高标清同播技术的应用与分析

谢勇

摘 要：目前我国大多数的电视用户还是使用标清接收终端，所以在高清播出系统设计时也要考虑大多数标清用户的需求。另外对于各级电视台来说，标清素材在一定时间内还将占有一定的比例，所以我们发展高清电视最好采用高清、标清兼顾的同播方式，逐步过渡到纯高清。本文通过对高标清同播技术的介绍，分析了高标清同播在各电视台常见的几种应用，并结合具体实践对几种工作方式的优缺点进行了总结。

关键词：高清电视 高标清同播 幅型变换

中图分类号：TN949.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）08（a）-0147-02

2009年8月6日，国家广播电影电视总局发布了《广电总局关于促进高清电视发展的通知（[2009]58 号），2009年9月28日，包括中央一台在内的九大卫视开通了高清频道，开始了高标清同播，这标志着我国高清电视进入了实施阶段。

1 高标清同播模式

近几年，国内各电视台的高标清同播模式大致可以分为两种，即源分离和输出分离。

1.1 源分离模式

源分离即节目源分离，也就是高清和标清的节目源各有一套，相互分离。这种模式中的高标清播出具有独立性，即系统内部高清播出与标清播出是各自独立存在的，在相同时间段同步播出内容相同的高标清节目。

1.2 输出分离模式

在输出分离模式中，高清和标清的节目源不要求各有一套，高清和标清的节目源可以不加区分地进入播出系统，利用系统内部的上下变换功能，输出内容相同的高标清节目信号。

2 高标清同播工作方式

2.1 源分离模式的工作方式

源分离模式中系统内部高清播出与标清播出是各自独立存在的，对于节目素材，要求相同内容的素材需要准备高标清两个版本，分别上载（如图1）。

对于线路信号，当线路信号是高清时直接调度到高清播出通道播出，同时该高清线路信号经下变换调度到标清播出通道播出。当线路信号是标清时直接调度到标清播出通道播出，同时该标清线路信号经上变换调度到高清频道播出。

源分离模式中高清播出与标清播出是相互独立存在的，高清和标清按两个独立频道进行编单、上载和播出。源分离模式的好处一是安全二是灵活，新建高清播出不会影响在播的标清频道，高标清信号还可以互相备份。源分离模式的缺点在于建设成本和运行成本较高，相当于采用两个完整的频道，一个播高清，一个播标清。设备投入较多，编单、上载、播出监看和应急工作量翻倍。两张播出单，两种素材，两次上载，工作繁琐，程序复杂。

2.2 输出分离模式的工作方式

在输出分离模式中，相同内容的节目不需要准备高标清两种节目源。高清和标清的节目源可以不加区分地进入同一套播出系统，利用系统内部的上下变换功能，输出内容相同的高标清节目信号。输出分离模式的工作方式大致有两种。

（1）高清下变换方式

采用高清下变换方式的播出系统在内部只有高清播出通道，视频处理均为高清方式，在系统末端才下变换为标清，确保信号质量和指标的损失最小化（如图2）。

本系统由视频服务器和下变换器进行素材的上下变换。高标清视频服务器内置上下变换功能，可自动对素材进行转换。标清素材上载后自动变换成高清，视频服务器输出高清信号，通过高清播出通道播出，同时经下变换器输出标清信号。

本系统设计中，高清节目从上载到高清播出无需经过变换，信号质量和指标的损失最小。高清节目到标清播出经过下变换一次。标清节目到高清播出经过上变换一次。标清节目到标清播出经过上下变换各一次，损失最大，因此适用于高清节目为主兼顾标清的播出情况。本系统设备数量少，故障率低，设计简单清晰，易于使用和维护。

（2）高标清独立通道方式

高清下变换方式中，标清节目到标清播出经过上下变换各一次，损失最大，在标清节目较多的情况下对播出质量影响较大，因此在标清节目较多的情况下可采用高标清独立通道方式（如图3）。

本系统不配置下变换器，由高标清视频服务器进行素材的上下变换。高清节目上载后走高清播出通道输出，同時经下变换走标清通道。标清节目上载后走标清播出通道输出，同时经上变换走高清通道。标清播出不采用高清下变换的方式，标清素材直接由标清通道播出，不需要经过两次变换，可保证标清信号的播出质量。

输出分离模式设备投入较少，运行效率较高，节目制作和节目单编排人员通过AFD信息、节目属性标识等技术手段可以兼顾高标清频道。采用输出分离模式的系统中，对于高清节目不需要重新制作完整的标清版本，对于标清节目也不再先变换成高清文件后再上载，而是直接上载成标清文件由服务器上变换播出，这样就显著减少了网络带宽的占用，节约了存储空间。

3 高标清同播幅型变换

高清电视画幅为16∶9，标清电视画幅为4∶3，高标清同播从素材制作到节目播出都存在幅型变换问题。

随着时间的推移，以前老式的高标清同播系统中不完美的幅型变换模式已被淘汰。目前常见的幅型变换模式大致有三种。

3.1 AFD幅值变化模式

动态格式描述符（Active Format Descriptor）AFD是一种新型视频元数据，它以8位码的形式内嵌于SDI信号和MXF封装文件中。它的主要用途是对电视图像原始高宽比例进行控制，对电视图像活动中存在的特征信息进行专业化描述。

AFD信息在功能上能够保证节目素材进行连续上下变换，也能够以电视成像的最佳形式输出。引入AFD控制技术能够在上下变换模式中实现播放控制，保证上下变换的时候画面损失最小。

在节目备播时，视频播放器能够对AFD信息进行自动读取并且能够选择合适的上下变换方式。播出控制软件根据数据库中的值可控制服务器的AFD值，并发送AFD值指令给上下变换板卡，控制变化模式。

3.2 固定模式

为了简化上载人员和播控人员的操作，在AFD幅值变化模式（上面提到的第一种变化模式）基础上，简化了一套固定模式如下：

（1）高清播标清素材，左右加黑边。标清播高清素材，上下加黑边。

（2）高清转播标清信号，左右加黑边。标清转播高清信号，上下加黑边或左右裁边。

国内早期开始高标清同播的频道，尤其是卫视等省级台多采用这种模式。

3.3 压幅模式

考虑到现在大部分观众都在使用16∶9的平板电视机收看节目，为了提高节目的观赏性，最大限度地保留节目有效信息，幅型变换可以采用压幅模式。高清下变换的幅型变换采用挤压方式（左右向内），标清上变换的幅型变换采用拉伸方式（左右向外）。这种模式更加简单，可操作性最强，并且保证了观众在收看标清节目时，能够获得与高清节目同样比例的观看体验。

4 结语

近几年，随着高清电视技术的快速发展，高清频道越来越多，电视播出正逐步向高清化过渡，但传统的标清电视在现阶段仍有一定的需求，高清电视节目还不能完全替代传统的标清电视节目。因此，在目前过渡期内，高清频道与标清频道还将共存，电视节目播出仍需要面临高标清同播的问题。

参考文献

[1] 白金晓.高标清同播的研究与分析[D].呼和浩特：内蒙古大学，2013.

[2] 刘香凤.高标清同播环境下的播出系统技术方案探析[J].数字通信世界，2015（4）：6-9.

[3] 姚玮.嵌入AFD信息实现电视信号自动转换的研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2013.

[4] 何韵怡.广东电视台播出中心高清系统设计与技术应用[J].现代电视技术，2012（7）：62-65.endprint