摘 要：從系統(tǒng)架構(gòu)上看，高標清同播系統(tǒng)建設主要分為輸出分離和源分離兩種技術(shù)方案。在高標清同播系統(tǒng)建設過程中，可能會涉及到16∶9與4∶3幅型變換、音頻監(jiān)聽、字幕處理等技術(shù)問題，解決這些問題的思路因系統(tǒng)采用的架構(gòu)不同，具體實現(xiàn)方式也不盡相同。本文在分析對比高標清同播技術(shù)方案基礎上，結(jié)合CCTV新址播控系統(tǒng)建設經(jīng)驗、浙江衛(wèi)視/廣東衛(wèi)視等高標清同播改造項目的實踐經(jīng)驗，針對上述關鍵問題給出設計思路和應對策略建議。

　　引言

　　2009年8月6日，國家廣播電影電視總局發(fā)布了《廣電總局關于促進高清電視發(fā)展的通知》([2009]58號)，CCTV-1、北京衛(wèi)視、上海東方衛(wèi)視、江蘇衛(wèi)視、湖南衛(wèi)視、廣東衛(wèi)視、浙江衛(wèi)視、黑龍江衛(wèi)視、深圳衛(wèi)視等9個衛(wèi)視頻道于2009年9月28日開始高/標清同播。根據(jù)《“十二五”廣播影視事業(yè)發(fā)展規(guī)劃提綱(草案)》的指導思想，到2015年，中央電視臺、我國經(jīng)濟比較發(fā)達的東中部省級電視臺和計劃單列市電視臺衛(wèi)視頻道實現(xiàn)高清播出，我國西南、西北部省級電視臺衛(wèi)視頻道實現(xiàn)高/標清同播。這標志著我國大規(guī)模發(fā)展高清電視已進入了實質(zhì)階段，我們由此也可以看出，從目前到2015年將是大多數(shù)省級衛(wèi)視頻道高清系統(tǒng)建設期，也是由標清向高清過渡的重要階段。

　　本文結(jié)合CCTV新址播控系統(tǒng)建設經(jīng)驗、浙江衛(wèi)視/廣東衛(wèi)視等高標清同播系統(tǒng)改造經(jīng)驗，針對系統(tǒng)建設中涉及的諸如高標清同播方式、幅型變換、音頻監(jiān)聽等關鍵技術(shù)，給出設計思路和應對策略建議，為各臺今后深入開展高清播出系統(tǒng)建設提供參考意見。

　　高標清同播方式

　　依照總局要求，所謂高、標清同播，是指同一套節(jié)目，同時以標清和高清兩種格式播出。目前已經(jīng)開播的九家電視臺實現(xiàn)高標清同播的系統(tǒng)架構(gòu)、技術(shù)方案不盡相同，概括起來主要包括兩種模式：

　　第一種采用輸出分離方式，系統(tǒng)定位為面向高清系統(tǒng)建設，標清部分是通過輸出端下變換方式得到。系統(tǒng)拓撲圖如圖1所示。采用該同播系統(tǒng)架構(gòu)的單位包括央視新址和湖南衛(wèi)視播出系統(tǒng)。

　　第二種采用源分離方式，其系統(tǒng)定位是立足標清、面向高清，高清/標清系統(tǒng)獨立建設、并行播出，系統(tǒng)拓撲圖如下圖2所示。采用該方式的電視臺包括江蘇臺、北京臺、浙江臺、廣東臺、黑龍江等電視臺。

　　由于篇幅限制，我們不過多探討上述兩種系統(tǒng)架構(gòu)的優(yōu)缺點，而是重點從具體實現(xiàn)層面討論相關技術(shù)關鍵點，包括幅型實現(xiàn)方式、控制精度、播出應急處理等方面。

　　對于第一種技術(shù)方案(輸出分離方式)，基于AFD技術(shù)實現(xiàn)自動幅型變換是其典型應用模式。在這一應用模式下，控制精度和幅型變換多樣性問題相對容易解決，上下變換設備通過識別嵌入SD/HD SDI信號輔助數(shù)據(jù)中的AFD信息，不同節(jié)目間可實現(xiàn)幀精度的幅型變換，同時，該方式對于播出控制來說相對透明，無需增加額外控制邏輯;應急處理方式方面，由于采用輸出端分離方式，相應的應急處理方式可參考原播出系統(tǒng)的應急處理流程�？傊�，采用該技術(shù)方案，可以減少幅型變換不當造成播出事故的可能性，同時也簡化了運行維護難度，確保節(jié)目多次變換的正確銜接和精確切換。

