超高清视频行业研究报告.docx

1、超高清视频行业研究报告2020年超高清视频行业研究报告导语2019 年国家政策对超高清视频产业未来 4 年的发展定调，产业发展进一步提速， 超高清视频产业产值也将加速增长，2019 年至 2022 年的增速预计将保持 34%以上，且 逐年加快。因此，赛迪顾问预计我国超高清视频产业在 2022 年有望达到 3.4 万亿元左右。1、超高清视频冲破传统收视体验，引领未来高质量生活1.1 电视-画面载体的演变历程世界上第一台电视出自英国的约翰洛奇贝尔德之手，这台电视是机械扫描式电视摄 像机和接收机。1939 年，在美国发布了第一台黑白电视机，1954 年诞生了首台彩色电视 机。1958 年，中国试制成

2、功第一台黑白电视机北京牌 820 型 35CM 电子管黑白电视 机，称作“华夏第一屏”。1970 年，在天津诞生了中国的第一台彩色电视机，中国从此 开启国产彩电生产之路。1987 年，中国的电视机产量达到 1934 万台，产量超过日本。中国成为当时电视机产量最高的国家。虽然在电视实现量产后，电视可以逐渐普及到千家万户。但是消费者对于产品的追求是 不会停止的。当一种产品实现量的满足后，消费者就会开始对质产生追求，即从量变转 移为质变。对于电视而言，消费者最为直观的消费体验即视觉体验。视觉体验最基本的 特征是画面清晰度。最开始的电视采用模拟信号处理，且只能显示黑白两色，色彩单调、 画面不清晰，视觉

3、体验效果较差。为了提高画面颜色丰富度和清晰度，实现更好的视觉 体验，电视产业开启了发展与变革。画质的提升主要体现在两大方面，信号传输处理方 式与包括清晰度、色域、色深等画质技术指标。为提升消费者使用体验，电视产业在过 去出现过两次产业技术变革。第一次技术变革是从模拟电视到数字电视的转变。模拟电视采用模拟信号，即连续波形 信号来传输电视信号。数字电视则采用经过量化、编码、压缩后以 0 和 1 表示的数字信 号来传输数据。模拟信号传输中，需要在信号传输过程中及时对衰减的传输信号进行放 大以提高信噪比，同时，信号在传输过程中叠加的噪声也被放大。传输距离越远，噪声 累积越多，会使传输质量大幅下降。数字

4、信号在传输过程中也会受到噪声干扰，但当信 噪比恶化到一定程度时，能够通过信号再生的方法，生成没有噪声干扰的和原发送端一 样的数字信号，所以可实现长距离高质量的传输。所以，数字电视相比于模拟电视，其 画面清晰度、音频质量、信号传输抗干扰能力、传输效率等方面均有较大提升，还能支 持全新的交互式业务和个性化定制。按照传输方式，数字电视可分为有线数字电视、卫 星数字电视、地面数字电视三类。据国家广电总局，至 2020 年 7 月底，全国有线电视和 直播卫星用户分别达到 2.1 亿户和 1.3 亿户，5000 余座发射台、上万部数字电视发射机 覆盖广大城乡地区，通过多渠道传输覆盖系统，观众打开电视就能收

5、看到数字电视节目。在产业对传输信号从模拟信号转为数字信号后，虽然画质有了一定程度的提升，但是这 并不是终点，因为进入数字电视时代后，从标清到高清，再到全高清，其中最主要的变 化是分辨率的提升，在其他画质技术指标方面没有非常明显迭代升级。所以电视产业开 启了第二次技术变革从全高清到超高清的跨越。从全高清到超高清，不仅是分辨率 的升级，更是技术的多方位大幅改进。1.2 超高清视频-追求极致画质的体现超高清视频（UHD，Ultrahigh Definition）是具有 4K（38402160 像素）或 8K（7680 4320 像素）分辨率，符合高帧率、高位深、宽色域、高动态范围等技术要求的新一代

