AFD在高标清同播系统中的应用

范 莉

内蒙古广播电视台 内蒙古 呼和浩特市 010050

1 高标清同播

随着时代的发展，观众对电视画面质感的要求越来越高。为了推进电视制作和播出转换高清的速度，广电总局要求各级电视台加快建设高标清同播频道。如何实现高标清素材相互兼容播出，各台在建设高标清同播系统中，所采用的模式是分离高清信号和标清信号，概括起来主要有两种模式：一种是在系统输出端将信号分离的模式；另一种是在系统内将信号分离的模式。在高标清同播系统中，AFD格式的引入使系统能够自动识别并有效转换高标清幅型比不同的信号，实现了基于图像内容的自适应幅型比转换。AFD格式可以正确识别信号的原始幅型比，指导上下变换器进行幅型比自动控制，使高清和标清输出信号均达到最佳收视效果。

所谓高标清同播，就是采用高清和标清两种格式播出同一套节目。高清素材的幅型比是16：9；标清素材的幅型比是4：3。幅型比是画面宽度和高度的比值，幅型比16：9的高清素材与幅型比4：3的标清素材相比，幅型比16：9的高清素材所呈现的宽屏效果，更加符合人眼的视角特性，给观众带来美好的视觉享受，体验真实的临场感。在高标清同播的节目制作中，为了达到理想效果，原始的4：3标清素材会作为资料引用在新制作的高清素材中；而新制作的16：9高清素材也同时会在标清频道播出。因此在高标清同播的系统中，幅型比4：3的标清素材和幅型比16：9的高清素材在素材的制作、播出和交换的各个环节中混合存在。

2 幅型比变换

在高标清同播系统中16：9格式和4：3格式两种幅型比相互转换即为图像的上下变换。所谓上下变换，即在空间和时间上实现分辨率的变换，实际就是对文件或视频信号的时空采样结构进行变换。4：3和16：9两种幅型比转换的方式有裁剪、边条和变形（拉伸或挤压）等多种方式。选择各种变换方式的前提是尽可能保留画面重要信息，保证画面完整；其次是尽量使画面不失真。因此，依据实际需求通常采取以下几种转换方式：高清素材下变换为标清素材时，新闻类高清素材采用“裁剪方式”转换为标清素材，为确保高清素材下变换后不会损失重要信息，制作时需要通过软件增加4：3的画面保护框，保留画面重要信息。其他高清素材采用“边条方式”转换成标清素材，完整保留画面的信息；标清素材上变换为高清素材时，电视剧或电影采用“裁剪方式”，其他素材采用“边条方式”，如图1、图2所示。

图1 宽荧幕电影或电视剧

图2 新闻素材

3 ADF活动画面格式描述符

由于输入视频信号的原始幅型比格式不确定，因此采用固定的幅型比转换方式会造成画面四周切边的现象，称为“邮票”现象，这样严重影响画面的质量。如果在视频信号中插入能够描述其画面特征的信息，上/下变换器就能够自动识别原始幅型比格式，并按照转换规则采取不同的幅型比转换方式，从而完成基于画面内容的自适应转换。随着数字电视的快速发展，用于描述活动画面格式的元数据——AFD（活动画面格式描述符）应用而生，当携带AFD信息的视频信号输入到上/下变换器时，支持AFD信息的上/下变换器，能够自动解读出活动画面的位置信息以及幅型比信息，并依据转换规则采取不同的幅型比转换方式。

AFD（ActiveFormatDescription）是活动画面格式描述符的缩写，是用来描述视频信号一个视频编码帧中，人们感兴趣的那部分活动画面的显示格式。在高标清上下变化中，AFD信息的应用是关键技术环节，分别有两种应用模式：第一种模式是在播出串联单中包含每条素材的AFD信息，在播出同时触发视频服务器，将AFD信息嵌入到HD-SDI的VANC（垂直辅助数据）中；第二种模式是AFD信息和素材捆绑在一起并存储在服务器中，备播的文件中含有AFD信息，视频服务器在播出时将AFD信息嵌入到HD-SDI的VANC（垂直辅助数据）中，下变换器依据设定的值进行自动幅型比转换。从系统的安全性和合理性考虑，此种模式比较合理。

上/下变换器通过AFD的指导，正确识别视频信号的原始幅型比，进而自动转换图像的幅型比。实现AFD的自动幅型比控制，必须满足以下几方面条件：

（1）信号通路中的所有素材文件均需提供AFD信息。以文件形式提交的素材，描述其幅型比的AFD信息是由节目制作端输出MXF文件时自动生成；外来信号以及其他没有携带AFD信息的信号源，可以通过AFD嵌入器嵌入AFD信息。

（2）标清视频文件完成上变换是由视频服务器依据其携带的AFD信息自动完成，标清信号转换成高清信号后再进入播出切换台。标清的外来信号转换成高清信号是通过上变换器依据其携带的AFD信息完成自动幅型比变换。

（3）标清频道播出，使用下变换器将高清信号下变换为标清信号播出，完成自动幅型比变换。流程如图3所示。

在从“全标清”转换过渡到“全高清”的“前高清”时代下，广电行业还将迎来许多新的挑战和机遇。除了以上阐述的高标清幅型比变换之外，还有许多关键的技术问题需要解决，应制定出用于高标清混播时期的操作规程，以确保播出安全。