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【摘要】广州市广播电视台根据实际业务出发，打造4K超高清制作平台，通过共享分布式存储，将高清制作网、高清新闻网、高清媒资网和此次建立的4K超高清制作平台融为一体，为打造全台一张网奠定坚实基础。
【关键词】4K/8K超高清;多种节目制作工具
中图分类号：TN929 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.12..034
随着4K/8K超高清时代到来，面向更高格式、更新应用场景的视频业务新形态涌现，电视台加快4K/8K超高清节目采集制作、集成播出、互动分发、数据存储、智能管理等系统建设。随着技术发展，制约4K电视应用和产业发展的瓶颈问题得到解决，各方会加快推进4K标准制定，增强4K节目源供给，加快提升网络传输覆盖能力，推动超高清产业应用发展、知识产权和版权保护。
广州广播电视台4K超高清频道《南国都市频道》已于2020年6月正式开播，为适配4K制作业务需要，继续深入推进4K节目制作支撑，采购一批4K超高清工作站、分布式存储、智能管理系统，根据台内实际需求，与第三方公司一起研发搭建4K超高清节目制作网，完善用户管理、流程化制作和内容网络化审核送播等内容;4K超高清节目制作网将根据台节目制作人员的使用习惯，结合最新的各种人工智能技术，优化系统功能，提高4K超高清节目制作效率，提升用户体验，产品创新自主可控。
1. 4K超高清工作站点
超高清工作站需要支持市场主流前期拍摄设备的记录格式，包括索尼、松下、RED、佳能、BMD、ARRI等;支持压缩、无压缩格式，包括Sony-RAW XAVC、Panasonic-RAW、AVC-Ultra、Arri-RAW、ProRes、R3D-RAW等格式。
4K制作一般会采用LOG模式拍摄来保障更大的灰阶信息，后期调整时有更大的余量。超高清工作站需要支持多种曲线，包括S-log、REDlog、logC等格式来满足HDR制作。
采用曲线拍摄对后期设备提出了很高的要求，不仅数据量巨大，而且编辑流程复杂，包含剪辑、字幕、特技、调色、包装、降噪等工序。同时设备实时支持的层数非常重要，特别是支持实时调色、降噪等，其中降噪需要支持第三方插件和独立调色软件降噪两种形式，本项目所配置超高清工作站需要满足这些需求。
设备选型需考虑实时层数、HDR制作、多帧率、多格式混编、HDR监看、本地存储阵列应急、调色兼容性、多软件协同工作等，采用HD显示器+4KHDR监视器显示方案，保障4K编辑工作站编辑素材监看的还原度，并且保证后期4K素材调色的真实度。
编辑设备选择需考虑：处理器、内存、显存、桌面存储、支持以4K或更高分辨率实时混合编辑;支持各种摄像机LUTS（LOOK UP TABLES）颜色快速转换等;因此，软件的通用性、兼容性和稳定性非常重要。
4K编辑工作站的硬件处理和软件必须支持4K超高清HDR工作流程，必须支持3840×2160 50P帧率、10bit色深、BT.2020色域以及HLG混合伽玛曲线和PQ曲线等多格式制作;投标人具有自主软件研发能力，能配合采购人根据实际应用流程对4K非编软件进行优化改进，满足台智能资源管理器的功能对接需求;工具集能够通过台智能管理系统组成制作网。非编工作站和已有4K非编工作站（含MAC系统）组成4K后期非编制作网系统。
2. 多工具集加自主研发的智能管理平台及送播流程
通过智能管理系统的建设，完成4K超高清节目制作网统一素材资源库管理、统一的用户管理和认证以及分组权限及流程化制作审核等。
管理器需要兼容所有通用型编辑制作工具;編辑工具集与资源管理器松耦合关系，包括接入规范，不限定特定一家的业务软件，国内外主流软件提供商的软件均可在管理器上部署及运行，工具可以访问管理器的媒体内容，工具集和应用服务需要符合一线生产人员操作习惯，需要优化用户体验等。
节目制作人员通过自主研发的资源管理器，在各种软件（多工具集）上完成节目制作，制作完成后直接在制作软件上完成节目的合成、转码、审核，再通过自主开发的软件完成审核记录和送播，流程图如图1。
