高標(biāo)清同播時(shí)期的畫(huà)面幅型變換問(wèn)題

【摘 要】在廣播電視向高清化逐步過(guò)渡的過(guò)程中，畫(huà)面的分辨率、寬高比都發(fā)生了根本的變化，尤其在不可回避的高標(biāo)清共存階段，高清和標(biāo)清相互變換為節(jié)目的制作播出帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，高標(biāo)清的混合編輯及同播問(wèn)題離不開(kāi)高標(biāo)清幅型變換問(wèn)題，本文將對(duì)高標(biāo)清同播時(shí)期的高標(biāo)清電視節(jié)目畫(huà)面幅型轉(zhuǎn)換進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】高清 高標(biāo)清同播 幅型轉(zhuǎn)換

按照國(guó)家廣電總局要求，發(fā)展高清電視，主要采取現(xiàn)有頻道高、標(biāo)清同播過(guò)渡的方式，積極穩(wěn)妥推進(jìn)。高、標(biāo)清同播，是指同一頻道內(nèi)容，同時(shí)采取高清和標(biāo)清方式播出。要實(shí)現(xiàn)高清播出，需要一套滿足高清節(jié)目制作播出的設(shè)備，這些設(shè)備主要包括：高清攝像機(jī)、高清制作網(wǎng)、高清矩陣（模塊）、上（下）變換器、高清切換臺(tái)（器）、高清硬盤播出系統(tǒng)、高清臺(tái)標(biāo)字幕機(jī)、高清衛(wèi)星接收機(jī)、高清傳輸設(shè)備等。為了響應(yīng)總局號(hào)召，陜西廣播電視臺(tái)如今已經(jīng)擁有了自己的高清電視轉(zhuǎn)播車，成功地完成了多次大型直播活動(dòng)，也建立了高清演播室、高清后期制作網(wǎng)和高清播出系統(tǒng)也已在試運(yùn)行中。

高清與標(biāo)清電視的差別主要體現(xiàn)在寬高比、清晰度、色域以及亮度方程、音頻嵌入格式等方面。

2011年，陜西廣播電視臺(tái)建立了新的高清播控系統(tǒng)，并逐步完善了高清制作網(wǎng)，演播室的高清化改造也正在進(jìn)行中，新的播控系統(tǒng)支持高標(biāo)清同播、網(wǎng)絡(luò)化備播，采用高清播出服務(wù)器，以兼容高清、標(biāo)清文件播出，內(nèi)部具有信號(hào)上下變換功能，可輸出高清或標(biāo)清SDI信號(hào)。在標(biāo)清向高清過(guò)渡的過(guò)程中， 在很長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)標(biāo)清頻道將繼續(xù)存在，加之高清技術(shù)的不斷推進(jìn)，使過(guò)渡期間的頻道播出呈現(xiàn)標(biāo)清播出、高標(biāo)清同播、高清播出三種播出形態(tài)。這是每個(gè)電視臺(tái)高清化的過(guò)程中必須經(jīng)歷的階段。

高清畫(huà)面寬高比為16∶9，16∶9的寬畫(huà)面比標(biāo)清畫(huà)面橫向加長(zhǎng)了15%，與標(biāo)清電視4：3的幅型比相比，16：9的寬屏效果更符合人眼的視角特性，能夠讓觀眾獲得更加真實(shí)的臨場(chǎng)感，感受到更好的視覺(jué)享受。無(wú)論是標(biāo)清素材還是高清素材，通過(guò)豐富的轉(zhuǎn)換接口，經(jīng)過(guò)上下變換，就可使得一套工作流程同時(shí)輸出標(biāo)清和高清節(jié)目。上下變換包括場(chǎng)頻的變換，行頻的變換，掃描方式的轉(zhuǎn)換以及寬高比的轉(zhuǎn)換等以實(shí)現(xiàn)視頻制式的轉(zhuǎn)換。

高清下變換、標(biāo)清上變換，都存在對(duì)畫(huà)面的裁剪或加邊和畫(huà)面的縮放。這會(huì)造成原始畫(huà)面信息的缺失或無(wú)用畫(huà)面的填充，影響畫(huà)面構(gòu)圖效果；上下變換是一個(gè)不可逆的過(guò)程，標(biāo)清上變換的節(jié)目或者是使用了標(biāo)清上變換的素材，經(jīng)過(guò)變換，會(huì)使圖像質(zhì)量下降；如果幅型變換不當(dāng)，甚至可能造成播出事故。

無(wú)論選擇怎樣的幅型變換方式，總會(huì)對(duì)畫(huà)面產(chǎn)生影響，或者畫(huà)面變形或者畫(huà)面不完整或者畫(huà)面， 這就需要在節(jié)目制作中提前考慮字幕位置并加入特殊的處理。

