电视台数字化网络化建设白皮书(2009)

电视台数字化网络化建设白皮书——电视台高标清同播技术策略研究
（2009）
电视台数字化网络化研究报告编写组
2009年12月
版权声明
©国家广播电影电视总局科技司所有，2009年。

本文档是中国国家广播电影电视总局科技司关于电视台数字化网络化建设的指导性文件，任何组织、机构或自然人均不得篡改或转意。

前言
高清是电视发展的主流趋势。

当前，在国际上延续了几十年的标准清晰度电视正向高清晰度电视全面跃进。

高清电视以高分辨率的图像、16:9的画面、环绕声的音响，极大地满足了观众对电视节目欣赏不断增长的需求。

1998年，美国等发达国家开始播出数字高清电视，目前，高清电视在发达国家已逐步成为现实。

高清电视在我国也受到了各方面的广泛关注，其产业与市场正在快速成长。

2005年中央电视台开播了我国第一个有线高清频道。

随后，上海文广、电影频道等相继开播了有线数字电视付费高清频道。

特别是2008年，北京奥运会首次全程进行高清信号的制作，对我国高清发展起到了很大的推动作用。

发展高清电视，是社会发展和科技进步的必然趋势，是新的历史条件下满足人民群众精神文化需求的必然选择，对于拉动内需，带动高清电视机、机顶盒等电子制造业，以及内容制作业等相关产业发展，提高公共服务水平都有至关重要的作用，因此是广播电视系统义不容辞的责任。

目前，平板显示器消费市场已充分启动，传输通道具备，许多电视台已具备高清节目制作能力，电视节目生产已向高清迈进，可以说我国发展高清电视的时机与条件已经成熟。

为进一步推动高清电视的发展与普及，考虑到我国的基本国情和经济社会发展的实际情况，广电总局及时制定了我国高清电视发展的基本思路：抓住模拟电视向数字电视转换的战略机遇期，积极推进现有电视频道节目的标清电视与高清电视同播，逐步实现标清电视向高清电视的过渡。

所谓高标清同播，就是把现有的频道节目，以标清和高清同播的方式来同时播出，实现现有节目逐步的高清化，而不是开办新的频道。

高标清同播方式可以减少初期投入成本，并解决节目层面的源动力问题，解决高清频道产业化运营问题，是我国推进高清技术发展的新举措，也是广播电视由标清向高清过渡的必由之路。

2009年8月6日，总局发了58号文《广电总局关于促进高清电视发展的通知》，正式批准中央电视台第一套节目和北京卫视、上海东方卫视、江苏卫视、湖南卫视等5个频道（后又增加黑龙江卫视、广东卫视、深圳卫视、浙江卫视等4个频道）在9月28日进行高标清同播。

该文件的出台，使我国高清电视发展迅速跃上一个新台阶。

不仅明确了高清发展的方式和时间表，而且通过新上9
个频道（加上原有的央视、电影、北京、上海4个高清频道，共13个高清频道），初步实现了高清电视的规模化、集约化发展，有利于在社会上形成高清收看的氛围，进而加快高清市场和产业的发展。

随着高清电视的发展，各级电视台将迅速构建高清制播系统，新建的高清制播系统将与原有的标清制播系统共同形成高标清混合制播体系。

但是高清电视不仅是技术上的一场革新，而且会给电视节目制作工艺、配套标准、管理政策等方面带来重大变革。

由于高清电视在画幅、清晰度、码率等方面与标清有根本的不同，因此在高标清同播方式下，如何处理好标清和高清的关系，兼顾高清和标清的收视效果，实现标清向高清的逐步平滑过渡，显得尤其重要。

为了进一步理清思路，做好全国高清电视发展的整体规划和统一实施，促进我国高清电视产业健康、有序发展，广电总局专门设立了“高标清同播技术策略研究及试验”项目，项目规定的主要研究任务是：完成高标清同播试验，撰写项目研究报告，提出科学合理的高标清同播技术策略，以及标清向高清逐步过渡的策略。

江苏广电总台承担了该科研项目。

作为全国首批开展高标清同播的9家电视台之一，江苏广电总台结合项目研究，对高标清同播技术策略、实施手段等进行了深入思考，积极做好高标清同播技术筹备工作，并在9月28日顺利开播卫视高清频道。

