基于AFD 的高标清延时播出方案浅析

宣 钟

（浙江广播电视集团，310005）

浙江广播电视集团电视播出新系统于2012年6月正式投入使用,浙江卫视频道是通过高清播出通道下变换成标清通道实现同播的。

新系统中,对硬盘服务器播出节目是通过AFD 信息控制下变换板卡实现不同幅型变换的，而系统中的延时播服务器因采购时间较早不支持AFD 信息的嵌入，所以延时播节目下变换方式默认为“左右切边”。但随着浙江卫视节目高清化制作的普及，频道对画面信息完整度的要求越来越高，我中心联合设备厂家定制、研发、测试了新一代的延时播出服务器，开始构思规划基于AFD的延时播出方案。

1 高标清同播系统的构造

浙江卫视高清频道开播时，由于高清频道和标清频道的节目还做不到100%同播，因此采用了建设高清、标清两套播出系统，采取两套系统同步播出的方式。

在2010年播出新系统设计时,因考虑到运行和维护两套独立播出系统,其设备、资金和人员的投入都比较大,转而采用了高清播出后再下变换的模式，以满足浙江卫视频道高标清同播的需求。高清播出后再下变换的模式是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。播出系统设备全部采用高清格式，架构简单，资金投入少。正这种系统架构模式为基于AFD 信息实现自动幅型变换的延时播出方案提供了支持。

对于硬盘播出节目，我们已经完全实现了自动幅型变换。我们在硬盘服务器里将AFD 信息嵌入SDI 信号,在信号链路每个环节实行对AFD 信息的透传，最终通过下变换板卡识辨信息实现不同幅型变换。系统架构如图1 所示：

2 下变换模式

图1 :浙江卫视高标清同播系统示意图

在高标清同播时，系统要求下变换模式必须与高清原始素材构图方式严格匹配，若不匹配会造成最终播出的标清频道画面信息丢失，因此选择合适的下变换模式尤为重要。

目前各种设备常见的下变换模式有:切边、信箱、邮票、压缩、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。

虽然有多种下变换模式可选，但是按照《广电总局关于电视台高标清同播节目制作、播出技术要求的若干意见》(广发2010-34 号)的要求（表1），现实应用中只有“上下加黑边”和“左右切边”两种模式可供实际使用。

3 当前延时播运行方案

在当前播出系统中，我们使用两台索贝555 作为高清频道的延时播出设备。该设备的优点是延时时间长，从几秒到数小时可选，可对直播信号中不宜播出的内容进行“剪切”操作，可对广告等片段进行“插入”操作。该设备的缺点是因采购时间较早不支持AFD 信息的嵌入而导致高清信号输出时不带AFD 信息。

表1：高标清同播播出技术要求

我们将两台索贝555 分别接在主备总控矩阵的输出端，主备外来信号分别进主备矩阵，通过矩阵调度完成现场信号输入延时播服务器和延时后信号输入频道主备切换台，具体方案图2 所示：

图2：浙江卫视延时播出系统示意图

由于现有延时设备不支持AFD 信息透传，故在本延时系统中不考虑添加AFD 信息。即便外来现场信号不规范地添加了AFD 信息，有了延时器的阻挡，也不会对系统下变换板卡形成干扰。下变换板卡在无AFD 信息时，始终默认输出为“左右切边”模式。

目前浙江卫视高清频道已完全实现高标清同播，频道为延时播提供的现场信号、中插广告均为高清信号。现场信号为4:3保护框构图拍摄的16:9 高清节目源，标清频道在实行了“左右切边”的下变换播出模式后，构图符合拍摄要求。而广告节目为16:9 构图拍摄的高清节目源，画面中包含的信息量丰富，标清频道若使用“左右切边”播出，会损失大量的信息，且构图不完整。所以在延时播出时，我们要求频道特别制作邮票模式的高清节目带，在牺牲高清播出画面构图的情况下，最大限度地保证标清频道播出画面信息的完整性。

3 未来延时播运行方案

基于以上存在的问题，为了更好地服务频道，优化播出模式，我中心联合设备厂商共同研发、测试了新一代支持AFD 信息透传的延时播出服务器。

3.1 系统架构与操作流程

我们用新一代索贝555 延时器替换原在线设备，信号流程与系统架构保持不变。在系统中，如何实现AFD 信息的添加和透传就成为了整个方案的关键。

在不增加设备的情况下，我们选择在总控矩阵的帧同步板卡处，根据不同素材加入不同的AFD 信息，并在索贝555 中设置好信息透传位置，将AFD 信息一直透传至下变换板卡，实现自动幅型变换。

直播前，频道将延时播中插广告节目带送至我中心，值班人员先将总控帧同步板卡AFD 信息设置为“上下加黑边”模式，将广告节目录入索贝555 延时器，这样保存在服务器中的广告文件就携带了“上下加黑边”的AFD 信息。

直播时，值班人员将帧同步板卡设置为“左右切边”模式，录制现场信号，这样现场信号输出就携带了“左右切边”的AFD 信息。

3.2 AFD 参数的选择和透传设置

AFD 信息的主要功能是描述当前信号的格式及幅型，指导下、上变换设备进行正确的幅型转换。AFD 信息是1个8位数据，可嵌入SDI 信号的VANC 场消隐MXF 文件的元数据中，上下变换器通过自动检测输入信号VANC的AFD信息进行格式及幅型转换。

3.2.1 在录制广告时，我们将总控帧同步板卡AFD 信息设置为“上下加黑边”模式。按SMPTE2016 标准，AFD 值为1010，如图3：

图3：帧同步板卡AFD 上下加黑边设置

3.2.2 在录制现场信号时，我们将总控帧同步板卡设置为左右切边模式。按SMPTE2016 标准，AFD 值为1001，如图4：

图4：帧同步板卡AFD 左右切边设置

3.2.3 在索贝555 延时器中，要设置AFD 信息的透传位置，以方便下变换板卡识别，我们将AFD 信息放在1920x1080/50i 的第9 行与第572 行，如图5：

图5：延时器AFD 信息透传位置设置

3.2.4 系统抗干扰设置

根据以上设置，AFD 信息可以经过延时器及各周边设备的透传，到达下变换板卡，实现现场信号“左右切边”下变换模式播出，广告节目“上下加黑边”下变换模式播出的自动幅型变换。

考虑到万一外来现场信号不规范地添加了AFD 信息会对系统形成干扰。我们规范了帧同步板卡的使用方法，即不允许帧同步板卡设置为透传AFD 信息模式，必须始终选择嵌入模式。有了帧同步板卡对AFD 信息的重置，就不会影响系统下变换板卡对AFD 信息的识别，能始终保证下变换模式的正确性。

4 小结

经过长时间的测试和验证，此延时播出架构方案，在高标清同播系统中能有效实现标清频道的自动幅型变换，并具有安全、高效、稳定的特点。文件和SDI 信号的AFD 信息嵌入技术，已经广泛推广应用至电视播出各环节，将来必定成为高标清同播的主要发展方向。