4K超高清播出系统在广东广播电视台的应用
杜 薇
【摘 要】摘要：为确保4K超高清频道顺利开播运行，广东广播电视台制定了统一的可执行的电视节目制作与播出的主要技术参数和技术要求，本文主要介绍广东台4K超高清播出系统的总体架构、视音频链路及播出业务流程，并对目前广东台4K超高清播出系统的运行状况、直播经验进行分享。 【期刊名称】电视技术 【年(卷),期】2019(043)004 【总页数】4
【关键词】 4K超高清；视音频链路；播出系统；业务流程
文献引用格式：杜薇. 4K超高清播出系统在广东广播电视台的应用[J]. 电视技术, 2019, 43(4):61-63.
DU W. Application of 4K UHD broadcasting system in Guangdong Radio and Television Station[J]. Video engineering, 2019, 43(4):61-63.
4K超高清电视的清晰度是1 080 p高清电视的4倍，景物逼真、画面通透、颜色层次更丰富，视感更真实，音频方面也更具沉浸感、真实感和临场感。广东广播电视台早于2017年4月启动4K播出系统规划建设，2017年12月23日，广东4K超高清电视播出系统在广东广播电视台电视播出中心启动试播，广东广电正式迈入4K超高清时代，是广东省大力推进数字中国建设的创新之举。本文主要介绍广东广播电视台4K超高清频道播出系统相关内容。
1 4K视音频技术要求
4K超高清电视是HR(高分辨率)、HFR(高帧率)、HDR(高动态范围)、WCG(宽
色域)、SSA(全景声)的结合。国家广电总局于2017年发布了《关于规范和促进4K超高清电视发展的通知》标准，依据该标准，广东广播电视台规划了以下4K超高清电视播出格式。 1.1 更高的清晰度和帧频
4K的分辨率要求高达3 840×2 160，显示点数是HD高清的4倍，并要求不低于50帧逐行扫描，最高可达100～120帧，越高的帧频，画面越流畅细腻，但高帧频对存储和带宽要求更高，综合考虑，广东广播电视台4K超高清播出系统的节目送播要求为50 p帧频。 1.2 宽色域
SD和HD的色域范围相同，都在Rec.709内，而4K达到Rec.2020范围，如图1 HDTV和UHDTV色域范围对比可知，UHDTV超高清电视的色域比HD高清电视色域更宽广，颜色种类更丰富，图像还原更真实。 1.3 高动态范围
标/高清采用SDR标准动态范围，对比度为1 000∶1，最高亮度100 nit，HDR的目标是在屏幕上再现人眼瞳孔无调节时的动态范围特性。相对于SDR，HDR改变了100 nit以上的峰值亮度，能再现大部分高亮度区域的灰度层次和色彩。现阶段4K超高清电视的采编播环节，其色彩空间存在着多样化的难题，需要解决转化曲线带来的困扰，以及兼容和同播带来的HDR/SDR交叉转换问题，广东台对制作后送播的4K超高清电视节目规定采用BT.2020色域、HLG模式的HDR。 1.4 三维音频
满足4K沉浸式3D要求，三维声在5.1环绕立体声的基础上增加音源采集平面。
1.5 4K超高清电视播出文件视音频主要技术参数
制定简化、明确、统一的面向4K的制播视音频基本技术参数，避免出现因多次编解码造成的数据丢失而导致图像质量下降的问题，台内制作域文件、播出文件均须遵守上述视音频基本参数要求，如有外来信号不符合目前执行的4K制播标准的，由总控系统负责完成统一视频信号处理，转换成符合本台4K标准格式的信号，再送到各个制播单元使用，如表1所示。
2 广东广播电视台4K超高清播出系统
传输一路10bit 4:2:2 50 p的4K基带信号所需带宽为8 Gbps，再计入音频和辅助数据，至少需要12 Gbps的SDI才能满足要求，因此，基于高带宽需求，广东广播电视台4K超高清播出系统采用成熟稳定的4×3G SDI基带系统架构，核心视频服务器采用All in one结构，支持 IP播出，将来能无缝升级 到4K超高清IP播出方式，所有核心设备均进行冗余备份，并配备了完善的监控和管理系统，该播出系统能满足4K节目的上载、传输、调度、播出、监听监看等功能要求。
播出系统架构由播出控制系统、总控系统、整备系统、编单系统、传输系统、辅助系统和监管系统等七大部分组成。作为播出系统的核心组成，播出控制系统采用完全异构的ALL IN ONE视频服务器，此设计颠覆了播控软件同时控制多个播出设备的传统，播控软件仅需控制ALL IN ONE 4K超高清视频服务器和末端4×1倒换器，就可实现硬盘播出、线路直播、图文叠加和应急切换等功能，如图2所示。
播出控制系统与总控系统是信号交互，接收总控调度过来的符合台4K制播标准格式的外来信号；与传输系统间完成信号的交互，播控系统将信号传送到传
4K超高清播出系统在广东广播电视台的应用
