基于AFD 的高標(biāo)清延時(shí)播出方案淺析

宣 鐘

（浙江廣播電視集團(tuán)，310005）

浙江廣播電視集團(tuán)電視播出新系統(tǒng)于2012年6月正式投入使用,浙江衛(wèi)視頻道是通過高清播出通道下變換成標(biāo)清通道實(shí)現(xiàn)同播的。

新系統(tǒng)中,對硬盤服務(wù)器播出節(jié)目是通過AFD 信息控制下變換板卡實(shí)現(xiàn)不同幅型變換的，而系統(tǒng)中的延時(shí)播服務(wù)器因采購時(shí)間較早不支持AFD 信息的嵌入，所以延時(shí)播節(jié)目下變換方式默認(rèn)為“左右切邊”。但隨著浙江衛(wèi)視節(jié)目高清化制作的普及，頻道對畫面信息完整度的要求越來越高，我中心聯(lián)合設(shè)備廠家定制、研發(fā)、測試了新一代的延時(shí)播出服務(wù)器，開始構(gòu)思規(guī)劃基于AFD的延時(shí)播出方案。

1 高標(biāo)清同播系統(tǒng)的構(gòu)造

浙江衛(wèi)視高清頻道開播時(shí)，由于高清頻道和標(biāo)清頻道的節(jié)目還做不到100%同播，因此采用了建設(shè)高清、標(biāo)清兩套播出系統(tǒng)，采取兩套系統(tǒng)同步播出的方式。

在2010年播出新系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),因考慮到運(yùn)行和維護(hù)兩套獨(dú)立播出系統(tǒng),其設(shè)備、資金和人員的投入都比較大,轉(zhuǎn)而采用了高清播出后再下變換的模式，以滿足浙江衛(wèi)視頻道高標(biāo)清同播的需求。高清播出后再下變換的模式是采用同一套高清播出系統(tǒng)，將高清播出信號(hào)通過下變換器后作為標(biāo)清播出信號(hào)。播出系統(tǒng)設(shè)備全部采用高清格式，架構(gòu)簡單，資金投入少。正這種系統(tǒng)架構(gòu)模式為基于AFD 信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)幅型變換的延時(shí)播出方案提供了支持。

對于硬盤播出節(jié)目，我們已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)幅型變換。我們在硬盤服務(wù)器里將AFD 信息嵌入SDI 信號(hào),在信號(hào)鏈路每個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)行對AFD 信息的透傳，最終通過下變換板卡識(shí)辨信息實(shí)現(xiàn)不同幅型變換。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1 所示：

2 下變換模式

圖1 :浙江衛(wèi)視高標(biāo)清同播系統(tǒng)示意圖

在高標(biāo)清同播時(shí)，系統(tǒng)要求下變換模式必須與高清原始素材構(gòu)圖方式嚴(yán)格匹配，若不匹配會(huì)造成最終播出的標(biāo)清頻道畫面信息丟失，因此選擇合適的下變換模式尤為重要。

目前各種設(shè)備常見的下變換模式有:切邊、信箱、郵票、壓縮、14:9,這些變換模式通過對畫面的裁剪、加邊、縮放等處理，一般會(huì)造成原始畫面的缺失或幾何變形。

雖然有多種下變換模式可選，但是按照《廣電總局關(guān)于電視臺(tái)高標(biāo)清同播節(jié)目制作、播出技術(shù)要求的若干意見》(廣發(fā)2010-34 號(hào))的要求（表1），現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中只有“上下加黑邊”和“左右切邊”兩種模式可供實(shí)際使用。

3 當(dāng)前延時(shí)播運(yùn)行方案

在當(dāng)前播出系統(tǒng)中，我們使用兩臺(tái)索貝555 作為高清頻道的延時(shí)播出設(shè)備。該設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是延時(shí)時(shí)間長，從幾秒到數(shù)小時(shí)可選，可對直播信號(hào)中不宜播出的內(nèi)容進(jìn)行“剪切”操作，可對廣告等片段進(jìn)行“插入”操作。該設(shè)備的缺點(diǎn)是因采購時(shí)間較早不支持AFD 信息的嵌入而導(dǎo)致高清信號(hào)輸出時(shí)不帶AFD 信息。

表1：高標(biāo)清同播播出技術(shù)要求

我們將兩臺(tái)索貝555 分別接在主備總控矩陣的輸出端，主備外來信號(hào)分別進(jìn)主備矩陣，通過矩陣調(diào)度完成現(xiàn)場信號(hào)輸入延時(shí)播服務(wù)器和延時(shí)后信號(hào)輸入頻道主備切換臺(tái)，具體方案圖2 所示：

圖2：浙江衛(wèi)視延時(shí)播出系統(tǒng)示意圖

由于現(xiàn)有延時(shí)設(shè)備不支持AFD 信息透傳，故在本延時(shí)系統(tǒng)中不考慮添加AFD 信息。即便外來現(xiàn)場信號(hào)不規(guī)范地添加了AFD 信息，有了延時(shí)器的阻擋，也不會(huì)對系統(tǒng)下變換板卡形成干擾。下變換板卡在無AFD 信息時(shí)，始終默認(rèn)輸出為“左右切邊”模式。

