高标清同播时代的播出系统技术方案浅析

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Advanced Television
Engineering
2010/3
本文介绍了高标清同播的两种播出技术方案：独立播出模式和一体化播出模式，分析了各自的优点和存在的问题，并介绍了相应的解决方法。

高标清同播 高清 幅型变换 AFD
2009年9月28日，包括央视一套、北京卫视、江苏卫视、湖南卫视在内的9个卫视频道实现了高标清同播，中国的高清电视发展步入了一个新的阶段。

未来两年内，还会有更多的频道考虑实现高标清同播。

从技术的角度看，高清制作和播出的基本设备大部分都比较成熟，能够满足高标清同播的要求。

但是，从系统的角度看，实现高标清同播对大部分电视台来说还是一个比较新的课题，尤其是从业务流程和技术方案上，还有很多地方需要探索。

本文主要从播出的角度来给出高标清同播系统的两种不同的技术方案，讨论其中的关键问题的解决，并对其优点和不足进行分析。

一 架构设计
在设计高标清同播系统的解决方案的时候，如下的设备是基本元素：
● 高标清兼容的录像机：兼容高清磁带和标清磁带，标
清磁带节目可上变换成高清信号输出，上变换的方式可设置；
● 高标清兼容的视频服务器：既能播放高清节目文件，
也能播放标清节目文件。

标清格式的节目可以自动上变换，输出高清信号，上变换的方式可以设置；
●
上下变换器：完成高、标清信号的上、下变换，变换
北京北大方正电子有限公司 董全武
● 高标清兼容的周边设备，包括矩阵、切换台等；● 高清字幕机。

在电视台数字化、网络化进入到全台网的时代，送入播自制作网的自办栏目、新闻节目、电视剧等；
● 以磁带方式送交播出系统的节目：通常是外购的电视
剧、电影、广告等；
● 线路信号：通常是来自演播室的自办栏目、新闻节目
信号、来自总控的外来信号，等等。

为了实现高标清同步播出，在播出系统的架构设计上通常有两种思路：
● 独立播出模式：高清播出和标清播出系统相互独立，
分别播出高清信号和标清信号；
● 一体化播出模式：采用一套播出系统进行高清播出，
标清信号从高清信号下变换得到。

针对不同的节目源，以上两种模式的工作流程和要求有很大的差异，下面将进行详细介绍。

二 独立播出模式
1. 基本方案
高标清独立播出模式的方案如图1所示。

对于制作网迁移到播出系统的节目文件，因为高清播出系统和标清播出系统是独立的，因此要求制作网对同一个节
目同时输出高清和标清两个版本，分别迁移到高清播出系统和标清播出系统。

为了节约制作人员的工作量，在制作时可以把所有编辑动作保留在一个工程文件中，高清版和标清版在操作做完后由后台自动生成。

还有一种处理方法，就是在
制作网只生成高清版本的节目，在播出网内自动转码做下变
换，生成标清节目，下变换采用两侧切边（Edge Crop）方式。

这种方式要建相应的转码系统，没有反映在图中。

对于磁带节目，一般要求同时有高清和标清两版磁带，分别在两个播出系统中上载到各自的视频服务器进行播出。

如果一个节目只有标清磁带，也可以在标清播出系统上载完用两侧切边（Edge Crop）方式。

外部迁入的节目也可以是标清节目文件，由高标清兼容的视频服务器自动上变换，输出高清信号，上变换一般采用两侧加边（Pillar Box）的方式。

在标清输出时同样进行两侧切边下变换，恢复标清画面。

对于磁带节目，只需要有高清磁带或者标清磁带就可以，高清磁带可以直接上载。

标清磁带用高标清兼容的录像机进行上变换输出为高清信号进行上载，上变换通常采用两侧加
高标清独立播出方案示意图
2高标清一体化播出方案示意图
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面仍然是完整的。

