高清頻道中標清節目的播出識別

王繼紅

（國家廣播電視總局二八一臺，云南 昆明 651701）

0 引 言

高清電視取代標清電視，已成為全世界廣播電視技術發展的必然。國家廣播電視總局先后下發《電視臺數字化網絡化建設白皮書——電視臺高標清同播技術策略研究（2009）》《關于促進高清電視發展的通知》（廣發[2009]58 號）、《關于促進高清電視發展的補充通知》（廣發[2009]69 號）、《廣電總局關于高標清同播技術要求的若干意見》（廣發[2010]34 號）、《廣電總局關于進一步促進和規范高標清同播工作的通知》（廣發[2012]41 號）等文件，以促進我國高清電視的發展。現有頻道進行高標清同播，仍然是目前我國實現標清電視向高清電視過渡的主要方式。

在高標清同播的條件下，實現對高清電視頻道中標清電視節目的自動識別，以準確了解高清播出率，對于推動我國高清電視節目播出率的監管，促進高清電視的健康有序發展具有重要的現實意義[1]。本文就如何識別高清電視頻道中標清電視節目的播出進行初步探討。

1 標清與高清

1.1 標 清

標清（Standard Definition，SD）是物理分辨率在720p（指視頻的垂直分辨率為720 線逐行掃描）以下的一種視頻格式。通常的標清標準為：分辨率在400 線左右的VCD、DVD、電視節目等標準清晰度的視頻格式，即標準清晰度；視頻寬高比為4 ∶3或1.33。

1.2 高 清

高清（High Definition，HD）是物理分辨率達到720p 以上的視頻格式。國際上公認的高清標準為：視頻垂直分辨率超過720p 或1 080i，視頻寬高比為16 ∶9 或1.78。

2 標清節目與高清節目對比

高清節目與標清節目的對比如表1 所示。

表1 高清節目與高清節目的對比

3 采用終端人工監看方式識別高清頻道中標清節目的方法

采用終端人工監看的方式，通過對節目畫面的監測，可以實現在高清頻道中識別播出的標清節目。常用的方法是：利用上變換引起的幅型變換識別高清頻道中的標清節目，或通過是否具有“高清”標示來識別高清頻道播出的標清節目[2]。

3.1 通過上變換原理識別高清頻道播出的標清節目

3.1.1 上變換原理

高、標清信號的上下變換，主要是通過空間域的插值和抽取濾波器來實現行速率和像素的變換。通常，由標清信號轉換為高清信號的格式變換稱作上變換。

上變換的原理如圖1 所示：將隔行標清信號去隔行，轉變成一幀包含625 行（PAL 制，576 條可見垂直掃描線）逐行標清信號；該信號通過上采樣（內插）轉變成一幀包含5 625（625 和1 125 的最小公倍數）行的逐行信號；對該信號進行濾波（防混疊），再通過下采樣（抽取）將其轉變成一幀包含1 125 行（1 080 條可見垂直掃描線）的逐行高清信號；通過隔行，將該信號轉變成隔行1 080i 高清信號[3]。

圖1 上變換原理圖

3.1.2 上變換的顯示效果（幅型變換）

我國標清信號的寬高比為4 ∶3，高清信號的寬高比為16 ∶9。

通過上變換，標清信號變換為高清信號后，電視屏幕畫面的顯示效果發生了顯著變化，主要表現為三種顯示效果，即畫面上下切邊、畫面左右兩側加黑邊、畫面橫向拉伸。

（1）畫面上下切邊。原4 ∶3 畫面比例保持不變，原4 ∶3 圖像水平方向充滿整個16 ∶9 屏幕，但原4 ∶3 圖像垂直方向上下各切掉一部分，上下各損失一部分圖像內容，如圖2 所示。

圖2 畫面上下切邊效果圖

（2）畫面左右兩側加黑邊。原4 ∶3 畫面比例保持不變，原4 ∶3 圖像垂直方向充滿屏幕，且全部圖像內容保留，但水平方向圖像左右兩側各加一黑邊，如圖3 所示。

圖3 畫面左右兩側加黑邊效果圖

（3）畫面橫向拉伸。原4 ∶3 畫面比例發生橫向變形，水平方向拉伸充滿整個16 ∶9 屏幕，但全部圖像內容保留，如圖4 所示。

圖4 畫面橫向拉伸效果圖

3.1.3 利用上變換引起的幅型變換識別高清頻道中的標清節目

通過對高清頻道中播出節目的監看，只要出現針對同播時的標清頻道其“畫面上下切邊、畫面左右兩側加黑邊、畫面橫向拉伸”中的任何一種畫面顯示效果的變形，即可識別出高清頻道中播出了標清節目。

