中央广播电视总台E16 4K超高清演播室制作技术特点综述
- 格式:pdf
- 大小:2.22 MB
- 文档页数:4
4K 超高清是继视频数字化、高清化之后新一轮重大技术革新,本文主要围绕中央广播电视总台4K 超高清体系建设、技术创新和节目应用方面进行介绍,并对4K 超高清技术发展趋势进行了预测。
4K 超高清 IP 技术 三维声 智能联动2012年国际电信联盟颁布4K 超高清晰度电视技术标准,标志着4K 超高清技术成为全球高清化后的发展方向。
高清向超高清技术的发展不仅提高了电视图像的清晰度,同时在色域、量化深度、动态范围、帧率等多个维度得到全面提升,给用户带来更加丰富的视觉体验。
2014年巴西世界杯4K 转播、2016年里约奥运会4K 制播试验、2018年平昌冬奥会4K 公共信号制作均取得了极大成功,从而激发了广大用户对超高清电视观看热情,全面带动了超高清电视终端市场的发展。
2017年11月我国发布了广电行业首个超高清电视标准GY/T 307-2017《超高清晰度电视系统节目制作和交换参数》,规定了超高清电视基础性系统参数;2018年1月广电行业相继发布了GY/T 315-2018《高动态范围电视节目制作和交换图像参数值》和GY/T 316-2018《用于节目制作的先进声音系统》,规定了高动态范围图像和三维声制作相关参数值,这一系列标准颁布全面推进了我国超高清电视技术的快速发展和应用。
一 总台4K 超高清发展规划和进程中央广播电视总台在2018年初制定了4K 超高清发展规划,计划在四年内分三期完成总台4K 超高清系统的建设。
2018年3月发布实施了《中央广播电视总台4K 超高清电视节目制播技术规范》和《中央广播电视总台4K 超高清播出格式MXF 文件规范》,规定了4K 电视节目从采集制作到播出分发各环节的技术要求;5月发布实施了《基于规范》,规定了收看4K 节目的家庭影院配置要求和4K 超高清节目制作声道管理,这些规范制定为4K 超高清频道节目制作、播出和用户收视提供了有力保障。
2018年10月1日中央广播电视总台4K 超高清频道顺利开播,央视建设完成了一个全新的4K 超高清电视制播技术系统,涵盖采集、制作、播出、传输、存储等全流程系统,播出后取得了良好的社会反响。
央视总台制定4K超⾼清、⾼清电视节⽬同播技术规范!中央⼴播电视总台围绕“5G+4K/8K+AI”战略部署,以⾼质量发展为核⼼,⼤⼒推进4K超⾼清制播体系建设。
中央⼴播电视总台围绕“5G+4K/8K+AI”战略部署,以⾼质量发展为核⼼,⼤⼒推进4K超⾼清制播体系建设。
在全⼒发展4K超⾼清视频产业的同时,也要兼顾⾼清电视节⽬的播出。
尤其是4K超⾼清电视节⽬和⾼清电视节⽬同时制作播出时,既要保证4K超⾼清电视节⽬技术质量,也要保证⾼清电视节⽬技术质量。
014K超⾼清、⾼清电视节⽬同播技术难点4K超⾼清、⾼清电视节⽬同播的技术难点在于4K超⾼清(4K HDR)电视相对于⾼清(HD SDR)电视,分辨率提⾼了4倍,亮度指标增强了10倍,⾊彩丰富度增加了1.5倍。
在⾯向4K超⾼清、⾼清同步播出时,通常由转换器进⾏4K HDR和HD SDR之间的相互转换,转换过程涉及到动态范围HDR和SDR、⾊域BT.2020和BT.709之间的映射关系。
在转换过程中既要保证4K超⾼清、⾼清节⽬的画⾯视觉效果,还要避免由于上、下转换带来的亮度过⾼或过低、彩⾊失真等安全播出隐患。
这⾥⾯的难度,使4K超⾼清和⾼清节⽬同播远⾼于⾼清和标清节⽬同播。
024K超⾼清、⾼清电视节⽬同播成功经验在2019年国庆70周年庆典活动直播中,总台采⽤4K超⾼清、⾼清电视节⽬同播的⽅式,即4K HDR信号和下转换的⾼清SDR信号同时直播。
这次是国际上⾸例在⼤型庆典活动中采⽤4K超⾼清、⾼清同时直播的成功案例。
为确保百余个机位拍摄的4K图像在亮度及⾊彩等⽅⾯呈现良好的⼀致性,技术局进⾏了长达⼏个⽉的HDR、SDR同播的视觉质量控制测试,制订视频前后期制作的操作规程及关键参数设置等,并⾸次在重⼤宣传报道活动中设置了VC视觉质量控制岗位与环节,在长达⼗⼏个⼩时的直播过程中,节⽬画⾯明暗部细节丰富,充分体现了HDR⾼动态范围特点。
同时下转换的⾼清画⾯符合总台⾼清节⽬录制技术质量要求,体现了总台⾼⽔准的节⽬制作⽔平。
中央广播电视总台复兴路办公区800平米演播室4K 系统于2019年1月18日正式投入使用。
该系统为4K/HDR 制播环境,采用IP 架构,4K 信号采用NMI 协议进行传输。
本文从整个视频系统构架及各个子系统的功能组成、配置等方面,对中央广播电视总台800平米演播室4K 视频系统进行了介绍。
4K IP 系统 数据交互(交换机) 高动态(HDR )SDN 管理控制中央广播电视总台于2018年10月1日开播首个4K 超高清电视频道(CCTV-4K )以来,更高清晰度、更宽色域、更高动态范围的视频和环绕声音频为观众带来了超凡的视听体验。
作为总台第一批超高清直播演播室系统,复兴路办公区800平米演播室4K 超高清系统于2019年1月18日正式投入使用,承担台内大、中型综艺节目的4K HDR 录制和直播任务。
本文从整个视频系统架构及各个子系统的功能组成作一个简单介绍。
一 系统设计目标 1. 全4K HDR 制播环境建成后的800平米演播室视频系统支持4K/HDR 制作和直播,遵循中央广播电视总台、国家广播电视总局制定的4K HDR 演播室制作相关标准和规范。
系统采用的4K 信号格式为:分辨率3840×2160,帧率50P ,支持BT.2020个视频系统如信号源、信号输出以及系统内信号传输均采用4K 信号格式。
2. IP 架构4K 信号的数据量是高清信号的4倍,大数据量的增长对信号的传输、交互及调度提出了新的挑战。
