高清智能广播电视技术在电视节目制播中的应用

2022-08-25雷伟荣孙善福

电视技术 2022年8期

雷伟荣，孙善福

（景宁畲族自治县融媒体中心，浙江丽水 323500）

0 引言

当前阶段，随着移动互联网的全面深入发展，信息化浪潮席卷全球，广播电视技术日益向智能化发展，这使得更多智能化、虚拟化、交互化技术开发要素嵌入广播电视的开发制作中，为广播电视的全面发展提供了强大的技术基础。以4K、8K等高清智能电视制播技术为发展路径的新一代高清电视发展模式正在电视行业逐步确立。为了进一步抓住先机，实现高清智能化广播电视制播技术全面发展，需要深刻分析当前情况下，高清智能技术对电视制播的开发助力情况。

1 高清智能电视的发展

广播电视高清智能技术指的是大通量、低延时、高效率的可视化、自动化、交互化、数据化高清智能广播电视节目制作、播出、开发技术。

当前，随着5G技术的全面推广，高清智能技术在广播电视节目制播中已经得到应用。基于边缘计算、可视化计算和云存储模式而开辟出来的大通量、低延时、高效率的高清化、智能化广播电视制播技术，已经成为具有广阔前景的内容开发模式。

随着高清智能技术的全面创新，未来广播电视节目的制播必然会更依赖高清智能自动化技术，广播电视节目的制播也必然会嵌入更多虚拟现实技术、语音识别技术、VR交互模式等多种多样的新型技术，以促进广播电视制播的效率提升和产品精品化的打造[1]。

当前，我国的广播电视制作过程出现了以智能化、高清化电视制播模式为引领的新的开发模式，其逐步推动家庭智能电视用户得到了有效的增长。据统计，截至2020年末，我国交互式广播电视接收设备使用量已经达到2.87亿户，交互式电视制播节目已经超过350.68万小时[2]。

2 当前电视制播发展存在的问题

尽管高清智能技术得到了一定发展，但随着新技术的全面发展和新的视听模式的多元化演化，当前的电视制播发展仍存在一系列新的问题。

（1）尽管高清智能技术对电视制播有了初步的技术支持，但是这种支持仍然不够全面。许多省级以下的电视制作机构仍然使用传统的标准式广播电视制作技术来实施广播电视节目的制播，大量高清智能广播电视制作技术仍然没有得到有效的应用[3]。广播电视媒体的技术开发动力和技术变革动力仍然不够充足。

（2）对比传统的标清电视节目制播过程，高清智能电视制播模式需要大量的资金投入、人才投入、技术投入，但所得到的客户时间等指标提升又不是十分明显，这就导致产出和投入之间不成比例。许多广播电视主体无法长时间、持续化地承担如此高昂的广播电视制播模式的开发成本。

（3）在广播电视实施高清智能化模式的电视制播过程时，由于相当一部分客户仍然使用的是标清广播电视接收装置，使得一部分高清电视制播产品又再次转换为标清电视制播产品，从而浪费了高清智能化技术的资金投入[4]。

总而言之，由于一系列的技术和市场原因，导致当前广播电视高清智能技术对电视制播的开发作用仍不够完善、不够有效率。基于此，相关主体应当积极探寻更有效率的广播电视高清智能技术开发路径，以全面提高其对电视制播的开发利用效率。

3 高清智能广播电视技术在电视节目制播中的应用

3.1 采用虚拟切换模式加速电视制播的开发

当前，在高清智能技术对电视制播的开发应用中，使用虚拟切换模式来加速电视制播的开发进度，是推动电视制播效率优化的核心举措之一。

近几年，大量的广播电视媒体实施智能化改造，打造了许多高清电视产品，甚至打造了全链条的高清演播系统。在这种情况下，推动高清智能技术应用，应当避免对前期建设投入的荒废，按照物尽其用的开发方针，可以积极利用演播室IP开发模式和多通路制播模式，来推动高清电视节目的制播[5]。

基于这一发展思路，可以采用虚拟切换模式，将4K高清智能制播模式与HD制作模式进行有机融合。这样既可以继承已有的建成元素，又可以基于高清智能技术开发新的高清电视制播产品[6]。

