基于省级电视台高标清多频道硬盘播出系统技术性、安全性的标准和要求建议书

基于省级电视台高标清多频道硬盘播出系统技术性、安全性的标准和要求建议书内容摘要：

插值 /抽点运算 上变换是由低分辨率向高分辨率转换的运算过程，需要在水平方向和垂直方向都通过插值运算补点。 插值运算的值只能作为帧内预测值，在实际图像显示时，会出现较明显的水平和垂直方向的边缘锯齿。 为了减缓锯齿现象，可以通过全画面的反锯齿均衡滤波，将插值得到的点和周围的点进行均衡，控制插值点的值较平稳的融入周围的点内。 全画面的均衡滤波可以减缓锯齿现象，但是，均衡的处理会修改原来非插值点的值，造成画面的模糊化，会在一定程度上影响到画面的清晰度。 下变换是由高分辨率 向低分辨率转换的运算过程，需要在水平和垂直方向通过，抽点采样抽取高分辨率画面的采样点组成低分辨率画面。 抽点采样一般采取规则的抽样方式，可能在一些较规则的画面上出现明显的边缘锯齿，其他画面的锯齿现象较少。 下变换在抽点运算后，也可以进行均衡滤波，得到最终的低分辨率图像。 《基于省级电视台高标清多频道硬盘播出系统技术性、安全性的标准和要求》建议书 13 上下变换算法也可以采取帧间运算的算法。 通过运动补偿进行插值样点或抽点方式的预测估计。 帧内预测结合帧间运动补偿的运算方式，可以使上下变换的图像还原性更好，清晰度更高。 但 此 算法对于硬件运算能力的要求也较高。 上变换的画面模糊化处理与下变换的丢点处理 会使画面质量降低，并且是不可逆的过程。 因此上下变换的次数越多，画面质量的损失越大。 在播出系统设计时，应该尽可能的减少信号上下变换次数。 经过主观测试，信号的一次上变换和一次下变换带来的画面质量降低已经较明显。 两次及两次以上的上下变换的画面质量降低会十分严重，不能达到电视广播的主观要求。 在电视信号的采集到播出和传送流程中，应该尽量将上下变换环节简化，控制到一次上变换和一次下变化以内。 如果不可避免多次变换，建议使用上下变换图像还原性较好的设备。 《基于省级电视台高标清多频道硬盘播出系统技术性、安全性的标准和要求》建议书 14 上下变换的幅形变换算法 高清信号的画面比例为 1920:1080=16:9，标清信号的画面比例虽然为 4:3，但是实际比例为 720:576=4:。 画面比例不一致的上下变换时，无法维持原图像的画面比例。 对于不同的画面比例，可以采取下面的处理方式： 拉伸模式。 在标清信号进行插值运算时，强制按照高清信号的画面比例进行插值。 画面主观呈现物体变“宽”的感觉。 在插值运算计算边缘时，按照运算公式，可能会出现插值点不足的情况。 在处理时，建议按照画面少量超出比例范围来计算，插值运算完成后，再对边缘进行截取。 或者对边缘采取独立的插值算法， 避免因为插值不足造成的边缘黑线。 图 31 拉伸方式上变换 《基于省级电视台高标清多频道硬盘播出系统技术性、安全性的标准和要求》建议书 15 上下切边模式。 按照标清信号的横向大小进行插值，维持原图像的比例 4:。 横向大小 1920 对应的纵向大小为 1920。 最后将超出高清信号 16:9 纵向范围的图像切除，即15361080=456，分别截取纵向图像上下各 1920 228 的数据。 对于具有上下遮幅的标清图像，在进行上下切边模式的插值和均衡处理时，可能会对原图像的遮幅边缘部分图像产生模糊。 为了避免这种现象，建议上下切边算法先进行按 16:9 的比例截除上下遮幅，截取720 405 的图像，再进行插值和均衡得到 1920 1080 的图像。 图 32 上下切边方式上变换 《基于省级电视台高标清多频道硬盘播出系统技术性、安全性的标准和要求》建议书 16 左右遮幅模式。 按照高清信号的纵向大小进行插值，维持原图像的画面比例。 纵向大小 1080 对应的横向大小为 10804/=1350。 横向范围相差的大小为 19201350=570。 在有效图像两边各增加 285 1080 的黑色遮幅。 添加的黑色遮幅的亮度色差采样值应该按照标准 75%YCbCr 彩条的黑色值 Y=16 Cb=128 Cr=128。 图 33 左右遮幅方式上变换 压缩模式。 在对高清信号进行抽点运算时，强制按照标清信号的画面比例进行抽点运算。 画面主观呈现物体变“长”的感觉。 在抽点运算处理边缘时，按照运算公式，可能会出现抽点采样不足的情况。 在处理时，建议按照画面少量超出比例范围来计算，抽点运算完成后，再对边缘进行截取。 