广东广播电视台4K超高清电视制播的实践和思考

范创奇 邢卫东

2017年4月，广东省政府印发了《关于开展新数字家庭行动 推动4K 电视网络应用与产业发展的实施方案》，决定大力推动4K 超高清产业发展，从宽带、显示终端、数字家庭网络应用、4K 节目制作生产等几个方面，带动全省相关产业的发展，预计可实现产值6000亿元以上。由于发展势头比较好，在今年的3月29日，工信部、广电总局、广东省政府共同召开了4K 产业发展大会，大力推进4K 产

业发展。根据广东省委省政府的战略部署，广东广播电视台于2017年4月启动了4K 超高清电视制播规划和建设。经过大半年的努力，取得了技术系统建设的阶段性成果，具备了初步的4K 超高清电视节目制作播出能力，于2017年12月23日顺利启动4K 超高清电视试验播出。本文介绍广东广播电视台在4K 超高清频道的规划、建设和播出中所做的一些工作，以及这过程当中的一些思考。一 广东广播电视台4K 超高清技术

系统建设情况1. 技术规划

4K 超高清播出频道在国内尚无案例，国家相关技术标准当时也还未发布，广东广播电视台首先要完成的是相关的

技术储备和技术规划。从2017年4月份开始，广东台邀请

业内技术专家、核心厂商到台进行技术交流，还多批次组织

技术骨干外出考察，了解学习业内其他单位的4K 超高清电

视技术系统，得到了总局规划院、广科院和业内同行的大力

支持以及宝贵的意见和指导建议。通过大量的交流和学习，

形成了一个基本的技术思路。5月份，台内各技术环节共同反复讨论、论证，不断完善思路和方案；6月份，完成了《广

东广播电视台4K 超高清频道制播系统技术方案》。方案拟定4K 超高清电视节目制播的基本参数为

3840×2160分辨率、50P 帧率、ITU-R BT.2020色域、10bit

色深，暂采用HLG 转换曲线进行4K HDR 节目播出。提出

4K 超高清电视/HD 电视兼容制作；HDR/ SDR 兼容制作；制作域兼容多种帧率；根据节目形态将后期制作分常规节目制作和高端制作两种工作流程模式；在节目记录/交换/归档与送播上推动网络化/文件化的节目生产流程；声音制播上具备立体声、环绕声和3D 音频制播能力；通过IPTV 和有线电视网络进行节目分发和传输覆盖等技术策略。2. 产品测试和技术推进

从2017年6月份开始，广东广播电视台技术部门开始与制作、播出设备厂家进行关于设备设计的研讨。7 至9月份，组织测试了业内主要厂商的4K 超高清设备和技术解决方案，范围涵盖播控设备、摄像机、演播室设备、IP 设备、监视器、后期制作设备等。这些测试为探索建立电视制作到播出的完整技术链条提供了重要依据，结合相关测试推

测试、监看产品完整链条的形成。3. 技术系统建设2017年10月份，广东广播电视台启动了第一期4K 超高清建设项目，目标是进行核心的、必要的系统建设和设备购买。2018年将在第一期建设的基础上，继续完善并新增建设项目。经过两期的渐进建设后，广东台将拥有成规模的4K 超高清 ENG 摄像机、非编制作网络、素材存储与管理系统、高端后期制作系统，以及配置4K HDR 讯道的演播室群、电视转播车以及总控与调度系统、频道播出系统、信号传输分发系统等技术系统。上述技术系统构成了相对完整的4K 超高清制播技术体系，如图1所示，涵盖了前期拍摄、收录、后期剪辑、素材管理、调色、特效合成、备播和播出等生产流程，可为4K 超高清纪录片、专题片和综艺节目的制作提供技术支撑，可支持一个4K 超高清频道的节目播出。4. 4K 超高清节目试验播出 2017年12月23日，广东广播电视台正式启动4K 节目试播。4K 播出信号通过IPTV 平台、省有线电视网络平台向测试用户组进行分发，用户可通过已授权的专用机顶盒进行解码观看。二 4K 超高清带来的技术变革和实现 难点超高清技术理念上的变革带来制作工艺、制作模式的变革，在4K 超高清频道的建设过程中呈现出一系列实现难点。 约是CRT 的2倍，远远超过100nit 的传统电视标定值），

动态范围可达3000:1，OLED 平板电视能够达到400nit 以

上的亮度，动态范围可达8000:1以上，随着LCD 技术的发

展，制造1000nit 亮度，动态范围达到或超过105:1的电视屏也具备技术基础，而好的电视屏能覆盖Rec.2020色域的70~80%，平板电视所能够呈现的颜色和动态范围已经远远超过过去的CRT 。随着技术的发展，在更好的电视屏上呈现接近自然的具有更丰富色彩和层次的内容，电视制播面向宽色域上HDR 的转型升级将成为必然的趋势。

不过，高动态和宽色域在技术发展与认知初期会造成一定的困扰。

首先是转换曲线带来的问题。HDR 力求能够呈现105:1的动态范围，为了用10bit 或12bit 数据表示105个灰度层次，HDR 技术采用非线性转换为图像高亮部分分配了一定的表达数据，从而获得更好的图像呈现效果。但不同的机构、厂商推出了不同的转换曲线，其中以杜比的PQ 曲线、

NHK 与BBC 共同推出的HLG 曲线使用最多，

两者针对的动态范围也有所不同。PQ 定义了一

个10000nit 亮度范围内的绝对亮度转换曲线，

通过静态或动态元数据来确保用户终端准确呈

现HDR 或SDR 视频。HLG 则以1000nit 为峰

值亮度基准，定义了一个相对亮度转换曲线，

目的是兼容适配不同能力的电视终端（制作端

制作超过1000nit 的HDR 视频时，需要修正转

换曲线）。此外，索尼、松下、阿莱和佳能等

公司也在摄像机端推出了不同的HDR 曲线以满

足制作端的多样化需求。

这种多元化给电视节目制播带来了困扰，诸多技术参

数的设定不再是唯一的，例如针对不同转换曲线制作视频

需要选择相应的工作参数和显示参数，一旦设置不当，出现不匹配，制作和显示结果就会出现问题。而对于一些转换曲线标记不明确的视频，难以正确显示。此外，当对视频进行不同曲线之间的转换时，需要审慎、恰当处理色彩、

灰度层次、动态范围和峰值亮度等的调整和匹配，避免造

成色彩和灰度层次损失。其次是兼容和同播带来的问题。考虑到发展的阶段性

及现阶段的兼容制作需求，HDR/SDR 的相互转换是目前

4K 超高清要解决的关键问题之一。在制播域，4K 超高清发展初期我们关注以下几个问题：4K HDR 制作的节目如何