4K信號處理的本質(zhì)：預(yù)期說了算

   2015年下半年開始，包括傳輸器、線纜、矩陣交換機和拼接處理器產(chǎn)品在內(nèi)的大屏信號處理產(chǎn)業(yè)開始加速跑步進(jìn)入“4K”時代。這在一個4K應(yīng)用依然匱乏的背景下，形成了一道特殊風(fēng)景。

    從顯示設(shè)備看，4K加速普及

    2015年國內(nèi)液晶電視機產(chǎn)品的4K銷量占比突破三成，若以年底新品的4K機種占比看，則達(dá)到了8成。從成本看，40英寸以上液晶顯示設(shè)備，無論電視機還是拼接單元都可以做到4K較2K成本增幅在1成左右的“超低差價”。

    大屏液晶顯示系統(tǒng)中，超過6成的成本與分辨率關(guān)系不大，或者4K與2K機種成本相當(dāng)：例如背光源、機殼部件、音響部件、主流的智能配置、屏幕的偏光片、濾光膜、導(dǎo)光板等。這其實導(dǎo)致了，只要液晶TFT結(jié)構(gòu)在4K標(biāo)準(zhǔn)上成品率達(dá)到傳統(tǒng)2K的水平，液晶顯示設(shè)備2K和4K的區(qū)分將主要由信號輸入輸出部分決定——而信號接口超前配置則是行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的慣例。

    所以，2015年4K液晶大規(guī)模普及，且價格并不顯著高于2K產(chǎn)品。如果成本相當(dāng)，那么消費者是選擇2K還是4K，將不需要任何討論。這與產(chǎn)品實際應(yīng)用環(huán)境、實際應(yīng)用中4K被用到多少，已經(jīng)沒有必然關(guān)系。

    液晶電視行業(yè)的這種特點也影響到了液晶拼接產(chǎn)品�，F(xiàn)在新推出的液晶拼接單元，多數(shù)主打4K概念。液晶拼接轉(zhuǎn)向4K，與其行業(yè)性核心技術(shù)“窄邊”沒有直接關(guān)系。2K和4K之間并不意味著技術(shù)難度的增長，同時也不意味著成本的劇烈變化。在同等價位下，“選好不選次”的邏輯使得，4K最終成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將是水到渠成的事情。

    將視野從液晶顯示轉(zhuǎn)向更為寬廣的領(lǐng)域，如DLP拼接、投影邊緣融合，或者小間距LED系統(tǒng)，雖然這些領(lǐng)域單元級別的4K產(chǎn)品還是鳳毛麟角。甚至，由于技術(shù)和成本的問題（液晶4K化恰無這個問題），這些領(lǐng)域做到單元4K化還有漫漫長路。不過，從整體應(yīng)用角度看，很多大屏工程、尤其是高端工程都早已達(dá)到4K乃至更高的像素數(shù)量。

    拼接類型的顯示工程，一大特點就是：單體單元顯示性能不足時（顯示面積、分辨率、亮度），以多個顯示單元合作的方式實現(xiàn)預(yù)期效果。如投影機融合顯示，可以提升亮度，且在有限面積內(nèi)幾乎無限提升分辨率能力。這種工程系統(tǒng)的特點，使得4K對于大屏顯示系統(tǒng)而言，更多的時候是“一半偽命題”。

    因為，作為整個系統(tǒng)，大屏工程從來不畏懼高分辨率要求，可以輕松實現(xiàn)任意高的分辨率水平，4K只是很低的標(biāo)準(zhǔn)；但是，如果從顯示單元器件看，的確僅有液晶拼接真正規(guī)模性的進(jìn)入了4K大門。

    4K成為應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，信號處理才是瓶頸

    既然任何一個大屏工程，都可以通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)選擇，在顯示單元分辨率不高的情況下，輕松實現(xiàn)4K效果；那么也就決定了，這個行業(yè)4K應(yīng)用能否大規(guī)模普及的技術(shù)性瓶頸將出現(xiàn)在“信號處理”產(chǎn)品上。

    首先，信號處理設(shè)備要實現(xiàn)4K信號的有效傳輸。這包括傳輸距離和失真方面的技術(shù)要求，也包括不同輸入源信號選擇和切換的速度、時效要求。后者對應(yīng)于4K切換器，或者千兆光纖交換機。而從傳統(tǒng)視頻墻工程體系看，采用專業(yè)的4K切換器具有系統(tǒng)上的便捷性——甚至可以以此為基礎(chǔ)改造既有系統(tǒng)為新標(biāo)準(zhǔn)。

    對于一個16路的切換器，其輸入輸出是2K還是4K分辨率，意味著4倍的背板帶寬需求的增長。這顯然會增加設(shè)備內(nèi)部通信系統(tǒng)的成本和難度。一個有效的方法是，4K信號全面采用h.265編碼技術(shù)。這種新技術(shù)將有效壓縮4K信號傳輸中消耗的帶寬，進(jìn)而在有限的技術(shù)難度下實現(xiàn)4K信號的高速交換。

    第二，大屏系統(tǒng)信號處理的關(guān)鍵依然是拼接處理器。與切換器比較，信號處理設(shè)備不僅要實現(xiàn)4K信號的輸入、輸出，而且還要實現(xiàn)信號的處理。后者要求對高壓縮編碼的信號解壓縮和編碼。這一過程沒有任何新技術(shù)可以抵消4K和2K之間高達(dá)4倍的數(shù)據(jù)量變化。

