融媒體環境下的4K視音頻信號傳輸技術探析

郝頎怡

（天津廣播電視臺，天津 300000）

在融媒體環境下，應當進行全面且深度的融合，爭取創設出“智慧型媒體”。現如今，我國廣泛利用4K視音頻信號傳輸技術，如在全國兩會期間，央視新聞首次實現通過5G持續傳輸4K超高清信號進行兩會直播。因此，筆者認為，對4K視音頻信號傳輸技術進行探究有著重大的意義。

1 4K技術的概念

2019年1月，央視春晚深圳分會場4K超高清信號回傳至總臺北京機房，同時將總臺4K超高清北京景觀信號傳送至位于深圳分會場的總臺4K超高清轉播車展現實時信號；聯合中國聯通在吉林長春(一汽)春晚分會場實現了我國首次極寒環境下的5G網絡4K傳輸測試。4K技術憑借超高清的顯示規格，橫向分辨率4000像素，縱向分辨率2160像素，為受眾帶來了全新的視覺體驗。由此可見，4K將會帶來更細膩的顯示細節、更逼真的紋理和更流暢的平滑度。4K技術還可使得廣播電視服務提供商通過提高幀率帶來更好的對比度和更廣泛的色域。基于此，其對信號傳輸量以及傳輸線路帶寬提出了更高的要求，急需相關行業對系統進行轉換。

2 全系統光纖集成

2.1 視頻制作系統

現如今，隨著數字技術的發展，原有2K分辨率的高清晰度電視已經逐漸被擁有4K分辨率的超高清電視所取代，視頻信號格式不斷進行升級，線纜需要傳輸的信號帶寬已經達到每秒6G比特，信號帶寬與其所對應的幀率成正比。然而，超高清電視系統在升級的過程中依舊存在一些問題，如信號數據量與設備處理能力以及線纜傳輸距離存在矛盾。具體來說，就是傳統的視頻信號處理設備的處理能力對于無壓縮UHDTV（超高清電視）信號已經需要采用畫面分割處理輸出的方式進行制作,同時，傳統銅芯線纜的信號傳輸距離也減小到25m，甚至會低于25m。基于此種情況，為了能夠有效地解決三者存在的矛盾，筆者認為可以通過IP化處理方式“干擾”超高清電視信號的傳輸過程，即通過超高帶寬的IP系統以此符合信號傳輸距離的需要。通過此種處理方式，通常會使視頻制作系統產生直接變化，主要表現在兩個方面：（1）系統設備使用的云化；（2）信號傳輸的光纖化。近年來，正是由于超高清電視系統普遍使用“光纖”，因而使得無壓縮的UHDTV信號通過光纖長距離傳輸的應用也越來越廣泛。

在現實生活中，使用銅芯線纜可能會導致信號的傳輸過程受到影響，這主要是由于在實際使用銅芯線纜的過程中，“地電位”無法存在于相同的空間，因而需要對其進行特殊的處理。因此，就需相關工作人員在設計全系統光纖集成時，利用光纖傳輸UHDTV信號，以此在系統功能空間之間進行傳輸時，使其距離范圍不受約束，防止銅芯線纜等其他相關因素干擾信號。除此之外，利用光纖對信號進行傳輸能夠為后續系統的升級與拓展提供有效的保障，這主要是因為其可以與波分/時分的信號模塊相互配合，能夠通過一根光纖對多路信號進行傳輸。

2.2 音頻制作系統

音頻系統的制作過程需要結合時代的變化以及融媒體環境的特征進行發展。為了能夠使整體的規劃更具意義，在對傳統音頻系統進行規劃時，需要全面地考慮其功能空間信號傳輸方式，并結合音頻信號自身所具有的特點，根據實際情況解決現存的問題，如阻抗匹配、信號隔離、多聲道傳輸、信號加解嵌處理、信號同步和聲畫同步等。

目前，在全系統光纖集成設計的過程中，已經結合了Dante接口，從而改善光纖網絡交換機的運行環境，使得功能空間的音頻信號分配傳輸處理過程更加快速、更具質量。因此，筆者認為，其可以促使音頻信號的傳輸更具高效性、便捷性，簡化了工作環節以及所需的設備，防止出現需要花費大量時間與精力進行特別處理難題，如阻抗、隔離、地電位等問題。與此同時，針對音頻信號調度而言，可以利用網絡對其進行全面而系統地處理，全方位地提升了系統的靈活性。