     

圖1：高標清同播實現(xiàn)方式1——輸出分離方式    圖2：高標清同播實現(xiàn)方式2——源分離方式

　　在高標清過渡階段，特別是關于AFD相關規(guī)范尚未完備的初期，播控系統(tǒng)還可以針對不同節(jié)目實現(xiàn)逐條上下變換方式的自動控制，如控制上下變換器或者矩陣方式(不同變換方式的上下變換器通過調(diào)度矩陣環(huán)通)實現(xiàn)幅型變換。

　　該方式需要注意的是控制精度問題，設備控制方式在實際應用過程中非常容易出現(xiàn)夾幀現(xiàn)象，即不同節(jié)目在幅型變換時提前或者滯后若干幀，如圖3所示。

　　為最大限度地避免夾幀現(xiàn)象，解決節(jié)目銜接和切換精度問題，要求高標清同播系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)必須配置必要的同步裝置，播控設備與受控設備、信號源等同步源保持一致，基于正確的時序控制，從而實現(xiàn)幅型變換的幀精度控制，該方式同樣適用于矩陣控制方式。

　　對于第二種技術(shù)方案(源分離方式)而言，由于高清系統(tǒng)相對獨立于標清系統(tǒng)，即高清和標清節(jié)目源是分離的，如何確保高標清系統(tǒng)播出節(jié)目同步，包括正常播出，Take、Hold等應急處理情況，是采用該方式的設計關鍵;大洋數(shù)字播控平臺提供的克隆(clone)播出技術(shù)，能夠很好的滿足上述需求，其實現(xiàn)原理如圖4所示。利用該克隆播出技術(shù)，可實現(xiàn)高清播出系統(tǒng)與標清播出在以下3個層面方面的同步，確保高標清播出系統(tǒng)節(jié)目播出的準確同步：

　　第一層：節(jié)目單同步。即高清系統(tǒng)和標清系統(tǒng)可以通過一次編單和節(jié)目單自動同步機制，實現(xiàn)播出節(jié)目單層面的高度共享和一致。

　　第二層：素材同步。即待播節(jié)目文件通過大洋數(shù)字播控平臺提供的全域媒體整備系統(tǒng)(GMP)，以節(jié)目單為驅(qū)動，基于節(jié)目代碼或者節(jié)目唯一標識，實現(xiàn)高清、標清播出系統(tǒng)待播節(jié)目文件的自動整備。

　　第三層：控制信息同步。這也是克隆播出系統(tǒng)中最為關鍵的一點，源系統(tǒng)和克隆系統(tǒng)通過網(wǎng)絡心跳及專門接口，實現(xiàn)控制信息的同步，包括Take、Hold等應急操作，真正實現(xiàn)高標清同播系統(tǒng)“一鍵式”應急。

　　克隆播出系統(tǒng)的典型應用模式包括兩種：

　　第一種：1∶1備份方式，該方式可以實現(xiàn)源系統(tǒng)和克隆系統(tǒng)同步播出、自動應急處理，典型應用場景包括高標清同播、重要頻道的1∶1備份播出。

　　第二種：1∶N備份方式，即一套克隆播出系統(tǒng)可以實現(xiàn)N個頻道的備份。該應用模式除了應用克隆播出技術(shù)外，還利用了大洋數(shù)字播控平臺特有的多頻道控制和設備池技術(shù)。

圖 3 不同幅型變換方式切換夾幀現(xiàn)象    圖 4 大洋數(shù)字播控平臺——克隆播出技術(shù)

