【導(dǎo)讀】基于省級(jí)電視臺(tái)高標(biāo)清多頻道硬盤播出。系統(tǒng)技術(shù)性、安全性的標(biāo)準(zhǔn)和要求。的標(biāo)準(zhǔn)和要求》建議書(shū)編寫(xiě)小組

　　

【正文】 作為輔助數(shù)據(jù)在行消隱期內(nèi)存放的格式不一樣。標(biāo)清具有擴(kuò)展數(shù)據(jù)包，高清沒(méi)有輔助數(shù)據(jù)包；高清具有時(shí)鐘信息和 ECC 糾錯(cuò)校驗(yàn)，標(biāo)清沒(méi)有；高清與標(biāo)清的輔助數(shù)據(jù)包 ID 不一樣。 圖 53 標(biāo)清嵌入音頻數(shù)據(jù)格式 圖 54 高 標(biāo)清嵌入音頻數(shù)據(jù)格式 圖 55 標(biāo)清嵌入音頻輔助數(shù)據(jù)包 ID 圖 56 高 清嵌入音頻輔助數(shù)據(jù)包 ID 《基于省級(jí)電視臺(tái)高標(biāo)清多頻道硬盤播出系統(tǒng)技術(shù)性、安全性的標(biāo)準(zhǔn)和要求》建議書(shū) 41 （ 3）高清音頻 樣值只分布在 Cb/Cr 通道內(nèi)，標(biāo)清音頻樣值分布在 Y、 Cb/Cr 通道內(nèi)。 圖 57 高 清 嵌入音頻和標(biāo)清嵌入音頻樣值分布 由于高標(biāo)清嵌入音頻數(shù)據(jù)格式不同，在使用高清嵌入音頻時(shí)，應(yīng)該注意高清與標(biāo)清的嵌入音頻格式是不一致的。高清信號(hào)下變換時(shí)，如果帶有高清嵌入音頻信號(hào)，需要對(duì)其進(jìn)行重新打包和嵌入。標(biāo)清信號(hào)上變換時(shí)，如果帶有標(biāo)清嵌入音頻信號(hào)，需要對(duì)其進(jìn)行重新打包和嵌入。高清嵌入音頻和標(biāo)清嵌入音頻的解嵌方式是不一樣的，高清嵌入音頻和標(biāo)清嵌入音頻解嵌后的 AES 數(shù)據(jù)流格式是一樣的。 《基于省級(jí)電視臺(tái)高標(biāo)清多頻道硬盤播出系統(tǒng)技術(shù)性、安全性的標(biāo)準(zhǔn)和要求》建議書(shū) 42 高清電視環(huán)繞立體聲音頻的編碼 環(huán)繞立體聲的概念 高清電視對(duì)于音頻部分提出環(huán)繞 聲道音頻的播出需求。環(huán)繞 聲道， 采用左（ L），中（ C），右（ R），左后（ LS），右后（ RS）5 個(gè)方向的獨(dú)立聲道輸出聲音，此外還有一個(gè)超重低音聲道，由于其頻率范圍只有標(biāo)準(zhǔn)聲道的 1/10，因此稱作 聲道， 聲道故得此名 。 環(huán)繞立體聲音頻編碼方案 目前，按數(shù)字化音頻編碼分類，環(huán)繞 聲道的音頻編碼方法主要有 dolbyE、 DTS、 dolbyD(AC3)、 MPEG2AAC、 DRA等幾種。 DTS 編碼 的 標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)流量為 1536kbps，是音頻還原度最高的。但是對(duì)帶寬占用較高。 DRA 編碼 方式是我國(guó)自主研發(fā)的音頻編碼方式， 可支持的最大聲道數(shù) ，正常聲道 64 個(gè) , 低頻效果聲道 (LFE)3 個(gè) 。比特率最高可達(dá) 9612kbps。 AAC 是由 Fraunhofer IISA、杜比和 ATamp。T 共同開(kāi)發(fā)的一種音頻格式，它是 MPEG2 規(guī)范的一部分 。具有較高的壓縮效率。與 MPEG2 視頻流傳輸?shù)募嫒菪暂^好。 dolbyD(AC3)技術(shù)具有很高的編碼效率，它能夠提供高品質(zhì)分離式《基于省級(jí)電視臺(tái)高標(biāo)清多頻道硬盤播出系統(tǒng)技術(shù)性、安全性的標(biāo)準(zhǔn)和要求》建議書(shū) 43 多聲道 音頻 而不降低視頻品質(zhì)， 是目前世界范圍內(nèi)較為普及的一種音頻傳輸編碼方案。 