采用IP 架构,利用IP 技术将视、音频信号通过IP 协议封装后在以太网上进行传输(SDI Over IP ),不仅利用交换机网络高效地传输大数据量信号,同时使系统布线变得简洁,扩展性强。
3. 高可靠性和稳定性一个直播系统应该架构清晰,设计合理,采用先进、可靠、成熟的设备确保系统功能完善,稳定运行,同时,具备冗余备份能力和简单有效的应急处理机制。
二 系统架构概述800平米演播室视频系统为4K (3840×2160/50P )超高清IP 系统,采用COTS 交换机+IP 切换台为核心的系统构架,并符合SMPTE 2022-7 IP 信号的冗余机制和无缝倒1. 视频系统本系统包括了摄像机、切换台、数据汇聚核心、录制播放服务器、字幕在线包装等一系列核心设备。
3D演播室视频系统设计--以中央电视台E16演播室视频系统设计为例陈格平【摘要】This study is based on the video system design of the sole 3D television studio in the new headquarters of China Central Television, the Studio E16. This article introduces the fundamentals of 3D TV imaging system and presents the basic approach to 3D filming. It provides a thorough explanation of the design theories for a 3D studio video system and the detailed implementation plans.%以中央电视台新址唯一的3D演播室——E16演播室的视频系统设计为例,结合3D电视成像的关键技术和3D影像拍摄的基本方法,详细阐述了3D演播室视频系统设计思路和具体实现方案。
【期刊名称】《演艺科技》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】5页(P48-52)【关键词】双眼立体视觉;并发拼合方式;双链路;3D拍摄支架;3D QC检测【作者】陈格平【作者单位】中央电视台,北京100020【正文语种】中文电影《阿凡达》上映后,这部只有透过3D眼镜才能感受得到蓝色风情的影片点燃了全球3D影视的激情。
直至今日要想取得好的票房,无论是大制作还是小成本电影都争相出版3D版。
与3D视频技术在电影中的普遍应用不同,3D视频技术只在近年才在电视领域有了长足的发展。
作为新技术应用的排头兵,中央电视台在新址49层E16演播室开辟了全台唯一的3D演播室。
1.1 3D立体视觉人类的立体视觉分为单眼和双眼两种。
BIRTV2019期间,《现代电视技术》邀请中央电视台多位技术骨干作为特约记者,在展会现场对中央电视台部分技术部门负责人、国内外知名广电厂商代表以及主办方代表进行了近30场采访,就中央电视台4K 建设、媒体融合创新,各公司参展情况、产品技术亮点以及行业热点进行交流探讨。
此次活动通过央视网进行了视频播出。
同时,我们也整理了此次访谈活动的主要内容,从本期开始陆续刊登。
中央广播电视总台4K 超高清制播技术规范与HDR及下变换SDR 制作流程的测试与研究——访中央电视台技术管理中心质量管理部副主任李岩、中央电视台播出传送中心转播部刘斌特约记者:中央电视台 周 立周立:中央广播电视总台4K 超高清频道已经开播快一周年了,在今年BIRTV 的总台展区,我们也看到了更多的4K/8K 超高清制播的科研成果与创优产品;另外,总台4K 超高清频道也播出了很多优秀的4K HDR 节目,请问李岩副主任,在提升4K 节目技术质量水平方面,技术管理中心质量管理部做了哪些探索与尝试?李岩:去年10月1日总台开播了4K 超高清频道,在4K 超高清频道开播之前,也就是去年7月份,我们正式发布了《中央广播电视总台4K 超高清电视节目制播技术规范》,明确面向2018年4K 超高清频道开播,央视技术系统4K 节目播出与制作主要技术参数与技术要求,明确节目送播送审的流程,以及节目文件交互、信号交换、信息交互的技术要求与接口。
技术系统各部门根据打合后的规范要求进行播出、总控、演播室、后期制作、媒资等系统建设及系统适配,并按照制播规范的技术参数与要求,在开播前对相关系统进行验证、测试,确保4K 制播的节目质量与制作效率。
我们明确了4K 超高清主要技术参数,即高分辨率:3840×2160;高动态范围:HLG 标准/1000nit (GY/T-315-2018),这有利于兼顾SDR 制作;宽色域:BT.2020;帧率:50P ;视频编码码率(文件封装):500Mbps ;视频编码格式:XA VC-I Intra Class 300等。
4K超高清制作已经成为近年的时髦词汇,未来几年我台将陆续对现有高清演播室进行4K超高清系统改造。
演播室制作由高清迈向4K超高清必然带来众多技术改变,体现在很多新技术、新方案被专门开发、设计并应用于4K制作设备和系统中。
在系统上已经不再是以矩阵为核心,不再采用以BNC卡口、75Ω同轴电缆为物理层支持的SDI单向点对点的传输模式,取而代之的是以交换机为核心的星型网络结构,视音频、同步、辅助控制信号等都以数据流的形式被映射到物理层为10、25、100G的IP以太网中双向传输。
具体制作设备上或增加新开发的软、硬件技术,或在原有基础上做改进,或在操作模式上增加创新性,其目的都是为了适应IP系统的变化和4K节目制作的新要求,系统内从核心到周边都参与到4K技术的融合中去。
本文探讨与演播室4K超高清制作相关的部分新技术发展,内容无法涵盖到所有环节,但争取达到由部分推测出全貌的效果。
