地方电视台4K 超高清试验制播平台技术方案与实施要点

马 宁

（合肥市广播电视台，安徽 合肥 230071）

0 引言

随着科技的不断进步和观众对高质量视听体验需求的不断提升，4K 超高清技术作为下一代电视广播标准，逐渐成为电视台发展的重要方向。地方电视台作为地域性媒体机构，在满足观众需求、提升竞争力的同时，面临着如何开设4K 超高清频道并兼顾现有高清播出的挑战。文章旨在探索地方电视台开设4K 超高清试验制播平台的技术方案与实施要点。通过深入研究4K 超高清技术的发展现状和应用情况，结合地方电视台的实际情况，提出适合地方电视台的4K 超高清试验制播平台方案，并明确实施要点，以便地方电视台能够顺利推进4K超高清试验制播平台建设。

1 地方电视台4K 超高清试验制播平台的技术可行性

在国家对4K 超高清事业发展的政策支持下，地方电视台专业设备厂家已经提供了较成熟的4K 制播平台解决方案，为地方电视台提供了条件。发展4K产业不仅能够提升电视台的技术水平和制作能力，还能激活地方电视台内部制作4K 节目的原动力。

1.1 制作端4K-高清混编的可行性

在地方电视台的4K 超高清试验制播平台的建设中，可以考虑进行4K-高清混编制作。电视台可以充分利用现有的高清制作系统和资源，有针对性地升级部分系统和新建4K 超高清播出平台[1]。这样可以使生产系统具备承载4K 超高清前期拍摄和生产能力，同时满足超高清、高清混编以及高清编辑的常规后期节目生产需求。这种方式可以节约成本，避免重复拍摄，充分利用现有的人力资源，有助于实现效益最大化。

1.2 4K 超高清试验制播平台引入AI 技术的可行性

在4K 超高清试验制播平台的建设中，可以依托人工智能（Artificial Intelligence，AI）提高平台的科技创新性。利用AI 技术进行智能合成，4K 超高清试验制播平台可以自动处理绿幕抠像、图像融合等任务，提高制作效率，减少人工工作量。借助AI 技术可以开发虚拟主播系统，使其能够根据预设规则和学习算法自动生成语音和表情，自动制作节目[2]。引入AI技术进行实时一致性对比，可以自动检测和纠正播出画面的差异，确保画面质量在不同平台和设备上的一致性。通过引入AI 技术还可以提高画面质量，降低人为错误率。AI 技术的应用将使4K 超高清试验制播平台更具创新性和智能化，为观众带来更好的观看体验，提升制作团队的工作效率和准确性。

1.3 播出端4K 超高清播出系统的多样化选择

播出端4K 超高清播出系统有多种选择，如4×3G 系统、12G 系统以及无压缩网际互连协议（Internet Protocol，IP）系统等[3]。系统架构可以根据地方电视台自身的技术条件和发展规划进行确定，如可以选择传统广电逻辑的架构，也可以采用全互联网技术（Internet Technology，IT）化或虚拟化架构。随着技术的不断发展，全IT 化的播出系统架构成为未来的发展趋势，要求播控值班员和技术骨干具备更丰富的网络知识储备。地方电视台可以根据自身的技术条件和发展规划选择合适的技术方案[4]。初次尝试4K超高清时，地方电视台可以选择比较保守的4×3G或12G 传统架构的视音频系统，辅以无压缩IP 系统，逐步积累IP 系统网络知识。这种方案的造价较高，但可以稳步向IP 系统过渡。若地方电视台具备较强的技术能力，也可以以IP 系统为主，实现产品虚拟化和国产化，并以12G 系统作为辅助。这种方案既具备IP 灵活的信号交换特点，又能充分利用数字串行接口（Serial Digital Interface，SDI）系统的优势[5]。

2 地方电视台4K 超高清试验制播平台的技术方案

针对地方电视台的自身情况，地方电视台4K超高清试验制播平台建设需要从软硬件配置、系统架构、信号处理以及存储管理等方面出发，充分考虑4K 超高清素材的特点和要求，以确保良好的制作和播出效果。地方电视台要结合实际预算和技术能力，选择适合自身的解决方案，逐步推进4K 超高清试验制播平台建设。

2.1 4K 传输技术方案

地方电视台4K 超高清试验制播平台应用的4K 传输技术可以考虑以下3 种。一是利用高速宽带网络进行4K 节目传输。使用传输协议，如实时传输协议（Real-time Transport Protocol，RTP）、用户数据报协议（User Datagram Protocol，UDP）或者实时消息传输协议（Real Time Messaging Protocol，RTMP）等，将4K 内容通过网络传输到播出终端。二是利用卫星传输技术将4K 节目传输到各个播出站点。地方电视台可以选择与卫星通信运营商合作，通过卫星链路进行高质量的4K 信号传输。三是利用光纤网络进行4K节目传输。地方电视台可以建设自己的光纤网络，或者与当地电信运营商合作，通过租用光纤线路实现4K 信号的传输。此外，地方电视台可以结合多种传输方式，根据不同的场景和需求进行灵活选择。例如，可以使用IP 网络传输4K 节目到主站，然后通过卫星链路或光纤网络传输到各个播出站点。

2.2 4K 编码和解码技术方案

选择高效的4K 编码和解码技术，确保在传输过程中能够保持较高的视频质量和较低的带宽占用率。首先，选用自适应码率技术，根据观众的网络带宽和设备支持情况，动态调整视频的分辨率和码率。超高清试验制播平台同时生成多个不同分辨率的视频文件，以适应不同设备和网络条件下的播放需求。对于支持4K 设备的观众，可以提供平滑地从4K 切换到高清的策略。当观众的网络带宽下降或设备不支持4K 播放时，系统也可以自动切换到适合的高清分辨率，保证观看的连续性。

