江苏省广播电视总台超高清电视节目制作探索及历程回顾

2023年12月12日发(作者：诸葛亮的名言名句)

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Advanced Television Engineering江苏省广播电视总台超高清电视节目制作探索及历程回顾●

作者 江苏省广播电视总台 张航 二 首次双区HD/4K制作

摘要 和4K SDR直播

从2014年开始，江苏省广播电视总台从尝试现场4K制作到依托超高清跨界转播平台进行双2015年5月，江苏省广播电视总台超高清跨界转区HD/4K制作、4K直播、三维声制作、通过播平台（以下简称“江苏台4K车”）视音频系统集S-log3曲线作为中间母版制作4K HDR、制成完毕，并且很快投入使用。作4K HDR（HLG），再到4K HDR（HLG）2015年11月22日，江苏台4K车承担2015中国直播，技术团队做了大量的4K电视节目制作探足球协会杯决赛第一回合（江苏国信舜天VS上海绿地申花）电视公共信号的制作，其中HD制作系统索，积累了大量的4K制作经验，本文结合节目配置了14台Sony 2580摄像机、1套Sony 850摄像机制作实例回顾了这一系列超高清制作探索的历程。配备微波系统和1套探头和2套8通道的EVS，4K制作系统配置了7个机位，其中4台Sony F55，2台关键词Sony HDC4300，1台Imovix X10 UHD 高速摄像机，4K

另外配备了1台Sony PWS 4400作为4K慢动作回放HDR

和记录设备，1台新奥特4K A100作为4K字幕机。三维声

其中HD信号在江苏体育频道直播，4K信号在江苏4K播出

电信IPTV直播。 IP足协杯比赛的4K SDR信号通过编码器压缩编码为TS over IP流，通过数据专线回传至总台，再由总台IPTV集成播控平台直播系统传送到江苏电信，经过电信的直播分发系统送至用户终端，由4K机顶盒解码播出。4K SDR播出全链路如图1所示。 一 首次现场4K制作

2015江苏卫视跨年演唱会于2014年12月31日在南京奥体中心向全国进行高清直播，与此同时，江苏台技术人员在场馆功能房里搭建了一套4讯道4K EFP系统开始探索和尝试超高清电视节目制作，14K SDR江苏台4K车提供2路4K SDR信号，接口为该系统配备了1套Sony MVS7000 4K切换台、4套直播链路3G-SDI×4，信号送至实时编码器。2台4K实时编Sony HDCU 2080+BPU4000基站、4套Sony PVM

码器独立工作，互为主备，将SDI信号编码压缩为F55+CA4000摄像机、Sony PVM X300监视器和1套H.265的TS流输出至数据专线。编码参数为分辨率Sony PWS4400服务器等设备，参与到2015江苏卫视3840×2160，画面比例16:9，码率CBR 15Mbps，跨年演唱会的现场制作，这是江苏省广播电视总台首帧率25P，位深度8bit，色度抽样4:2:0，音频格式次尝试超高清电视节目制作，算是摸着石头过河。MPEG1-Layer2，音频码率128Kbps，双声道，采051SYSTEM TECHNOLOGY中心技术样率48KHz。回传链路使用两条运营商数据专线，每条带宽20Mbps。两条数据专线送到总台6楼新媒体机房，分别接入总台IPTV直播系统的主、备输出交换机dx-cisco4503-m、dx-cisco4503-b。通过流延时设备将流延时至电视直播同步后，再转发至电信。直播流经过主备输出交换机传输至江苏电信IPTV直播分发系统。直播源信号监控可通过i7

CPU的工作站用VLC播放器实时解码监看，也可用安装支持组播播放器的视频盒子解码监看。播出系统图如图2所示。 为了完成足协杯HD和4K电视公共信号的优质制作，总台体育频道专门组织了2个导摄团队，他们在一个车体的两个制作区分别制作HD和4K SDR信号，这是中国首个双区HD/4K制作案例，同时还尝试了4K SDR的直播，在中国电视节目制作史上具有里程碑意义。足协杯的制作和播出的经历为台里超高清电视节目制作、直播和后期制作积累了大量的经验，也储备了一定的专业人才。 三 通过S-log3曲线作为中间母版

