公視4K HDR超高畫質頻道工程訊號測試啟動

　公視於106年8月底日展開第一次4K超高畫質無線電視試播，該次試播獲得DVB第64期 SCENE eNews報導，讚揚台灣是全世界第一個用DVB-T無線電視網路，以HEVC格式傳輸4K UHD訊號的國家，並且九成以上參與收視心得調查者肯定試播節目表現。同時根據家電企業聯合會2017年1~8月業界液晶銷售台數比較，2017年1-7月整體液晶電視銷售量較2016年同期均為下滑，但唯獨在8月份較去年同期成長7.2%。若以8月份而言，世大運開閉幕式以4K播出及本次試播測試計畫為與電視銷售有關之重大議題，可推論民眾對4K內容確實有需求，本次試播測試計畫或有可能成為推手角色之一。

　公視於2018年將持續於前瞻計畫中規劃4K超高畫質無線電視試播服務，並逐漸進行4K HDR等新興格式試播規劃，讓業界了解多種格式間的差異與優劣，並進一步加強無線廣播到電視接收機的端到端間的技術整合，同時讓觀眾體會多樣化的服務性質差異。並同時藉由進行觀眾心得調查，進行本次試播之滿意度與意見及台灣觀眾之超高畫質節目需求調查，作為後續節目規劃之參考。

　目前每當提及4K超高畫質電視，HDR(高動態範圍)以及WCG(廣色域)這兩個技術就和高解析度會一起被提及，特別是HDR，這項技術規格在提升視覺體驗方面甚至被認為比解析度的提升還要重要，配合更寬廣的色域，4K+HDR+WCG三者結合被很多人認為才是真正的超高畫質電視，也才能與現今的高畫質電視內容有更大的差異。

　然而動態範圍是什麼？為什麼我們需要HDR高動態範圍？HDR是指High Dynamic Range (高動態範圍)，所謂“高”是相對於現有電視系統的動態範圍而言，那麼什麼是動態範圍呢？現在我們討論的動態範圍是指從最暗到最亮之間可以計算或者可以感知的亮度範圍，就是影像中「最黑」的黑與「最亮」的之間的比值，一般稱為對比。

　由於我們現有的電視系統還是所謂的標準動態範圍(SDR)，即便公視在2017年第一次4K試播的也還是SDR的內容，而這樣的動態範圍和人眼可視差距還有一段距離，主要的原因是目前電視技術標準是建立在早期的CRT(陰極射線管)顯示技術的基礎上的，當時的CRT顯示器的最大亮度大約只能達到100 Nits左右，另外接收到的影像信號與在CRT電視上重現顯示亮度與影像信號也不是線性的關係，而是一種Gamma曲線特性，所以整個電視系統採用了將亮度進行相對值調整，並且是非線性比對的方式，來相對地呈現出拍攝下來的場景對比值，這樣的特性標準一直沿用到現在，對亮度的動態範圍在高亮度的部分是經過嚴重壓縮的，自然也就無法滿足人們對於“真實呈現”的需求。

　雖然CRT電視機已經早退出消費市場，即便現在的液晶面板和OLED等新型平板顯示技術已經能夠輕鬆達到超過500~1000 Nits的最大亮度時，且目前的數位影像拍攝設備也已經具備拍攝14檔(STOPS)甚至更高的動態範圍的能力時，但現有的電視技術架構中，整個系統的非線性亮度傳輸參數一直還是以CRT電視的最大亮度100 Nits以及CRT顯示器的非線性電光轉換曲線(EOTF)為基礎設計，並廣泛採用8bit量化；因此，不管是標準畫質、高畫質還是4K超高畫質系統，從端到端整個系統來看，瓶頸不僅僅在終端電視機能夠呈現的最大亮度普遍不足，更關鍵因素是電視系統中用於傳送節目的數位信號，卻還只是一般的標準動態範圍的特性。

　若改採用更高的動態範圍，可以使觀賞電視的體驗，更能接近人們對真實環境亮度的感知，打破場景拍攝和影像重現時的限制，讓我們在觀看影像時能同時看到更接近真實情況的暗部和高光細節。HDR技術除了提供更真實的亮度呈現後，配合色域的擴展，就可以提供更豐富的色彩數量，讓色彩更鮮亮，讓畫面可以“真實重現”，這就是為什麼我們希望4K電視系統可以進化到HDR的原因。

　事實上，在一開始定義超高畫質電視概念的時候，就不應只是要提升解析度而已，超高畫質系統的概念包括了HDR、WCG和HFR(高圖幀率)的要素，然而在超高畫質電視推廣的初期到現在，我們可以發現整個發展過程，初期仍著重在4K解析度的提升，其他三個要素由於HDR節目製作及標準規範的定義未能及時發展完整的種種條件限制下，整體的環境也未能如預期而跟上，因此若可以逐漸提出試播的信號時，應該就可以強化導向國內廠商的HDR發展意願。

　但總體上來說，目前市場上主流HDR標準之爭，一個是SMPTE組織標準化為ST 2084的PQ(量化感知)曲線，一個是BBC和NHK提出的HLG(混合型對數Gamma)曲線；目前即便是HDR的標準雖然已被ITU組織列為ITU-R BT.2100的規範，但是該規範仍將PQ及HLG這兩項標準並列，但不管是採用哪一種HDR的標準，規格之間似乎存在很多其他的差異與模糊空間，這兩者之間究竟有什麼樣的主要區別，以及對於一般SDR電視機畫面接收，顯示HDR訊號有何差異?這也是我們此次進行4K HDR試播的目的之一。

　本項測試計畫中將於公視現有Ch26頻道中進行，原PTS主頻及PTS2台節目於試播期間將會提早收播暫停服務，希以不影響一般觀眾收視為原則，所有相關規範皆以DVB組織所定義進行測試及發展，因此將依循DVB組織所公佈之相關標準及介面協定，且依據DVB建議超高畫質電視應採HEVC格式進行壓縮編/解碼等規範，而測試期間的相關參數與設定，公視會不定期依據需求而進行調整及變動，不另行公告實施。

　不論是SDR或是HDR的4K節目，在主控播出到數位頭端壓縮，都僅能只有一種固定的節目檔案格式進行播出，不能接受所謂”格式混播”的狀態，因此上述四個階段的節目試播時，就必須依各階段由後製組或是委製單位提供固定不同格式的4K節目檔案供主控播出測試使用，一旦格式有問題，則播出內容在電視機接收顯示上就是錯誤的，所以必須要請相關單位配合。