dolbyE 是為 杜比 數(shù)字編解碼工藝無(wú)法應(yīng)用的廣播傳送系統(tǒng)而專門設(shè)計(jì)的高品質(zhì) 8 聲道 音頻 編解碼技術(shù) 。 可以融入 現(xiàn)有的以兩聲道音頻為基礎(chǔ)的系統(tǒng)中。杜比 E 可通過(guò)一個(gè) AES3 數(shù)據(jù)對(duì)進(jìn)行傳送，或被錄制在數(shù)字視頻 流 的兩個(gè)音頻軌上，并創(chuàng)造了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的聲音與畫(huà)面同步切換制式 。適合于高清音頻制作包裝和處理傳輸環(huán)節(jié)。 從目前省級(jí)電視臺(tái)的設(shè)備普及性考慮，主要以 Dolby 作為討論，高清多聲道環(huán)繞音頻的方案應(yīng)以廣電總局制定的高清環(huán)繞音頻相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，以下內(nèi)容中基于 Dolby 技術(shù)在播出系統(tǒng)中的應(yīng)用討論僅作參考。 Dolby 的編碼方式面向廣播電視行業(yè)的主要有兩種， DolbyE 編碼，以及 DolbyD(杜比數(shù)字 )編碼，又叫 AC3。兩種編碼方式從應(yīng)用角度上較不一樣 。 DolbyE 編碼技術(shù)能夠使音頻采樣幀與視頻幀做到同步，支持嵌入到 HDSDI 信號(hào)中，同時(shí)對(duì)于聲音的編解碼還原性更好，適合于非編系統(tǒng)以及播出系統(tǒng)的控制調(diào)整。 AC3 的視頻編解碼， 它的四個(gè)聲道是從編碼后的兩個(gè)聲道分解出來(lái)的，因此難免有分離度不佳、信噪比不高，對(duì)環(huán)繞聲缺乏立體感，并且環(huán)繞聲的頻帶窄等缺點(diǎn)。 AC3 的優(yōu)點(diǎn)在于，即使傳輸?shù)氖钦嬲? 聲道，其占用的帶寬依然很低，壓縮率很高。因此廣泛應(yīng)用于直播衛(wèi)星音頻傳播、有線網(wǎng)絡(luò)傳播、地面?zhèn)鞑サ确较颉? 《基于省級(jí)電視臺(tái)高標(biāo)清多頻道硬盤播出系統(tǒng)技術(shù)性、安全性的標(biāo)準(zhǔn)和要求》建議書(shū) 44 高標(biāo)清多頻道硬盤 播出系統(tǒng)的音頻傳輸和分配 高標(biāo)清多頻道播出系統(tǒng)的音頻傳輸 高標(biāo)清多頻道播出系統(tǒng)的音頻傳輸方式分類 高標(biāo)清多頻道硬盤播出系統(tǒng)，按照傳輸鏈路分類，音頻傳輸有兩種方式，嵌入式音頻傳輸和音頻獨(dú)立傳輸。嵌入式音頻傳輸是指在系統(tǒng)中音頻嵌入在 SDI 信號(hào)的輔助數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)傳輸。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是音畫(huà)同步的質(zhì)量較好，音頻處理方式簡(jiǎn)單。音頻獨(dú)立傳輸是指在系統(tǒng)中音頻和視頻完全是兩條鏈路獨(dú)立傳輸，音頻使用獨(dú)立的矩陣與鏈路。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是，音頻處理靈活，音頻控制的擴(kuò)展性強(qiáng)。 按環(huán)繞立體聲的傳輸流分類，音頻傳輸有 兩種方式。編碼流傳輸和 AES 流傳輸。編碼流傳輸是指在系統(tǒng)中音頻傳輸主干是環(huán)繞立體聲的編碼數(shù)據(jù)、系統(tǒng)對(duì)于編碼的環(huán)繞立體聲數(shù)據(jù)完全透?jìng)?