融媒体环境下的4K视音频信号传输技术探析

郝颀怡

（天津广播电视台，天津 300000）

在融媒体环境下，应当进行全面且深度的融合，争取创设出“智慧型媒体”。现如今，我国广泛利用4K视音频信号传输技术，如在全国两会期间，央视新闻首次实现通过5G持续传输4K超高清信号进行两会直播。因此，笔者认为，对4K视音频信号传输技术进行探究有着重大的意义。

1 4K技术的概念

2019年1月，央视春晚深圳分会场4K超高清信号回传至总台北京机房，同时将总台4K超高清北京景观信号传送至位于深圳分会场的总台4K超高清转播车展现实时信号；联合中国联通在吉林长春(一汽)春晚分会场实现了我国首次极寒环境下的5G网络4K传输测试。4K技术凭借超高清的显示规格，横向分辨率4000像素，纵向分辨率2160像素，为受众带来了全新的视觉体验。由此可见，4K将会带来更细腻的显示细节、更逼真的纹理和更流畅的平滑度。4K技术还可使得广播电视服务提供商通过提高帧率带来更好的对比度和更广泛的色域。基于此，其对信号传输量以及传输线路带宽提出了更高的要求，急需相关行业对系统进行转换。

2 全系统光纤集成

2.1 视频制作系统

现如今，随着数字技术的发展，原有2K分辨率的高清晰度电视已经逐渐被拥有4K分辨率的超高清电视所取代，视频信号格式不断进行升级，线缆需要传输的信号带宽已经达到每秒6G比特，信号带宽与其所对应的帧率成正比。然而，超高清电视系统在升级的过程中依旧存在一些问题，如信号数据量与设备处理能力以及线缆传输距离存在矛盾。具体来说，就是传统的视频信号处理设备的处理能力对于无压缩UHDTV（超高清电视）信号已经需要采用画面分割处理输出的方式进行制作,同时，传统铜芯线缆的信号传输距离也减小到25m，甚至会低于25m。基于此种情况，为了能够有效地解决三者存在的矛盾，笔者认为可以通过IP化处理方式“干扰”超高清电视信号的传输过程，即通过超高带宽的IP系统以此符合信号传输距离的需要。通过此种处理方式，通常会使视频制作系统产生直接变化，主要表现在两个方面：（1）系统设备使用的云化；（2）信号传输的光纤化。近年来，正是由于超高清电视系统普遍使用“光纤”，因而使得无压缩的UHDTV信号通过光纤长距离传输的应用也越来越广泛。

在现实生活中，使用铜芯线缆可能会导致信号的传输过程受到影响，这主要是由于在实际使用铜芯线缆的过程中，“地电位”无法存在于相同的空间，因而需要对其进行特殊的处理。因此，就需相关工作人员在设计全系统光纤集成时，利用光纤传输UHDTV信号，以此在系统功能空间之间进行传输时，使其距离范围不受约束，防止铜芯线缆等其他相关因素干扰信号。除此之外，利用光纤对信号进行传输能够为后续系统的升级与拓展提供有效的保障，这主要是因为其可以与波分/时分的信号模块相互配合，能够通过一根光纤对多路信号进行传输。

2.2 音频制作系统

音频系统的制作过程需要结合时代的变化以及融媒体环境的特征进行发展。为了能够使整体的规划更具意义，在对传统音频系统进行规划时，需要全面地考虑其功能空间信号传输方式，并结合音频信号自身所具有的特点，根据实际情况解决现存的问题，如阻抗匹配、信号隔离、多声道传输、信号加解嵌处理、信号同步和声画同步等。

目前，在全系统光纤集成设计的过程中，已经结合了Dante接口，从而改善光纤网络交换机的运行环境，使得功能空间的音频信号分配传输处理过程更加快速、更具质量。因此，笔者认为，其可以促使音频信号的传输更具高效性、便捷性，简化了工作环节以及所需的设备，防止出现需要花费大量时间与精力进行特别处理难题，如阻抗、隔离、地电位等问题。与此同时，针对音频信号调度而言，可以利用网络对其进行全面而系统地处理，全方位地提升了系统的灵活性。