　　幅型變換方式

　　在高標清同播系統(tǒng)建設過程中，對于待播節(jié)目文件，一種思路是采用兩版節(jié)目分別整備，即高清一版、標清一版。另外一種是僅提供一版節(jié)目源，上下變換則是通過在文件或者信號中嵌入AFD信息，依托視頻服務器、下變換器等設備，實現(xiàn)自動幅型變換;目前涉及到AFD的相關標準基本完備，包括SMTPE 2016-1、SMTPE 2016-3、SMTPE 2016-5、SMPTE 377-1-2009等標準，實現(xiàn)基于文件和基于信號嵌入AFD信息的技術(shù)和相關設備已經(jīng)成熟，該實現(xiàn)方式將是未來的主流趨勢。

圖 5 標清節(jié)目上變換為高清的幾種典型模式

圖 6 高清節(jié)目下變換為標清的幾種典型模式

圖 7 標清節(jié)目上變換為高清再下變換為標清時的幾種組合模式

　　通過上述標準，可以自動實現(xiàn)標清節(jié)目上變換、高清節(jié)目下變換、標清上變換后再下變換等多種變換組合方式。具體變換方式如圖5〜圖7所示。

　　音頻監(jiān)聽技術(shù)

　　對于高清節(jié)目而言，除了視頻方面的幅型變換外，另外一個不容忽視的環(huán)節(jié)就是音頻監(jiān)聽。對于高清而言，難點在于如何實現(xiàn)對環(huán)繞聲節(jié)目的監(jiān)聽，特別是基于文件實現(xiàn)對DolbyE的監(jiān)聽，這是建設高標清系統(tǒng)必須要考慮的環(huán)節(jié)。

　　從目前看，對于高清播出系統(tǒng)而言，環(huán)繞聲的監(jiān)聽可以通過多種途徑實現(xiàn)：

　　第一：通過切換臺提供downmix功能，實現(xiàn)監(jiān)聽。

　　第二：配置帶Dolby解碼的專用音頻監(jiān)聽設備，如wholer。

　　第三：在文件后備播階段，通過自動技審技術(shù)和人工復檢技術(shù)，實現(xiàn)基于文件的Dolby E監(jiān)聽。當然，這需要具備Dolby公司相關產(chǎn)品授權(quán)和支持。

　　字幕處理

　　字幕處理問題實際上已不僅僅是高標清同播問題，廣電總局61號令頒布后，各地衛(wèi)視播出系統(tǒng)在實現(xiàn)廣告倒計時這個問題上面臨的播出系統(tǒng)與字幕系統(tǒng)播出同步問題非常突出。舉例來說，當前是一個演播室信號，后續(xù)跟隨的是廣告時段，一旦由于某種特定原因，直播節(jié)目延遲，播出系統(tǒng)進行了Hold應急操作，此時如果字幕系統(tǒng)與播出系統(tǒng)沒有及時實現(xiàn)信息同步，極易造成提前出現(xiàn)廣告倒計時的播出事故。因此，實現(xiàn)廣告插播系統(tǒng)與播出系統(tǒng)間必要的信息同步是十分必要的。

圖 8 播出系統(tǒng)與字幕系統(tǒng)信息同步

　　圖8是大洋數(shù)字播控平臺與字幕系統(tǒng)(或頻道包裝、圖文包裝系統(tǒng))實現(xiàn)信息同步的業(yè)務流程圖。在實現(xiàn)了節(jié)目單級別以及控制信息級別同步后，可確保播出節(jié)目、播出時序與字幕播出的高度一致。從某種意義上，也提高了播出系統(tǒng)的安全性。

　　小結(jié)

　　“十二五”期間將是我國廣播影視事業(yè)發(fā)展的關鍵五年，到2015年，全國各級廣播電臺、電視臺基本實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡化，隨著技術(shù)的發(fā)展，各臺的高清節(jié)目制作能力將得到全面提升。

　　本文就高清系統(tǒng)建設、高標清過渡階段可能會遇到的關鍵問題，結(jié)合前一階段電視臺高標清系統(tǒng)設計與實踐經(jīng)驗，給出了部分設計思路和應對策略;隨著高清系統(tǒng)、高/標清同播系統(tǒng)的日益增多，視音頻技術(shù)的發(fā)展以及相關行業(yè)規(guī)范或者國家級別規(guī)范的陸續(xù)出臺，我們期待會有更多的解決思路和應對策略供業(yè)內(nèi)同行參考，也期待與業(yè)界同仁共同迎接全高清時代的早日到來!