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【关键词】 高清 同播 AFD
一．源起
为发展先进文化满足人民群众精神文化需求，促进民族电子工业发展和“保增长、保民生、保稳定”的客观需求，2009年8月6日，广电总局下发了《关于促进高清电视发展的通知》。《通知》中明确要求：“发展高清电视，主要采取现有频道高、标清同播过渡的方式，积极稳妥推进。高、标清同播，是指同一频道内容，同时采取高清和标清方式播出”。9月28日全国包括上海东方卫视在内的9套节目正式进行高标清同播阶段，我国的高清电视终于进入了发展的快车道。
随着国内高清电视节目的逐步增多，相对应的播出高清化也越来越迫切。2011年SMG提出对原有的电视剧、体育、纪实、娱乐等频道的进行高清化改造，以满足SMG高标清频道播出要求。
二．高标清同播系统的构建
目前国内外的很多高标清同播系统，主要有以下两种方案：
方案一：双播出系统
该方案就是建设高清与标清两套播出系统，采取两套系统同步播出的方式。
这样做的好处是：无论高清节目或标清节目，在高标清同播过程中只存在一次下或上变换过程，对于节目的图像质量损失较小。缺点是，两套独立播出系统，设备、资金和人员的投入都比较大。经调研，首期高标清同播的9个台大多数都采用了这一方案。上海东方卫视高清频道的高标清同播系统也采用这一方案。
方案二：高清播出后下变换
采用同一套高清播出系统，将高清播出信号通过下变换器后作为标清播出信号。这样做的好处是：播出系统设备采用高清单一格式，只有一套播出系统，比较简洁，资金和人员投入都比较小。缺点是，对于标清频道，标清节目的播出存在着先上变换再下变换的这一过程，对于标清节目的图像质量有损失。
该方案比较适合高标清同播的后期阶段，即频道节目内容以高清节目为主的时期。此时可以采用基于标清迁就高清的策略。经调研目前只有湖南台采用了这一模式，其标清频道采用高清频道下变换信号（下变换采用左右裁边模式）。该方案又可细分为以下几个方案
方案A：利用包装系统实现下变换
该方案的优点是：设备投入小，系统简洁。但是缺点是图文包装机不支持AFD，不支持外部控制，只能采用单一预设模式。且图文包装系统为串接方式联入系统，标清输出无BYPASS，较不安全，国内无成熟产品和案例，国外产品需要针对国内需求再做定向开发。
方案B：多台下变换器
该方案采用了多台下变换器，每台下变换器对应一种下变换模式，通过播控软件对高清播出矩阵和标清切换矩阵的同时控制，达到高标清同播的目的。
据悉北京台采用了这种方案，但是该方案的设备投入多，播控软件对同时控制2个矩阵的时间精度要求较高的缺点。
方案C：一台下变换器，全程AFD控制上下变换信息
这个方案基于SMPTE-2016等标准，通过MXF文件嵌入AFD信息，使视频服务器、下变换器等设备实现幅型变换自动适应。
在该方案中，如何利用AFD信息来实现播出节目的自动幅型变换是一个关键点，我们推荐采用以下方式实现。
MXF（文件中含AFD）—>HD－SDI（AFD）
该方案的执行流程如下：
总编室在串联单生成时，将AFD信息编写入串联单中。
若播出节目为文件的，由节目制作部门将AFD信息嵌入播出MXF文件；
若播出节目为磁带的，在播出部上载时，由上载软件按照串联单将AFD信息嵌入对应的MXF文件；
在播出时，由高清视频服务器负责识别嵌入到MXF文件metadata中的AFD信息，同时对标清节目按照AFD要求执行上变换，并在播出时，将其实时嵌入到HD-SDI输出信号的VANC辅助数据中；
下变换器按照HD-SDI信号中VANC辅助数据的AFD信息执行下变换。
本方案最大优势是在播出控制过程中无需干预上下变换模式，全自动运行，最终实现的各变换图示如下：
该方案的优点是：设备投入小，系统简洁。但是只能实现SMPTE-2016标准规定的变换模式，没有拉伸、挤压、14：9等特殊模式。
最终，SMG确定采用该方案作为电视剧等4个频道的播出方案。对方案中运用的下变换器的要求如下：
1.当播控软件通过GPI发出下变换器设置为AFD状态指令后，当播出信号本身自带AFD信息时，下变换器按照AFD信息进行变换，若播出信号本身未带AFD信息时，下变换器按照默认设置进行变换；
2.当播控软件通过GPI发出强制变换指令后，下变换器应无视播出信号是否携带AFD信息，按照播控软件要求执行下变换；