同时，项目组通过调研问卷和实地走访等形式，了解第一批高标清同播的其他8个台的详细情况，拿到了第一手资料，并进行了研究、分析。

项目组在综合9家电视台高标清同播实践宝贵经验和教训的基础上，最后形成高标清同播技术策略研究报告。

该报告经过总局科技司组织的专家杜百川、丁文华、王联、孙苏川、张建平、宋宜纯、陈默、田方、杨勇、盛志凡、范创奇、贾占林、肖亮、徐济众、李迅、黄伟、傅峰春、霍秋林、邓向冬、姚永辉、常健、黄永洪、王亚明、孙奉明、李军、王赋生、鲁泳、韩钢、徐静等同志的讨论、修改和审定，作为广电总局《电视台数字化网络化建设白皮书》的系列专题报告发布，希望为正在或将要开展高标清同播的电视台提供规范和指导，为厂家设计高安全、高质量、高效率、高管控的高标清同播网络化系统提供参考。

本报告指导单位：
国家广播电影电视总局科技司
本报告的主要起草单位：
江苏省广播电视总台
本报告的主要起草人：
王联张建平孙苏川肖亮盛志凡顾建国
薛兵何宁朱光荣吴昊王炯心李世萍
王珂张和林马晨阳沈劲松席鲁江汪波
李发枝徐忠强毛敏明梁枫葛加刚董璐
徐斌轩献
在项目研究和报告起草过程中，项目组先后参加了多次高标清同播峰会、论坛和研讨活动，包括10月6日华东电视技术协作体在厦门召开的高峰会议，12月4日中国广播电视协会在哈尔滨召开的高标清同播专题峰会，12月10日中国影视协会在西双版纳召开的高标清同播论坛，12月22日总局科技司在北京召开的高标清同播技术规范研讨会。