首次制作4K HDR

2016年 4月7日，索尼工程师为转播车上的6台Sony BPU4000基站进行固件升级，从而使得4K基站可同时支持Sony HDC 4300和Sony PMW F55两种4K摄像机机型，通过菜单选择即可设置成正确的配对方式。2016年11月28日-30日，再次对4K设备进行升级，升级HDC4300和F55，从而支持Sony的S-log3曲线，BPU4000可输出S-log3曲线的4K

HDR信号，即BPU4000的2张板卡可分别同时输出SDR和HDR（S-log3）信号。2016年12月31日的《2017江苏卫视跨年演唱会》4K制作系统依旧配置了4台Sony F55/BPU-0523Sony BPU

4000可同时输出SDR和HDR信号24K播出系统图44K SDR直播和4K HDR（S-log3）录制的制作方案示意图4000和2台HDC-4300/BPU-4000共6台4K摄像机。当时，HDR的话题非常火热，HDR与分辨率一样都能显著提升视觉体验，4K+HDR合体被认为是真正意义上的超高清电视。因此，总台技术团队决定通过2017江苏卫视跨年演唱会的契机尝试制作4K HDR，经过方案对比，决定采用4K SDR直播，同时录制S-log3曲线的4K HDR信号的方案，即通过江苏电信IPTV直播4K SDR信号，通过硬盘服务器录制S-log3曲线的4K HDR信号，采用了与PQ/HLG无关的S-Log3作为HDR中间母版（Mezzanine

Master），制作的S-Log3中间母版，再经后期制作转换成PQ或HLG的方式。图4为当时制作方案的示意图。

四 首次制作三维声，配合4K SDR， 同时提升声画级别

2018江苏卫视跨年演唱会，技术团队的音频组首次尝试三维声制作和直播，音频工程师在场馆功能用房搭建带有声学处理的混音间，配有标准的5.1.4三维声监听环境，通过一套混音系统同时完成立体声、5.1环绕声、5.1.4三维声的节目制作，分别供江苏卫视标清频道、江苏卫视高清频道、江苏电信IPTV播出。制作方面，以5.1.4三维声为主监听，通过适当的下缩混方式调制正确的5.1环绕声节目声和立体声节目声。节目现场架设有三维声、立体声、单点式共27个环境话筒通道，用于构建声场。2018江苏卫视跨年演唱继续使用5.1环绕声制作，力争在“耳孕”效果的基础上实现更多的艺术突破。江苏卫视高清频道将收到5.1环绕声编码信号，观众将根据听音条件选择5.1环绕声或者下变换的立体声。而现场同时制作的三维声（5.1.4全景声）信号，则通过编码嵌入到4K SDR和以S-log3曲线的4K HDR信号中，从而在视觉享受提升的情况下增加更饱满的三维立体声音互动，同时提升声画级别。 五 首次制作并传输

4K HDR（HLG）信号

2018年3月15日，转播车对6台Sony BPU4000、2套Sony HDC4300、4台CA4000、RCP软件等进行升级，升级完后BPU4000可输出4K HLG信号，其板卡输出可设置为HLG-live、HLG-BT.2100两种方式。2018年6月26日、27日和7月9日，台里IPTV部门组织了多次4K HDR（HLG）信号编码传输测试工作。在2019江苏卫视跨年演唱会中，依托江苏台4K转播车，搭建一套6+2讯道的4K HDR（HLG）制作系统，有6台Sony HDC4300摄像机，有2路4K