1. 4K镜头的高性能在制作环节一提到4K画面的高清晰度(High Resolution)、高动态(High Dynamic Range)就会让人首先联想到性能优异的4K超高清摄像机,装备了高性能光电传感器和信号处理器的摄像机是优质画面的保证。
不过我们却忽略了非常重要的一环即镜头,它才是4K摄像机的眼睛,如果镜头本身在光学性能上就达不到4K质量,那后面的传感器和处理器再先进也没有用。
4K镜头虽然在外形上和高清镜头差不多,但内部技术已有很大不同,之所以能达到4K技术品质是来源于设计理念的转变。
4K镜头的设计也要达到高清晰度、高对比度和高动态这三个技术标准。
高清晰度不仅仅是从镜头看到的图像像素更多,而且在图像的细微细节上也体现出超过高清镜头的效果。
高对比度是说图像中明暗区域的灰阶层级更深刻,画面主体和背景表现得更鲜明。
高动态是说镜头的图像表现中黑的部分更黑,白的部分更白,锐度更高,效果更通透。
要想达到上述要求,4K镜头内的大口径非球面镜片的材料、透光精度和透光量都很重要,要大大超过高清镜头的镜片。
中央广播电视总台开播首个上星4K 超高清频道(CCTV 4K 超高清),并启用了国内首个基于4K IP 架构的全流程直播演播室——E16 4K 演播室。
本文对E16演播室的整体系统架构、设备清单、应急方案等进行了介绍。
E16 4K 演播室 系统架构 设备选型 应急方案E16 4K 演播室作为国内首个全4K IP 化超高清直播演播室,在设计中采用了最新的4K 超高清视频技术,充分考虑到技术的先进性和系统的安全性相结合。
E16演播室目前主要服务于CCTV 4K 超高清频道日常节目的直播及录制任务,已完成《2018中国网球公开赛》《2019 CBA 全明星赛》等4K 直播工作。
E16 4K IP 超高清演播室位于中央广播电视总台塔壹F49层。
演播室系统为4讯道全4K IP 架构的超高清演播室系统,系统包括演播室(130平米)、导控室(80平米)、二 格式标准E16 4K 演播室是总台面向4K 超高清频道日常直播制作,按全IP 演播室制作流程设计施工,从前端信号输入解码、处理制作、画面监看、信号切换、合成制作、信号编码输出的全IP 化节目生产流程,具备4K 超高清节目直播、录播和制作功能。
文件化设备采用XAVC-I Intra Class300 500Mbps 的编码格式,采用MXF OP-1a 的封装方式进行节目记录和素材播放。
E16演播室视频系统采用GV 全IP 双链路架构与双数据核心的冗余备份机制,视频信号采用TICO 编码对4K 信号进行压缩,遵循全台统一4K HDR 信号标准,分辨率采用3840×2160,帧频采用50p 、高动态范围HLG/1000nit 、色域采用BT.2020,监看采用1080/50p 信号格式。
所有信号源及系统内调度信号均采用双链路,符合SMPTE2022-7标准。
四系统方案系统设备清单如表1,系统框图如图3。
1. 系统间交接z与总控系统:输入信号采用以Tico基带方式交接,系统内信号经帧同步板卡后经解嵌板卡将AES3基带音频独立输出再将基带的Tico信号接入后续视频系统。
视界观 OBSERVATION SCOPE VIEW4284K 超高清演播室视频系统的设计与实现李藻(四川大学锦城学院,四川,成都 611731)摘 要:超高清数字电视为广大观众带来颠覆性的观感与前所未有的视听震撼,在很大一定程度上丰富了群众的娱乐生活。
近几年来,超高清数字电视成为电视业追捧的新宠,带动高清技术不断发展完善。
基于此,本文将对超高清演播室音频系统设计原则进行简要介绍,同时阐述其系统功能实现的具体要求。
关键词:4K;超高清演播室;视频系统;设计;电视技术引言:随着广大人民群众物质生活水平的提升,图像清晰度高、色彩丰富艳丽的高清电视迅速吸引了一大批受众。
和传统电视画面相比,高清电视画面比例更科学、视听观感更震撼,观众只需坐在电视机前就可体验接近数码影院的观赏效果。
而超高清电视功能的实现,完全依托于演播室视频音频系统的科学设计。
因此,本文将从超高清演播室视频系统的设计与实现角度分析超高清技术对大众生活带来的改变。
一、数字超高清演播室音频系统的设计原则(一)项目经济效益最大化超高清技术在近几年的电视行业发展中始终保持较高的热度,是迄今为止较为先进的一门技术,虽然会为观众带来良好的视听观感,但是该项技术相关设备价格昂贵,且更新速度较快。
因此,在投资打造大型超高清数字平台时,必须谨而慎之,遵循项目经济效益最大化的基本原则,优先选择性价比高的设备、先进而成熟的技术,保障资金利用效率,获得最大的投入产出比。
(二)系统运行安全可靠4K 超高清演播室占地面积相对较大,在绝大多数电视台中承担着重要晚会的直播重任。
所以,在对数字超高清远多视音频系统进行设计过程中,要综合考虑其安全性与可靠性,兼顾节目录制各流程的细节,针对可能存在隐患的环节建立应急备份措施和故障报警机制。
一旦系统出现异常运行问题,确保相关技术人员能够在第一时间监测到,并迅速排除故障、启动备份。
(三)满足高品质大型节目制作要求超高清演播室视频系统的设计主要是为大型文艺演出及重要晚会的直播和录制任务而服务的。
中央广播电视总台于2018年10月1日正式启用位于光华路办公区的首个基于4K IP 架构的全流程直播演播室——E16 4K 演播室。
E16 4K 演播室整体系统设计以IP架构为核心,通过前期的调研并对节目形态的分析使演播室可以全面适配4K 节目的直播需求,本文将介绍该演播室在系统设计及布局设计上的思路。
E16 4K 演播室 系统设计 布局设计中央广播电视总台光华路办公区E16演播室位于主楼塔壹49层,是总台的一个空中景观演播室。
作为首个全4K 超高清演播室,在设计中采用了最新的4K 超高清视频技术和环绕声音频技术,充分考虑到技术的先进性和系统的安全性相结合,包括演播室、导控室、音控室、立柜机房共四部分,其中导控室和音控室均配置了环绕声监听环境。