通过这些会议和研讨活动，项目组获得了各电视机构及业内厂商在高标清同播方面的素材和研究成果，也得到了各位专家宝贵的意见和建议，并充实到研究报告中，对研究报告进行了修改、完善，在此表示诚挚的感谢！
目录
1 概述 (1)
2 节目形态分析 (2)
2.1高标清同播比例要求 (2)
2.2各台卫视频道节目分析 (2)
2.3各台高标清同播情况分析 (3)
2.4各种形态节目同播特点分析 (4)
2.4.1 新闻类节目同播特点 (4)
2.4.2 综艺类节目同播特点 (5)
2.4.3 影视剧类节目同播特点 (6)
2.4.4 专题类节目同播特点 (7)
2.4.5 广告类节目同播特点 (8)
3 技术管理策略分析 (9)
3.1高标清同播质量要求 (9)
3.2高清节目制播码率策略 (9)
3.3高标清同播图像制作策略 (10)
3.4高标清同播图形字幕策略 (11)
3.5高标清同播特技制作策略 (12)
3.6高标清同播音频处理策略 (12)
3.7高标清同播幅型变换策略 (13)
3.7.1 幅型变换分析 (13)
3.7.2 下变换策略 (14)
3.7.3 上变换策略 (16)
3.7.4 多次变换策略 (18)
3.7.5 幅型变换的自动匹配 (20)
3.8高标清同播节目播出策略 (21)
3.9高标清同播质量控制策略 (21)
3.10高清节目磁带录制规范 (23)
3.11高标清同播制播流程设计方式 (24)
3.11.1 高、标清共享播出通道同播 (24)
3.11.2 高、标清采用独立播出通道分离播出 (25)
4 前期采集环节同播策略 (27)
4.1技术改造策略 (27)
4.2技术管理策略 (27)
4.2.1 构图策略 (27)
4.2.2 聚焦策略 (28)
4.2.3 照明、布景策略 (28)
4.2.4 曝光策略 (29)
4.2.5 轮廓校正 (29)
5 新闻制播环节同播策略 (31)
5.1技术改造策略 (31)
5.1.1 网络化制播方案 (31)
5.1.2 非网络化制播方案 (33)
5.2技术管理策略 (33)
5.2.1 拍摄构图策略 (33)
5.2.2 幅型变换策略 (34)
5.2.3 图形字幕策略 (34)
5.2.4 代理码率编辑策略 (35)
6 演播室环节同播策略 (36)
6.1技术改造策略 (36)
6.1.1 总体策略 (36)
6.1.2 同步策略 (37)
6.1.3 逐行策略 (38)
6.1.4 监视策略 (39)
6.1.5 视音频同步策略 (39)
6.1.6 网络化策略 (40)
6.2技术管理策略 (41)
6.2.1 拍摄构图策略 (41)
6.2.2 幅型变换策略 (41)
6.2.3 图形字幕策略 (42)
7 制作环节同播策略 (43)
7.1技术改造策略 (43)
7.1.1 非网络化高清制作系统 (43)
7.1.2 全高清制作网络 (43)
7.1.3 立足标清制作的高标清混编同播网络 (45)
7.2技术管理策略 (46)
7.2.1 幅型变换策略 (46)
7.2.2 上、下变换质量控制策略 (47)
7.2.3 图形字幕策略 (48)
8 播出环节同播策略 (50)
8.1技术改造策略 (50)
8.1.1 纯高清模式 (50)
8.1.2 独立同播模式 (52)
8.1.3 共享同播模式 (53)
8.2技术管理策略 (54)
8.2.1 节目编单策略 (55)
8.2.2 节目录播策略 (55)
8.2.3 节目直播策略 (56)
8.2.4 上下变换策略 (57)
8.2.6 节目监播策略 (59)
8.2.7 播出应急策略 (59)
9 音频制播策略 (61)
9.1技术管理策略 (61)
9.2高标清同播音频播出策略 (61)
9.3支持环绕声的制播系统改造策略 (62)
9.3.1 采用编码方式传输与交换的环绕声制播系统 (62)
9.3.2 采用分立多声道方式传输的环绕声制播系统 (63)
9.3.3 两种方式的优缺点比较 (64)
9.4在播出环节实现高标清同播音频处理策略 (64)
9.5在制作环节实现高标清同播音频制作策略 (65)
9.6高标清同播声画同步处理策略 (66)
9.7高标清同播电视节目响度一致性问题处理策略 (67)
9.8音频声道指配 (67)
1概述
本报告主要包括：节目形态分析、技术管理策略分析、前期采集环节同播策略、新闻制播环节同播策略、演播室环节同播策略、制作环节同播策略、播出环节同播策略、音频制播策略等八个部分。

节目形态分析通过调研，对9个高标清同播频道的节目形态组成，新闻、综艺、专题、影视剧、广告等不同节目形态的特点、制作难度等进行了分析，对不同形态节目的高标清同播实施情况进行了介绍。

技术管理策略分析按照兼顾高标清收视效果、推动高清发展的总体要求，对高清制播码率、图像制作、图形字幕、特技制作、音频处理、幅型变换、节目播出、质量控制、磁带录制规范、制播流程设计等高标清同播的技术管理策略进行了分析、总结和规范。

前期采集环节同播策略、新闻制播环节同播策略、演播室环节同播策略、制作环节同播策略、播出环节同播策略、音频制播策略对高标清同播环节的业务需求、流程进行分析，总结各个环节的技术改造策略和管理策略，重点对网络化架构下实现高标清同播的策略进行了阐述。

2节目形态分析
2.1高标清同播比例要求
按照国家广电总局要求，发展高清电视，主要采取现有频道高、标清同播过渡的方式，积极稳妥推进。

高、标清同播，是指同一频道内容，同时采取高清和标清方式播出。

同播的高清频道第一年度的节目同播率和高清播出率要高于50%，第二年度要高于70%，力争第三年度达到全高清播出。

第一、二年度高清频道黄金时段（18:30-23:00）应该全部播出高清节目，高清时段播出的广告、气象等节目，也应做到高清播出。

2.2各台卫视频道节目分析
总局对节目同播率和高清播出率提出了非常严格的要求，考虑到原有制作体系存在的大量标清制作资源，以及卫视频道已经外购的标清影视剧节目情况，为了最大限度保护投资，减少高清发展初期的投入，同时满足总局要求，有必要对各种类型节目的播出量、节目特点、高标清同播实施难度等进行分析。