但是对于外来信号，如转播中央台新闻联播，为保证高清播出的效果，只能使用中央台高清频道的新闻联播信号，但在标清频道如果下变换采用切边方式，会发现CCTV 台标被切掉。

因此，在转播新闻联播时，一体化播出系统的高清信号是正常的，但标清信号存在缺陷，需要在总控来处理。

四 其他问题
1. 广告播出
大部分电视台的现有广告素材是标清节目，在处理方式上主要有三种：
● 广告节目用制作网生成高清和标清两版；● 广告节目用高清磁带在播出系统上载；
● 广告节目用标清磁带上载，然后迁移到播出服务器自
动上变换播出。

在广告节目的编排上，如果采用独立播出模式，高清播出跟标清播出的广告顺序可以不一样，同样幅型的广告节目可以放到一起，避免画面来回变换。

对于上述第3种方式，如果节目是遮幅式标清广告节目，会出现“邮票现象”。

但是随着广告也逐步采用高清方式制作，这种情况会越来越少。

2. 字幕处理
因为高清和标清的画面幅型不同，在同播系统中字幕的位置也需要进行规范，避免出现字幕被切掉的情况。

对于与节目内容相关的字幕，如电视剧对白，一般是在前期制作中加入。

在独立播出模式中，因为送往播出的是高清和标清两版节目，无论是磁带方式还是文件方式，字幕应该都是已经处理好的，不会存在问题。

但是在一体化播出模式中，送往播出的只有高清节目，播出时在下变换两侧切边播出，因此要求前期制作时，应该严格要求字幕应该保持在4:3构图之内，以免在标清频道播出时字幕被切掉。

对于与节目内容无关的字幕，如角标广告，在目前的方案中，通常为高清频道和标清频道分别配置字幕机，在播出系统中分别叠加。

当然这种做法会导致叠加字幕的操作要在高清和标清字幕机上做两次，增加了操作人员的工作量。

今后建议开发同时支持高清和标清两路输出的字幕机，其构图模板根据高标清的不同特点可以不同，但字幕内容相同，以简化操作。

高清频道播出的节目，可以采用立体声、双声道播出，也可以采用杜比5.1声道播出。

如果节目源不符合这些要求，可以通过前期制作网对节目的声道进行处理，或者用演播室切换设备对声道进行处理。

五 方案分析
以上两种高标清同播的典型方案各自有不同的特点。

独立播出模式相对而言安全性比较高，一是因为高标清两套播出系统独立运行，彼此不受影响；二是因为幅型变换等操作基本上在进入播出之前完成，播出系统工作量比较小。

三是原有的标清播出系统可以继续使用，新建高清系统不影响现有标清系统的安全。

此外，由于高标清系统独立建设，高清频道和标清频道允许有一定的节目差异，过渡比较方便。

这种模式的缺点也是明显的，同时维护两个系统，同时制作两套节目，对设备资源和人力资源的占用非常大，工作量比较大，建设投入更多。

而一体化播出模式的系统相对而言比较简洁，便于维护，投资也大量减少，非常适合未来的高清播出。

同时，其高标清同播是真正的同播，除画面幅型不同，高清输出和标清输出的节目内容任何时段都完全一样。

但是也因为高标清播出捆绑在一起，下变换在播出系统内完成，增加了播出系统的负担。

因此，各个电视台可以根据自己的情况，灵活选择合适自己的方案。

六 未来发展
以上两种方案还有很多可以调整的地方。

例如：可以考虑增加统一的转码系统，实现高清向标清的转码，或者对来自制作网的节目进行统一转码；在线路信号处理方面可以有其他的链路设计，等等。

同时，为了使得幅型变换能够更为方便灵活，有以下几个方面可以改进：
● 建立制作规范，对进入播出系统的节目文件和信号要
求加入正确的AFD 信息；
● 对高标清兼容的录像机、
视频服务器和上下变换器等设备的AFD 信息进行更好的控制，并集成到现有的工作流程中。

因此，构建具备高标清同播能力的播出系统，还有很多课题需要探索和解决。