6、视频 。从视频 分辨率上 划分，可 以分为标 清（ Standard Definition ）、高 清 （Humidification）、全高清（Definitions）、超高清（Ultrahigh Definition）四种。超高清是指视频视频画面分辨率在 4K 以上。超高清在分辨率和像素上相比全高清有了明显的提升，4K 和 8K 的像素点数量分别是全 高清的 4 倍和 16 倍。更高分辨率的最直观的体现就是，视频画面呈现在相同尺寸的电 视屏幕上会更加清晰，画质更加出色，具有更丰富的画面细节。1.3 超高清视频跨时代的技术体系虽然分辨率的提高，能提升画面清晰度，但是视觉效果的提升还需要考虑其

7、他技术指标。超高清从分辨率、高帧率、高色深、宽色域、高动态范围、三维声这六个维度提升视听 效果。每一个维度都从特定方向提升画面的观感，六个维度的同步提升能够给观众带来 颠覆式的收视体验，有更美妙的沉浸感和代入感。高分辨率提升图像清晰度。从标清到超高清，每一次技术的提升，分辨率都显著提高。标清到 8K 超高清的各技术阶段，分辨率从 640*480 依次提升到 1280*720、1920*1080、 3840*2160、7680*4320，8K 的像素点数量是标清的 113 倍。当屏幕上的画面具有更 多的像素点，即更高分辨率，画面的呈现更加细腻、精致，更有层次感、立体感和 空间感，肉眼能从画面上感

8、受到更丰富的细节，观感更佳。高帧率提升图像流畅度。帧率（Frame rate）是指每秒钟刷新的帧数，每一个定格画面 是 1 帧，视频的播放其实是多帧画面的连续切换，每一帧的画面差异很小。因为人眼在 观察事物时，具有视觉残留效应，光信号在视网膜上会有约 1/24 秒的视觉残留，所以当 画面每秒刷新的帧数越大，视频的流畅度就越高，越不容易出现“卡顿”的感觉。大部分的电影帧率都是 24 帧，李安执导的电影双子杀手以 60 帧和 120 帧的帧率登上各 大银幕时，观众能感觉到电影画面的呈现非常流畅，人眼感受更加舒适。高色深提升颜色渐变平滑度。色深是指色彩深度，单位用比特数 bit 表示。色深越高， 影

9、响能表现出的色彩就越多，即不同种类的颜色间有更多过滤色，灰阶划分更加精细， 颜色的渐变越平滑。bit 代表色彩的数目，1 bit 代表单个颜色通道能表现 21=2 种颜 色，即黑和白。8 bits 代表 28=256，即 RGB 三个颜色通道总共能表现出 2563=1677 万 种颜色。所以高色深能提升色彩表现能力，画面更加真实自然。宽色域提升颜色丰富度。色域是指显示系统能表现的颜色范围。自然界中的可见光具有 最大的色域空间，但是受技术瓶颈所限，市面上的显示设备不能完全覆盖所有可见光色 的范围，所以色域的宽度就成为衡量显示设备质量的标准之一。色域越宽，越能显示出 丰富的颜色，画面也更贴近自然色

10、。高动态范围提升明暗对比度。在电视领域，高动态范围显示技术是指市面上常见的 HRD （High-Dynamic-Range），HDR 能够把光亮和黑暗处的细节更好的呈现出来，作用原理 是把不同曝光时间的图像进行合成，从而提供更真实的视觉效果。HDR 相比传统的 SDR （标准动态范围）能表现出更大的亮度范围，但是要实现 HDR，需要亮度、色深和色域 空间分别提高到 1000 nit、10 bit 和 Rec.2020 的水平。三维声提升声音立体临场感。当音频设备需要营造出自然界的立体声，需要通过三维声 的编解码技术和前后处理技术加以实现。具有立体感的三维声能让听众更确切的感受到 声音的空间位置

11、，带来一种如临其境的真实感和沉浸感。2、先进国家具先行优势，国内向技术高点发力冲刺2.1 国外先进技术引领行业标杆目前日本、韩国、美国、欧洲的超高清视频技术水平处于国际领先地位。日本在 4K/8K 感光器件、高端光学镜头和机内光学器件、专业编解码器等核心器件、电 影摄影机、电视直播摄像机、专业视频监视器、高端视频制作系统等超高清视频核心元 器件及前端设备方面处于全球领先地位。日本在 2014 年和 2016 年就已经分别成功试播 4K 和 8K 超高清节目。2018 年 12 月，日本启用卫星播送 4K、8K 电视信号，并于 2019 年为次年东京奥运会 8K 直播做积极准备。在终端方面，如夏