E16演播室作为小型超高清直播演播室系统,主要服务于CCTV 4K 超高清频道日常节目的直播及录制任务,目前已于频道开播日完成了中国网球公开赛赛程4K 直播工作。
一 系统设计1. 设计目标建立以IP 设备为信号传输、信号交换和调度核心的超高清直播演播室系统,充分发挥IP 网络特点,实现视频、通话和控制等系统的IP 化传输和信号交换,搭建一个对未来具有示范性和指导意义的超高清直播演播室系统。
项目建设完成后,应具备: z 系统可以为超高清电视节目制作提供完整的技术平台及技术支持;转播系统,实现IP 化的视频、音频、通话、同步和控制等系统的传输、信号交互和调度;z 使用IP 领域的先进技术和设备,使系统能够使用SDN 的设计理念,通过软件来规划和定义制作规模和形态,实现系统的调度和配置等功能;z 在进行操作时,制作工位和技术工位界面符合系统提供范例和指导;z 系统具有技术升级和扩展能力,以应对未来技术发展和业务规模不断增长的需求。
2. 设计原则根据中央广播电视总台、国家广播电视总局的4K 标准及实施指南,在项目整体设计原则中始终遵循应具有先进性、可行性、通用性、可靠性、稳定性、易用性、兼容性、可扩展性、可升级性。
中央电视台3D演播室系统架构和设计孙培【摘要】使传统演播室具有制作和转播3D电视节目的功能,是3D技术在电视领域的一个发展方向。
本文以中央电视台新址 E16演播室为例,着重对其视频系统构成、信号制作流程、系统核心设备使用以及周边子系统等方面进行解析。
【关键词】中央电视台;3D演播室;高清演播室;视频系统;架构设计: 10.3969/j.issn.1674-8239.2014.07.011中央电视台(简称央视)新台址E16演播室是目前央视唯一的3D高清演播室。
E16演播室包括演播区(150 m2)、视音频导控室、120 m2立柜机房三大部分,是新台址主要用于综合类节目制作的场所。
E16演播室按3D演播室制作流程设计施工,从信号输入、解码、3D信号处理、信号监看,到信号分配、切换、制作以及信号编码输出的完整节目生产环节,具备所有3D节目直播和录播功能。
E16演播室采用文件化和半导体介质相结合的媒体记录和播放方式。
图1、图2分别为演播室导控间和机房。
1 视频系统E16演播室为3D标准的演播室系统,其视频系统包括3D摄像机系统、视频切换系统、矩阵(应急)信号调配系统、外来信号源处理、内部信号源分配、周边机箱板卡、文件化播放和存储、在线包装、慢动作回放等一系列功能要点及特色。
突出体现3D特点的有3D摄像机系统、3D–RIG(支架)调整系统、3D-QC(Quality Control,质量控制)检测、2D转3D、3D编解码等,摄像机、切换台、矩阵及监视器等主要设备都带有3D功能。
目前,高清电视标准有3G带宽和1.5G带宽两种,3D信号都可在这两种标准中运行。
采用低成本3D播出系统,用1.5G的标准高清晰度电视标准,也能兼容播出高清的2D信号。
E16演播室系统外的输入输出信号以3D编码格式传输1.5G Side by Side高清信号(采用两个分辨率相同的图像以左右并列的方式进行信号传输),外来3D 1.5G Side by Side高清信号通过解码为3D Dual-Link(双通道)方式后以2D HD SDI双链路格式进入切换台、矩阵、画面分割器、视频分配器、监视器等,输出信号从3D Dual-Link方式编码成1.5G Side by Side高清信号送出系统。
31Advanced Television Engineering 2018/8徐 进(技术管理中心主任)中央广播电视总台计划十月份开播4K 超高清试验频道,为此,我们制定了总台4K 超高清电视节目制播技术规范。
鉴于目前国标标准、行业标准不够全面,所选设备也比较有限,因此,未来按照总台超高清发展路径,这部规范还会适时进行修订和完善。
中央广播电视总台4K 超高清电视节目制播技术规范包括九方面内容,分别是:适用范围、引用标准、视音频基本技术参数、频道播出技术规范、总控调度技术规范、视频制作技术规范、音频制作技术规范、节目生产流程技术规范和内容分发技术规范。
每一部分都对各自系统有相关技术要求。
另外,也是特别重要的一点,在规范里对相关系统的接口都进行了明确定义,使得这部规范可以从一个点形成一条线,“由点成线”地形成适配当前需要、覆盖上下游系统协同工作的整体性技术要求。
下面简要介绍一下其中的部分内容。
一 视音频基本技术参数规范的相关参数见表1、表2。
表1是电视节目制播视音频基本技术参数,供频道播出和制作使用,色域选择了BT.2020,编码码率选择了500M 。
表2是央视互动电视点播平台——“央视专区”基于IP 进行内容分发文件格式的参数和内容。
32现代电视技术2018.8目生产管理系统、媒体资产管理系统、后期制作系统、广告业务管理系统、总控系统以及新媒体分发平台的信息交互进行了相关定义。
具体如下: z 与节目生产管理系统接口:4K 超高清播出系统从节目生产管理系统接收节目编排单、直播通知单、节目变更单、直送通知单、节目不可用通知等各类单据。
超高清播出系统向节目生产管理系统提供实时播出节目单及播后单; z 与媒体资产管理系统接口:4K 超高清播出系统接收媒资系统发起的备播就绪通知,依据播出编排单从媒资系统获取节目文件元数据信息,并依据该信息发起整备任务。
z 与后期制作系统接口:4K 超高清播出系统接收4K 制作系统发起的节目直送请求,依据直送请求中的元数据信息发起直送整备任务。
128342主调音台核心机箱NOVA73、备调音台MC 236均具有MADI 接口,可用传统模式将基带/IP 转换单元(POWERCORE)与调音台用MADI 相连接(由于备份调音台MC 236的MADI 接口有限,因此演播室系统通过使用LAWO 的A MADI4将基带/IP 转换单元(POWERCORE)的MADI 信号转换成IP 信号与备调音台的网口相连接),这样基带/IP 转换单元(POWERCORE)的音频信号就同步通过IP 链路和MADI 链路与主备调音台相连接,实现了音频信号链路的双保险。
