高清智能广播电视技术在电视节目制播中的应用

【摘要】5G时代是广播电视媒体从高清到超高清的发展关键期，各类高清化、智能化、交互化的广播电视技术正在加快应用到电视节目制播之中。广播电视媒体要加快研发和应用高清智能广播电视技术，优化电视制播流程，制作出高水平的电视节目，给观众带来更加丰富的视听享受。基于此，本文首先分析了当前我国广播电视行业的发展现状，并探讨了高清智能广播电视技术在5G技术背景下的发展前景，然后简要分析了现阶段高清智能广播电视技术在电视节目制播中存在的制约因素，最后重点分析了现阶段应用较为广泛的高清智能广播电视技术，希望能够为广播电视事业的稳健发展提供一些帮助和启发。

【关键词】高清智能广播电视技术；电视节目制播；广播电视

中图分类号：TN92                            文献标识码：A                            DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2023.22.001

随着移动互联网的高速普及，5G时代悄然到来，广播电视技术正在逐步朝着智能化方向发展，越来越多的智能技术和交互技术正在融入广播电视节目制播技术中，为广播电视事业的长远发展提供了强有力的技术支撑。5G通信技术的高速率、低延时特性在高清智能广播电视技术的研发和应用中具有十分广泛的应用场景。当前，高清智能广播电视技术的发展步伐越来越快，新一代的电视节目制播模式正在广电事业中逐步确立地位。可以预见，未来的一段时间内，5G技术将有力驱动高清智能广播电视技术实现产业发展和成果转化。

因此，加快对高清智能广播电视技术的深入研究，充分探索其在电视节目制播工作中的各类应用，对于推动广播电视事业实现长远发展，有着十分重要的现实意义。

1. 高清智能广播电视技术的发展前景

1.1 广播电视发展现状

根据广电总局所发布的统计公报，2022年全国有线电视用户达2亿户，同比略有下降；其中高清和超高清电视用户1.1亿户，与2021年基本持平，高清超高清视频点播用户接近4千万户，占总点播用户的比例超过九成；智能终端用户3745万户，同比增长接近13%。IPTV交互式网络电视用户超过3亿户。可以看出，使用高清智能广播电视终端的用户规模不断扩大，高清化、智能化正在成为广播电视行业的发展趋势。

从2008年到2018年，我国广播电视媒体逐步实现了从高清到超高清的转变。截至2022年，我国广播电视媒体已经有了8个4K超高清频道，2个8K超高清频道。其中新闻类、综艺类电视节目高清超高清的制作比例分别为71%和65%，均较去年有所提高。可以看出，电视的高清化、超高清化进程明显提速。

1.2 5G时代的高清智能广播电视技术

随着5G通信技术的快速推广，我国的广播电视事业迎来发展的又一高速期，当前高清智能广播电视技术已经在电视节目制播工作中得到了深入的应用。高清智能广播电视技术的特征是基于5G网络下的数字化、交互化、智能化和可视化的广播电视节目制播技术。

随着人工智能、VR、AR等技术的有机融入，高清智能广播电视技术已经实现了新的创新，将有机地渗透到电视节目的拍摄、制作、传播流程之中，推动电视节目制播流程的加快和节目水平的稳步提升[1]。观众在观看各类电视节目的过程中，将充分领略到先进技术的无限魅力，获得更加丰富多彩的视听体验。

2. 当前电视节目制播的制约因素

2.1 技术支持力度不足

尽管当前高清智能广播电视技术在5G通信技术的辅助下实现了长远的发展，但随着我国传媒行业格局的演变和全新视听形式的多元变化，目前广播电视节目制播仍然存在一定的問题。高清智能广播电视技术的发展日新月异，但区域间的发展十分不平衡，使得高清智能技术的支持力度难以充分展现。除中央总台和部分省级广播电视台以外，很多省级以下的广播电视媒体在制作技术上仍然较为落后，所采用的依然是传统的标准化制作技术，尚未全面采用高清智能技术。究其原因，主要在于技术投入力度的不足，无论是资金、人才还是技术设备，都远远达不到高清智能广播电视技术发展的标准。对于相当一部分广播电视媒体而言，推动高清化、智能化的电视制播改革，动力仍显不足。

2.2 运营模式不够成熟

广播电视媒体不断地进行技术革新，一方面是为了制作出更加优秀的电视节目，给大众提供更加优质的视听服务；另一方面也是为了增强自身的运营能力，为生存和发展获取长久的动力。但从目前高清智能电视制播的运营模式来看，仍然存在不够成熟、持续力不强的问题。广播电视媒体要全面升级高清智能广播电视技术，就需要大量的成本投入，用于设备升级、场景搭建、人才培养等，但从盈利能力来看，却并没有较为显著的指标增长[2]。简而言之，现阶段的高清智能电视运营模式存在付出和收获不成正比的问题。对于很多广播电视媒体而言，无法长时间承担高昂的电视制播成本。因此，广播电视台推动高清智能广播电视技术升级的动力再次削弱。