12、普、索尼、松下等日本企业 都在加快研发，并推出了多款 4K、8K 超高清电视。根据日本电子情报技术产业协会（JEITA） 数据，截至 2018 年 3 月，日本 4K 电视的出货量约为 408 万台，占所有电视出货量的 35.3%左右。韩国在超高清显示面板、电视和网络建设等方面占优势。韩国在超高清赛道上起步较早， 于 2012 年就领先全球进行了 UHDTV 传输试验和试验广播，并于 2014 年 4 月开播了全球 第一个 4K 频道 UMAX。从 2017 年年中起，韩国三大电视台 KBS、MBC、SBS 就开启了 UHD 电视服务，向首尔及首都圈部分地区传输 UHD 节目信号。除了频道建设

13、方面，韩国的面板企业三星和 LGD 在高端面板的技术、市场上均有明显的优势地位，如 LGD 的超高清 OLED 电视和三星的 HDR MU 系列电视，均在高端电视市场上有突出竞争优势。美国在核心技术研究、软件开发、超高清视频内容方面优势明显。美国拥有多个超高清 视频领域行业组织，包括超高清联盟（UHD Alliance）、超高清论坛（UHD Forum）、蓝 光光盘协会（BDA)等，在技术创新、标准制定、评测认证及生态体系建立等方面有较高 主导权。蓝光光盘协会在 2015 年发布了 4K 蓝光视频格式，后来出现了多部好莱坞 4K 蓝 光影碟，丰富了超高清视频内容。在 4K 电视频道方面，推出了

14、一系列点播、推送和直播 等电视业务。欧洲卫星公司 SES 的 4K 频道，以及亚马逊的 4K 直播均带动了超高清视频 内容的发展。美国消费者技术协会在 2019 年宣布了 8K 超高清电视的行业认定标准和官 方认定标识，并从 2020 年型号产品启用。好莱坞等影视基地在 2019 年提供了超 30 部 超高清作品，提升了内容丰富度。欧洲注重从超高清视频内容端发力。因为欧盟地区各国国情和网络建设水平差异较大， 所以以依靠行业组织从内容部分推动超高清产业为主。根据 IHS，2021 年，欧洲将有 22 个 4K 超高清频道，相当于北美的 16 个与日本的 6 个之和，频道数量优势明显。2.2 国内

15、技术加速突破，多方位驱动产业链发展国内企业目前能自主推出 4K/8K 摄像机、8K 采编播系统和非线性2.2.1 5G 为超高清视频产业铺好移动端路基2019 年 6 月 6 日，工信部向中国移动、中国电信、中国联通、中国广电四家电信运营商 颁发了 5G 营业执照。2019 年 10 月 31 日 5G 正式投入商用，中国的 5G 大规模商用开始 逐步推进。2020 年是 5G 大规模发展的元年，中国 5G 用户数正加速累积，至 2020 年 6 月底，中国 移动的 5G 用户数为 7020 万户，中国电信 5G 用户数为 3784 万户，从正式商用到 2020 年 6 月短短的 8 个月内，

16、中国的 5G 用户数就已破亿户，增长速度尤为惊人（由于中国 联通没有公布其 5G 用户数数据，所以仅以中国移动和中国电信公布数据统计）。据工信 部，至 2020 年 8 月底，中国 4G 用户数达 15.98 亿户。理论上来说，4G 用户是 5G 的潜 在用户，随着 5G 手机出货量保持快速提升，4G 用户到 5G 用户的转化率将不断提升，预 计 5G 用户在未来 1-2 年内将继续保持高速增长。截至 2020 年 9 月底，全国 5G 基站累 计建成并开通超过 50 万个，逐渐覆盖全国主要城市，并向有条件的重点县镇延伸，为 5G 大规模商业化奠定了基础。近年来，超高清视频直播不断快速发展，各