在E16演播室直播进行中如果音频系统的主、备核心交换机同时发生故障或者音频系统的IP 网络链路发生故障时,演播室正在直播的调音师不需要做网络系统的排查,只需在音控室的应急切换控制面板上E16演播室音频系统AoIP 架构的主体是通过两台核心交换机实现双机热备,利用主备核心交换机将基带/IP 转换单元(POWERCORE)的音频数据信号以组播流的传输方式与主备调音台相互连接。
系统中的基带/IP 转换单元(POWERCORE)具有可主备冗余的两个网口,将两个网口分别连接到主、备核心交换机上,基带/IP 转换单元(POWERCORE)的两个网口可同时发送相同的音频数据流至两台核心交换机中。
主调音台核心机箱NOVA73与备调音台MC 236也分别拥有多个可主备冗余的网口,将其分E16演播室音频系统AoIP/MADI 架构图E16演播室LAWO A MADI4信号比对监测系统框图129E16演播室音频系统中,我们将主备调音台同步广播网优化设计与应用”项目进《云南省广播电视与视听新媒体年)》提出云南广播电视与视听新媒体监测监管的发展目标、主要任务和重点项目,内容全面,规划合理,为下一步云南省广播电视与视听新媒体监测监管体系建设提供了依据。
专家评审委员会同意该规划通过评审,并建议编写组根据专家意见进一步优化完善。
海南省新闻广播节目全省调频同步广播网优化设计与应用项目针对海南省新闻广播节目全省调频同步广播网长期以来覆盖盲区多、同步效果欠佳的问题,制定了调频同步网和多频的预期目标,并实现了音频广播信号自动时延校准和同步处理,满足了调频同步广播的需求。
49Advanced Television Engineering 2019/12BIRTV2019期间,《现代电视技术》邀请中央电视台多位技术骨干作为特约记者,在展会现场对中央电视台部分技术部门负责人、国内外知名广电厂商代表以及主办方代表进行了近30场采访,就中央电视台4K 建设、媒体融合创新,各公司参展情况、产品技术亮点以及行业热点进行交流探讨。
此次活动通过央视网进行了视频播出。
同时,我们也在本期继续刊登整理的访谈活动主要内容。
中央广播电视总台综合域超高清演播室发展与展望——访中央广播电视总台央视技术制作中心录制一部副主任张力云特约记者:中央电视台 陈海卿受访嘉宾张力云(右),特约记者陈海卿(左)BIRTV2019展会期间中央广播电视总台央视技术制作中心录制一部副主任张力云接受了本刊采访,对中央广播电视总台的4K 演播室建设情况进行了介绍。
张力云主任表示,中央广播电视总台复兴路办公区和光华路办公区的技术制作中心所属的4K 演播室应对了除新闻节目以外的总台全部综艺和专题类节目。
2018年国庆节4K 频道开始播出。
如何进行4K 频道开播后4K 演播室的建设一直是技术制作中心的重点工作。
在2018年10月1日4K 频道开播的同时,总台的第一个4K 超高清演播室:光华路办公区49层的E16演播室就已经建成并投入使用。
在这个演播室建设时,符合ST2110标准无压缩格式的设备还很少,因此E16演播室建设成为了TICO 浅压缩格式的4K 演播室。
E16演播室建成后,在国庆节4K 超高清频道开播时就转播了正在进行的中国网球公开赛。
在此之后,E16演播室还承担了一系列的重大活动转播,例如第二届“一带一路”国际合作高峰论坛、2019年两会系列报道等新闻类节目直播,还转播了很多体育频道的重大赛事,例如F1中国大奖赛上海站、2019中华龙舟大赛等直播。
经过大量的4K 频道节目直播考验,证明E16演播室的系统设计是比较成功和稳定的。
4K超高清节目制播探索和实践研究作者:魏浩颖来源:《传媒论坛》2018年第24期摘要:4K超高清节目是目前我国电视节目制作的主要方向,在2018年10月份,我国中央广播电视台开设了4K超高清频道。
基于此,本文将首先介绍4K技术的特点,其次,分析4K超高清节目的制作流程,最后,研究4K超高清节目制播的实践方法,提升4K超高清节目的实际制作质量。
关键词:4K超高清节目;制作播出;实践中图分类号:G222 文献标识码:A 文章编号:2096-5079 (2018) 24-00-02一、引言我国电视发展近十年以来,经历了标清、高清以及超高清的发展,其画质也得到了大幅度的提升,4K超高清节目在分辨率、色域以及动态范围方面,都得到了巨大的突破,为观众带来更加高质量的观看体验。
4K超高清节目制播中包含的技术水平以及技术难度也较高,因此需要相关人员重点研究。
二、4K技术的特点4K技术在实际发展的过程中,可以分为以下两点:第一,拍摄设备,拍摄设备是4K超高清节目制作的基础,目前我国芯片技术得到了良好发展,超高清摄像机的数量也逐渐增多,在此过程中电影与电视技术相互融合,为观众带来了更好的视觉体验。
例如,在实际摄影的过程中使用35mm摄影机进行拍摄,超高清摄影机将更加清晰和高质量的画面呈现在电视中,其中主要具有以下特点。
第一,镜头具备回浅景深画面,第二,画幅更大,第三,具备更宽的宽容度,和更加丰富的画面细节。
第四,具备较强的色彩还原度,能够将人物更加细腻真实地进行还原,第五,具备更高的清晰度,能够观察到拍摄对象的具体细节。
另外,许多数码公司针对4K技术也生产了相应的产品,例如索尼公司、Panasonic、JVC、BMD、AJA等公司,使4K技术在实际应用的过程中更加多元化。
第二,4K超高清节目的后期制作技术,在对4K超高清节目进行编辑的过程中,需要处理大量的数据信息以及存储信息,因此整个处理系统的工作量大大提升。