3.下变换器GPI-1设为“AFD模式”、GPI-2为“强制左右切边模式”、GPI-3为“强制上下加边模式”，
三．上下变换模式
在高标清同播时，一个非常重要的问题就是采用何种上下变换模式，目前各种设备常见的下变换模式有：letter Box、anamorphic、center cut、14：9；上变换模式有：pillar Box、anamorphic、middle cut、14：9。这些变换模式通过对画面的裁剪、加边、缩放等处理，一般会造成原始画面的缺失或几何变形。
要考虑最大限度消除幅型变换对构图的影响。要尽量减少变换次数，多采用原始文件进行处理。
从目前来看，各台下变换基本都用center cut（左右切边）模式，而上变换基本都采用pillar Box（左右加黑柱）模式。但是目前大多数电视剧、电影类节目都是基于16：9的宽屏模式，因此下变换采用center cut（左右切边）模式时会造成画面的缺失，而上变换采用时pillar Box（左右加黑柱）模式会形成画面周围环绕一圈黑边的现象，严重影响最终观众的收视体验。
在高标清同播中，一般主要有以下几种应用模式：
1.高清制作时以4：3构图为主兼顾16：9，下变换标清播出时采用两侧切边，目前这是大多数台的主用下变换模式
2.标清制作以4∶3构图，上变换高清播出时采用两侧加边，目前这是大多数台的主用上变换模式
3.标清制作以16∶9，上变换时上下切边，电视剧类常用
4.高清制作以16∶9构图，上下加边，下变换标清播出；
5.高清制作以16∶9构图，上下加边，下变换为标清，再上变换高清播出。
6.此外，针对很多标清电视剧类影视节目，采用遮幅式宽屏构图制作，上变换高清播出时考虑采用14：9模式，消除画面周围环绕一圈黑边的现象，但是在该模式下，还存在着字幕在画面下方的黑条
四．结束语
高清是电视发展的重要趋势，高清电视是数字电视的最大亮点。我国发展高清电视的条件和时机已经成熟。按照总局将按照“鼓励发展、统筹兼顾”的原则，各个标清频道从制作、节目播出等方面，加快推进高清电视发展的整体推进十分必要。
经过几年的发展，基于SMTPE 2016等标准，实现文件和SDI信号的AFD信息嵌入技术已成熟，必将成为未来高标清同播的主要发展方向。B&P
一．源起
为发展先进文化满足人民群众精神文化需求，促进民族电子工业发展和“保增长、保民生、保稳定”的客观需求，2009年8月6日，广电总局下发了《关于促进高清电视发展的通知》。《通知》中明确要求：“发展高清电视，主要采取现有频道高、标清同播过渡的方式，积极稳妥推进。高、标清同播，是指同一频道内容，同时采取高清和标清方式播出”。9月28日全国包括上海东方卫视在内的9套节目正式进行高标清同播阶段，我国的高清电视终于进入了发展的快车道。
随着国内高清电视节目的逐步增多，相对应的播出高清化也越来越迫切。2011年SMG提出对原有的电视剧、体育、纪实、娱乐等频道的进行高清化改造，以满足SMG高标清频道播出要求。
二．高标清同播系统的构建
目前国内外的很多高标清同播系统，主要有以下两种方案：
方案一：双播出系统
该方案就是建设高清与标清两套播出系统，采取两套系统同步播出的方式。
这样做的好处是：无论高清节目或标清节目，在高标清同播过程中只存在一次下或上变换过程，对于节目的图像质量损失较小。缺点是，两套独立播出系统，设备、资金和人员的投入都比较大。经调研，首期高标清同播的9个台大多数都采用了这一方案。上海东方卫视高清频道的高标清同播系统也采用这一方案。
方案二：高清播出后下变换
采用同一套高清播出系统，将高清播出信号通过下变换器后作为标清播出信号。这样做的好处是：播出系统设备采用高清单一格式，只有一套播出系统，比较简洁，资金和人员投入都比较小。缺点是，对于标清频道，标清节目的播出存在着先上变换再下变换的这一过程，对于标清节目的图像质量有损失。
该方案比较适合高标清同播的后期阶段，即频道节目内容以高清节目为主的时期。此时可以采用基于标清迁就高清的策略。经调研目前只有湖南台采用了这一模式，其标清频道采用高清频道下变换信号（下变换采用左右裁边模式）。该方案又可细分为以下几个方案
方案A：利用包装系统实现下变换
该方案的优点是：设备投入小，系统简洁。但是缺点是图文包装机不支持AFD，不支持外部控制，只能采用单一预设模式。且图文包装系统为串接方式联入系统，标清输出无BYPASS，较不安全，国内无成熟产品和案例，国外产品需要针对国内需求再做定向开发。