HDR（HLG）信号由高清系统中的高清信号（矩阵可选）通过Sony HDRC-4000转换器上变换而来，另外新奥特石墨字幕包装系统参与到4K制作系统中的图文制作。2019江苏卫视跨年演唱会首次尝试制作4K HDR（HLG），区别于前几届跨年，配备的4K摄像机全部都是Sony HDC4300摄像机。配套的4K 基带处理单元Sony BPU4000输出4K HDR（HLG）信号，经过加嵌器嵌入立体声后输出3路4K HDR（HLG）信号，其中2路通过Sony HDRC-4000将4K HDR（HLG）转换为2路4K SDR。1路4K HDR（HLG）和2路4K SDR信号经杜比三维声编码加嵌，由3台实时编码器压缩编码为TS over IP流，通过数据专线回传总台。传输链路如图5所示。4K SDR视频编码参数为分辨率3840×2160，画面比例16:9，码率CBR25Mbps，8bit，4:2:0，25帧，音频编码参数：音轨1-2立体声，mp2采样48000，码率192kbps，音轨3-12杜比三维声。该信号由总台IPTV集成播控平台直播系统传送到江苏电信，经过Advanced Television Engineering电信的直播分发系统送至用户终端，由4K机顶盒解码播出。4K HDR视频编码参数为分辨率3840×2160，画面比例16:9，码率CBR36Mbps，10bit，4:2:0，50帧，音频编码参数：音轨1-2立体声，mp2采样48000，码率192kbps音轨3-12杜比三维声。该信号通过编码回传至南京，经过分配后其中一路送至IPTV测试平台在台内审片室进行演示，另一路转码为Dolby

Vision，在审片室的另一台电视上做演示。 六 首次4K HLG直播

2020江苏卫视跨年演唱会的4K制作系统依旧以4K HLG为内核进行制作，系统终端经加嵌器后输出4路嵌入立体声的4K HLG信号。第1路4K HLG信号，经三维声加嵌后，输入主4K HDR编码器，作为4K

HDR主路信源。第2路4K HLG信号，输入备4K

HDR编码器，作为4K HDR备路信源。第3路4K

HLG信号，经Sony HDRC4000下变换为4K SDR信号，经三维声加嵌后，输入主4K SDR编码器，作为4K SDR主路信源。第4路4K HLG信号，经Sony

HDRC4000下变换为4K SDR信号，输入备4K SDR编码器，作为4K SDR备路信源。其传输链路如图6所示。江苏卫视2020年跨年演唱会在IPTV 4K专区进行4K HDR/SDR+高清多机位直播。IPTV 4K直播专区首页由1路4K信号+ 3路多机位高清信号 + 1路卫视高清PGM播出信号共5个视频窗口组成多画5面直播页面。用户点击画面，可进入全屏播放。现4K传输链路053SYSTEM TECHNOLOGY中心技术传输系统将完成主备2路4K HLG HDR（主路三维声/备路立体声）信号、主备2路4K SDR（主路三维声/备路立体声）信号、主备6路高清多机位信号（立体声）、1路4K SDR下变换高清信号（立体声）的编码压缩回传工作。编码器将编码压缩后的节目流送入主备两台前端交换机，经两条点对点专线传回总台IPTV集成播控平台。所有码流采用TS封装，UDP组播协议传输，6具体视音频编码参数如下：4K信号传输链路◆HD高清：H.264编码，分辨率1920×1080i，网有SDR和HDR两种4K机顶盒，在用户点击4K画面比例16:9，码率CBR 8Mbps，8bit，25帧，画面时，EPG会根据用户机顶盒型号自动适配4K

BT.709色域；音频MP1-Layer2（立体声），采样率HDR或4K SDR频道播放。48kHz，码率128Kbps。7◆4K SDR：H.265编码，分辨率3840×2160p，画面比例16:9，码率CBR 25Mbps，8bit，25帧，IPTV 4K专区首页