通常情况下,4K超高清节目的编辑方式主要包括两种,第一种为源码率编辑,第二种为代理码率编辑。
超高清视音频基本技术参数、超高清总控系统技超高清节目分发技术要求、三 关键技术介绍1. 《总台4K超高清电视节目制播技术规范》◆4K制播域采用统一的4K、HDR/HLG、BT.2020、XAVC-300、500Mbps等视音频基本参数标准要求,域间文件交互必须遵守视音频基本技术参数要求,不符合这一标准的节目文件,在节目上载或素材使用前需进行上变换处理;◆总控系统负责为台域各4K超高清制播系统(4K 超高清直播演播室、4K超高清外场转播系统、4K超高清播出系统和4K超高清收录系统)提供符合统一参数标准的4K超高清信号;◆总控系统与台域内各4K超高清制播系统间跨域的信号交换,以TICO浅压缩格式方式进行信号交接和传输;◆4K超高清播出系统采用IP链路、SDI链路混合架构,IP链路4K超高清信号主要以SMPTE-2110标准作为封装调度的参考依据,SDI链路主要以4路3G信号的传输为基础架构,同步基准采用PTP及BB黑场同步校准方式;◆媒资系统提供给4K HDR播出系统节目文件备播以及节目文件的归一化转码,应用基于全局亮度均衡分析的动态色调映射技术实现动态4K HDR至HD SDR文件转码;◆4K超高清节目后期制作,不论采用压缩视频文件格式还是无压缩文件格式,都需要增加调色这一环节,不论是整体调整还是局部微调,确保节目色调统一,确保画面、镜头间切换有良好的彩色一致性,确保明暗部分细节丰富且不出现过曝现象;◆5.1环绕声音频文件,制作域MXF文件封装采用MXF OP-Atom格式,播出采用MXF OP-1a格式。
5.1环绕声节目声道采用16路声道记录方式,以预留下一阶段三维声制作的需要。
2. 《总台4K超高清、高清电视节目同播技术规范》◆确定了4K超高清、高清电视节目同播所遵守的三项原则以及4K超高清、高清电视节目的录播流程和直播流程;◆高清频道的播出信号由4K超高清播出系统采用转换器,以固定参数下转换的方式产生高清播出信号,转换器的下转换参数遵照规范附件中规定的固定下转换参数值设置;◆总控系统接收4K超高清外来信号后,需采用归一化方式进行信号转换处理,将其转换为符合台内规范的4K HDR信号后送总台4K超高清制播单元;◆确定4K超高清、高清电视节目同播采用在同一演播室制作系统播出,依据“就高”原则,即同播演播室采用全4K超高清演播室系统完成节目整体制作;◆4K超高清演播室,将4K超高清PGM信号下转换为高清信号送高清图像监看设备,下转换参数设置参照本规范附件中规定的固定下转换参数值,由节目部门相关人员对4K超高清信号下转换高清后的图像视觉效果进行查验;◆4K超高清制作中,特种设备、字幕系统、包装系统、慢动作系统等如不能提供4K超高清信号的,或是提供的4K超高清信号不符合《中央广播电视总台4K超高清电视节目制作规范(暂行)》中技术参数要求的,需在转播车进行转换,使指标符合4K超高清制作要求;◆4K超高清制作中,如需进行广告及其他素材插播,转播车只接收格式为XAVC Class300编码的MXF OP-1a超高清文件,原则上不接收其他格式的文件及高清文件;◆如节目需要使用历史高清素材文件时,由后期制作系统负责将其上转换为4K超高清文件,可通过时间线实时转换或素材统一转码方式进行;◆后期制作系统配备转换器,采用固定参数下转换方式将4K超高清节目下转换为高清信号送高清图像监看设备,编导可以在编辑制作中确认同播节目的下转换信号图像视觉质量;◆确定直播演播室声音制作采用5.1环绕声格式,应符合《中央广播电视总台高清电视节目录制技术规范》中对于环绕声音频文件的相关技术要求,不在直播窗口内转换节目声音格式属性;◆当节目未能在关门时间之前入库媒资,可采用文件(介质)直送的紧急/应急播出方式,送4K超高清播出系统播出;◆确定转换器、技术监视器等关键设备参数的设置。
中国传媒大学、
事业单位共同承担,包括四项研究课
IP制作系统研
调度和分发系
超高清制作的分布式云存储系统研制;4K超高清媒体制作与分发关键技术研究。
依托总台“超高清制播呈现国家重点实验室”的良好基础,和各参与单位在视音频信号处理、播出总控信号调度、高清制播一体化、云计算、人工智能等方面的雄厚实力,项目研
超高清IP化制作、信号调度和分发、分布式云存储和视频智能处理与分发等一系列关键技术,实现超高清现场直播、录播、互
联网直播、延时直播等场景下的无压
缩IP信号净切换以及IP与SDI信号
间的互联互通,满足电视台全台信号
实时、无阻塞调度与分发需求及超高
清视频制作过程中对存储的带宽、容
量及响应时间等的高要求,并通过对
影像的广义定向增强提高4K视频制
作效率、通过有导向的视频内容智能
分发来满足用户个性化需求。
本项目顺应IP媒体网络发展的趋势,将有力推动超高清电视技术标准
的制定,打造具有国际先进水平的超
高清技术创新链和产业链。
elevision Engineering。
以一套同播系统(频道)为例,系统接入的画面分割器信号分为超高清监看点和高清监看点两种信号,如图1所示监看点包括12路UHD 信号(主备视频服务器信号2路、总控信号4路、主备超高清在线包装信号2路、主备超高清末级2路、备份信号2路),4路HD 信号(主备高清在线包装信号2路、主备高清末级信号2路)。
目前主流画面分割器支持12路4×3G 信号,因此一套同播系统(频道)配置1台超高清画面分割器,与其他系统共享1台高清画超高清与高清同播系统链路图1二 大屏系统设计与应用考虑中央广播电视总台4K播出系统(一期)机房电视墙8.8米×2.8米的空间,6个4K播出系统可14块50吋大屏。
如图3所示,按照同播或兼容系统建设情况,共涉及1个双屏同播系统,3兼容系统,2个单屏兼容系统,1个监控/应急屏,1个公共屏用于显示介质播出信号、备份信号,2留屏作为应急或扩展使用。