2.3 接收终端有待升级

从观众的角度来看，尽管当前高清超高清电视终端的用户不断增长，但仍然存在相当一部分用户使用的是标清电视终端。从2022年的统计数据可以看出，标清电视终端的用户占总用户量超过4成。这意味着对于这部分用户而言，广播电视媒体投入大量资金和人力生成的高清电视节目又被转换成了标清节目，观众无法欣赏到更加震撼的画面效果，广播电视媒体也浪费了制作高清电视节目所投入的心血。

3. 高清智能广播电视技术在电视节目制播中的具体应用

3.1 虚拟切换技术

虚拟切换技术的出现，是考虑到广播电视媒体在实施信息化、智能化改造之后，原有的建设设备利用率急剧下滑的情况，本着物尽其用、提升资源使用效率的原则，采用IP开发以及多通路制播模式，来实现高清电视节目的高效制播。高清智能化发展是近年来才兴起的发展趋势，电视台现有的设备和技术尚在利用之中，绝大多数的广电媒体无法为了新的发展趋势而直接荒废掉现有的设备。在虚拟切换技术的辅助下，4K高清智能与HD制播模式实现了有机融合，既能够充分应用现有的演播室建设，又能够推动高清智能广播电视技术的深入应用[3]。

其具体的工作逻辑是在电视节目制播过程中，采用4K摄像机进行拍摄，将HD信号切入到4K系统之中，4K摄像机能够实现两端信号的同时捕捉，其中HD信号在生成之后，可以切入到相应的切换台之中，而4K信号则切入到多通道收录设备之中。在虚拟切换技术的作用下，实现HD信号和4K信号的叠画以及切换，同步生成HD信号和4K信号。

虚拟切换技术的出现有效解决了广播电视媒体在电视节目制播中存在的信号类型问题，将传统的标清信号产品融入到高清智能电视信号之中，实现实时的虚拟切换，不仅提升了电视制播的工作效率，还丰富了各类信号产品开发的切换和转移。从建设投入的角度来看，虚拟切换技术仅需要更换摄像机，增设虚拟切换系统和4K信号多通道收录设备，相较于建设高清智能演播室，投入大幅缩减。2017年起，虚拟切换技术进入开发周期，近年来已经有越来越多的节目制播采用了这一技术，为广播电视的高清智能发展奠定了有力基础。

3.2 IMR制作模式

电视节目的制播存在两个层面的要素，一是策划创意，二是技术呈现，简单来说电视制播就是一个想象变为现实的过程。随着我国传媒行业的高速发展，越来越多的新技术融入电视节目制播之中，使得节目的视觉效果越来越丰富，无形中也提高了观众的视听阈值。媒体工作者只有不断加强创新策划，提升技术标准和制作能力，才能满足观众多样化的诉求。与此同时，媒体行业的激烈竞争急剧压缩着电视节目制播的周期，在有限的時间内呈现高水平的电视节目成为了媒体从业者面对的最大挑战。

在这一背景下，IMR混合现实电视制播技术应运而生，主要用于音视频的特效制作。其特点在于根据电视节目的场景需要，利用虚拟现实元素实时完成节目的创意包装和数字内容生成[4]。在IMR制作模式下，过去电视制播的后期制作模式实现了前置，即在演播现场就实时完成特效制作工作，有效提升了节目制作效率。

3.3 VR技术

进入5G时代后，VR技术在广播电视节目制播中的运用越来越频繁，通常VR技术是用来搭建虚拟场景，借助预制视频缝合模板将所拍摄的画面拼接起来，实现节目场景的全视角呈现。用户在接收终端能够从各个视角来观看VR节目，深度体验身临其境之感。但是当前的拍摄技术仍然受到了一些现实因素的限制，例如在拍摄一些现场环境较为复杂，光源、光照差异明显的镜头时，拼接而成的画面接缝无法实现精细、无痕的处理，导致用户在观看时能够明显感受到画面的不协调，甚至产生错位的错觉。在这种情况下，所拍摄的VR全景视频是无法为4K高清节目制播所用的，需要借助VR技术与高清智能广播电视技术的融合，来提升VR全景节目的视觉效果[5]。

在VNIS虚拟现实网络交互制作模式下，全景摄像机所拍摄到的图像和视频能够通过虚拟演播室的VR系统进行渲染和合成，将虚拟场景与节目内容有机地融合起来，其视觉效果十分细腻、逼真。2020年春晚就采用了这种技术进行VR直播，各个分会场只需要布设VR全景摄像机，与VNIS系统连通，就通过5G网络将所拍摄的视频素材传输至总台进行渲染和处理，最后通过客户端进行直播，观众即可实现全视角的沉浸式观看。