目前浙江衛(wèi)視高清頻道已完全實(shí)現(xiàn)高標(biāo)清同播，頻道為延時(shí)播提供的現(xiàn)場信號(hào)、中插廣告均為高清信號(hào)?，F(xiàn)場信號(hào)為4:3保護(hù)框構(gòu)圖拍攝的16:9 高清節(jié)目源，標(biāo)清頻道在實(shí)行了“左右切邊”的下變換播出模式后，構(gòu)圖符合拍攝要求。而廣告節(jié)目為16:9 構(gòu)圖拍攝的高清節(jié)目源，畫面中包含的信息量豐富，標(biāo)清頻道若使用“左右切邊”播出，會(huì)損失大量的信息，且構(gòu)圖不完整。所以在延時(shí)播出時(shí)，我們要求頻道特別制作郵票模式的高清節(jié)目帶，在犧牲高清播出畫面構(gòu)圖的情況下，最大限度地保證標(biāo)清頻道播出畫面信息的完整性。

3 未來延時(shí)播運(yùn)行方案

基于以上存在的問題，為了更好地服務(wù)頻道，優(yōu)化播出模式，我中心聯(lián)合設(shè)備廠商共同研發(fā)、測試了新一代支持AFD 信息透傳的延時(shí)播出服務(wù)器。

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)與操作流程

我們用新一代索貝555 延時(shí)器替換原在線設(shè)備，信號(hào)流程與系統(tǒng)架構(gòu)保持不變。在系統(tǒng)中，如何實(shí)現(xiàn)AFD 信息的添加和透傳就成為了整個(gè)方案的關(guān)鍵。

在不增加設(shè)備的情況下，我們選擇在總控矩陣的幀同步板卡處，根據(jù)不同素材加入不同的AFD 信息，并在索貝555 中設(shè)置好信息透傳位置，將AFD 信息一直透傳至下變換板卡，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)幅型變換。

直播前，頻道將延時(shí)播中插廣告節(jié)目帶送至我中心，值班人員先將總控幀同步板卡AFD 信息設(shè)置為“上下加黑邊”模式，將廣告節(jié)目錄入索貝555 延時(shí)器，這樣保存在服務(wù)器中的廣告文件就攜帶了“上下加黑邊”的AFD 信息。

直播時(shí)，值班人員將幀同步板卡設(shè)置為“左右切邊”模式，錄制現(xiàn)場信號(hào)，這樣現(xiàn)場信號(hào)輸出就攜帶了“左右切邊”的AFD 信息。

3.2 AFD 參數(shù)的選擇和透傳設(shè)置

AFD 信息的主要功能是描述當(dāng)前信號(hào)的格式及幅型，指導(dǎo)下、上變換設(shè)備進(jìn)行正確的幅型轉(zhuǎn)換。AFD 信息是1個(gè)8位數(shù)據(jù)，可嵌入SDI 信號(hào)的VANC 場消隱MXF 文件的元數(shù)據(jù)中，上下變換器通過自動(dòng)檢測輸入信號(hào)VANC的AFD信息進(jìn)行格式及幅型轉(zhuǎn)換。

3.2.1 在錄制廣告時(shí)，我們將總控幀同步板卡AFD 信息設(shè)置為“上下加黑邊”模式。按SMPTE2016 標(biāo)準(zhǔn)，AFD 值為1010，如圖3：

圖3：幀同步板卡AFD 上下加黑邊設(shè)置

3.2.2 在錄制現(xiàn)場信號(hào)時(shí)，我們將總控幀同步板卡設(shè)置為左右切邊模式。按SMPTE2016 標(biāo)準(zhǔn)，AFD 值為1001，如圖4：

圖4：幀同步板卡AFD 左右切邊設(shè)置

3.2.3 在索貝555 延時(shí)器中，要設(shè)置AFD 信息的透傳位置，以方便下變換板卡識(shí)別，我們將AFD 信息放在1920x1080/50i 的第9 行與第572 行，如圖5：

圖5：延時(shí)器AFD 信息透傳位置設(shè)置

3.2.4 系統(tǒng)抗干擾設(shè)置

根據(jù)以上設(shè)置，AFD 信息可以經(jīng)過延時(shí)器及各周邊設(shè)備的透傳，到達(dá)下變換板卡，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場信號(hào)“左右切邊”下變換模式播出，廣告節(jié)目“上下加黑邊”下變換模式播出的自動(dòng)幅型變換。

考慮到萬一外來現(xiàn)場信號(hào)不規(guī)范地添加了AFD 信息會(huì)對系統(tǒng)形成干擾。我們規(guī)范了幀同步板卡的使用方法，即不允許幀同步板卡設(shè)置為透傳AFD 信息模式，必須始終選擇嵌入模式。有了幀同步板卡對AFD 信息的重置，就不會(huì)影響系統(tǒng)下變換板卡對AFD 信息的識(shí)別，能始終保證下變換模式的正確性。

4 小結(jié)

經(jīng)過長時(shí)間的測試和驗(yàn)證，此延時(shí)播出架構(gòu)方案，在高標(biāo)清同播系統(tǒng)中能有效實(shí)現(xiàn)標(biāo)清頻道的自動(dòng)幅型變換，并具有安全、高效、穩(wěn)定的特點(diǎn)。文件和SDI 信號(hào)的AFD 信息嵌入技術(shù)，已經(jīng)廣泛推廣應(yīng)用至電視播出各環(huán)節(jié)，將來必定成為高標(biāo)清同播的主要發(fā)展方向。