另外由于人眼观看屏幕都有一定的视角范围,监看屏幕的设计应兼顾机房实际空间条件,以及各工位上工作人员的监看视角,保持在良好视角以内,如图4所示,水平视角在120°至130°之间,垂直视角在-15°至60°范围内,如图4。
大屏系统中最重要的设备就是画面分割器,作为安全播出应急操作最重要的音画监看依据,其功能定位不仅局限于多路画面输入输出,在设计选型时应充分考虑信号格式、安全性、灵活性及智能监控等需求。
信号格式方面要支持4K UHD 4×3G,2SI信号,支持HDR信号输入。
支持HLG曲线,支持BT.2020色域显示。
支持至少8声道的嵌入音频,并用音频表显示。
支持2路以上输出,分辨率不小于3840×2160。
安全性方面要支持内置双电源,避免单路电源故障造成无画面显示的问题。
设备模块更换不涉及拆装视频线缆,以最大限度减少故障及维护更换的影响范围。
设备散热送风方式宜为前进后出或前进侧出,以适应播出机房下送风及冷热通道隔离的机房制冷需求,并且更换电源、风扇可不用拆卸整个设备。
中央广播电视总台光华路办公区E16 4K 超高清演播室于2018年10月1日正式启用,是总台首个具备4K 直播功能的超高清演播室系统。
本系统为CCTV 4K 超高清频道各类直播及综合节目制作而设计,是超高清、全文件化、全网络化、高智能化的综合性演播室系统工程。
目前E16 4K 演播室已上线半年,全力保障总台各类4K 节目的直播任务,通过半年的使用及经验的积累,对本演播室视频制作技术特点进行简要介绍。
主备系统架构 主观监看还原 系统扩容性中央广播电视总台光华路办公区E16 4K 超高清演播室位于主楼塔壹49层,是一个空中景观演播室。
演播室为4K 节目制作提供了信号采集、现场制作、文件化播出、信号传输等全功能的节目录制及直播解决方案。
随着4K 技术的不断发展,从高分辨率(HR )、高动态(HDR )、宽色域(WCG )、高帧率(HFR )、量化深度(BD )五个维度上均明显优于现行高清技术标准。
全球4K 超高清技术发展迅速,作为总台首个全4K 超高清演播室,在设计中采用了最新的4K 超高清视频技术和环绕声音频技术,充分考虑到将技术的先进性和系统的安全性相结合,演播室导控室和音控室均配置环绕声监听环境,极大地方便了环绕声节目的制作。
一 演播室视频系统技术配置 E16 4K 演播室视频系统在系统设计上,采用全IP 的数6/2022-7标准架构,可充分发挥IP 网络特点,实现视音频、通话和控制等系统的IP 化传输和信号交换,是一套全流程IP 化超高清直播演播室系统。
视频系统采用Grass Valley 超高清系统,全IP 双链路架构与双数据核心的冗余备份机制,视频信号采用4K TICO 压缩信号,系统设计符合《中央广播电视总台4K 超高清电视节目制播技术规范(暂行)》标准。
视频采用3840×2160/50p 、HLG/1000nit 、ITU-R BT.2020、10bit ,音2022-7信号级备份。
本演播室共配备GV 4K 86N 摄像机4套,GV K-Frame X 两级M/E 全功能4K 切换台1台,波视4K 延时器2台,索贝4K 播出服务器2套,EVS-Via 4K 精彩编辑1台(2入2出),新奥特4K 在线包装(支持双视窗)2套,索贝4K 双通道录制服务器1台,总控6路TICO 格式外来信号经Nevion 解码器接收后进入系统,播出信号(PGM )经Nevion 编码器后送总控系统。
系统间采用HD-SDI 3G 基带TICO 方式无需编解码环节可直播与总控进行信号交接,实现外来信号、信号制作与输出的格式统一化。
系统内设备可分为两种。
一种为IP 设备,主要包括摄像机、切换台等,可直接输出TICO IP 信号,接入核心交换机;另一种为非IP 设备,通过4×3G 的形式传输4K 超高清信号,对于这类设备通过SDI/IP 网关卡,将4×3G 信号转换为TICO IP 信号,接入核心交换机。
信号切换及调度系统配置全IP 4K 切换台和主备数据交换核心,管理系统(GVC )按照主备机制设置,采用一体化设计,做到监管控全局把控,便于系统管理人员故障排查并及时处理、提高效率。
监看系统除主/预监、技术监视器使用4K 监视器,其他监43Advanced TelevisionEngineering每台TALLY 服务器支持主备路TALLY ,支持手动2选1倒换。
时钟系统主要配置倒计时发生器及3台子钟。
通话系统配置32通道通话矩阵及4通道应急通话主站。
二 更安全的系统架构 E16 4K 演播室系统采用全IP 架构,信号处理各环节均考虑信号级/设备级双重备份机制,提高系统整体安全性。
原高清系统采用基带传输方式仅可采用设备级备份,即相同功能设备互为备份。
作为高清系统核心的切换台,虽然与矩阵互为备份,但出现故障后矩阵仅可完成“硬切”操作,无法完全替代切换台各功能。
E16 4K 演播室放弃传统备份。
每台IP 设备均采用双路接口进行信号交互,当网络出现信号中断、数据丢失等现象时自动判断并进行信号路由选择。
同时IP 系统中切换台已不再是系统核心设备,仅为核心制作设备,由交换机/数据中心设备所取代。
以实现在系统层面设备级/信号级双备份,提高演播室系统整体安全性、可靠性。
E16演播室内所有IP 设备如SDI/IP 网关卡、摄像机、切换台均支持SMPTE 2022-7无缝倒换保护机制,可对IP信号双流选切并无缝倒换,实现全链路设备级、信号级双重保护,提高系统安全性。
SMPTE 2022-7无缝倒换保护机制采用两份完全独立的数据,这两份数据从同一个设备的两个不同的网口发送到两个不同的地址。
两份数据必须经过相同的路径且端口类型完全一样。
通过SMPTE 2022-7保护机制,系统采用字比对的方法,对收到的两个链路的每一份数据包做比对,进行数据包级的二选一,最终输出完整的数据包实现链路上的保护。
