日前，第八屆UHD高峰論壇在北京舉行，北京廣播電視臺播出中心高級工程師白國濤對北京廣播電視臺超高清、高清、標清頻道同播實踐進行了分享，筆者聆聽了現(xiàn)場講述而做成此文。

為了更好的服務于2022冬奧會轉(zhuǎn)播報道，展示北京城市形象，擴大受眾范圍，提升傳播效果，“冬奧紀實頻道”采取了4K超高清、高清與標清同播的方式。該頻道也是我國首個上星播出的省級4K超高清頻道，也是國內(nèi)唯一的超高清、高清和標清同播的頻道。通過超高清的技術(shù)升級，實現(xiàn)了高分辨率、高動態(tài)范圍、寬色域、高質(zhì)量音頻等關鍵指標，有效提升電視節(jié)目視聽效果，為觀眾提供高品質(zhì)收視體驗。

據(jù)白國濤介紹，北京臺4K播出系統(tǒng)的建設目標就是要將“冬奧紀實頻道”建設為安全、可靠、高質(zhì)量的4K播出平臺，實現(xiàn)文件化播出，具備與臺內(nèi)4K演播室信號交互、具備外來高清/超高清信號綜合調(diào)度處理能力。同時，也能應對不同傳輸平臺（如歌華、IPTV、上星）分發(fā)4K信號源。

北京臺的4K播出系統(tǒng)主要由4個部分構(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)。

在設計超高清信號通路中，北京臺選擇了主用SDI方式，因為在對實時同步要求苛刻的直播、切換場景中，SDI可以保證極低的信號延遲及無損傷的圖像質(zhì)量。在視音頻硬件通道的設計中，北京臺做到了既保證了4K播出通道鏈路和關鍵節(jié)點信號的穩(wěn)定性、可靠性，也嘗試性利用了IP技術(shù)的優(yōu)勢，為下一步發(fā)展全面IP化做出了嘗試。

冬奧紀實頻道首次采用了4K超高清、高清與標清同播的方式，為了兼顧高清畫面質(zhì)量，確保廣大高、標清用戶收視效果，北京臺引入了體系化標準化方法起草了《北京廣播電視冬奧紀實4K頻道超高清、高清、標清同播頻道制播技術(shù)規(guī)范（暫行）》，通過梳理、細化4K超高清同播技術(shù)要求，為開展電視節(jié)目制播業(yè)務提供以標準支撐

1、超高清同播制作域，對于冬奧紀實頻道的直播/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格式進行制作，同時監(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/錄制信號流程各環(huán)節(jié)，包括攝像機訊道、外來信號、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信號送出中心下轉(zhuǎn)換實現(xiàn)超高清、高清、標清同播；同時通過演播室錄放服務器進行回采，推送4K制作網(wǎng)進行精編加工制造。

3、播出系統(tǒng)4H-HDR下變換關鍵環(huán)節(jié)，在播出系統(tǒng)中，有兩級下變換，其中最重要的環(huán)節(jié)是HDR-SDR的下變換環(huán)節(jié)，北京臺采用了SONY HDRC-4000產(chǎn)品。在轉(zhuǎn)換映射電平設置和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)換參考基準亮度和參考白電平設置，在BT.2048推薦的基礎上，在1000尼特監(jiān)視器上顯示的77% HLG的HDR參考白基準亮度為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部分，低于230尼特的內(nèi)通都能在SDR電視上展現(xiàn)。

未來可根據(jù)實際使用，進而與業(yè)內(nèi)專家深度交流、測試，適當?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，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，SDR攝像機一般用SR上轉(zhuǎn)換可以與HLG攝像機完美匹配。即使HDR制作系統(tǒng)只有HLG攝像機，大部分采用SDR調(diào)光制作HDR，由于HDR攝像機內(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一致，播出端也應采用SR下轉(zhuǎn)換。

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

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

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

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

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

2、調(diào)度系統(tǒng)方面，建設主、備基帶12G-SDI調(diào)度矩陣和雙交換機IP調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)4K-演播室、4K外來信號、4K播出頻道的信號調(diào)度工作。

IP信號調(diào)度系統(tǒng)，可接收外來IP信號，并為內(nèi)部播出系統(tǒng)提供第二備信號源，以實現(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，實現(xiàn)SDI-IP、IP-SDI、IP-IP信號互相交換。IP調(diào)度系統(tǒng)以SDN為核心，配有IP信號路由調(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，重點反映為下列三項：

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備播庫送至播出服務器）和本地介質(zhì)導入兩種方式。

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)絡傳輸速率為180MB-220MB/秒，彼此推算時長1小時的4K節(jié)目文件傳輸時間約15~20分鐘左右。

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