高標清同播技術的應用與分析

謝勇

摘 要：目前我國大多數的電視用戶還是使用標清接收終端，所以在高清播出系統設計時也要考慮大多數標清用戶的需求。另外對于各級電視臺來說，標清素材在一定時間內還將占有一定的比例，所以我們發展高清電視最好采用高清、標清兼顧的同播方式，逐步過渡到純高清。本文通過對高標清同播技術的介紹，分析了高標清同播在各電視臺常見的幾種應用，并結合具體實踐對幾種工作方式的優缺點進行了總結。

關鍵詞：高清電視 高標清同播 幅型變換

中圖分類號：TN949.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（a）-0147-02

2009年8月6日，國家廣播電影電視總局發布了《廣電總局關于促進高清電視發展的通知（[2009]58 號），2009年9月28日，包括中央一臺在內的九大衛視開通了高清頻道，開始了高標清同播，這標志著我國高清電視進入了實施階段。

1 高標清同播模式

近幾年，國內各電視臺的高標清同播模式大致可以分為兩種，即源分離和輸出分離。

1.1 源分離模式

源分離即節目源分離，也就是高清和標清的節目源各有一套，相互分離。這種模式中的高標清播出具有獨立性，即系統內部高清播出與標清播出是各自獨立存在的，在相同時間段同步播出內容相同的高標清節目。

1.2 輸出分離模式

在輸出分離模式中，高清和標清的節目源不要求各有一套，高清和標清的節目源可以不加區分地進入播出系統，利用系統內部的上下變換功能，輸出內容相同的高標清節目信號。

2 高標清同播工作方式

2.1 源分離模式的工作方式

源分離模式中系統內部高清播出與標清播出是各自獨立存在的，對于節目素材，要求相同內容的素材需要準備高標清兩個版本，分別上載（如圖1）。

對于線路信號，當線路信號是高清時直接調度到高清播出通道播出，同時該高清線路信號經下變換調度到標清播出通道播出。當線路信號是標清時直接調度到標清播出通道播出，同時該標清線路信號經上變換調度到高清頻道播出。

源分離模式中高清播出與標清播出是相互獨立存在的，高清和標清按兩個獨立頻道進行編單、上載和播出。源分離模式的好處一是安全二是靈活，新建高清播出不會影響在播的標清頻道，高標清信號還可以互相備份。源分離模式的缺點在于建設成本和運行成本較高，相當于采用兩個完整的頻道，一個播高清，一個播標清。設備投入較多，編單、上載、播出監看和應急工作量翻倍。兩張播出單，兩種素材，兩次上載，工作繁瑣，程序復雜。

2.2 輸出分離模式的工作方式

在輸出分離模式中，相同內容的節目不需要準備高標清兩種節目源。高清和標清的節目源可以不加區分地進入同一套播出系統，利用系統內部的上下變換功能，輸出內容相同的高標清節目信號。輸出分離模式的工作方式大致有兩種。

（1）高清下變換方式

采用高清下變換方式的播出系統在內部只有高清播出通道，視頻處理均為高清方式，在系統末端才下變換為標清，確保信號質量和指標的損失最小化（如圖2）。

本系統由視頻服務器和下變換器進行素材的上下變換。高標清視頻服務器內置上下變換功能，可自動對素材進行轉換。標清素材上載后自動變換成高清，視頻服務器輸出高清信號，通過高清播出通道播出，同時經下變換器輸出標清信號。

本系統設計中，高清節目從上載到高清播出無需經過變換，信號質量和指標的損失最小。高清節目到標清播出經過下變換一次。標清節目到高清播出經過上變換一次。標清節目到標清播出經過上下變換各一次，損失最大，因此適用于高清節目為主兼顧標清的播出情況。本系統設備數量少，故障率低，設計簡單清晰，易于使用和維護。

（2）高標清獨立通道方式

高清下變換方式中，標清節目到標清播出經過上下變換各一次，損失最大，在標清節目較多的情況下對播出質量影響較大，因此在標清節目較多的情況下可采用高標清獨立通道方式（如圖3）。

本系統不配置下變換器，由高標清視頻服務器進行素材的上下變換。高清節目上載后走高清播出通道輸出，同時經下變換走標清通道。標清節目上載后走標清播出通道輸出，同時經上變換走高清通道。標清播出不采用高清下變換的方式，標清素材直接由標清通道播出，不需要經過兩次變換，可保證標清信號的播出質量。

輸出分離模式設備投入較少，運行效率較高，節目制作和節目單編排人員通過AFD信息、節目屬性標識等技術手段可以兼顧高標清頻道。采用輸出分離模式的系統中，對于高清節目不需要重新制作完整的標清版本，對于標清節目也不再先變換成高清文件后再上載，而是直接上載成標清文件由服務器上變換播出，這樣就顯著減少了網絡帶寬的占用，節約了存儲空間。

3 高標清同播幅型變換

高清電視畫幅為16∶9，標清電視畫幅為4∶3，高標清同播從素材制作到節目播出都存在幅型變換問題。

隨著時間的推移，以前老式的高標清同播系統中不完美的幅型變換模式已被淘汰。目前常見的幅型變換模式大致有三種。

3.1 AFD幅值變化模式

動態格式描述符（Active Format Descriptor）AFD是一種新型視頻元數據，它以8位碼的形式內嵌于SDI信號和MXF封裝文件中。它的主要用途是對電視圖像原始高寬比例進行控制，對電視圖像活動中存在的特征信息進行專業化描述。

AFD信息在功能上能夠保證節目素材進行連續上下變換，也能夠以電視成像的最佳形式輸出。引入AFD控制技術能夠在上下變換模式中實現播放控制，保證上下變換的時候畫面損失最小。

在節目備播時，視頻播放器能夠對AFD信息進行自動讀取并且能夠選擇合適的上下變換方式。播出控制軟件根據數據庫中的值可控制服務器的AFD值，并發送AFD值指令給上下變換板卡，控制變化模式。

3.2 固定模式

為了簡化上載人員和播控人員的操作，在AFD幅值變化模式（上面提到的第一種變化模式）基礎上，簡化了一套固定模式如下：

（1）高清播標清素材，左右加黑邊。標清播高清素材，上下加黑邊。

（2）高清轉播標清信號，左右加黑邊。標清轉播高清信號，上下加黑邊或左右裁邊。

國內早期開始高標清同播的頻道，尤其是衛視等省級臺多采用這種模式。

3.3 壓幅模式

考慮到現在大部分觀眾都在使用16∶9的平板電視機收看節目，為了提高節目的觀賞性，最大限度地保留節目有效信息，幅型變換可以采用壓幅模式。高清下變換的幅型變換采用擠壓方式（左右向內），標清上變換的幅型變換采用拉伸方式（左右向外）。這種模式更加簡單，可操作性最強，并且保證了觀眾在收看標清節目時，能夠獲得與高清節目同樣比例的觀看體驗。

4 結語

近幾年，隨著高清電視技術的快速發展，高清頻道越來越多，電視播出正逐步向高清化過渡，但傳統的標清電視在現階段仍有一定的需求，高清電視節目還不能完全替代傳統的標清電視節目。因此，在目前過渡期內，高清頻道與標清頻道還將共存，電視節目播出仍需要面臨高標清同播的問題。

參考文獻

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