三 高清监视器主观还原4K 超高清 信号4K 监视器是还原4K 拍摄内容的最佳解决方式,但由于目前4K 监视器价格昂贵,系统内全部配置4K 监视器会对系统整体造价带来巨大成本,且长时间观看高亮度的4K 监视器会对人眼产生一定伤害,但为了能更好地还原拍摄效果,E16 4K 演播室采用两台Sony PVM X550(4K 监视器)作为PGM 及PVW 监看,采用四台Panasonic TH-55LF8SC (高清监视器)通过分屏方式用于导监墙监看系统内全部信源。
其余桌面监视器全部采用Sony LMD-A240(高清监视器)进行制作级监看,两台CANON DP-V2420(4K 监视器)分别用于桌面技术监看及立柜技术监看。
为使高清监视器可以正确还原4K 超高清信号,系统以2SI 作为4K 超高清信号图像拼接方式,可对组成画分的任意一路或多2SMPTE 2022-7无缝倒换示意图路信号进行单独处理。
因为组成4K 超高清信号的4路信号均为全画幅且包含完整画面信号,即可任取一路信号作为监看信号视频源使用。
系统内的IP 设备均可在输出4K 信号的同时,输出一个3G Monitor 流,非IP 设备在进行SDI-IP 转换过程中通过SDI/IP 网关卡生成3G Monitor 流,此信号为高动态范围(HDR )、超高清显示色域(ITU-R BT.2020)的3G 信号。
最终实现将系统内4K 超高清信号下变换为3G 信号,解决4K 超高清信号作为画分拼接信源带来的高带宽问题。
通过利用视频IP 处理核心单元设备中画分板卡的信号处理技术,可单独对组成画分的任意信号进行单独处理,实现信号从高动态范围到标准动态范围(HDR 到SDR )以及超高清显示色域到高清显示色域(ITU-R BT.2020到ITU-R BT.709)的转换,从而实现在高清监视器上主观正确还原4K 超高清信号。
四 多元化的节目制作能力E16 4K 演播室已陆续完成多种形式的4K 节目制作,其中包括新闻类《十三届全国人大二次会议记者会》《2019中国北京世界园艺博览会》,时政类《一带一路》《亚洲文明对话大会》等重点新闻时政类4K 节目的直播保障任务。
体育类包括CCTV 4K 频道开播首日的《2018中国网球公开赛》和《2019年CBA 全明星赛》《2019中华龙舟大赛》《F1方程式赛车》以及即将到来的《2019法国网球公开赛》和《2019法国女足世界杯》等重点体育4K 节目的直播报道任务。
各档直播节目在制作过程中在技术实现上也各有不同,《中国网球公开》演播室通过接收由现场4K 超高清转播车制作的信号,经总控TICO 编码后送演播室进行解说及在线包装完成赛事直播。
《2019年CBA 全明星赛》分别在体育频道和4K 超高清频道同时转播,这是自总台E16超高清演播室建成后首次实现高清(HD )/超高清(4K )同步直播,信号在前方经TICO 编码压缩后送总控,演播室完成延时,包装等工作。
《2019中华龙舟大赛》采用4K 转播车前场制作,分别制作超高清版和高清版,经编码压缩后将带解说的4K 公共信号通过两条不同路由送回总控经演播室完成频道包装后播出。
《十三届全国人大二次会议记者会》首次实现5G+4K 直播,通过布设在梅地亚新闻中心现场的4K 摄像机经编码压缩后由中国联通和中国移动的5G 基站分别回传到总控至演播室。
《一带一路国际合作高峰论坛》开幕式再次采用5G+4K 的直播方式,是CCTV4K 频道首次采用4K 超高清信号对中国国家主席习近平出席开幕式并发表主旨演讲进行全程4K 直播,此次直播是一次技术的传播创新与内容的深度融合。
演播室通过接收由现场4K 超高清转播车制作的信号,经总控TICO 编码后送演播室,演播室进行会前访谈及角标、标题字幕、双视窗等包装工作完成整个直播任务。
通过现场的4K 摄像机经编码压缩后由中国联通和中国移动的5G 基站分别回传到总控送演播室。
演播室接收信号后,对信号进行延时处理,同时根据节目需求对各路延时信号进行画面同步延时时间调整,利用精彩编辑设备根据节目内容需求对时长和内容截取用于备播素材,节目制作完成后通过TICO 编码送总控。
《亚洲文明对话大会》是继“一带一路”高峰论坛、北京“世45Advanced TelevisionEngineering全画面片段,包装模板根据节目内容实时调整文字内容,双视窗根据节目形式随时调整所需视频源,节目制作完成后通过TICO 编码送播出。
目前,各档节目制作依托系统内各功能设备完成节目的整体包装制作任务,通过延时器可实现信号的延时播出;精彩编辑对信号进行精彩编辑等重要内容的编辑及回放;在线包装可针对不同节目类型制作相应的角标、人名条、LOGO 、全屏板等实现连线、双视窗等效果;文件播放服务器可在直播中穿插播放经后期精编制作并迁移到演播室的成品节目,如宣传片、广告等4K 素材,演播室整体设备部署满足多元化节目形式的制作需求。
五 系统扩容性E16演播室视频系统使用IT 领域的先进技术和设备,实现技术资源全方位合理调配。
在安全稳定的基础上,为超高清频道开播提供技术支撑,同时具备先进性、易升级性和易拓展性,既可为今后的系统提供范例和指导,也可需增加汇聚层设备,即可通过叶脊拓扑结构实现与其他IP 演播室的系统级联。
1. 易升级性传统演播室系统,随着广播电视技术的发展、标准的更新,一旦需要进行系统扩容或升级,通常要在考虑兼容性的基础上,花费大量成本,更换或增补大量设备,在具体实施层面也较为复杂。
而E16演播室视音频系统遵循SMPTE 标准体系作为整套系统建设的核心标准,是基于开放IP 架构的超高清演播室系统,可快捷、便利、安全地对系统进行扩容和升级:不但可快速在接入层接入更多的设备,达到系统扩容的目的;而且可快速实现SMPTE 2110标准或其他SMPTE 标准的系统升级。