17、类体育比赛、演唱会、大型活动等都逐步采 用 4K 直播，其对网络传输速率的要求也快速上升。每个用户在移动端收看 4K 超高清直 播时，网络传输速率要达到 30-80Mbps，8K 超高清视频在帧率为 50 帧时，网络传输速 率要达到 100-200Mbps 甚至更高。8K 超高清视频在帧在 100 帧以上时，视觉效果更佳， 但是速率要提高到 200-400Mbps，当前的 4G 网络满足不了其网络流量、存储空间和回传 时延等技术指标要求。卫星直播、无线地面广播等无线广播领域在当前的技术水平阶段 难以大规模传播 8K 视频。随着 5G 逐步走向大规模商用，其良好的网络承载力能够改善 4K 超高清

18、直播的流畅度和稳定性，也让 8K 超高清直播成为现实。2.2.2 有线宽带高速率化，协同 IPTV 架设固定端高桥5G 面向移动端互联网，而固定端则以有线宽带为代表。目前，有线宽带接入不断高速率 化，光纤接入（FTTH/O）用户占比持续提升。截至 2020 年 7 月底，电信运营商的固定互 联网宽带接入用户总数达 4.68 亿户，同比增长 6.5%，比 2019 年底净增 1829 万户。其 中，光纤用户为 4.37 亿户，占宽带用户总数的 93.4%。大于等于 100Mbps 的用户为 4.09 亿户，占总用户数的 87.4%。大于等于 1000Mbps 的用户为 307 万户，比 2019

19、 年底净增 220 万户。IPTV 即交互式网络电视。IPTV 利用有线宽带网络，集互联网、多媒体、通讯等多种技 术，以互联网机顶盒和普通电视机或计算机作为用户终端，用户可收看节目直播、点播 视频，或进行手机互动、3D 游戏、教育娱乐等多种交互式操作。IPTV 用户数在 2014 年仅 3363.6 万户，到了 2019 年底达到了 19404 万户，大幅增加近 5 倍。据工信部，2020 年 1-7 月，IPTV 用户数快速增长，在 7 月底总用户数达 3.05 亿 户。2020 年前 7 个月，IPTV 用户净增 11096 万户，新增用户占到了 2019 年用户总数的 57.2%，增长速

20、度非常快。对光纤用户渗透率为 69.8%，在 2019 年的渗透率仅为 46.5%， 今年前 7 个月内渗透率大幅提升 23.3%。IPTV 用户数的快速提升反映了用户对电视多样化功能的需求，用户在不同场所逐渐习惯 于通过 IPTV 获取资讯、娱乐、商用和教育等，光纤渗透率的提升则有力支撑超高清视频 在固定端的传输和呈现2.2.3 央视成为超高清视频发展强力助推器2019 年中国迎来了一个不太一样的春晚，这一年的春晚充满了科技感。除了全息投影、 AR、VR 和无人机外，19 年春晚上首创性的使用 5G 网络传输进行 4K 超高清内容直播。以 5G 传输 4K 视频，转播信号更稳定，观众能观看到

21、更流畅的超高清春晚，体验身临其 境之感。春晚作为全国同时收看人数最多的节目，央视带头在春晚上展示 4K+5G 技术， 让观众透过屏幕感受新科技带来的震撼感，对超高清视频起到了非常大的宣传作用，有 利于激发群众对超高清视频内容的热情，挖掘出更多消费端的潜在需求。央视在 2019 年启用 4K 直播是未来的新起点，后续也将继续沿用超高清直播，就像全息 投影、AR、VR 等技术也是从几年前开始沿用至今一样。同时，央视总台正逐步实现“2020 年全 4K，2021 年试 8K”的目标，即：至 2020 年，央视要完成全 4K，即央视 16 个频道 要实现 4K 播放，并推进在全国各地有线网络、IPTV

22、 实施。2021 年要具备每天制作 100 小时 4K 节目的能力。2021 年开展 8K 试验是为了 2022 年的 8K 冬奥会直播提供支撑。除 了央视，四川、广东、湖南、江苏、福建等省市相继上线超高清频道，未来陆续将有更 多地方电视台推出超高清频道，助推超高清视频产业的发展。2.3 国家政策频出势头强劲，打造超高清视频产业璀璨之星在 2018 年 1 月，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， 为超高清视频产业的发展规划指明方向。2019 年 1 月，发改委发布进一步优化供 给推动消费平稳增长促进形成强大国内市场的实施方案（2019 年），鼓励超高清视频产品消费，加大