2.1 智能管理平台功能
2.1.1 用户统一认证
与分布式存储的用户认证进行对接，实现与存储平台一键登录，进行统一的用户管理，认证以及分组权限等功能。
2.1.2 多工具统一资源库
各制作软件使用统一的素材资源库，在素材资源库里用户可以根据各自的用户权限查看素材内容，并在不同的制作软件中直接调用素材。
2.2 流程化制作审核送播
素材资源库支持审片功能，审片方式可以支持BS、CS，审核完成可推送播出，审核记录留痕，用户可通过BS页面查看节目所处的流程节点。
素材集中上载。拍摄的素材集中在指定工作站上载，上载时根据用户所属的栏目，自动传输到指定的存储空间，支持Windows和MAC操作系统
统一打包中心。超高清制作网络建立统一打包中心，支持分布式合成打包方式，提高打包效率;支持超高清多编辑工具集的统一打包功能，包括Premiere、EDUIS、大洋、索贝等;打包工作通过统一的打包管理中心进行智能分配，有打包中心对于提交的工程文件进行智能判断，简单功能的打包文件通过AAF通用交互文件进行后台合成，复杂打包工作由打包中心调度后台专业打包工作站进行合成，最终成品文件将保存到资源库相应的目录结构下。 后台转码。利用编辑工作站后台服务，在不影响节目编辑的前提下，实现批量文件后台转码。
技术审核。对送审的节目进行黑场检测、彩条、夹帧检测、静音检测、爆音检测，双声道音频反向，当检测到相应的信息，在审核界面中反馈给节目审核人员。
工作流程配置。系统管理员可以根据实际的节目制作流程，对制作和审核实际场景中的各环节进行配置。
计费统计系统。包括工作站点的预约，记录所有用户的登入登出时间，实现对用机数量与用计时间的统计，并可自定义计费策略。
预约管理系统。可以监控工作站的使用情况，预约工作站的使用时间段，对用户的操作信息进行记录。
智能节目拆条。针对新闻节目，根据节目画面的切换，把主持人画面定义为模板，同时根据音频信息的变化，把整版节目进行拆条。
智能语音识别。利用第三方的语音库，与非编软件SDK对接，后台推送到语音智能识别服务器进行识别，生成SRT的字幕文件后，直接导入非编时间线。
智能人脸识别。人脸识别可以将视频中的每一个人提取出来，把视频、图片中的人脸识别出是谁（和人物库模板比对），按照出现的时间段集中展现并识别出的人脸，通过人脸识别引擎，在视频库中找到该人脸的视频文件和具体的位置，并对该人脸进行关键人物或敏感人物的标注。
3. 以分布式存储为基础打造的网络架构
经过近年来分布式存储技术的发展，由于其价格不会太昂贵，带宽没有瓶颈，而且更具安全性，因此，可以通过全台建立统一的在线存储区，原各制作系统只是此统一存储区上的一个业务模块，来实现全台资源共享，全台一张网。
原高清新闻制作网，高清综合制作网，高清媒資网可接入统一存储中继续使用，通过在存储上建立相应新模块来取代旧系统。
新建的4K媒资模块和4K收录模块兼容高清/超高清的收录设备，不仅满足4K频道的收录，而且可以逐步接入现有高清收录服务器，随着以后业务的变化及现有系统的老化，可以将现有高清业务逐步、无缝地迁移到4K制作媒资中。
原高清离线带库继续使用，容量不再增加，装满后把素材归档到新的4K离线带库中。
4. 4K超高清制作系统建立总结
此系统的设计是根据第一性原则，打破旧有系统构建传统思路，回归为节目制作服务、满足审核、送播等基本需求，更直接更平面化地考虑，推导出4K节目管理和后期制作网架构，多工具集加统一资源管理平台的融合架构;系统由三部分组成：工作站点（提供制作功能）、智能管理系统（提供管理功能）、分布式存储（提供基础存储功能）。目标建设全台一张网，不但可以满足未来4K节目的制作，也可兼容现超高清节目制作的需要，同时面向市场需要;系统要具备良好的扩展性，可以通过增加存储节点和交换设备来提高系统的整体规模，满足未来制作增长需求;同时具备流程管理、多制作软件管理能力，可进行节目多工具集协同制作、成品打包、素材转码、流程送播等，提高节目生产效率。
参考文献：
[1]4K超高清电视技术应用实施指南（2018年版）