或者对边缘采取独立的抽点算法，避免因为抽点采样不足造成的边缘黑线。 图 34 压缩方式下变换 《基于省级电视台高标清多频道硬盘播出系统技术性、安全性的标准和要求》建议书 17 左右切边模式。 按照标清信号的纵向大小进行抽点，维持原图像的比例 4:。 纵向大小 576 对应的横向大小为 576 16/9=1024。 最后将超出标清信号 4: 横向范围 的图像切除，即 1024720=304，分别截取横向图像左右各 152 576 的数据。 对于具有左右遮幅的高清图像，在进行左右切边模式的抽点均衡处理时，可能会对原图像的遮幅边缘部分图像产生模糊。 为了避免这种现象，建议左右切边算法先进行按 4:，截取 1350 1080的图像，再进行抽点和均衡得到 720 576 的图像。 图 35 左右切边方式下变换 《基于省级电视台高标清多频道硬盘播出系统技术性、安全性的标准和要求》建议书 18 上下遮幅模式。 按照标清信号的横向大小进行抽点，维持原图像的画面比例。 横向大小 720 对应的纵向大小为 720 9/16=405。 纵向范围相差的大小 为 576405=171。 在有效图像上下各增加 720 8720 86 的黑色遮幅。 添加的黑色遮幅的亮度色差采样值应该按照标准 75%YCbCr 彩条的黑色值 Y=16 Cb=128 Cr=128。 图 36 上下加边 方式下变换 上下变换的幅形变换要求 幅形变换讨论是由于高清标清电视信号的比例不一致带来的，可以通过切除，加边，拉伸 /压缩等几种方案上达到画面比例统一。 拉伸 /压缩的方式会破坏原有的画面比例，造成画面变形，建议不要使用。 切除的方式可能会切除掉有效的画面内容。 加边的方式能够保持原有的画面比例和画 面内容，但是会压缩图像，降低图像的分辨率，加入的黑边对于整个的图像空间的利用性较低。 综合考虑高标清同播的需求和现有的节目类型。 使用加边结合切除的方式是目前较好的高标清幅形变换方法。 《基于省级电视台高标清多频道硬盘播出系统技术性、安全性的标准和要求》建议书 19 录播节目播出的上下变换方案 从安全性和画面完整性角度考虑出发，在高清信号向标清信号下变换时，采用上下遮幅的方式，可以保证画面完整和图像比例正常。 在标清信号上变换时，采用左右遮幅的方式，可以保证画面的完整性，图像比例正常。 但是，上下遮幅的方式会对画面进行比例缩小，降低了画面清晰度。 根据 广电总局关于电视台高标清同播节目制作、播出技术要求的若干意见。 建议根据录播节目的不同类型，按照以下格式进行制作和下变换。 新闻类节目 演播室信号采用 16:9 构图，兼顾 4:3 保护框。 外采信号，如果有高清采集设备，采用 16:9 构图，兼顾 4:3 保护框。 如果外采素材为标清，则采用左右遮幅上变换到高清信号。 在播控上载时，高清系统直接上载播出。 标清系统使用左右切边的方式播出。 重大事件的录制播出 采用 16:9 构图。 在播控上载时，高清系统直接上载播出。 标清系统使用上下加黑边的方式播出。 专题类栏目 采用 16:9 构图，兼 顾 4:3 保护框。 在播控上载时，高清系统直接上载播出。 标清系统使用左右切边的方式播出。 《基于省级电视台高标清多频道硬盘播出系统技术性、安全性的标准和要求》建议书 20 综艺、电视剧类节目 采用 16:9 构图。 在播控上载时，高清系统直接上载播出。 标清系统使用上下加黑边的方式播出。 广告类节目 采用 16:9 构图。 在播控上载时，高清系统直接上载播出。 标清系统使用上下加黑边的方式播出。 体育类节目 采用 16:9 构图，兼顾 4:3 保护框。 在播控上载时，高清系统直接上载播出。 标清系统使用左右切边的方式播出。 上 变换方案 由于目前许多台高清资源比较少，高清频道的同步播出需要一些标清 素材上变换播出。 根据各台的实际情况，建议按照下面方式进行上变换。 4:3 构图拍摄的标清信号 上载时标清系统直接上载播出，高清系统使用左右加黑边的方式播出。 上下加黑边遮幅的构图方式 上载时标清系统直接上载播出，高清系统使用上下切边的方式播出。 上下加黑边遮幅并且黑边有图文字幕信息的构图方式 上载时标清系统直接上载播出，高清系统使用左右加黑边的方式播出。 《基于省级电视台高标清多频道硬盘播出系统技术性、安全性的标准和要求》建议书 21 上下变换的流程控制 对于磁带录制的节目，在制作阶段的内容审核时，要根据素材的内容，选择正确的上下变换方式，标注在磁带卡片上。 