实施高清虚拟合成开发模式，具体是指当高清演播信号开始运作时，将现有的HD信号模式直接切入高清4K虚拟模式系统中。这样，高清摄像机就能够同时捕捉和生成HD信号与高清4K信号。HD信号生成后，直接切入HD切换台，而4K高清信号则可以直接切入多通道信号接收设备中。随后，通过4K智能高清虚拟切换模式，就能够直接实现高清智能信号与HD信号的自动切换与叠加处理[7]。其具体运作模式如下所示。当信号开始生成运行之后，HD切换台通过COM口接入4K虚拟切换系统，该系统直接触发切换按钮及叠画特技，随后生成一系列标签信号，发送给4K虚拟切换系统。与此同时，初步生成的4K虚拟信号也会直接切入合成系统，从而接入标清信号切换台。在HD切换台中生成的4K虚拟切换信号转入自动记录HD切换台，切换信息及叠画特技时，标清信号与4K高清虚拟信号之间会自动生成新的时间记录码。随后其自动通过HD切换信息、叠画信息及时间码来生成切换列表，并合成4K、8K、PGM高清电视制播产品。完成以上过程，就完成了整个虚拟切换模式[8]。

通过这种虚拟切换模式，广播电视媒体可以将原来传统的标清信号产品开发过程与高清智能化、虚拟电视制播媒体信号进行实时的动态虚拟切换，以完成广播电视产品的制播开发[9]。

测试表明，采用虚拟切换模式的高清智能技术来实施电视制播，可以使传统标清模式下的电视信号制作延时缩短6～8 s，以4K高清虚拟切换系统进行信号输出，其可靠性也达到了99.99%。2019年，中央电视台春节联欢晚会电视节目制播过程就实现了HD与4K信号的同步虚拟切换应用，极大地丰富了不同信号之间的切换开发和流畅的信号转移。采用4K虚拟切换模式切换HD信号的流程如图1所示。

图1 采用4K虚拟切换模式切换HD信号的流程

3.2 采用计算机视觉混合现实模式提升电视制播的质量

采用计算机视觉混合现实模式来提升电视制播的质量，也是推进高清智能广播电视技术开发的重要策略。所谓计算机视觉混合现实模式，指的是实施高清电视制播制作时，按照所见即所得的开发理念，进行广播电视节目的制作，使用混合虚拟现实技术、计算机视觉开发技术、动作捕捉技术等开发技术模式，构建基于创意、设计、制作、产品生成等一体化的全流程电视制播开发模式。这一开发模式有三个主要特点：

一是采用混合虚拟现实技术，基于广播电视现场制播场景的实际需要，直接采用虚拟现实要素进行独特的电视现场制播效果包装和视觉创造，构建虚拟现实混合型的广播电视制作环境。

二是全面打造创新型的制作工艺流程，实现广播电视制播作品的渲染前置化，可以对广播电视制播产品的产品特效进行前置化的渲染生成，便于广播电视自动化、原创性、虚拟效果的呈现。

三是该技术模式采用集中创新模式，以多样性的技术要素进行全面的融合发展，来促进4K高清电视节目制播，形成模块化应用开发模式，从而促进电视制播更加高效。

采用计算机视觉混合现实模式进行电视制播，共分为四个模块：第一个模块是进行设备的集中控制，第二个模块是进行现场拍摄，第三个模块是进行内容的混合交换管理，第四个模块是进行内容的数字化创作。

在电视制播设备集中控制系统中，通过灯光控制、音频控制、镜头控制等来进行实时的角色跟踪和实时的光影编辑。随后直接进入现场拍摄模块，在这一模块中通过绿屏置景等实时VR跟踪、光学跟踪、轨道摄影等多种模式的现场拍摄，将计算机视觉混合开发技术应用其中，从而加大现场拍摄的视觉混合程度。完成这一模块之后，进入内容交换模块。在这一模块通过网络信号交换，实现广播电视制播生产和版权管理。最后进入数字内容制作模块，在这一模块更多地使用视觉混合技术，采用计算机视觉三维立体构建和混合现实等数字开发应用技术，实现特效制作、现场内容加工和特效合成等。最终完成计算机视觉混合现实模拟模式的开发，以提高电视制播的质量。整体框架如图2所示。

图2 计算机视觉混合现实模式进行电视制播的框架

3.3 利用VR交互模式加深虚拟现实模拟效果

在高清智能广播电视技术开发中，还可以采用VR交互模式来加深虚拟现实模拟的效果。采用虚拟现实模拟，就是使用全景摄像机进行超清视频拍摄，通过高通量的信号传输系统传导入VR交互信号设备中，通过虚拟VR演播设备进行系统跟踪，完成广播电视信号的生成与渲染。最后，根据虚拟现实信号的全面融合，使场景、人物和事件进行交互融合，实现身临其境、全面模拟和任意空间的自动转换切换。这样就可以利用VR交互模拟模式来开发出任意所需的电视制播虚拟场景。基于这一场景，将人物和VR展现场景融为一体，从而提高广播电视制播中制播场景的真实性和沉浸感，增强用户的感知体验，强化信号处理能力。