23、对中央和地方电视台 4K 超高清电视频道开播支持力度。为了推 动超高清视频产业发展， 提供全方位支持与指导，2019 年 2 月 28 日，工信部、国家 广电总局和中央广电总台联合印发超高清视频产业发展行动计划（2019-2022 年）。行动计划中提出“4K 先行、兼顾 8K”的总体技术路线，要大力推进超高清视频产 业链各环节共同发展。还提出到 2022 年，超高清视频产业规模要达到 4 万亿元， 4K 频道超高清节目制作能力超过每年 3 万小时，同时超高清视频用户达 2 亿人。后来工信 部、广电总局、发改委等部门又相继出台了多个支持超高清产业发展的政策，加快超高 清视频标准体系建设、推动全国

24、有线电视网络融合发展、探索下游应用场景、推进 5G、 VR/AR 和与超高清视频结合发展。2.4 地方政策加速跟进，地方特色各有千秋国家定调超高清视频产业发展目标后，地方政策也加速跟进。北京、上海、广东、湖南、 四川等多个省市在 2019 年陆续发布了地方超高清视频产业发展行动计划，明确了超高 清视频产业和应用发展的主要任务及推进措施，“央地联动、多点开花”的产业格局逐 渐成型，如北京支持建设超高清视频（北京）制作技术协同中心，加快了 5G+8K 前沿 技术研究与推广的核心布局。湖南长沙打造具有国际竞争力的“中国 V 谷”，加大创 意生产的奖励力度，将不断丰富原创性超高清视频内容。3、超高清产

25、业链增速加快，2022 年规模或超 3 万亿3.1 超高清视频市场空间巨大，产业链完整细致根据赛迪顾问数据显示，2017 到 2022 年，超高清视频的产业产值的年增长率在逐步加 快。在产业发展初期增长率较低，如 2017 年增速 25.4%和 2018 年的 28.7%，这是因为 产业链各环节都处于起步阶段，需要克服许多挑战，比如在制作、传输和分发等环节， 行业内对帧率、传输码率等关键技术指标没有形成统一标准，超高清视频各环节发展速 度不同，在核心技术标准方面一定程度受制于发达国家。但在 2019 年国家政策对超高清视频产业未来 4 年的发展定调，产业发展进一步提速， 超高清视频产业产值也将

26、加速增长，2019 年至 2022 年的增速预计将保持 34%以上，且 逐年加快。因此，赛迪顾问预计我国超高清视频产业在 2022 年有望达到 3.4 万亿元左 右。因为目前超高清视频产业链已完整细致，采集、制作、分发、传输、呈现等各细分 环节均有国内多个企业提供相应支持。叠加核心技术和元器件的短板得到逐步解决，自 主研制的 AVS2 标准已得到应用，正向 AVS3 标准迈进，端到端综合体系逐渐完善，内容 供给丰富度提升等，超高清视频产业链的发展障碍逐渐减少，未来在各产业链环节的协 同作用下，超高清视频产业的发展将明显提速。从超高清视频的产业链上看，总体可分为核心层、服务层和应用层三个层次。其

27、中，核 心层提供硬件设备的生产制造，包括视频生产设备、网络传输设备、终端呈现设备和相 关核心元器件。核心元器件包含感官器件、储存芯片、编解码芯片、图像芯片、处理器 芯片和显示面板。视频生产设备则主要涵盖采集、制作、编码和储存四类设备。网络传 输设备按照不同传输方式，又分为卫星传输、有线电视传输、地面广播和互联网传输。终端呈现设备是生活中最常接触到的，像电视、机顶盒、PC、手机、平板、VR/AR 等。服务层提供面向超高清视频的平台服务；应用层为超高清视频与各行业融合应用形成的 新模式新业态。具体到产业链各环节，各国发展状况不同，整体上发达国家处于行业领先地位。国外在 视频采集设备、视频制作系统、