，系統(tǒng)對(duì)于環(huán)繞立體聲音頻的監(jiān)聽(tīng)和控制需要使用支持環(huán)繞立體聲的解碼設(shè)備或者專用的監(jiān)聽(tīng)和控制設(shè)備。 AES 流傳輸是指在系統(tǒng)中音頻傳輸主干是 AES 流，包括立體聲音頻和環(huán)繞立體聲音頻。環(huán)繞立體聲編碼格式的音頻進(jìn)入系統(tǒng)需要先進(jìn)行解碼還原為 AES 流，根據(jù)音頻傳輸?shù)男枨?，在播出末?jí)對(duì) AES 流進(jìn)行編碼和打包。 《基于省級(jí)電視臺(tái)高標(biāo)清多頻道硬盤播出系統(tǒng)技術(shù)性、安全性的標(biāo)準(zhǔn)和要求》建議書(shū) 45 高標(biāo)清多頻道播出系統(tǒng)的音頻傳輸要求 嵌入式音頻傳輸?shù)南到y(tǒng)，對(duì)于系統(tǒng)設(shè)備 的嵌入音頻透?jìng)餍砸筝^高。信號(hào)設(shè)備處理信號(hào)時(shí)必須將視頻音頻解嵌分開(kāi)，處理完畢后保證音頻的同步回嵌。系統(tǒng)在播出末級(jí)建議保留音頻的延時(shí)修正和音頻響度控制等設(shè)備。 DolbyE 的編碼解碼延時(shí)為 2 幀左右， DolbyD 的編解碼延時(shí)為 6 幀左右。 音頻獨(dú)立傳輸?shù)南到y(tǒng)，對(duì)于音頻延時(shí)的控制要求較高。音頻數(shù)據(jù)的傳輸和音頻視頻處理導(dǎo)致的音頻視頻時(shí)延的不一致必須在音頻視頻同步環(huán)節(jié)進(jìn)行正確的同步修正處理。 編碼流傳輸?shù)南到y(tǒng)，對(duì)于來(lái)自衛(wèi)星傳播的 DolbyD 格式音頻。在播出入口環(huán)節(jié)上，接收到外來(lái)信號(hào)的 DolbyD 編碼的音頻后，應(yīng)該對(duì)音頻進(jìn)行 DolbyD 解碼，外來(lái)信號(hào)最好能夠附加兩路立體聲作為音頻的備份傳輸。來(lái)自于節(jié)目制作源的 DolbyE 編碼，在占用兩個(gè)通道作為 DolbyE 編碼傳輸通道的同時(shí)，建議附加兩個(gè)通道的立體聲作為備份。對(duì)于只有 DolbyD 編碼聲音的外來(lái)信號(hào)，或者只有DolbyE 編碼聲音的節(jié)目源，解碼后建議將 聲道進(jìn)行立體聲下混作為立體聲音頻通道備份，對(duì)立體聲和 DolbyD 的 聲道分開(kāi)進(jìn)行控制處理。 在播出傳輸環(huán)節(jié)上，建議在傳輸音頻時(shí)，對(duì)兩種音頻格式，立體聲和 DolbyD 編碼音頻進(jìn)行分開(kāi)傳輸，分配不同的 PID。用戶收看時(shí)，可以根據(jù)自己的情況選擇兩種音頻格式進(jìn)行收看收聽(tīng)。 《基于省級(jí)電視臺(tái)高標(biāo)清多頻道硬盤播出系統(tǒng)技術(shù)性、安全性的標(biāo)準(zhǔn)和要求》建議書(shū) 46 音頻聲道的分配 音頻傳輸考慮到多語(yǔ)言的情況。普通話的音頻需要占用 2 路立體聲通道和最多 6 路的環(huán)繞立體聲通道，一共 8 個(gè)通道。其他語(yǔ)言的音頻根據(jù)不同的需求，可能也會(huì)占用 8 個(gè)通道。一共 16 個(gè)通道，4 個(gè) group。將 4 種格式的音頻 (普通話立體聲、普通話環(huán)繞聲、地方語(yǔ)言立體聲、地方語(yǔ)言立體聲 )復(fù)用到傳輸流中，可以使地方用戶的音頻收視選擇增多。對(duì)于需要多語(yǔ)言音頻傳輸?shù)碾娨暸_(tái)，在音頻通道的使用上，應(yīng)該綜合考慮環(huán)繞聲道與地方語(yǔ)言的安全性合理分配。