BT.709色域；音频Dolby Digital Plus（杜比三维声），采样率48kHz，码率256Kbps和MP1-Layer2（立体声），采样率48kHz，码率128Kbps。◆4K HDR：H.265编码，分辨率3840×2160p，画面比例16:9，码率CBR 36Mbps，10bit，50帧，BT.2020色域，HLG曲线；音频Dolby Digital Plus（杜84K播出系统图054比三维声），采样率48kHz，码率256Kbps和MP1-Layer2（立体声），采样率48kHz，码率128Kbps。每路节目流均安排延时监看岗位，每个工位配备两台监看工作站，使用支持H.265解码的播放软件，分别监看延时前和延时后信号，使用流矩阵切换面板进行应急切换；一台多画面信源监看工作站，监看所有主备信源信号；两台4K电视和IPTV 4K机顶盒，监看终端直播信号。部署技术管理工作站一台，负责管理流延时器、流切换矩阵、垫片服务器及流接收交换机。播出系统图如图8所示。

七 4K内核，ST2110 IP系统

根据江苏省广播电视总台节目制作和产业发展的需要，2020年底计划建成新一代超高清融合转播制作平台，该制作平台为无压缩IP架构的超高清（4K）电视转播系统，该系统具备丰富的外来信号接入和处理能力以及级联扩展能力，可满足大型综艺、体育节目的4K HDR节目和高清节目的直播及录制要求，可满足三维声、环绕声及立体声节目的直播及录制要求。超高清融合转播制作平台视频系统采用非压缩全IP架构设计方案，以交换机为信号交换核心，配备SDN管理系统、切换台、网关、监看、录像等设备，高清信号能够上变换为4K HDR信号参与节目制作，输出4K HDR信号并可下变换为HD SDR信号进行播出。视频系统按24个讯道设计，配置16套超高清（4K）摄像机，预留8套超高清（4K）讯道的接入能力，配置12路外来信号的接入处理能力。系统配置两条4K/HD主备播出链路。切换台IP输出与交换机互备。切换台IP输出为主，交换机为备份，当切换台IP输出链路故障时，能够及时通过SDN面板完成应急倒换和应急切换。视频系统中的切换台具备基带输出接口，系统再配备一台矩阵，矩阵输出接口带帧同步功能，当主备交换机系统同时宕机时，可通过二选一开关选择矩阵输出链路作为播出链路。系统采用无单一崩溃点的主备链路设计，具备完善的应急预案，即使在个别设备或链路故障的情况下，对直播和录制流程不产生根本的影响。整Advanced Television Engineering个视频系统应急备份链路完整，安全性高。视频系统设计如图9所示。9视频系统框架图 八 结语

从2015江苏卫视跨年演唱会开始，江苏省广播电视总台技术团队依托超高清跨界转播平台踏上了超高清电视节目制作的探索之路，以上简单回顾了台里超高清电视节目制作历程中的几个重要节点。视频工程师紧跟超高清技术，及时升级相关设备使之支持HDR，超高清电视节目制作从SDR升级到了HDR。音频工程师也不断摸索三维声的制作，希望电视观众在享受到极致画面的同时还能享受到更饱满的三维立体声音互动。传输工程师与时俱进，将4K

HDR送到了用户的电视机上，为电视观众送来声画大片，带来视听盛宴。后期老师也在其中摸索出不少超高清节目的剪辑、调色等后期制作经验。江苏广电总台的技术团队紧跟技术发展和进步，不断调整制作方案，一步一个脚印地探索和解密4K电视节目制作的奥秘，在过去的五年多时间里为观众送去了不少质量上乘的超高清片源，也积累了大量的超高清电视节目制作经验。2020年底总台将建设好一辆无压缩IP架构的超高清电视转播系统，该系统以4K HDR信号为内核，通过下转换到HD进行录制或直播。新系统不仅能够及时响应台里的产业发展和业务生产的需求，而且还能为中国的超高清电视节目制作事业继续添砖加瓦。055

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