28、有线电视传输设备、电视、超高清视频内容环节有较高竞争优势，我国在编码设备、互联网传输设备、机顶盒、计算机设备、VR/AR、集成服务、 编解码芯片等环节和国外水平旗鼓相当。其中，在编码设备方面，国外企业推出了 HEVC 实时编码器产品。国内在应用了 AVS2 编码标准后，仍在不断研发 AVS3 标准，继续提升自主研发编码标准的国产化应用和 国际在 2019 年年底和 2020 年年初分别发布了自主研发的 AVS3 开源编码器“天璇” 和“天枢”。编码设备的国产化将有力提升国内超高清视频产业的竞争力水平，减 少对进口技术和进口产品的依赖，结合自主研发的普惠性 AVS 编码标准，能降低视 频制作、传

29、输、呈现等环节的成本，提高应用效率。据赛迪智库，编码设备环节在 2022 年规模将达 119 亿元。3.2 视频编解码设备向高端领域进阶超高清视频生产是整个超高清产业链的重要开端，视频采集、制作、编码、储存、解码 是后续进行传输、内容呈现、行业应用等不可缺少的必要环节，重点以超高清视频的编 解码环节为例。对超高清视频的编解码的硬件主要为编码设备、解码设备。编码设备。编码设备能通过特定算法将超高清视频数据转换成格式化视频文件。设备需 用到音视频压缩编解码芯片、数据输入输出通道、各类接口控制和嵌入式软件等，需具 有极高编码压缩效率、并保证极佳的视频质量，支持多种输出格式和多种应用场合等。4K 和

30、8K 超高清视频编解码产品发展阶段不同。2019 年有大量新制作的 4K 节目，4K 编 码设备需求大幅增加，当前 4K 编解码设备市场较为成熟。产品架构主要包括嵌入式产 品和 X86 服务器，嵌入式产品供应商主要有数码视讯、爱立信、Appear TV 等，X86 服务 器产品供应商主要有当虹、锐马视讯、数码视讯、哈雷、汤姆逊等。解码器。目前国内大多数 4K 解码器均为嵌入式架构，可同时支持 AVS2 及 H.265，主要 采用海思芯片。4K 编解码设备趋于国产化。国内厂商已能够满足相应配套和实际使用需求，所以国内运 营商趋向于使用国产 4K 编解码设备，国外企业在本土市场占比较小。央视上星

31、4K 节目 使用了数码视讯与柯维新编码器组成算法库层面上的主备异构系统，北京、福建等省市 的网络公司已采用数码视讯、当虹等厂商的嵌入式 4K 编码器用于 4K 节目，如爱上等 IPTV 平台也已开始通过国内 4K 编转码器搭建 4K 节目源平台。8K 编解码设备。8K 编解码设备处于起步阶段，市面上支持 AVS3 的设备非常少，只有数 码视讯和海思分别发布了商用编码器和解码芯片。2019 年 8 月，我国诞生了第一辆 5G+8K 转播车，于次月转播了北京男篮世界杯，为 2022 年冬奥会实现 8K+5G 转播开创先河。3.3 超高清视频网络传输快步迈向高速化超高清视频网络传输有两个重要环节，有

32、线电视传输和互联网传输。有线电视传输设备包括干线放大器、干线桥接器、分配器、分支器以及传输介质（电缆、 光缆）等。目前国内外的传输设备基本能够满足 4K/8K 视频传输的速率要求，但国外可 支持 4K/8K 超高清频道设备较多，国内正在加强国产设备的研制。目前国内宽带普及率 稳步提升，光纤渗透率也在不断提高，随着 4K/8K 视频内容的逐渐丰富，未来对国产有 线传输设备的需求也将继续增强，国产化率也会再度提高。互联网传输设备包括路由器、交换机、无源光网络设备（PON）、光传送网交换设备（OTN）、 移动通信基站等。固网传输方面，华为、中兴等企业能提供 400Gbps 传输速率的核心路 由器和 OTN 设备，和 10Gbps 的传输速率的 PON 设备。无线传输方面，5G 标准能支持 1001000Mbps 的传输速率，随着 5G 加速大规模商用，未来超高清视频对无线传输的高 速率需求将得到解决。3.4 超高清视频终端呈现设备多元化扩张随着时代的发展，传统的终端呈现设备从以电视、台式电脑为代表的固定端，扩展到以 手机、平板、笔记本电脑等移动端。而人们生活质量一直都在不断提高，对视频体验也 有了更高的追求，如 VR/AR 等全新技术在近年来进入到