目前，幾乎大部分高標清同播電視臺均采用“畫面左右兩側加黑邊”的幅型模式播出標清節目，只有少數高標清同播電視臺采用“畫面上下切邊”和“畫面橫向拉伸”幅型模式。因此，可以通過對幅型變換自動識別的軟件，實現對高清頻道中標清節目的識別，從而計算高標清同播電視臺的高清播出率。

3.2 通過是否具有“高清”標示識別高清頻道播出的標清節目

在確保全部圖像內容顯示的條件下，高清頻道在播出高清節目時，屏幕的右上角有明顯的“高清”標示；而高清頻道在播出標清節目時，屏幕的對應位置無相應的“高清”標示。通過這種方法可以簡易實現對高清頻道中標清節目的識別。但部分高標清頻道中的標清節目有違規標示“高清”的情況，因此，采用這種方式，有時候并不能準確識別高清頻道中播出的標清節目[4]。

4 采用技術手段自動識別高清頻道中標清節目的方法

4.1 通過節目碼流中分辨率字段自動識別高清頻道播出的標清節目

通過對高清頻道中接收到的節目碼流進行分析，在解析完PES 包的ES 流中，可得到圖像序列頭中有關分辨率的字段。通過對有關分辨率字段的識別，可以判斷該節目是標清還是高清節目。

以標清電視標準《演播室數字電視編碼參數規范》（GB/T 14857—1993）和高清電視標準《高清晰度電視節目制作及交換用視頻參數值》（GY/T 155—2000）為參考，高清的有效像素為1 920×1 080，標清的有效像素為720×576。如果分辨率是720×576，即可判定此節目為標清節目。

因此，在終端采用碼流采集設備和碼流自動分析設備，可實現對碼流圖像序列頭中有關分辨率字段的自動識別，從而自動識別節目的分辨率，判斷該節目是否為標清節目[5]。

但該種方法的缺陷是，從前端回傳的信號必須是未經有損壓縮或重新編碼的原始信號。一旦原始信號參數受損且無法還原，則這種從終端自動識別分辨率的方法是無效的。

4.2 通過色域監測自動識別高清頻道播出的標清節目

目前，大部分高清頻道均采用“畫面左右兩側加黑邊”的幅型模式播出標清節目。采用該模式時，畫面兩邊需要填充240 個像素點的黑邊。因此，通過對屏幕兩側240 個像素點的區域進行色域監測，可識別該節目是否為標清節目。

在監看終端采用圖像質量信號自動分析軟件（或數字節目圖像質量監測軟件），選取距離最左邊40 個像素的一塊60×600 的區域進行色域監測。如果該區域為黑色，即可判定該節目為標清節目。

4.3 通過圖像相關度監測自動識別高清頻道播出的標清節目

由于高清頻道播出的標清節目是由標清圖像根據某種差值算法生成的，因此，高清頻道中播出的高清節目的圖像細節比標清節目更豐富，同時，高清頻道中播出的標清節目的圖像相關性也要大于高清頻道中播出的高清節目。這就為采用圖像相關度指標來監測高清頻道播出的高標清節目提供了理論依據。

在監看終端采用圖像對比技術，對節目圖像的顏色、形狀、紋理等特征參數進行比較。根據這些統計結果，對圖像之間的相似度進行評價，可作為圖像比對的依據。這樣，通過圖像相關度的對比，可以將相關度大的節目判別為高清頻道中播出的標清節目。

但高清節目的制作方法會影響圖像的相關度指標，如電視劇和新聞節目中，圖像一般比較平滑，這些節目圖像的相關度會大一些；風光片的細節程度非常高，電影經過噪點處理后，這些節目圖像的相關度就會很低。這就給采用相關度指標來識別高清頻道中播出的高標清節目帶了一定的難度。

5 結 語

電視節目從標清向高清發展已成為必然趨勢，然而由于種種原因，高清頻道與標清頻道并存的局面仍將持續很長一段時間。如何在終端實現對高清頻道中的標清節目進行識別，從而推算出高標清同播電視臺的高清播出率，是監測高清節目播出率的一種重要手段。本文探討了在終端采用人工監看方式和采用技術手段自動識別高清頻道中標清節目的幾種方法。如何改進技術監測手段，根據從終端采集到的節目信號參數實現對高標清節目的自動識別，仍是目前高清節目播出率監測的一個重要發展方向。