    亦是說，4K大屏拼接處理器的難點，即是能夠處理4倍以上的數(shù)據(jù)量。而且要求基本做到數(shù)據(jù)計算的高即時性。這顯然使得16路或者32路等接近極限的拼接處理器，很難直接過渡到4K標(biāo)準(zhǔn)。所以，市場的現(xiàn)實是，很多廠商的4K拼接處理器是從4路輸入產(chǎn)品開始的。

    第三，一個理想的4K大屏顯示系統(tǒng)，還需要比4K更為強大的輸出能力。這個比4K更為強大的輸出能力是什么呢？即，如果一個系統(tǒng)要求把4路4K信號，平鋪到一個16k*2k的、由16個2k*1k單元組成的視頻墻上（同時又其它4K信號疊加和窗口顯示），輸出系統(tǒng)的最終總分辨率將高達(dá)16k*2k。如果這個視頻墻要體現(xiàn)出最好的清晰度效果，就要實現(xiàn)點對點的分辨率信號供給，這對于拼接處理器的輸出性能、后續(xù)畫面分割器的輸入性能都是一個巨大的挑戰(zhàn)。

    現(xiàn)在，一個比較理想的做法是：多個拼接處理器協(xié)同工作、一個拼接處理器采用多輸出口輸出4K級別的子畫面給多個畫面分割器，使用支持4K標(biāo)準(zhǔn)輸入的畫面分割器產(chǎn)品。

    通過以上分析可以看出，4K大屏系統(tǒng)的難點實際落在：第一，4K信號的拼接處理，第二，超4K信號輸出和大屏系統(tǒng)信號逐點清晰顯示上。尤其是后者，才是最終決定一個龐大的大屏工程，能否最終實現(xiàn)對“4K信號最佳效果支持”的關(guān)鍵。

    當(dāng)然，信號處理行業(yè)并不畏懼這些困難。因為，有挑戰(zhàn)意義的工程需求，才有不斷進(jìn)步的創(chuàng)新空間，也意味著企業(yè)可以獲得更為豐厚的利潤。

    預(yù)期驅(qū)動，關(guān)鍵行業(yè)4K需求升溫

    有多少客戶已經(jīng)在面臨4K信號的實際需求呢？這個問題的答案是一個非常低的數(shù)值。因為，從4K推動最強的廣電系統(tǒng)看，除了少數(shù)電影項目非常喜歡4K外，更大規(guī)模的電視臺市場還處于對2K投入的消化階段——從成本角度看，很難說服這些客戶更新全套的4K標(biāo)準(zhǔn)。

    但是，另一個角度看，4K應(yīng)是未來顯示行業(yè)的基本標(biāo)準(zhǔn)。首先，人類對顯示性能的極限追求從未停止過。而現(xiàn)在普及的2K產(chǎn)品，還不能很好的消除“畫面顆粒感”這個顯示效果瓶頸。甚至，即便是4K也不能達(dá)到真正的理想畫質(zhì)效果：未來還會有8K，乃至更高的標(biāo)準(zhǔn)。

    第二，對細(xì)節(jié)的追求，除了有視覺意義外，還有很多更為廣泛的意義。例如科學(xué)研究或者工業(yè)仿真應(yīng)用中，更多細(xì)節(jié)的細(xì)膩展示，本身就意味著大屏系統(tǒng)作為生產(chǎn)設(shè)備，其生產(chǎn)力能力的提升。即便是安防這樣的重視成本的系統(tǒng)，在關(guān)鍵節(jié)點和應(yīng)用中，更高的分辨率也能提供更為充分的細(xì)節(jié)信息，尤其是智能安防、基于行為識別的自主安防風(fēng)險控制系統(tǒng)，對視頻信號的解析力要求將會更高——事實上，高分辨率和寬亮度動態(tài)適應(yīng)，依然是安防監(jiān)視系統(tǒng)最核心的技術(shù)提升方向。

    正是以上這些可能的效果預(yù)期，使得雖然今天市場上真實的4K應(yīng)用還在起步階段，但是超過一半的大屏客戶會對4K感興趣——興趣即是潛在市場購買力。這一點已經(jīng)成為行業(yè)共識。例如廣電產(chǎn)業(yè)，在預(yù)算允許的情況下，客戶幾乎會100%選購4K產(chǎn)品：因為，大屏系統(tǒng)不是“日日換新”的消費品，為新標(biāo)準(zhǔn)超前買單，具有較強的系統(tǒng)保值意義。

    同時，4K電視的普及，已經(jīng)客觀上培養(yǎng)起了最終消費群體對4K概念的認(rèn)可，并構(gòu)建了一個從內(nèi)容到硬件的完整的產(chǎn)業(yè)體系。這個產(chǎn)業(yè)體系的能量正在向廣告、演藝背景墻、工業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域擴張，并逐漸形成4K應(yīng)用，規(guī)模效應(yīng)下的“成本低廉化”。

    總之，大屏系統(tǒng)4K化還是一個具有很強前瞻性的課題。但是從整個產(chǎn)業(yè)的趨勢、上下游準(zhǔn)備和消費認(rèn)可角度看，4K的普及卻也毫無懸念�；蛘哒f，大屏4K系統(tǒng)，現(xiàn)在處于一個“強預(yù)期驅(qū)動”模式之下。這一強預(yù)期狀態(tài)，將大力推動4K信號處理設(shè)備的創(chuàng)新與發(fā)展。