日前，第八屆UHD高峰論壇在北京舉行，北京廣播電視臺(tái)播出中心高級(jí)工程師白國(guó)濤對(duì)北京廣播電視臺(tái)超高清、高清、標(biāo)清頻道同播實(shí)踐進(jìn)行了分享，筆者聆聽(tīng)了現(xiàn)場(chǎng)講述而做成此文。

為了更好的服務(wù)于2022冬奧會(huì)轉(zhuǎn)播報(bào)道，展示北京城市形象，擴(kuò)大受眾范圍，提升傳播效果，“冬奧紀(jì)實(shí)頻道”采取了4K超高清、高清與標(biāo)清同播的方式。該頻道也是我國(guó)首個(gè)上星播出的省級(jí)4K超高清頻道，也是國(guó)內(nèi)唯一的超高清、高清和標(biāo)清同播的頻道。通過(guò)超高清的技術(shù)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了高分辨率、高動(dòng)態(tài)范圍、寬色域、高質(zhì)量音頻等關(guān)鍵指標(biāo)，有效提升電視節(jié)目視聽(tīng)效果，為觀眾提供高品質(zhì)收視體驗(yàn)。

據(jù)白國(guó)濤介紹，北京臺(tái)4K播出系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)就是要將“冬奧紀(jì)實(shí)頻道”建設(shè)為安全、可靠、高質(zhì)量的4K播出平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)文件化播出，具備與臺(tái)內(nèi)4K演播室信號(hào)交互、具備外來(lái)高清/超高清信號(hào)綜合調(diào)度處理能力。同時(shí)，也能應(yīng)對(duì)不同傳輸平臺(tái)（如歌華、IPTV、上星）分發(fā)4K信號(hào)源。

北京臺(tái)的4K播出系統(tǒng)主要由4個(gè)部分構(gòu)成：1、4K播出視音頻硬件通道系統(tǒng)；2、4K編碼傳輸與調(diào)度系統(tǒng)；3、4K文件化備播系統(tǒng)；4、4K監(jiān)控系統(tǒng)。

在設(shè)計(jì)超高清信號(hào)通路中，北京臺(tái)選擇了主用SDI方式，因?yàn)樵趯?duì)實(shí)時(shí)同步要求苛刻的直播、切換場(chǎng)景中，SDI可以保證極低的信號(hào)延遲及無(wú)損傷的圖像質(zhì)量。在視音頻硬件通道的設(shè)計(jì)中，北京臺(tái)做到了既保證了4K播出通道鏈路和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)信號(hào)的穩(wěn)定性、可靠性，也嘗試性利用了IP技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為下一步發(fā)展全面IP化做出了嘗試。

冬奧紀(jì)實(shí)頻道首次采用了4K超高清、高清與標(biāo)清同播的方式，為了兼顧高清畫面質(zhì)量，確保廣大高、標(biāo)清用戶收視效果，北京臺(tái)引入了體系化標(biāo)準(zhǔn)化方法起草了《北京廣播電視冬奧紀(jì)實(shí)4K頻道超高清、高清、標(biāo)清同播頻道制播技術(shù)規(guī)范（暫行）》，通過(guò)梳理、細(xì)化4K超高清同播技術(shù)要求，為開(kāi)展電視節(jié)目制播業(yè)務(wù)提供以標(biāo)準(zhǔn)支撐

1、超高清同播制作域，對(duì)于冬奧紀(jì)實(shí)頻道的直播/錄播、日播/周播、特別節(jié)目/季播節(jié)目等常規(guī)專題類節(jié)目，統(tǒng)一按照4K超高清HDR格式進(jìn)行制作，同時(shí)監(jiān)看轉(zhuǎn)換的高清SDR格式效果，打包完成后經(jīng)4K超高清內(nèi)容審查/技術(shù)審查并經(jīng)監(jiān)看確保高清下轉(zhuǎn)換效果后，再使成品節(jié)目入庫(kù)備播并送至播出系統(tǒng)。

2、4K超清演播室系統(tǒng)直播/錄制信號(hào)流程各環(huán)節(jié)，包括攝像機(jī)訊道、外來(lái)信號(hào)、文件化播出、圖文包裝、精彩編輯等，全面采用4K超高清格式，演播室輸出的PGM信號(hào)送出中心下轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)超高清、高清、標(biāo)清同播；同時(shí)通過(guò)演播室錄放服務(wù)器進(jìn)行回采，推送4K制作網(wǎng)進(jìn)行精編加工制造。

3、播出系統(tǒng)4H-HDR下變換關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在播出系統(tǒng)中，有兩級(jí)下變換，其中最重要的環(huán)節(jié)是HDR-SDR的下變換環(huán)節(jié)，北京臺(tái)采用了SONY HDRC-4000產(chǎn)品。在轉(zhuǎn)換映射電平設(shè)置和SR下轉(zhuǎn)換色飽和度優(yōu)化等方面起到了重要的作用。