项目组对第一批实现高标清同播卫视频道的版面编排和节目类型进行了分析，结果如下表所示：
（数据统计日期：2009年11月16日-11月22日）
由表格可见，影视剧占的比例最高，平均达到44%，其次是专题、新闻，最
后是综艺。

其他类节目包括广告、宣传片、专题广告、信息类节目等，共占全天的21%左右。

各个台的情况不尽相同，在几个卫视频道中，江苏卫视播出的影视剧节目最多，北京卫视播出的新闻、专题栏目类节目最多，湖南卫视播出的综艺类节目最多，黑龙江卫视播出的其他类节目最多。

2.3各台高标清同播情况分析
第一批实现高标清同播的9个卫视频道，其对应不同类型节目的高清同播率如下表所示：
（数据统计日期：2009年12月14日）
注：1、该表格数据为人工观察统计得到，有一定的误差；
2、高清同播率=该类型节目高清同播时间/该类型节目在高清频道的总播出时间，
其中高清同播时间指的是既同播、又高清播出的时间。

根据上表，各节目类型高清同播比率由高到低分别是：
该排序基本反映了各类型节目实施高标清同播的难度。

2.4各种形态节目同播特点分析
2.4.1新闻类节目同播特点
虽然新闻类节目高清同播比率较高，但是这是由于我们只对新闻节目提出了演播室高清化的要求，目前首批开播高清频道的9家电视台全部实现了新闻演播室的高清化，但是实现新闻素材高清化的只有北京、湖南、黑龙江三个台。

根据调研，新闻类节目无论在技术平台建设还是技术管理策略上，都是实施最困难的一个节目类型。

从技术平台来说，既有演播室高清制作、演播室高清服务器播出，又有ENG 前期采集、后期制作，还涉及到高清的SNG卫星连线等等，并且必须保证新闻的实效性，兼容不同宽高比画面构图，对技术系统提出了非常高的要求。

从技术策略来说，新闻类节目特别是时政新闻具有很强的政治性，例如有时必须保证高标清画面上出现的领导人数量完全相同，按照这样的要求很难实现画面兼容取景。

可以说，对于时政新闻类节目，宽高比变换已经不是一个简单的技术问题，而是成为政治问题。

首批开播高清频道的9家电视台相应情况如下：
北京、湖南、黑龙江三个台实现了ENG自采新闻高清化，都采用4:3保护框进行取景，在标清播出时采用左右切边的模式进行下变换。

包括央视在内其他
六家电视台目前采用标清拍摄新闻素材，央视在国庆60周年直播时，采用了4:3画幅的高清（对16:9的宽幅画面进行两边切边，同时用灰底填充）。

采集, 3
采集, 6
2.4.2综艺类节目同播特点
综艺类节目（包括体育赛事等）有直播、录播两种形式，直播节目与制作无关，只需要高清转播车、高清演播室和高清播出系统，实现起来较为容易，录播节目一般需要进行后期制作，实现难度要稍大一些。

从技术策略来说，综艺节目一般都偏重于娱乐，不涉及政治，因此画幅变换较为自由，可以根据导演的想法选择不同的变换模式。

首批开播高清频道的9家电视台相应情况如下：
大多数台都采用4:3保护框取景，在标清播出时采用左右切边模式进行下变换，保证在标清电视机上图像撑满电视机画面，但是在高清电视机上观看时构图不是很理想。

中央台较多采用16:9构图取景，采用上下加黑边的模式进行下变换在标清频道播出，优点是不损失画面信息，不存在构图上的问题，缺点是标清电视机观看时，上下有两个黑边。

较多采用16:9构
2.4.3影视剧类节目同播特点
从实施的角度来说，影视剧类节目与台内制作流程无关，只需外购节目，配置高清播出系统就可以了，是实施难度最小的。

但是由于高清节目源稀缺，价格比较高，加上有的台已经签订了较长时间的电视剧购买协议，不容易变更，造成目前高清同播比率并不高。

影视剧类节目高标清同播的技术策略包括：购买一个版本还是两个版本？如果只购买高清版本，采用什么样的下变换策略？如果购买两个版本，如何解决在保证同播的情况下，分别进行缩编和广告插入的问题？如果只有标清版本，采用什么样的上变换策略？
首批开播高清频道的9家电视台相应情况如下：
1.只购买高清版还是同时购买高标清两个版本
除湖南卫视外，其他频道基本上都采用购买两个版本电视剧的方式。

