日前，第八屆UHD高峰論壇在北京舉行，北京廣播電視臺播出中心高級工程師白國濤對北京廣播電視臺超高清、高清、標清頻道同播實踐進行了分享，筆者聆聽了現場講述而做成此文。

為了更好的服務于2022冬奧會轉播報道，展示北京城市形象，擴大受眾范圍，提升傳播效果，“冬奧紀實頻道”采取了4K超高清、高清與標清同播的方式。該頻道也是我國首個上星播出的省級4K超高清頻道，也是國內唯一的超高清、高清和標清同播的頻道。通過超高清的技術升級，實現了高分辨率、高動態范圍、寬色域、高質量音頻等關鍵指標，有效提升電視節目視聽效果，為觀眾提供高品質收視體驗。

據白國濤介紹，北京臺4K播出系統的建設目標就是要將“冬奧紀實頻道”建設為安全、可靠、高質量的4K播出平臺，實現文件化播出，具備與臺內4K演播室信號交互、具備外來高清/超高清信號綜合調度處理能力。同時，也能應對不同傳輸平臺（如歌華、IPTV、上星）分發4K信號源。

北京臺的4K播出系統主要由4個部分構成：1、4K播出視音頻硬件通道系統；2、4K編碼傳輸與調度系統；3、4K文件化備播系統；4、4K監控系統。

在設計超高清信號通路中，北京臺選擇了主用SDI方式，因為在對實時同步要求苛刻的直播、切換場景中，SDI可以保證極低的信號延遲及無損傷的圖像質量。在視音頻硬件通道的設計中，北京臺做到了既保證了4K播出通道鏈路和關鍵節點信號的穩定性、可靠性，也嘗試性利用了IP技術的優勢，為下一步發展全面IP化做出了嘗試。

冬奧紀實頻道首次采用了4K超高清、高清與標清同播的方式，為了兼顧高清畫面質量，確保廣大高、標清用戶收視效果，北京臺引入了體系化標準化方法起草了《北京廣播電視冬奧紀實4K頻道超高清、高清、標清同播頻道制播技術規范（暫行）》，通過梳理、細化4K超高清同播技術要求，為開展電視節目制播業務提供以標準支撐

1、超高清同播制作域，對于冬奧紀實頻道的直播/錄播、日播/周播、特別節目/季播節目等常規專題類節目，統一按照4K超高清HDR格式進行制作，同時監看轉換的高清SDR格式效果，打包完成后經4K超高清內容審查/技術審查并經監看確保高清下轉換效果后，再使成品節目入庫備播并送至播出系統。

2、4K超清演播室系統直播/錄制信號流程各環節，包括攝像機訊道、外來信號、文件化播出、圖文包裝、精彩編輯等，全面采用4K超高清格式，演播室輸出的PGM信號送出中心下轉換實現超高清、高清、標清同播；同時通過演播室錄放服務器進行回采，推送4K制作網進行精編加工制造。

3、播出系統4H-HDR下變換關鍵環節，在播出系統中，有兩級下變換，其中最重要的環節是HDR-SDR的下變換環節，北京臺采用了SONY HDRC-4000產品。在轉換映射電平設置和SR下轉換色飽和度優化等方面起到了重要的作用。

4、HDR轉換參考基準亮度和參考白電平設置，在BT.2048推薦的基礎上，在1000尼特監視器上顯示的77% HLG的HDR參考白基準亮度為230尼特。將230尼特作為SDR與HDR內容的分界線，高于230尼特的高光部分是HDR內容，只有HDR電視才能正常再現，下轉換到高清SDR后這些高光信息被壓縮到只占用很少電平和亮度資源的拐點部分，低于230尼特的內通都能在SDR電視上展現。

未來可根據實際使用，進而與業內專家深度交流、測試，適當的提升HDR參考白電平，增加SDR內容的電平資源，雖降低了動態范圍，但整體上有助于改善HDR圖像的綜合質量。

5、下變換SR的確定，下轉換時，SR與DR的確定可結合制作流程綜合的考慮。在遇到HDR制作中混合使用HLG和SDR攝像機，SDR攝像機一般用SR上轉換可以與HLG攝像機完美匹配。即使HDR制作系統只有HLG攝像機，大部分采用SDR調光制作HDR，由于HDR攝像機內置的下轉換器都是SR，為了使調光師的圖像與播出信號一致，播出端也應采用SR下轉換。

下轉化時，以100%動態范圍為分界線，100%動態范圍以下的SDR內容用場景參考映射（SR），高于100%動態范圍的HDR內容用色調映射下轉換。

6、應急外掛介質機，冬奧紀實4K頻道設置了兩臺SONY品牌（PZW-4000C）應急外掛介質機，主要用于因節目制作、內審時間周期緊迫導致的延遲備播各項直播后的快速重播，以及直播過程中的應急墊播和其他情況下的應急播出使用。

總的來說，北京臺4K編碼傳輸與調度系統主要有以下特點：

1、冬奧紀實4K頻道的超高清、高清、標清節目信號可分別傳送至總局無線局上星播出、送至歌華有線的地面播出、送至中央發射塔地面無線播出。其中，高清和標清節目信號傳輸維持現狀，傳輸方式、覆蓋范圍和技術參數均不變。此外，新建一套冬奧紀實4K超高清節目信號傳輸系統。

送歌華有線地面播出采用了H.265編碼壓縮標準，上星則采用AVS2編碼壓縮標準（信號路由中，播出中心末級12G-SDI信號送給編碼壓縮系統，編碼后的ASI信號通過SDH終端送到中國有線進行加擾，送到總局無線局節傳中心，再送到無線局地球站經調制功放送到中興6C播出）。

2、調度系統方面，建設主、備基帶12G-SDI調度矩陣和雙交換機IP調度系統，實現4K-演播室、4K外來信號、4K播出頻道的信號調度工作。

IP信號調度系統，可接收外來IP信號，并為內部播出系統提供第二備信號源，以實現“播總控一體化”的發展方向。調度系統增加了IPG網關，實現SDI-IP、IP-SDI、IP-IP信號互相交換。IP調度系統以SDN為核心，配有IP信號路由調度管理軟件，支持自定義的硬件路由切換面板。

此外，在文件化備播系統中，重點反映為下列三項：

1、送播流程，節目送播方式有文件化送播（節目文件從融合生產云經4K備播庫送至播出服務器）和本地介質導入兩種方式。

2、播出碼率方面，播出系統在節目文件主要分辨率為3840X2160，每秒50幀逐行進行，編碼為XAVC Class300，碼率為500Mbps。

3、傳輸速率上，節目文件的網絡傳輸速率為180MB-220MB/秒，彼此推算時長1小時的4K節目文件傳輸時間約15~20分鐘左右。

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