方案B：多台下变换器
该方案采用了多台下变换器，每台下变换器对应一种下变换模式，通过播控软件对高清播出矩阵和标清切换矩阵的同时控制，达到高标清同播的目的。
据悉北京台采用了这种方案，但是该方案的设备投入多，播控软件对同时控制2个矩阵的时间精度要求较高的缺点。
方案C：一台下变换器，全程AFD控制上下变换信息
这个方案基于SMPTE-2016等标准，通过MXF文件嵌入AFD信息，使视频服务器、下变换器等设备实现幅型变换自动适应。
在该方案中，如何利用AFD信息来实现播出节目的自动幅型变换是一个关键点，我们推荐采用以下方式实现。
MXF（文件中含AFD）—>HD－SDI（AFD）
该方案的执行流程如下：
总编室在串联单生成时，将AFD信息编写入串联单中。
若播出节目为文件的，由节目制作部门将AFD信息嵌入播出MXF文件；
若播出节目为磁带的，在播出部上载时，由上载软件按照串联单将AFD信息嵌入对应的MXF文件；
在播出时，由高清视频服务器负责识别嵌入到MXF文件metadata中的AFD信息，同时对标清节目按照AFD要求执行上变换，并在播出时，将其实时嵌入到HD-SDI输出信号的VANC辅助数据中；
下变换器按照HD-SDI信号中VANC辅助数据的AFD信息执行下变换。
本方案最大优势是在播出控制过程中无需干预上下变换模式，全自动运行，最终实现的各变换图示如下：
该方案的优点是：设备投入小，系统简洁。但是只能实现SMPTE-2016标准规定的变换模式，没有拉伸、挤压、14：9等特殊模式。
最终，SMG确定采用该方案作为电视剧等4个频道的播出方案。对方案中运用的下变换器的要求如下：
1.当播控软件通过GPI发出下变换器设置为AFD状态指令后，当播出信号本身自带AFD信息时，下变换器按照AFD信息进行变换，若播出信号本身未带AFD信息时，下变换器按照默认设置进行变换；
2.当播控软件通过GPI发出强制变换指令后，下变换器应无视播出信号是否携带AFD信息，按照播控软件要求执行下变换；
3.下变换器GPI-1设为“AFD模式”、GPI-2为“强制左右切边模式”、GPI-3为“强制上下加边模式”，
三．上下变换模式
在高标清同播时，一个非常重要的问题就是采用何种上下变换模式，目前各种设备常见的下变换模式有：letter Box、anamorphic、center cut、14：9；上变换模式有：pillar Box、anamorphic、middle cut、14：9。这些变换模式通过对画面的裁剪、加边、缩放等处理，一般会造成原始画面的缺失或几何变形。
要考虑最大限度消除幅型变换对构图的影响。要尽量减少变换次数，多采用原始文件进行处理。
从目前来看，各台下变换基本都用center cut（左右切边）模式，而上变换基本都采用pillar Box（左右加黑柱）模式。但是目前大多数电视剧、电影类节目都是基于16：9的宽屏模式，因此下变换采用center cut（左右切边）模式时会造成画面的缺失，而上变换采用时pillar Box（左右加黑柱）模式会形成画面周围环绕一圈黑边的现象，严重影响最终观众的收视体验。
在高标清同播中，一般主要有以下几种应用模式：
1.高清制作时以4：3构图为主兼顾16：9，下变换标清播出时采用两侧切边，目前这是大多数台的主用下变换模式
2.标清制作以4∶3构图，上变换高清播出时采用两侧加边，目前这是大多数台的主用上变换模式
3.标清制作以16∶9，上变换时上下切边，电视剧类常用
4.高清制作以16∶9构图，上下加边，下变换标清播出；
5.高清制作以16∶9构图，上下加边，下变换为标清，再上变换高清播出。
6.此外，针对很多标清电视剧类影视节目，采用遮幅式宽屏构图制作，上变换高清播出时考虑采用14：9模式，消除画面周围环绕一圈黑边的现象，但是在该模式下，还存在着字幕在画面下方的黑条
四．结束语
高清是电视发展的重要趋势，高清电视是数字电视的最大亮点。我国发展高清电视的条件和时机已经成熟。按照总局将按照“鼓励发展、统筹兼顾”的原则，各个标清频道从制作、节目播出等方面，加快推进高清电视发展的整体推进十分必要。
经过几年的发展，基于SMTPE 2016等标准，实现文件和SDI信号的AFD信息嵌入技术已成熟，必将成为未来高标清同播的主要发展方向。B&P