论4K超高清电视播出系统分析和研究

李晓欢

摘要：在社会快速发展的带动下，人们的思想意识发生了巨大的变化，人们对于新闻信息的需求也在不断的提升。就当下我国各个地区电视台来说，打通全台4K制播全流程可以说是符合社会发展的需要的，并且也是互联网发展的重要关键基础。4K超高清电视可以说是科学技术发展的重要成果，将其加以实践运用，能够有效的提升电视视频的清晰度，为人们把带来更好的观感体验。就当下实际情况来说，我国4K电视终端得到了全面的运用，并且在实践中取得了良好的成绩，为社会发展起到了积极的助动作用。这篇文章主要针对4K超高清电视播出系统进行综合分析研究，希望能够对我国综合实力的发展有所帮助。

关键词：4K超高清;电视播出系统;分析

引言：超高清视频产业是近年来国家、社会及企业普遍关注的信息化建设内容。工业和信息化部和国家广播电视总局等部门于2019年发布的《超高清视频产业发展行动计划（2019—2022年）》明确指出，积极的推动超高清视频产业的未来发展，尽可能的满足人们对高品质生活的需要，超高清视频产业是产业生态发展的核心内容。在国家政策和行业发展的引导与刺激下，各地区的广播电视媒体开始探索基于超高清技术的播出系统及其应用模式，逐步提出了打造4K超高清播出系统的设想和具体方案。

1 4K超高清电视标准和特点

4K超高清电视的最为突出的优越性就是画面的质量更高、图像的层次感更强，色彩更加的鲜明，能够保证为观看者营造出真实的世界。其特征主要集中在下面几个方面：高分辨率，4K超高清视频的分辨率为3840x2160，正是因为这一特征所以使得4K超高清视频的画面更加的清晰，为人们可以带来更好地视觉体现[1]。高动态范围（HDR）。当前的高清电视所显示的亮度为超高清通过HDR技术，亮度宽容度为100000：1，所以能够为观众展现出更多的图像层次，为观众带来一定的视觉冲击。比特率更高，图像细节更丰富。全景声。超高清电视支持环绕声和三维声，相比于现有单声道、双声道音频，全景声更具有空间感、临场感、真实感和交互性。

2 4K超高清播出系统的设计思路

2.1播出系统功能的设计

4K超高清播出系统主要包括播控、总控、编单、整备、传输、监管及辅助7个子系统。其中，播控子系统处于核心地位，与其他6个子系统保持交互关系，保证系统的有序运行和节目的顺利播出[2]。一般情况下，总控制分支系统都会与播控制分支系统进行连接，并且会朝着播控制分系统传递4K视频和音频信号，从而保证整个系统的正常运行，并为播控子系统自动切换播出素材与叠加台标角标提供相应参考;整备子系统主要负责按照节目单的编排内容进行相关文件的迁移，并对素材与外来文件进行相应的编辑和存储操作，确保素材满足节目单的内容编排要求;传输系统主要负责播控系统与下游传输单位之间进行信号交互，确保节目传送到终端用户;监管系统对播控系统的运行情况进行监测，实时掌握超高清系统设备的运行状况，并及时进行播出系统、硬件设备以及信号传输系统的故障运维;辅助系统对播控系统的运行日志内容进行交互，确保播控系统相关记录的存储与管理。

2.2播出系统技术路线的设计

4K超高清播出系统主要通过4路3G-SDI基带系统对视音频链路进行设计，并配备AllinOne视频服务器与倒换器，使系统具备硬盘播出和线路直播等功能。同时，设计者可以为系统配置相应的同构主备播出视频服务器和异构二备视频服务器，采用多路备份使系统在运行过程中具有强大的容错处理能力[3]。系统运行时配备有在线监测设备，监测和控制系统的视音频链路的实时运行状况，以及时发现和处置系统运行时出现的异常现象，保证系统正常运行。

3 4K超高清和高清系统兼容性分析

就现如今实际情况来说，4K超高清还处在发展的起步阶段，4K超高清与高清二者相对比来说，前者所具有的优越性主要为分辨率较高、高动态的HDR以及宽色域，但是HDR与宽色域所提供的兼容性相对较为复杂。在节目制作端，4K超高清合计高清之间的转换往往都是采用的两种方式，首先是SMPTEST2084的感知量化PQ标准，另外就是ITU的对数伽马分布HLG标准。上述两种方式在信号光电转换的过程中都设定了不同的标准，信号的量化编码的形式也采用的专门的方法。就当下实际情况来说，4K超高清电视播出系统中所挑选运用的是HLG标准。现如今电视播放HDR和色域BT.2020节目ongoing多个角度方面还没有达到成熟的状态，但是很多的电视终端还无法与HDR和色域BT.2020进行连接，这样必然会对画面的整体清晰度以及效果造成一定的损害。其次，在4K超高清电视系统中所存在的诸多兼容性问题还没有得到有效的解决，所以还需要专业人士进一步的对其进行分析研究，采用有效的方式方法对各个问题进行彻底的解决，从而对电视播放系统的综合性能加以提升，在收看环节完美呈现具备HDR的超高清将是未来标准的核心内容[4]。硬蛋积极的创建4K超高清元数据规范和标准，将这些数据和标准在实践中加以合理的运用，在接收终端利用元数据正确呈现视频画面。

结语

综上所述，随着新媒体融合发展，媒体发布与IP架构为基础的互联网、物联网、移动互联网深度结合，视频IP化将是未来趋势。同时随着UHD超高清4K，8K视频技术等的发展，现有的以SDI基带视频进行传输和矩阵交换为基础的技术架构已难以满足需求。而IP网络灵活、高带宽、完善的产品线将会加快4K电视技术的运用和发展，给广播电视行业带来新的发展机遇和方向。

参考文献：

[1]杨开红.4K超高清電视播出系统分析和研究[J].中国有线电视，2020（06）：610-612.

[2]王磊.4K超高清电视在传统播出中面临的问题及系统建设研究[J].传媒论坛，2020，3（06）：51+53.

[3]李春明.浅析广东广播电视台4K超高清电视播出系统[J].广播电视信息，2020（01）：29-31.

[4]张娟.4K超高清播出系统的关键点探讨[J].现代电视技术，2018（06）：68-73+77.