建立杜比影院内容制作中心,助力国内电影发布全4K规格。由此看来,4K已经成为视频业务的趋势。

  全4K技术规划

  前面讲了全4K的趋势,我们今年要做的就是要对全4K进行技术规划,引导4K体验的持续提升。我们的目标是希望通过加强对全4K的引导,包括下半年在几个省份的先行先试后,明年能够从集团层面全面升级过渡到全4K的规格要求。最近我们也已经在配合集团技术部制定支持全4K规格升级的编解码规范,也与采购部也进行了全4K规划的沟通。同时推动在电信和联通联合发布的4K机顶盒白皮书中要支持全4K技术。

  全4K进程可能比我们预想的还要快,从整个产业角度来说,必须为这种快速做好准备。具体来说,全4K规划过程中,有几个原则需要首先考虑。

  第一点,全4K技术规划必须支持全4K体验和提升,即全4K的技术规划必须根据全4K技术特点,多个维度同时提升。

  第二点,全4K内容的制作涉及更多质量的优化和控制,我们要千方百计地保证内容的高质量来体现全4K的优势。

  第三点,全4K系统必须向下兼容用户SDR、HDR电视机。

  第四点,在支持高动态技术标准的同时,我们也要兼容多种HDR模式,这是HDR机顶盒的刚性要求。

  第五点,在支持HDR内容正确显示的情况下,还需要机顶盒能正确叠加SDR UI,这是正常开展业务的关键。

  4K视频质量和数量制约其发展

  目前,4K规模化的关键在于获取用户对4K视频的感知和认可,我们认为目前4K高质量内容严重短缺,全球原生4K节目片库总量大约只有200部片源,远远无法满足4K用户大规模发展的要求。就目前了解到各省4K开展的业务中,我们很担忧4K业务不能赢得用户的感知和认可。

  首先缺乏数量优势,目前产业链4K内容仅仅达到了1%的供应率,高质量的4K内容的短缺,在全球范围内都是长期存在的。

  其次缺乏技术审查,内容合作伙伴视频制作能力参差不齐,难以把控合作方提供的4K内容质量。

  再次缺乏质量优势,缺乏对系统的理解,4K原生内容的处理不当会造成质量的劣化。

  这些原因所导致了无法提供足够好的内容来培育用户,争取用户,可能会影响新一轮4K视频技术革新规模化的效果。

  提高4K内容质量

  下一步我们会加强对4K节目编解码的审查,合作方提供的内容普遍存在编解码规范标准不一样的问题,包括主观质量等等这些因素。今年在集团技术部的要求下,我们根据各省反馈的信息,正在制定IPTV业务视音频内容的质量指标及测试方法,希望在码流封装层、编码参数层加强技术审查,在视音频信号层加强质量指标的要求,保证4K内容的高质量。

  

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  在这个过程中,我们也进行了大量的研究和测试,比如我们也在分析内容方提供过来的内容,究竟是原生4K,还是仅仅只是通过一些普通手段来达到4K的分辨率。实际上这些工作,不仅我们在做,很多公司都在做,尤其是随着全4K更多维度的要求,这些检测更应该加强。

  不仅要加强对内容质量的要求,也要加强对高质量内容的研究。我们发现,现阶段超分辨4K优化技术,是保证规模4K内容供应的一个手段。从2013年开始,随着4K成本的降低,原生4K才缓慢提升。全球大部分的4K内容都属于超分辨优化的范畴,还不属于原生4K的范畴。

  同时,超分辨4K技术可以提供目前除电影院外所能获取到的最高视听质量体验。

  1、制作增强角度,不仅要做分辨率的提升,还要做对比度的增加,画质干净去噪,甚至还有LOGO的处理等。尤其对色彩饱和度的处理很重要,如果把未经过处理的电影内容放到电视上看,它实际颜色是不够鲜艳的。

  2、编码优化角度,包括编码参数优化、VBR码率控制、多次编码优化、封装格式处理等。

  3、终端适配角度,不同帧率/分辨率的适应性、后处理增强性能、显示器适配性等。

  同时我们还在技术层面上构建一个可度量用户体验感觉体系。

  今年三大运营商都把视频业务作为新兴战略的基础业务,因此会提出更高的要求。

  首先,要综合视频质量指标,播放体验指标,观看体验指标,和操控响应时间来做到用户体验质量评估的可度量。

  其次,要做到业务质量分析可管理,要定义核心KQI和KPI指标,建立起日常监控;能够做到端到端关联分析、预警、定界;能够做到故障的定位自动检测。

  这其中就有一个核心的技术问题,如何进行QoS到QoE的映射,也就是说如何建立起用户体验质量评估模型。在这个工作上,ITU先后推出过一系列的规范G.1080、P.1201等值得参考,包括涵盖视频播放质量、视频内容质量、操作响应时间、UI流畅性、内容丰富度、内容新颖性、业务成功率、业务中断率等等。另外可能大家都已经很熟知的华为公司提出的一套U-vMOS框架,包括零失真、零等待、零卡顿。但是实际上用户的体验感知是一个非常复杂的模型,包含的因素也很多很广,即使在一定的应用场景业务场景下,比如看4K视频,也涉及到诸如用户家里的电视机,大小、能力,用户机顶盒的设置啊,后处理啊等,因此我们在和包括华为、上海交通大学等研究机构在一起完善针对IPTV视频服务这个场景,如何建立起用户体验质量评估模型,我们参考了U-vMOS的框架、参考了ITU-T P.1201,重新研究影响用户体验的因素,在模型类型、系数权重、(电视、机顶盒)终端的因素、编码参数几个维度上进行了扩展,制定了中国电信基于机顶盒终端内嵌质量监测模块技术要求。

  

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  最后围绕这些工作,我们计划借助中国智慧家庭产业联盟,建立4K生态圈,助力4K的发展。我们会在7月份举办的智慧家庭-大数据论坛上成立4K极客工作组,会正式发布4K内容质量指标要求及用户视频体验质量标准,同时会制定中国电信4K第二阶段全4K技术要求,组织千部规模高质量4K内容。另外,4K极客工作组也将会围绕这些工作展开研讨。

  在这里我也欢迎各位各位心怀极客之志的同仁、单位加入到我们的工作组、参加我们的极客论坛,一起推动更好4K体验、更多4K内容。我的分享就到这里,谢谢大家。

责任编辑:孟晓慧

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