4、HDR轉(zhuǎn)換參考基準(zhǔn)亮度和參考白電平設(shè)置，在BT.2048推薦的基礎(chǔ)上，在1000尼特監(jiān)視器上顯示的77% HLG的HDR參考白基準(zhǔn)亮度為230尼特。將230尼特作為SDR與HDR內(nèi)容的分界線，高于230尼特的高光部分是HDR內(nèi)容，只有HDR電視才能正常再現(xiàn)，下轉(zhuǎn)換到高清SDR后這些高光信息被壓縮到只占用很少電平和亮度資源的拐點(diǎn)部分，低于230尼特的內(nèi)通都能在SDR電視上展現(xiàn)。

未來(lái)可根據(jù)實(shí)際使用，進(jìn)而與業(yè)內(nèi)專家深度交流、測(cè)試，適當(dāng)?shù)奶嵘鼿DR參考白電平，增加SDR內(nèi)容的電平資源，雖降低了動(dòng)態(tài)范圍，但整體上有助于改善HDR圖像的綜合質(zhì)量。

5、下變換SR的確定，下轉(zhuǎn)換時(shí)，SR與DR的確定可結(jié)合制作流程綜合的考慮。在遇到HDR制作中混合使用HLG和SDR攝像機(jī)，SDR攝像機(jī)一般用SR上轉(zhuǎn)換可以與HLG攝像機(jī)完美匹配。即使HDR制作系統(tǒng)只有HLG攝像機(jī)，大部分采用SDR調(diào)光制作HDR，由于HDR攝像機(jī)內(nèi)置的下轉(zhuǎn)換器都是SR，為了使調(diào)光師的圖像與播出信號(hào)一致，播出端也應(yīng)采用SR下轉(zhuǎn)換。

下轉(zhuǎn)化時(shí)，以100%動(dòng)態(tài)范圍為分界線，100%動(dòng)態(tài)范圍以下的SDR內(nèi)容用場(chǎng)景參考映射（SR），高于100%動(dòng)態(tài)范圍的HDR內(nèi)容用色調(diào)映射下轉(zhuǎn)換。

6、應(yīng)急外掛介質(zhì)機(jī)，冬奧紀(jì)實(shí)4K頻道設(shè)置了兩臺(tái)SONY品牌（PZW-4000C）應(yīng)急外掛介質(zhì)機(jī)，主要用于因節(jié)目制作、內(nèi)審時(shí)間周期緊迫導(dǎo)致的延遲備播各項(xiàng)直播后的快速重播，以及直播過(guò)程中的應(yīng)急墊播和其他情況下的應(yīng)急播出使用。

總的來(lái)說(shuō)，北京臺(tái)4K編碼傳輸與調(diào)度系統(tǒng)主要有以下特點(diǎn)：

1、冬奧紀(jì)實(shí)4K頻道的超高清、高清、標(biāo)清節(jié)目信號(hào)可分別傳送至總局無(wú)線局上星播出、送至歌華有線的地面播出、送至中央發(fā)射塔地面無(wú)線播出。其中，高清和標(biāo)清節(jié)目信號(hào)傳輸維持現(xiàn)狀，傳輸方式、覆蓋范圍和技術(shù)參數(shù)均不變。此外，新建一套冬奧紀(jì)實(shí)4K超高清節(jié)目信號(hào)傳輸系統(tǒng)。

送歌華有線地面播出采用了H.265編碼壓縮標(biāo)準(zhǔn)，上星則采用AVS2編碼壓縮標(biāo)準(zhǔn)（信號(hào)路由中，播出中心末級(jí)12G-SDI信號(hào)送給編碼壓縮系統(tǒng)，編碼后的ASI信號(hào)通過(guò)SDH終端送到中國(guó)有線進(jìn)行加擾，送到總局無(wú)線局節(jié)傳中心，再送到無(wú)線局地球站經(jīng)調(diào)制功放送到中興6C播出）。

2、調(diào)度系統(tǒng)方面，建設(shè)主、備基帶12G-SDI調(diào)度矩陣和雙交換機(jī)IP調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)4K-演播室、4K外來(lái)信號(hào)、4K播出頻道的信號(hào)調(diào)度工作。

IP信號(hào)調(diào)度系統(tǒng)，可接收外來(lái)IP信號(hào)，并為內(nèi)部播出系統(tǒng)提供第二備信號(hào)源，以實(shí)現(xiàn)“播總控一體化”的發(fā)展方向。調(diào)度系統(tǒng)增加了IPG網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)SDI-IP、IP-SDI、IP-IP信號(hào)互相交換。IP調(diào)度系統(tǒng)以SDN為核心，配有IP信號(hào)路由調(diào)度管理軟件，支持自定義的硬件路由切換面板。

此外，在文件化備播系統(tǒng)中，重點(diǎn)反映為下列三項(xiàng)：

1、送播流程，節(jié)目送播方式有文件化送播（節(jié)目文件從融合生產(chǎn)云經(jīng)4K備播庫(kù)送至播出服務(wù)器）和本地介質(zhì)導(dǎo)入兩種方式。

2、播出碼率方面，播出系統(tǒng)在節(jié)目文件主要分辨率為3840X2160，每秒50幀逐行進(jìn)行，編碼為XAVC Class300，碼率為500Mbps。

3、傳輸速率上，節(jié)目文件的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率為180MB-220MB/秒，彼此推算時(shí)長(zhǎng)1小時(shí)的4K節(jié)目文件傳輸時(shí)間約15~20分鐘左右。

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