2.3 大屏显示系统

在通常情况下，融媒体系统需要大屏显示系统收集并整理相应的信息和资讯，并对其进行分发，最终为受众展现出最具价值的部分。根据现如今的屏幕变化情况来看，大屏幕、折叠屏幕等形式依附于显示技术及其设备的升级广受人们的欢迎，单独目的地显示终端的信号分辨率实现了飞速的发展，具体表现为从原来的480line发展到768line到1080line。对于全新4K分辨率的显示信号而言，需更高速、更具质量的带宽。传统的大屏显示信号传输处理方式为在短距离时使用HDMI/DVI信号格式传输，在长距离时把HDMI信号转换成HDSDI信号传输到终端后，再从HDSDI信号转换为HDMI信号。针对多屏汇聚类大屏幕的显示，也出现了使用网络概念的分布式信号终端单元显示方式。

由于对高分辨率的带宽传输要求随着融媒体时代产生了更高的需求，传统线缆信号在传输的过程中应当避免出现的远距离的传输情况，传输距离受到一定的限制。对于控制方面而言，需要更具灵活性，以此使得整体的视音频信号传输过程向IP系统进行转换。笔者以HDBaseT-IP技术为例，作为一种新型的技术，可以传输处理高达18G的信号带宽，满足UHDTV信号格式4K@60Hz 4:4:4的信号应用，以此在一定程度上将布线过程进行简化，同时也可使传输的距离不受限制。

3 广播电视工业界现存的核心实时视音频信号处理系统与流程的特点

根据相关工作经验，笔者认为其存在四种特点。

（1）专业和独有。在管理和控制的过程中能够避免出现分散的情况，使得整体的工作更为集中，从而使其更具安全性。

（2）封闭不开放。在与互联网进行对接时面临较大的困难，当与IP宽带网络进行对接时也会产生较大的难度，导致彼此之间无法进行有效的“沟通”。

（3）成本较高且难以进行扩展。除了在创建系统的过程中需要较高的资金投入之外，后期的运营工作也需要大量的资金支持。此外，由于灵活性的缺失，使其难以进行扩展。

（4）链路SDI。其内部具有较多的电缆，数量较大，导致系统更为复杂。现如今，即使12G-SDI技术较以往有了显著的提升，但是，当其与HD系统进行兼容时仍旧难以达到理想的效果。基于此种情况，就需加强研发力度，争取以最快的速度创建出能够满足实际所需的监看系统。

4 融媒体背景下视音频信号传输发展方向

4.1 SDI系统技术

现如今，根据我国目前电视台所应用的技术来看，绝大多数电视台普遍沿用SDI系统进行传输。产生此种现象的原因是由于SDI系统技术已经通过了历史的考验，在应用的过程中更具保障。此外，SDI系统技术并不会对相关的信号内容进行压缩，在输出的过程中不但不会出现掉帧、丢帧的现象，或是出现延迟等问题，还可使得各帧之间的转换过程更加精准化，图像的质量更高。此外，正是因为传输的过程具有“单向性”，因而不会涉及太多复杂的环节，简化SDI系统的协议，从而为相关工作人员的编辑过程提供便利，更便于操作，在一定程度上减轻了工作人员的压力，减少了编辑以及观看的任务，进而使得整体工作过程更简便，大幅度提高了工作效率。

4.2 向IP系统进行转换

根据上述内容可知，SDI系统十分先进，具有便捷性、开放性等优质的特性，获得了全球的支持。然而，SDI系统在升级的过程中仍然面临较大的难题。基于此种情况，就需要不断地将主流的视音频信号传输系统的发展方向着眼于“IP系统”，并根据数字信息技术不断进行转换，进行转换的主要原因有四点。

（1）IP系统能够对所应有的设备进行高效利用；

（2）在进行发展创新的过程当中，IP系统能够降低后期运营推广资金的支出，防止出现重复布线的情况，在极大程度上避免了视音频传播系统承受过多线缆的重量；

（3）IP系统的灵活性，尤其是与传统的SDI系统相比，其能够有效地对工作流程进行创新；

（4）IP系统能够在最大范围内进行扩展与升级，基于融媒体时代的影响，人们的需求呈现多样化、个性化的增长，而利用IP系统完全可以满足人们对新时代所提出的更高要求，为以后的扩容与升级过程提供有效的保障，提高发展的速度，使其更具便捷性。

5 结语

综上所述，虽然IP系统对传统媒体行业造成了较为不利的影响，但在一定程度上能够使其进行开拓创新，实现深度的融合。此外，视音频信号传输系统向IP系统进行转换，不但能够提升受众的感官体验，也可使得媒体向“智慧化”的方向发展，为4K视音频信号传输技术指明了发展方向。