2.3 网络带宽和存储需求评估方案

在地方电视台的4K 超高清试验制播平台建设中，需要评估地方电视台的网络带宽和存储容量，确定其是否满足4K 信号的传输和存储需求。评估地方电视台4K 超高清试验制播平台的网络带宽和存储需求时，需要了解地方电视台的4K 节目数量、节目时长以及预计同时在线观看的人数，根据4K 视频的码率和分辨率计算每个观众需要的带宽，同时结合存储周期和每个4K 节目的文件大小，估算总的存储需求。在进行网络带宽和存储需求评估时，还需要考虑观众使用的设备类型、分辨率、节目更新频率、技术发展趋势等，通过评估确保4K 超高清试验制播平台正常运行。

2.4 软件系统和管理方案

建立适合地方电视台的4K 超高清试验制播平台的软件系统，包括节目采编、排播管理、内容存储等功能模块，同时制定相应的管理方案，确保4K 节目制播过程能够高效、稳定。节目采编模块需要支持导入4K 视频，提供基本的视频编辑和剪辑功能，包括裁剪、合并、调整画面等操作，提供丰富的视频特征和过渡效果，支持添加字幕和标注等。排播管理模块需要提供节目排期功能，支持广告的插播和调度，支持直播和录播功能。内容存储模块需要提供节目存储和管理功能，优化存储空间的利用，定期对节目素材和数据进行备份。系统监控和管理的过程中需要实时监测系统的运行状态，一旦系统出现故障或异常情况时，及时发出报警并采取相应的处理措施，以确保系统稳定运行。此外，需建立用户权限管理系统，确保不同用户有不同的权限和访问级别，保护系统的安全性和数据的机密性。

3 地方电视台4K 超高清试验制播平台技术方案实施要点

基于对地方电视台4K 超高清试验制播平台的技术方案分析，总结高清试验制播平台的技术方案实施要点。

3.1 资源评估与规划

第一，地方电视台在开设4K 超高清试验制播平台前，需要进行全面的资源评估和规划，如评估地方电视台现有的技术设备和基础设施、人力资源、财务状况、预算情况、现有的节目内容资源、电视台的物理空间等。根据评估结果，地方电视台制定技术资源的升级和采购计划，确定所需的服务器、存储设备、编码器等硬件设备，确保其兼容性和可靠性。第二，各地方电视台需要确定自身所需的人员数量和专业技能，积极进行人员招聘或内部培训，以确保有足够的人才来支持4K 超高清试验制播平台的运行和管理。第三，地方电视台需要制定财务预算和资金筹措计划，确保有足够的资金用于购买设备、系统的运维与维护、节目内容的采集和制作等。第四，地方电视台需要确定如何获取和管理4K 超高清节目内容资源，包括与制片方、广告商等的合作，以及自主制作和采集等。第五，地方电视台需要确定所需的物理空间，并进行合理布局和规划，以满足设备安装、节目制作和存储等需求。

3.2 技术选型与系统升级

在建设地方电视台4K 超高清试验制播平台的技术方案中，需要根据实际需求和预算，选择合适的技术方案。考虑到视频文件较大，可以选择先进的视频压缩编码标准，如H.265、HEVC 编码，以实现高效的存储和传输。选择适合存储4K 超高清视频的存储设备，如高容量硬盘阵列或云存储服务。考虑采用存储管理技术，如磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID）、数据压缩和去重等，以提高存储效率和可靠性。评估当前网络带宽情况，确保有足够的带宽传输4K 超高清视频。选择适合的传输协议，如流媒体网络传输（HTTP Live Streaming，HLS）协议或自适应流媒体传输（Dynamic Adaptive Streaming over HTTP，DASH）协议等，以实现流畅的视频传输和自适应码率。选择功能强大、易用性好的视频编辑和剪辑软件，以满足节目制作的需求。考虑到4K 超高清视频的处理需求，选择支持高分辨率和多轨道编辑的软件，如Adobe Premiere Pro、Final Cut Pro 等。根据需要选择适合的直播和录播技术方案。考虑使用专业的视频采集卡或设备进行实时直播，同时选择可靠的录播设备来存储和回放节目。根据需求和预算设计合理的系统架构，包括服务器、编码器、调度器等硬件设备的选择，确保设备兼容性和性能能够满足4K超高清视频的制播要求。

3.3 编辑与制作流程优化

在建设地方电视台4K 超高清试验制播平台的技术方案中，编辑与制作流程的优化是关键。第一，需要建立规范化的编辑与制作流程，明确每个环节的任务和责任，确保团队成员之间协作顺畅。第二，制定标准操作规程和模板，统一节目制作的风格和质量标准，并利用数字化工具和软件来简化和自动化编辑与制作流程。例如，使用专业的视频编辑软件、色彩校正工具和特效软件等，提高编辑和制作效率，增强节目的视觉效果。第三，采用协同工具和平台，方便团队成员之间实时沟通和文件共享。第四，通过云存储和在线协作平台，实现多人同时编辑和制作，提高团队的协作效率。第五，分析编辑与制作流程中的瓶颈和冗余步骤，寻找优化的空间。第六，通过重新设计工作流程，减少不必要的环节和手动操作，简化流程，提高效率。

4 结语

建设地方电视台4K 超高清试验制播平台的技术方案涉及诸多要点，包括设备升级与优化、网络带宽提升、编辑与制作流程优化、存储与备份策略以及人员培训与技术支持等。通过实施这些要点，地方台电视可以提升节目制作的质量和效率，为观众提供更好的视觉体验。在技术方案的实施过程中，需注重整体规划与资源配置，确保各项技术措施的协同配合。