標(biāo)清素材被高清節(jié)目引用后，連續(xù)變換的各種情況，可以看出，如果上下變換方案選擇的不恰當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)標(biāo)清素材經(jīng)過(guò)上變換和下變換后，產(chǎn)生畫(huà)面內(nèi)容損失或嚴(yán)重變形的結(jié)果。因此，選擇合適的上下變換策略對(duì)于保證節(jié)目播出效果是至關(guān)重要的。

高清下變換后再上變換模式，實(shí)際是指高清素材被標(biāo)清節(jié)目引用，然后又到高清頻道同播或者將成品節(jié)目上變換后送高清頻道播出，這種情況應(yīng)力圖避免。

素材的幅型與成品節(jié)目的幅型，節(jié)目源的幅型和播出后的幅型，存在多種組合的變換可能，由于播出信號(hào)原有的幅型比格式不確定，固定的變換方式有可能造成畫(huà)面的丟失及不完整性，尤其在演播室和頻道播出環(huán)節(jié)，可能由于幅型變換不當(dāng)造成播出事故。但如果不能自動(dòng)匹配上下變換的方式，將加大流程的復(fù)雜性，要完成這種基于圖像內(nèi)容的自適應(yīng)轉(zhuǎn)換方式，就要求在播出的視頻信號(hào)中插入標(biāo)識(shí)其畫(huà)面特征的描述信息，這樣上/下變換設(shè)備就能夠自動(dòng)識(shí)別在播節(jié)目原有的有效幅型比格式，并按照一定的轉(zhuǎn)換規(guī)則采用不同的幅型比轉(zhuǎn)換方式。

AFD是活動(dòng)圖像格式描述符的縮寫(xiě)。它主要用來(lái)描述一個(gè)視頻編碼幀中重點(diǎn)活動(dòng)圖像的顯示格式。AFD通過(guò)一個(gè)4bit的碼字來(lái)區(qū)分部分活動(dòng)圖像的幅型比，并標(biāo)識(shí)了此活動(dòng)圖像處于本幀畫(huà)面的什么位置，以及有無(wú)特殊的區(qū)域保護(hù)要求等信息。當(dāng)支持AFD信息的上/下變換器接收到帶有AFD的視頻信號(hào)時(shí)，它們能夠自動(dòng)解讀出這些AFD信息所給出的活動(dòng)畫(huà)面的幅型比和位置信息，并根據(jù)這些信息來(lái)指導(dǎo)自己的上下變換方式。

統(tǒng)一采用AFD標(biāo)識(shí)能夠降低運(yùn)行成本，提高幅型變換的自動(dòng)化。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上要做到連續(xù)播出節(jié)目幅型變換的幀精度切換。SMPTE提供了幅型變換的標(biāo)準(zhǔn)，采用AFD對(duì)文件和信號(hào)的畫(huà)面幅型比進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)識(shí)。AFD的引入可以指導(dǎo)上下變換器正確識(shí)別在播信號(hào)的原始幅型比，使得基于圖像內(nèi)容的自適應(yīng)幅型比轉(zhuǎn)換成為了可能。為了實(shí)現(xiàn)通路中AFD的自動(dòng)幅型比控制，必須有如下幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的支持：

首先，無(wú)論是節(jié)目文件還是直播信號(hào)，無(wú)論是高清節(jié)目還是標(biāo)清節(jié)目，均需提供AFD信息。對(duì)于以文件形式提交的節(jié)目，由節(jié)目制作端輸出成品節(jié)目MXF文件時(shí)，生成描述其幅型比的AFD信息。對(duì)于直播信號(hào)或其他自身沒(méi)有攜帶AFD信息的節(jié)目源，可以通過(guò)AFD嵌入器來(lái)給其嵌入AFD信息。其次，切換臺(tái)入口的高清化，即標(biāo)清信號(hào)源的上變換。由于在節(jié)目播出時(shí)采用全高清的處理方式，所以標(biāo)清的信號(hào)源由相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行上變換后再進(jìn)入切換臺(tái)。標(biāo)清視頻文件由視頻服務(wù)器根據(jù)其攜帶的AFD信息自動(dòng)完成上變換。標(biāo)清直播信號(hào)由專門的上變換器依據(jù)其攜帶的AFD信息完成自動(dòng)幅型比變換。最后，對(duì)于標(biāo)清頻道播出，使用下變換器完成自動(dòng)幅型比變換。對(duì)于仍然需要支持標(biāo)清播出的頻道，在通路的末端增加具有AFD識(shí)別功能的下變換器，依據(jù)節(jié)目中繼承下來(lái)的AFD信息自動(dòng)完成不同要求的幅型比變換。

隨著電視高清技術(shù)不斷發(fā)展，我們?cè)诤荛L(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)還會(huì)面臨許多新的問(wèn)題，但在摸索中不斷前行才會(huì)有進(jìn)步和創(chuàng)新，電視行業(yè)的技術(shù)工作者也一定會(huì)不懈努力，讓新的技術(shù)更好的服務(wù)于電視觀眾。