总台CCTV-4K频道首次直播央视春晚

春节联欢晚会从1983年开始,历经模拟、数字、高清,到2019年首次实现了4K超高清直播。4K超高清春晚直播以技术创新为驱动力,全面提升信号播送核心技术的创新应用能力。直播全程采用4K HDR高动态图像和5.1环绕声技术,采用国内自主产权的编码压缩技术,全链路配置多备份的同步信号路由,制定了完善的应急备份策略,实现了高安全高质量的4K信号播出,为观众呈现了一场更高清晰度、更宽色域、更高动态范围和环绕声音频的影院视听体验。

 

图一、4K超高清频道播出机房监看墙


一、智能播出系统实现4K新技术、新工艺、新流程升级

4K超高清频道播出系统完成了底层4K超高清色域、曲线、帧频等关键指标的全面升级,实现面向全台4K超高清播出业务的互联互通。4K超高清播出系统主备信号链路首次采用了先进的SDI+IP异构互补技术路线,从链路、设备、协议和同步基准四个方面异构保障系统安全。智能播出控制单元对4K播出视频服务器、4K信号调度矩阵等核心异构设备实现多协议集成,在每一个文件播放和信号切换环节做到4K帧精度的控制,保证主备链路完全同步。

 

图二、4K超高清频道播出机房操控台


二、我国自主产权的AVS2编码压缩技术在4K播出应用

4K超高清频道编码压缩采用了我国自主产权的先进的AVS2编码压缩技术。AVS2首要应用目标是超高清晰度视频,支持超高分辨率(4K以上)、高动态范围视频的高效压缩。在数字电视广播(逐行)、实时通信和数字电影或静态图像领域,AVS2和HEVC的编码性能相似,但在数字电视广播(隔行)和视频监控的应用方面,AVS2的编码性能明显高于HEVC。编码压缩系统使用的设备均为国内产商开发研制,在总台内投入使用较大地缩短了设备从开发到投入使用的进程,台内总控部人员和厂商共同投入到设备的测试过程中,加快了设备成熟的速度。

三、“天地互备”传输方案为春晚直播保驾护航

4K超高清频道压缩码流传输采用“天地互备”的方式,即C波段卫星传输和中国有线地网传输并举,编码视频码率36Mbps,音频编码为Dobly-AC3,码率为448kbps,每个接收前端用户均可收到卫星、光缆双路信号,确保了播出安全。总控部技术团队在直播前加班加点调整了系统架构,将国内不同品牌的编码器上架接入系统实现主备传输路由的设备异构,针对春晚信号图像复杂度高、编码质量要求苛刻的特性,技术人员经过数次调试,将系统参数调整至最优。

四、高安全多备份辅助应急策略保障安全播出

为了给观众呈现一个完美的4K春晚,播出线制定了多备份的辅助应急策略。除了对直播信号在演播室系统、总控系统、播出系统和编码压缩系统的传输路由制定了双备份的无缝切换应急方案,4K播出系统还配置了循环播出的4K春晚垫播短片和同步播出的全时长4K春晚备播文件。此外,播总控轮值直播的操作人员进行了四次全链路应急切换演练,从系统和人员全方位保障安全播出。

 

图三、4K超高清频道信号链路调试画面


2019春晚4K的成功直播,给观众带来耳目一新的试听体验,为更多大型综艺、大型体育赛事等4K直播打开了新的视界,为中央广播电视总台推动媒体发展提供了技术支撑。

(作者:中央广播电视总台央视播出传送中心 张娟 许春蕾)