基于AFD信息處理的高標(biāo)清同播系統(tǒng)

陳曉東

（浙江衛(wèi)視 技術(shù)中心，浙江 杭州 310005）

責(zé)任編輯:任健男

2009年9月28日，中央電視臺新聞綜合頻道和浙江衛(wèi)視等其他7個省級上星頻道實現(xiàn)高標(biāo)清同播。從此，中國電視正式邁入高清播出時代。按照國家廣電總局的要求，2011年高清頻道的節(jié)目同播率和高清播出率要高于70%，高清頻道黃金時段（18:30至23:00）播出的所有節(jié)目，包括影視劇、氣象和廣告等，必須全高清播出。經(jīng)過三年的努力，浙江衛(wèi)視基本達到廣電總局的要求，高清同播率和節(jié)目高清率均達到全國先進水平。在實際工作中，如何制作AFD信息是解決高標(biāo)清同播的一個重要問題。

1 AFD信息的重要性

浙江衛(wèi)視高標(biāo)清播出系統(tǒng)（如圖1所示）采取高清節(jié)目統(tǒng)一上載播出，標(biāo)清頻道播出信號取自高清頻道播出信號的下變換，從而實現(xiàn)高標(biāo)清同播。這樣既可以提高高清頻道的節(jié)目高清率，又可以確保高標(biāo)清頻道的節(jié)目同播率。

節(jié)目下變換方式根據(jù)節(jié)目類型進行區(qū)分，新聞和綜藝節(jié)目采用左右切邊模式，廣告節(jié)目由于必須保留畫面所有信息，采用上下加邊模式，系統(tǒng)要求所有播出節(jié)目必須含有AFD信息，對于沒有AFD信息的節(jié)目，目前下變換器默認(rèn)為左右切邊模式。浙江衛(wèi)視播出節(jié)目信號源主要分為上載和直播兩種類型，上載播出的節(jié)目在上載環(huán)節(jié)添加AFD信息，每個節(jié)目添加一個獨立的AFD信息。直播節(jié)目在直播演播室或者轉(zhuǎn)播車中添加AFD信息，在一檔新聞或者綜藝直播節(jié)目中，往往還要插播部分廣告，由于節(jié)目和廣告下變換方式的不一致，一個直播節(jié)目信號中必須含有相應(yīng)不同的AFD信息，這樣在播出環(huán)節(jié)才能根據(jù)相應(yīng)的AFD信息進行正確的下變換。

2 AFD信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

活動圖像格式描述符（Active Format Description，AFD）用來描述一個視頻編碼幀中活動圖像的顯示格式。AFD是一個4 bit碼，每個編碼幀對應(yīng)一個，封裝在一個8 bit的字節(jié)中，字段含義如表1所示。AFD描述的是本幀畫面中人們需要的活動圖像的幅型比和這部分活動圖像處于本幀畫面的位置，以及有無特殊的區(qū)域保護要求等信息。對于不同幅型比的編碼幀，相同AFD表示的含義也不一樣。

表1 AFD字段含義

下面結(jié)合表2和圖2，以常見的4種上下變換方式為例，說明AFD的含義。

表2 4類常用上下變換的AFD信息

當(dāng)圖像上下變換后，輸出信號的AFD信息會重新進行修正，和輸入信號的AFD信息可能會不一致。如果一個信號是要反復(fù)進行上下變換的，需注意其AFD信息的變化。在臺內(nèi)高標(biāo)清同播頻道的實際應(yīng)用中，一般考慮信號只進行一次下變換。

3 AFD信息解決方案

上載節(jié)目時，上載人員根據(jù)總編室串聯(lián)單上的AFD標(biāo)注要求，在節(jié)目上載界面中選擇相應(yīng)的AFD信息，采用VDCP擴展指令，通過422串行口傳遞給上載服務(wù)器，上載服務(wù)器則根據(jù)用戶的選擇在合成MXF文件時標(biāo)注對應(yīng)的AFD信息，如圖3所示。

直播節(jié)目時，由于新聞或者綜藝節(jié)目都是采取左右切邊的下變換方式，是播出下變換器默認(rèn)的方式，所以不需要添加AFD信息，只有一些有特殊下變換要求的VTR信號（如廣告），才需添加AFD信息。演播室的錄像機、切換臺、矩陣、2X1開關(guān)等傳統(tǒng)設(shè)備對HD SDI垂直輔助數(shù)據(jù)（VANC）中嵌入的AFD信息設(shè)置為旁通處理。由圖4可知，切換到高清攝像機時，PGM信號不含AFD信息，切換到高清錄像機時，PGM信號才含有AFD信息。

VTR節(jié)目中的AFD信息在制作域中添加。以索貝非編為例，在輸出節(jié)目時，編導(dǎo)在界面上選擇添加AFD信息，輸入相關(guān)AFD信息，非編節(jié)目合成時，在輸出的HD SDI的垂直輔助數(shù)據(jù)（VANC）中嵌入用戶的AFD信息。如果用戶使用藍光盤或者P2卡等新媒體介質(zhì)，也可以通過非編合成相應(yīng)的MXF文件，將AFD經(jīng)過KLV編碼后，作為視頻信號的SMPTE元數(shù)據(jù)，以COPY方式將MXF文件寫入到藍光盤或者P2卡。索尼的藍光盤和松下的P2卡都支持SMPTE中AFD的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

在實際節(jié)目制作中，還會遇到1個VTR節(jié)目中要求添加2種不同的AFD信息。比如串插播廣告時，為了直播導(dǎo)演切換方便，廣告結(jié)尾往往加串一個節(jié)目片頭，這樣就會要求一個節(jié)目根據(jù)時間線順序疊加不同的AFD信息。目前據(jù)筆者了解，國內(nèi)外品牌的非編都無此類功能。

節(jié)目播出時，標(biāo)清頻道的播出信號取自高清頻道播出信號的下變換。播出服務(wù)器輸出的HD SDI基帶信號和來自演播室直播信號中都帶有用戶添加的AFD信息，播出下變化器根據(jù)HD SDI基帶信號中的AFD信息進行相應(yīng)的下變換。

以AXON HDS05下變換器為例，AFD設(shè)置界面如圖5所示，選擇AFD控制（Control=S2016_AFD）或者No AFD控制（Hold或者Presets），Presets預(yù)設(shè)有16組，分別對應(yīng)SMPTE 2016-1-2007標(biāo)準(zhǔn)中AFD 0～15。

4 總結(jié)

AFD信息在高標(biāo)清同播系統(tǒng)中非常重要，可以有效地解決各類不同寬高比節(jié)目在高標(biāo)清同播頻道的播出需求。隨著越來越多的高清頻道開播，高標(biāo)清同播的頻道也會隨之增加，AFD信息在未來節(jié)目制作、播出、傳輸中必將得到廣泛的應(yīng)用。