通过VNIS系统，VR全景视频的画面效果将得到显著提升，对电视节目制播而言，节目内容和场景能够有效扩大，强化了多个场景之间的实时交互。除此之外，在VR视频的直播模式中，VNIS系统还能够借助信源切换功能模块，将摄像机拍摄并回传的VR视频与VR收录设备中已经导入的节目文件进行融合处理，生成高质量的VR直播视频信号。对于沉浸式全景视频而言，声音是一个重要因素，常规音频缺乏立体感，会降低观众的沉浸体验。通过VR话筒与常规话筒的合作，能够精准获取各个角度的声场，通过技术手段合成三维声音频，画面和声音的共同作用将给观众带来无与伦比的视听体验。

3.4 AI技术

广播电视节目制播中对于AI技术的融合应用主要体现在三个层面，语音应用层面、图像识别层面和视频增强层面。AI技术与高清智能广播电视技术的深入融合能够有效提升电视节目制播效率，降低人工劳动的负担。

在语音应用层面，AI技术的应用场景很多，包括字幕制作和配音，语音识别文本转换，语音合成等等。传统电视节目在制播过程中，需要耗费大量的人力和时间来完成配音和字幕录入工作，大幅降低了电视节目的制作效率。通过AI技术的语音模块和人机交互，能够高效地完成配音、字幕制作等工作，并且配音效果好，字幕的准确度也十分高，有效提升了制作效率，减轻了人力负担，能够适应各类电视节目的制播场景。AI语音合成是电视节目制播中的又一应用场景，能够将各类文字信息转化为语音并进行输出，这一功能当前主要运用在节目配音和虚拟主播之中。AI技术改变了传统的电子音、机械音模式，不仅声音更贴合大众的审美，还实现了多音字消歧、语言预测等功能。在实际应用中，工作人员可以根据具体需要来调节音频的语速、音量乃至韵律[6]。

在图像识别层面，在电视节目制播过程中，对节目进行审核是一项重要环节，必须经过严格审核确定节目内容准确合规，才能进行播放。当前大部分的节目审核工作都是依靠人工来完成，还有部分审核是由机器先初审，再由人工进行终审。广播电视媒体每天的节目制播量很大，而人工审核的能力是有限的，难以高效、精准地满足审核需求，出错率较高。而AI技术能够通过图像文字识别和特征提取，对视频内容进行审核和标注，大幅提升了审片效率。例如借助人脸识别，能够准确判断待审核内容中是否存在敏感人物，AI技术一旦发现相关图像，就会对其进行标注，帮助审片人员筛选和审核。这一技术还能够应用在媒资管理工作中，要实现媒资管理的现代化和信息化，对资源进行科学合理的标注是很重要的。传统的人工编目方式在标注工作上不仅效率低下，所生成的标注也不够完善，导致后续的媒资利用出现困难。通过AI技术能够有效辨别媒资内容中的人物、场景、物体等信息，并通过数据处理技术对所抽取的信息进行清洗和结构化，生成标准统一的媒资编目，便于后续的管理和利用工作的开展。

在视频增强层面，当前AI视频增强技术的应用越来越广泛，大众日常听到、看到的4K修复视频，就采用了AI视频增强技术。过去有很多经典的影视剧、电视节目，受限于当时的拍摄设备和制作水平，或者由于媒资存储条件较差，使得视频内容不够清晰，甚至出现画面损伤。当观众以现代化的目光、4K超高清设备来看待这些作品时，难免产生视听效果不佳的印象。无论是出于服务观众的心理，还是为了提升媒资管理和应用水平，利用人工修复、AI修复等方式将视频进行增强提效处理，是当前广播电视媒体的一项迫切工作。当前的AI视频增强主要包含了空间和时间的超分辨模块、色彩调整模块、降噪去噪模块等。超分辨是视频画面增强的重点，能够通过技术手段实现低分辨率的放大和低帧率的转换。

4. 结束语

随着社会经济的高速发展，人们的生活水平正在稳步提高，与此同时，对文娱生活的需求也在不断攀升。广播电视节目是大众文娱生活的重要构成，只有不断推动广播电视节目水平的提升，才能更好地服务大众。广播电视媒体要加快推动高清智能广播电视技术在电视节目制播中的应用，创新节目制播模式，制作出丰富多彩、质量过硬的电视节目。

参考文献：

[1]万建，周桢，张万超.4K超高清远程制播系统架构分析及测试研究[J].广播与电视技术，2022，49（02）：58-61.

[2]王晶.5G赋能4K/8K超高清电视制播[J].电视技术，2021，45（09）：11-13.

[3]赵贵华.中央广播电视总台4K伴随HD制播模式关键技术研究和应用实践[J].演艺科技，2021（04）：36-42.

[4]毕江，张宁.4K超高清电视节目制播系统建设与应用[J].现代电视技术，2021（08）：56-60.

[5]高宇.体育赛事的5G+VR电视制播技术分析[J].电视技术，2022，46（06）：126-129.

[6]姜文波，赵贵华.5G+4K/8K+AI重构电视媒体制播体系[J].广播与电视技术，2020，47（12）：10-20.

作者简介：甘怡，广西壮族自治区北流人，研究生，助理工程师，研究方向：广播电视技术方向.