2.3 大屏顯示系統

在通常情況下，融媒體系統需要大屏顯示系統收集并整理相應的信息和資訊，并對其進行分發，最終為受眾展現出最具價值的部分。根據現如今的屏幕變化情況來看，大屏幕、折疊屏幕等形式依附于顯示技術及其設備的升級廣受人們的歡迎，單獨目的地顯示終端的信號分辨率實現了飛速的發展，具體表現為從原來的480line發展到768line到1080line。對于全新4K分辨率的顯示信號而言，需更高速、更具質量的帶寬。傳統的大屏顯示信號傳輸處理方式為在短距離時使用HDMI/DVI信號格式傳輸，在長距離時把HDMI信號轉換成HDSDI信號傳輸到終端后，再從HDSDI信號轉換為HDMI信號。針對多屏匯聚類大屏幕的顯示，也出現了使用網絡概念的分布式信號終端單元顯示方式。

由于對高分辨率的帶寬傳輸要求隨著融媒體時代產生了更高的需求，傳統線纜信號在傳輸的過程中應當避免出現的遠距離的傳輸情況，傳輸距離受到一定的限制。對于控制方面而言，需要更具靈活性，以此使得整體的視音頻信號傳輸過程向IP系統進行轉換。筆者以HDBaseT-IP技術為例，作為一種新型的技術，可以傳輸處理高達18G的信號帶寬，滿足UHDTV信號格式4K@60Hz 4:4:4的信號應用，以此在一定程度上將布線過程進行簡化，同時也可使傳輸的距離不受限制。

3 廣播電視工業界現存的核心實時視音頻信號處理系統與流程的特點

根據相關工作經驗，筆者認為其存在四種特點。

（1）專業和獨有。在管理和控制的過程中能夠避免出現分散的情況，使得整體的工作更為集中，從而使其更具安全性。

（2）封閉不開放。在與互聯網進行對接時面臨較大的困難，當與IP寬帶網絡進行對接時也會產生較大的難度，導致彼此之間無法進行有效的“溝通”。

（3）成本較高且難以進行擴展。除了在創建系統的過程中需要較高的資金投入之外，后期的運營工作也需要大量的資金支持。此外，由于靈活性的缺失，使其難以進行擴展。

（4）鏈路SDI。其內部具有較多的電纜，數量較大，導致系統更為復雜。現如今，即使12G-SDI技術較以往有了顯著的提升，但是，當其與HD系統進行兼容時仍舊難以達到理想的效果。基于此種情況，就需加強研發力度，爭取以最快的速度創建出能夠滿足實際所需的監看系統。

4 融媒體背景下視音頻信號傳輸發展方向

4.1 SDI系統技術

現如今，根據我國目前電視臺所應用的技術來看，絕大多數電視臺普遍沿用SDI系統進行傳輸。產生此種現象的原因是由于SDI系統技術已經通過了歷史的考驗，在應用的過程中更具保障。此外，SDI系統技術并不會對相關的信號內容進行壓縮，在輸出的過程中不但不會出現掉幀、丟幀的現象，或是出現延遲等問題，還可使得各幀之間的轉換過程更加精準化，圖像的質量更高。此外，正是因為傳輸的過程具有“單向性”，因而不會涉及太多復雜的環節，簡化SDI系統的協議，從而為相關工作人員的編輯過程提供便利，更便于操作，在一定程度上減輕了工作人員的壓力，減少了編輯以及觀看的任務，進而使得整體工作過程更簡便，大幅度提高了工作效率。

4.2 向IP系統進行轉換

根據上述內容可知，SDI系統十分先進，具有便捷性、開放性等優質的特性，獲得了全球的支持。然而，SDI系統在升級的過程中仍然面臨較大的難題。基于此種情況，就需要不斷地將主流的視音頻信號傳輸系統的發展方向著眼于“IP系統”，并根據數字信息技術不斷進行轉換，進行轉換的主要原因有四點。

（1）IP系統能夠對所應有的設備進行高效利用；

（2）在進行發展創新的過程當中，IP系統能夠降低后期運營推廣資金的支出，防止出現重復布線的情況，在極大程度上避免了視音頻傳播系統承受過多線纜的重量；

（3）IP系統的靈活性，尤其是與傳統的SDI系統相比，其能夠有效地對工作流程進行創新；

（4）IP系統能夠在最大范圍內進行擴展與升級，基于融媒體時代的影響，人們的需求呈現多樣化、個性化的增長，而利用IP系統完全可以滿足人們對新時代所提出的更高要求，為以后的擴容與升級過程提供有效的保障，提高發展的速度，使其更具便捷性。

5 結語

綜上所述，雖然IP系統對傳統媒體行業造成了較為不利的影響，但在一定程度上能夠使其進行開拓創新，實現深度的融合。此外，視音頻信號傳輸系統向IP系統進行轉換，不但能夠提升受眾的感官體驗，也可使得媒體向“智慧化”的方向發展，為4K視音頻信號傳輸技術指明了發展方向。