在播出 系统上载时，根据磁带标注的上下变换方式，上载素材。 对于通过网络迁移的节目，在制作阶段的内容审核时，要根据素材内容，选择正确的上下变换方式，将素材的上下变换方式记录到 mxf 文件或者数据库中。 在播出系统进行迁移转码时，根据 mxf文件或者数据库的上下变换方式，对素材进行迁移转码。 外来信号播出的上下变换方案 、重要直播信号播出的上下变换方案 高清演播室制作的节目需要下变换到标清频道播出时，为了保证节目的完整性，建议采用左右截边的方式。 将需要表现的主体部分以 4:3 构图的方式放到 4:3 的安全区内。 从节目采集环节控制 4:3的安全区域构图，兼顾 16:9 的画面构图，对于摄像的要求很高。 在直播节目中，如果出现 4:3 构图的需要和 16:9 构图的画面会出现问题的矛盾时，摄像很难把握。 如果 16:9 的构图画面出现严重问题，后果难以控制。 综合考虑这些情况，在对外来信号进行直播时，建议将两边切边后的标清信号再通过左右遮幅上变换作为高清直播的《基于省级电视台高标清多频道硬盘播出系统技术性、安全性的标准和要求》建议书 22 备路信号。 对于高清系统和标清系统没有信号通路的系统，建议在播出末级将标清信号做左右遮幅上变换备份播出。 随着高清电视的发展，摄像人员对于 16:9 构图会越来越适应，电视制 作由过去的标清为主会慢慢过渡到高清为主，演播室节目制作时会产生的 4:3 构图和 16:9 安全性问题的矛盾会越来越少，但是在高标清过渡阶段，这是一个十分重要的安全环节。 高清其他直播信号节目需要下变换到标清频道播出时。 在直播信号对接时，根据直播节目类型，按照广电总局的规定与直播现场人员协商下变换方式，同时依然将高清信号做上下遮幅的下变换作为标清直播信号的备路信号。 如果直播现场没有特殊要求，则按照上下遮幅的下变换方式在标清系统播出。 上下变换方案 标清直播信号节目需要上变换到高清频道播出时。 在直播信号对接时，根据直播节目类型，按照广电总局的规定与直播现场人员协商上变换方式，同时依然将高清信号做左右遮幅的上变换作为标清直播信号的备路信号。 如果直播现场没有特殊要求，则按照左右遮幅的上变换方式在高清系统播出。 《基于省级电视台高标清多频道硬盘播出系统技术性、安全性的标准和要求》建议书 23 重要转播播出，如果转播源具有高清和标清两路信号时。 高清系统使用高清的调度信号，标清系统使用标清的调度信号。 在播出末级将高清和标清输出信号上下变换后互为主备。 如果转播源只有高清信号，若转播方具有 特殊的转播下变化要求，则按照广电总局的规定和转播方的要求，协商下变换方式，同时依然将高清信号做上下遮幅的下变换作为标清转播信号的备路信号。 如果转播方没有特殊要求，则按照上下遮幅的下变换方式播出。 如果转播源只有标清信号，标清系统直接使用标清信号播出，高清系统使用左右遮幅的上变换方式播出。 上下变换的设备选型 在建设高标清多频道硬盘播出系统时，根据各台建设方案的不同，上下变换设备的类型和上下变换设备在系统中的位置也不相同。 《基于省级电视台高标清多频道硬盘播出系统技术性、安全性的标准和要求》建议书 24 （ 1）使用具有上下变换模块的高清视频服务器进行上下变换。 高清频道需要播出标清素 材时，将标清素材迁移到高清服务器盘塔，高清视频服务器在播出时对标清素材文件进行解码，上变换播出。 标清频道需要播出高清素材时，将标清素材迁移到高清服务器盘塔，高清视频服务器在播出时对高清素材文件进行解码，下变换播出。 使用高清视频服务器进行上下变换播出，从系统实施上考虑，比较简单。 从画 面质量考虑，视频服务器的主要工作是编解码于画面上下变换的处理 相较独立的上下变化设备较差。 从安全方面考虑，视频服务器在播出时解码和上下变换同时进行，对于视频服务器的运算能力要求很高。 综合考虑，带有上下变换模块的高清视频服务器的上下变 换更加适合作为系统中的紧急和备份播出通道。 在系统设计时，建议将上下变换、视频编解码等运算风险大的环节独立分开。 图 37 使用高清视频服务器进行上下变换 《基于省级电视台高标清多频道硬盘播出系统技术性、安全性的标准和要求》建议书 25 （ 2）使用具有上下变换功能的高清录像机在上载环节进行上下变换。 大部分高清录像机向下兼容标清信号输出和标清格式磁带输入。 高清频道需要播出标清素材时，使用标清素材的磁带在高清录像机进行上载，输出高清信号，编码到高清系统播。