[2]关于严格落实4K超高清节目制作与传播标准的通知
[3]《AVS24K超高清编码器技术要求和测量方法》等两项广播电视行业标准的通知
【关键词】4K/8K超高清;多种节目制作工具
中图分类号：TN929 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.12..034
随着4K/8K超高清时代到来，面向更高格式、更新应用场景的视频业务新形态涌现，电视台加快4K/8K超高清节目采集制作、集成播出、互动分发、数据存储、智能管理等系统建设。随着技术发展，制约4K电视应用和产业发展的瓶颈问题得到解决，各方会加快推进4K标准制定，增强4K节目源供给，加快提升网络传输覆盖能力，推动超高清产业应用发展、知识产权和版权保护。
广州广播电视台4K超高清频道《南国都市频道》已于2020年6月正式开播，为适配4K制作业务需要，继续深入推进4K节目制作支撑，采购一批4K超高清工作站、分布式存储、智能管理系统，根据台内实际需求，与第三方公司一起研发搭建4K超高清节目制作网，完善用户管理、流程化制作和内容网络化审核送播等内容;4K超高清节目制作网将根据台节目制作人员的使用习惯，结合最新的各种人工智能技术，优化系统功能，提高4K超高清节目制作效率，提升用户体验，产品创新自主可控。
1. 4K超高清工作站点
超高清工作站需要支持市场主流前期拍摄设备的记录格式，包括索尼、松下、RED、佳能、BMD、ARRI等;支持压缩、无压缩格式，包括Sony-RAW XAVC、Panasonic-RAW、AVC-Ultra、Arri-RAW、ProRes、R3D-RAW等格式。
4K制作一般会采用LOG模式拍摄来保障更大的灰阶信息，后期调整时有更大的余量。超高清工作站需要支持多种曲线，包括S-log、REDlog、logC等格式来满足HDR制作。
采用曲线拍摄对后期设备提出了很高的要求，不仅数据量巨大，而且编辑流程复杂，包含剪辑、字幕、特技、调色、包装、降噪等工序。同时设备实时支持的层数非常重要，特别是支持实时调色、降噪等，其中降噪需要支持第三方插件和独立调色软件降噪两种形式，本项目所配置超高清工作站需要满足这些需求。
设备选型需考虑实时层数、HDR制作、多帧率、多格式混编、HDR监看、本地存储阵列应急、调色兼容性、多软件协同工作等，采用HD显示器+4KHDR监视器显示方案，保障4K编辑工作站编辑素材监看的还原度，并且保证后期4K素材调色的真实度。
编辑设备选择需考虑：处理器、内存、显存、桌面存储、支持以4K或更高分辨率实时混合编辑;支持各种摄像机LUTS（LOOK UP TABLES）颜色快速转换等;因此，软件的通用性、兼容性和稳定性非常重要。
4K编辑工作站的硬件处理和软件必须支持4K超高清HDR工作流程，必须支持3840×2160 50P帧率、10bit色深、BT.2020色域以及HLG混合伽玛曲线和PQ曲线等多格式制作;投标人具有自主软件研发能力，能配合采购人根据实际应用流程对4K非编软件进行优化改进，满足台智能资源管理器的功能对接需求;工具集能够通过台智能管理系统组成制作网。非编工作站和已有4K非编工作站（含MAC系统）组成4K后期非编制作网系统。
2. 多工具集加自主研发的智能管理平台及送播流程
通过智能管理系统的建设，完成4K超高清节目制作网统一素材资源库管理、统一的用户管理和认证以及分组权限及流程化制作审核等。
管理器需要兼容所有通用型编辑制作工具;編辑工具集与资源管理器松耦合关系，包括接入规范，不限定特定一家的业务软件，国内外主流软件提供商的软件均可在管理器上部署及运行，工具可以访问管理器的媒体内容，工具集和应用服务需要符合一线生产人员操作习惯，需要优化用户体验等。
节目制作人员通过自主研发的资源管理器，在各种软件（多工具集）上完成节目制作，制作完成后直接在制作软件上完成节目的合成、转码、审核，再通过自主开发的软件完成审核记录和送播，流程图如图1。
2.1 智能管理平台功能
2.1.1 用户统一认证