购买一个版本的好处是效率较高、成本较低；购买两个版本的好处是高清版本的字幕打在16:9高清画面上，标清版本字幕打在标清画面下方镶黑边的位置上，确保两个版本特别是标清版本的收视效果达到最佳。

2.下变换模式
湖南卫视高清电视剧在标清频道播出时，大部分采用左右切边模式下变换播出，部分采用上下黑边的信箱模式下变换播出。

其他卫视基本上购买高、标清两个版本的电视剧，不存在下变换问题。

标清电视剧制作、播出流程不变，高清电视剧以标清版本为参考进行缩编和插入广告，保证总时长的一致。

3.上变换模式
对于只有标清版本的，大多数采用左右加黑边的模式进行上变换在高清频道播出，但黑龙江台对于遮幅式标清电视剧，采用上下切边模式进行上变换在高清频道播出。

2.4.4专题类节目同播特点
与影视剧、综艺、文体等类型节目相比，专题类节目实现高标清同播难度较大，既有演播室口播，也有ENG采录，需要高清演播室、高清ENG、高清节目制作系统、高清播出系统的支撑。

从技术策略应用来说，专题类节目也比较灵活，在高标清同播的前期阶段，一般采用4:3保护框构图取景拍摄，采用左右切边模式下变换播出，对偏重于专题片性质的节目，则采用16:9构图，采用上下加黑边模式进行下变换。

首批开播高清频道的9家电视台相应情况如下：
大多数电视台采用全高清的制播体系进行专题类节目的高标清同播，采用左右切边模式下变换在标清频道播出。

江苏卫视建设了高标清融合的制播体系，前期拍摄、演播室采用高清系统，制作环节在保留原有标清流程不变的基础上，通过标清工程文件的上变换，实现高清素材的自动识别、替换和高清节目的自动生成。

少数电视台还没有完全实现专题节目的高清化制作，制作的标清节目采用左右黑边模式上变换播出。

2.4.5广告类节目同播特点
按照总局的要求，高清时段播出的广告、气象等节目，也应做到高清播出。

广告类节目一般有几种播出方式：一是以素材方式直接在播出系统播出，二是串编打包后作为节目在播出系统播出，三是串编打包后插入节目与节目一起播出，四是串编打包后在演播室播出。

由于与台内制作流程关系不大，因此实现起来比较容易，目前的问题是高清版的广告还比较少。

由于目前主要还是标清电视观众为主，因此广告商更加关注标清播出的收视效果。

为此，一般采用高清、标清两个版本的方式进行广告节目的同播，对于暂时没有高清版本的，采用标清版本上变换的方式在高清频道播出。

首批开播高清频道的9家电视台相应情况如下：
大多数电视台采用两个版本播出的方式，个别电视台采用高清版本左右切边模式在标清频道播出，虽然流程上较为简单，但会造成画面信息的丢失。

对于只有标清版本广告节目的，大多数采用左右加黑边的模式上变换，但也有少数电视台采用拉伸变形的方式进行上变换。

3技术管理策略分析
3.1高标清同播质量要求
电视的发展是先有黑白后有彩色，在彩色电视诞生之前，黑白电视已经得到广泛普及，彩色电视要想占领市场，必须与黑白电视兼容。

因此设计彩色电视制式充分考虑黑白与彩色电视的兼容性，即当电视台播放彩色电视节目时，彩色电视机接收显示彩色图像，黑白电视机接收黑白图像。

与黑白、彩色电视的相互兼容不同，标清和高清是两种不兼容的电视制式，电视台播放高清节目时，标清电视机（机顶盒）无法接收，必须下变换后在标清频道播出，才能被标清电视机接收。

标清、高清电视在宽高比、清晰度、伴音等方面都有很大差异，特别是高清电视采用了与标清不同的16:9画幅，在充分体现电视画面效果的同时，也对高标清同播带来了复杂的宽高比管理问题。