避 免出現(xiàn) 聲道或立體聲的雙語(yǔ)等音頻通道分配混亂的現(xiàn)象。 《基于省級(jí)電視臺(tái)高標(biāo)清多頻道硬盤播出系統(tǒng)技術(shù)性、安全性的標(biāo)準(zhǔn)和要求》建議書(shū) 47 6 高標(biāo)清多頻道硬盤播出系統(tǒng)的同步策略 在電視制作和電視廣播系統(tǒng)中，同步信號(hào)是系統(tǒng)的基準(zhǔn)信號(hào)，它保證了信號(hào)切換時(shí)畫(huà)面不出現(xiàn)滾動(dòng)、跳動(dòng)和顏色失真等現(xiàn)象。對(duì)于播出系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，整個(gè)系統(tǒng)的統(tǒng)一同步是必不可少的。 同步信號(hào)的分類 及簡(jiǎn)述 ： 播出系統(tǒng)的同步信號(hào)分為：模擬同步信號(hào)和數(shù)字同步信號(hào)。 模擬同步信號(hào)分為： （ 1） 黑場(chǎng)同步信號(hào)（ BLACK BUST 簡(jiǎn)稱 BB），在實(shí)際設(shè)備的接口標(biāo)注為 Analog BB； （ 2） 高清三電平同步信號(hào)（ TriLevel） ,在實(shí)際設(shè)備的接口標(biāo)注為 Analog TriSync。 模擬同步的設(shè)備應(yīng)用很成熟，可以很方便從中提取行、場(chǎng)、幀同步脈沖信息以及時(shí)鐘基準(zhǔn)信息。 數(shù)字同步信號(hào)分為： 高清數(shù)字同步信號(hào)（ HD SDI BLACK）； 標(biāo)清數(shù)字同步信號(hào)（ SD SDI BLACK）； 時(shí)鐘和定時(shí)基準(zhǔn)信息更加容易提取，適合于全數(shù)字系統(tǒng)應(yīng)用。 因?yàn)橥叫盘?hào)的構(gòu)成方式需要足夠可靠有效并承受持續(xù)長(zhǎng)期的充滿噪聲的環(huán)境，由于數(shù)字同步信號(hào)頻率太高，同步僅僅是一個(gè)較《基于省級(jí)電視臺(tái)高標(biāo)清多頻道硬盤播出系統(tǒng)技術(shù)性、安全性的標(biāo)準(zhǔn)和要求》建議書(shū) 48 短的保留字，在實(shí)際工作環(huán)境中較容易受到干擾，造成系統(tǒng)同步丟失，所以 目前數(shù)字播出系統(tǒng)使用的是同步脈沖較寬、抗干擾能力更強(qiáng)的模擬同步信號(hào)。 高標(biāo)清同播系統(tǒng)的同步策略 ： 目前高清、標(biāo)清播出系統(tǒng)中到底是使用三電平同步還是使用 BB（黑場(chǎng)）同步，存在一定疑慮。兩個(gè)同步信號(hào)的對(duì)比如下： 1. BB 黑場(chǎng)色同步 （ 1） 色度高頻副載波信號(hào)； （ 2） 是其它已知頻率的倍數(shù)； （ 3） 適用于所有系統(tǒng)設(shè)備； 2. 三電平同步信號(hào) （ 1） 具有更快的上升／下降時(shí)間； （ 2） 同步點(diǎn)在 300～ +300mV 上升沿中間（即過(guò)零點(diǎn)），十分精確。 （ 3） 適合全數(shù)字系統(tǒng)使用。 圖 61 BB 信 號(hào)和三電平同步信號(hào) 波形 比較兩個(gè)同步的精準(zhǔn)程度，三電平比 BB 更加精準(zhǔn)。三電平更加適合做高標(biāo)清系統(tǒng)的同步。但是在目前情況下系統(tǒng)是不能以三電平作為系統(tǒng)同步定時(shí)基準(zhǔn)的。原因如下所述： 目前的播出系統(tǒng)中不可避免的或多或少的存在模擬設(shè)備，而模擬設(shè)備依賴 BB 黑場(chǎng)同步中的色同步的高頻副載波信號(hào)。