与分布式存储的用户认证进行对接，实现与存储平台一键登录，进行统一的用户管理，认证以及分组权限等功能。
2.1.2 多工具统一资源库
各制作软件使用统一的素材资源库，在素材资源库里用户可以根据各自的用户权限查看素材内容，并在不同的制作软件中直接调用素材。
2.2 流程化制作审核送播
素材资源库支持审片功能，审片方式可以支持BS、CS，审核完成可推送播出，审核记录留痕，用户可通过BS页面查看节目所处的流程节点。
素材集中上载。拍摄的素材集中在指定工作站上载，上载时根据用户所属的栏目，自动传输到指定的存储空间，支持Windows和MAC操作系统
统一打包中心。超高清制作网络建立统一打包中心，支持分布式合成打包方式，提高打包效率;支持超高清多编辑工具集的统一打包功能，包括Premiere、EDUIS、大洋、索贝等;打包工作通过统一的打包管理中心进行智能分配，有打包中心对于提交的工程文件进行智能判断，简单功能的打包文件通过AAF通用交互文件进行后台合成，复杂打包工作由打包中心调度后台专业打包工作站进行合成，最终成品文件将保存到资源库相应的目录结构下。 后台转码。利用编辑工作站后台服务，在不影响节目编辑的前提下，实现批量文件后台转码。
技术审核。对送审的节目进行黑场检测、彩条、夹帧检测、静音检测、爆音检测，双声道音频反向，当检测到相应的信息，在审核界面中反馈给节目审核人员。
工作流程配置。系统管理员可以根据实际的节目制作流程，对制作和审核实际场景中的各环节进行配置。
计费统计系统。包括工作站点的预约，记录所有用户的登入登出时间，实现对用机数量与用计时间的统计，并可自定义计费策略。
预约管理系统。可以监控工作站的使用情况，预约工作站的使用时间段，对用户的操作信息进行记录。
智能节目拆条。针对新闻节目，根据节目画面的切换，把主持人画面定义为模板，同时根据音频信息的变化，把整版节目进行拆条。
智能语音识别。利用第三方的语音库，与非编软件SDK对接，后台推送到语音智能识别服务器进行识别，生成SRT的字幕文件后，直接导入非编时间线。
智能人脸识别。人脸识别可以将视频中的每一个人提取出来，把视频、图片中的人脸识别出是谁（和人物库模板比对），按照出现的时间段集中展现并识别出的人脸，通过人脸识别引擎，在视频库中找到该人脸的视频文件和具体的位置，并对该人脸进行关键人物或敏感人物的标注。
3. 以分布式存储为基础打造的网络架构
经过近年来分布式存储技术的发展，由于其价格不会太昂贵，带宽没有瓶颈，而且更具安全性，因此，可以通过全台建立统一的在线存储区，原各制作系统只是此统一存储区上的一个业务模块，来实现全台资源共享，全台一张网。
原高清新闻制作网，高清综合制作网，高清媒資网可接入统一存储中继续使用，通过在存储上建立相应新模块来取代旧系统。
新建的4K媒资模块和4K收录模块兼容高清/超高清的收录设备，不仅满足4K频道的收录，而且可以逐步接入现有高清收录服务器，随着以后业务的变化及现有系统的老化，可以将现有高清业务逐步、无缝地迁移到4K制作媒资中。
原高清离线带库继续使用，容量不再增加，装满后把素材归档到新的4K离线带库中。
4. 4K超高清制作系统建立总结
此系统的设计是根据第一性原则，打破旧有系统构建传统思路，回归为节目制作服务、满足审核、送播等基本需求，更直接更平面化地考虑，推导出4K节目管理和后期制作网架构，多工具集加统一资源管理平台的融合架构;系统由三部分组成：工作站点（提供制作功能）、智能管理系统（提供管理功能）、分布式存储（提供基础存储功能）。目标建设全台一张网，不但可以满足未来4K节目的制作，也可兼容现超高清节目制作的需要，同时面向市场需要;系统要具备良好的扩展性，可以通过增加存储节点和交换设备来提高系统的整体规模，满足未来制作增长需求;同时具备流程管理、多制作软件管理能力，可进行节目多工具集协同制作、成品打包、素材转码、流程送播等，提高节目生产效率。
参考文献：
[1]4K超高清电视技术应用实施指南（2018年版）
[2]关于严格落实4K超高清节目制作与传播标准的通知
[3]《AVS24K超高清编码器技术要求和测量方法》等两项广播电视行业标准的通知