在高、标清同播的方式下，必须兼顾高、标清的收视效果，但要完全做到高、标清收视效果的兼顾是不可能的，必须做到有所侧重。

根据同一频道标清、高清观众数量的变化，我们把高标清同播分为前期阶段和中、后期阶段。

在前期阶段，高清的到达率还不高，频道的收视份额、广告市场主要还在标清，因此在画面构图以及上下变换等策略上必须照顾大多数标清观众的欣赏习惯，确保标清观众的收视效果，同时兼顾高清的收视效果。

相反，在中、后期阶段，已经发展了高清观众为主，这时就可以优先考虑高清观众的收视效果，同时兼顾标清观众的收视效果。

3.2高清节目制播码率策略
高清节目制播码流的选择必须兼顾质量和效率。

码率选择低，会影响节目技术质量，特别是多代转码复制后的技术质量，码率选择高，有利于提高节目质量，但同时也带来成本的增大和生产效率的下降。

参考EBU（欧广联）R124建议书，结合我国高清摄录设备的实际使用情况，建议如下：
1）主流高清节目的采集和制作推荐采用4:2:2取样（亮度1920x1080像素，色度960x1080像素），在制作流程中不应进行水平和垂直方向上的亚取样处理；
2）主流高清节目至少采用8比特量化，更高质量的节目采用10比特量化；
3）主流高清节目采用帧内编码时记录、制作码率推荐采用100Mbps或以上，采用帧间（长GOP结构）编码时码率不应低于50Mbps；
4）常规高清节目采用比MPEG2编码效率更高的帧内4:2:0取样（亮度1440x1080像素，色度720x540像素）算法时码率推荐采用50Mbps或以上，采用帧间（长GOP结构）编码4:2:0取样（亮度1440x1080像素，色度720x540像素或亮度1920x1080像素，色度960x540像素）时码率不应低于35Mbps。

主流高清节目制作编码格式及码率建议如下：
3.3高标清同播图像制作策略
按照《广电总局关于电视台高标清同播节目制作、播出技术要求的若干意见》，为最大程度减少幅型变化对高标清同播频道收视效果的影响，高标清同播的图像制作要坚持三个原则：一是制作用于同播的高清节目时，在一个节目内或一条新闻内，画面幅型比应当保持统一；二是制作用于同播的标清节目时，原则上不能上下遮幅，如果要制作上下遮幅的标清节目，图形字幕必须位于画面内；三是高清节目制作采用标清素材，在幅型变换时，不应当产生图像变形。

不同类型节目的图像制作策略建议如下：
1）新闻类节目
该类节目（包括外拍素材、高清演播室图像）按照高清格式制作时，建议采用16:9构图拍摄、制作，并兼顾4:3保护框。

2）重大事件转播
建议该类节目按高清格式，采用16:9构图拍摄、制作。

3）综艺、电视剧类节目
建议该类节目按高清格式，采用16:9构图拍摄、制作。

4）体育类节目
建议该类节目按高清格式，采用16:9构图拍摄、制作。

根据节目需要，兼顾4:3保护框。

5）专题类节目
建议该类节目按高清格式，采用16:9构图拍摄、制作。

根据节目需要，兼顾4:3保护框。

6）广告类节目
建议该类节目按高清格式，采用16:9构图拍摄、制作。

在制作完成后，也可以提供高、标清两个版本。

3.4高标清同播图形字幕策略
图形字幕贯穿于电视节目制作和播出的各个环节，由于高标清画面的宽幅比不一样，如何在同播的高标清节目中将这些信息完整且美观地呈现出来，是值得注意的问题。

在高标清同播的过渡期内，高清制作的节目大部分都要在标清电视频道播出，观众的收视仍以标清为主。

在此环境下，高清节目下变换后，图文字幕可能存在以下问题：
1）高清节目采用切边模式下变换：部分高清画面中的字幕会因切边而丢失，特技、图文元素因切边而不完整；
2）高清节目采用上下黑边（信箱）模式下变换：有效画面变小，字幕缩小像素降低，不符合观众收视习惯；
3）高清制作经下变换后字幕可能不够清晰。