而三電平信《基于省級(jí)電視臺(tái)高標(biāo)清多頻道硬盤播出系統(tǒng)技術(shù)性、安全性的標(biāo)準(zhǔn)和要求》建議書(shū) 49 號(hào)是不可能提供提供副載波的。三電平信號(hào)只適合全數(shù)字分量系統(tǒng)。 全高清數(shù)字播出系統(tǒng)設(shè)備推薦使用三電平同步； 根據(jù) GB/T 1672020 標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，數(shù)字、模擬混合系統(tǒng)中必須使用 BB 同步； 所以在目前高標(biāo)清同播階段，在選 擇高清設(shè)備系統(tǒng)的同步信號(hào)發(fā)生器時(shí)，建議選擇能被標(biāo)清播出系統(tǒng)的 BB 信號(hào)外鎖的能同時(shí)產(chǎn)生三電平與 BB 的信號(hào)發(fā)生器。 高清同步信號(hào)發(fā)生器的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合關(guān)于數(shù)字系統(tǒng)同步要求的標(biāo)準(zhǔn) *。 * 關(guān)于數(shù)字系統(tǒng)同步要求的標(biāo)準(zhǔn)： GY/T 1672020 《數(shù)字分量演播室的同步基準(zhǔn)信號(hào)》 GY/T 205622020 《演播室串行數(shù)字信號(hào)抖動(dòng)技術(shù)參數(shù)和測(cè)量方法》 GY/T 1552020 《高清晰度電視節(jié)目制作及交換用視頻參數(shù)值》三電平部分 高標(biāo)清同播系統(tǒng)的同步方案： 同步方案一： 在新建高清播 出系統(tǒng)時(shí)，選擇帶同時(shí)輸出高清三電平同步信號(hào)和 BB 同步信號(hào)的同步發(fā)生器，然后使用標(biāo)清播出系統(tǒng)的 BB 同步對(duì)其外鎖，以達(dá)到和標(biāo)清播出系統(tǒng)同步的目的。 圖 62 高標(biāo)清混合同步 如圖 62 所示，這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于：資金投入少；不影響標(biāo)《基于省級(jí)電視臺(tái)高標(biāo)清多頻道硬盤播出系統(tǒng)技術(shù)性、安全性的標(biāo)準(zhǔn)和要求》建議書(shū) 50 清系統(tǒng)的播出。缺點(diǎn)是：高清同步發(fā)生器是單潰點(diǎn)。 適合高清系統(tǒng)的推廣建設(shè)初期。高清素材較少，以標(biāo)清播出為主。高清頻道作為新建設(shè)頻道，處于高清設(shè)備安全性評(píng)估和測(cè)試期的電視臺(tái)。 同步方案二 在建設(shè)高清頻道時(shí)，將原有的同步系統(tǒng)整個(gè)更換。更換為帶同時(shí)輸出高清三電平同 步信號(hào)和 BB同步信號(hào)的主備切換的同步系統(tǒng)。 圖 63 高清系統(tǒng)獨(dú)立同步 如圖 63 所示，這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于：完整的主備系統(tǒng)，安全可靠；高標(biāo)清完全同步。缺點(diǎn)是：在施工時(shí)影響播出，必須停播調(diào)試。 適合高清系統(tǒng)的推廣建設(shè)中、后期，高清素材逐漸增多，高清系統(tǒng)播出時(shí)間長(zhǎng)，或者資金比較充裕的電視臺(tái)。 《基于省級(jí)電視臺(tái)高標(biāo)清多頻道硬盤播出系統(tǒng)技術(shù)性、安全性的標(biāo)準(zhǔn)和要求》建議書(shū) 51 7 高標(biāo)清多頻道硬盤播出系統(tǒng)的信號(hào)分配 /切換系統(tǒng) 矩陣系統(tǒng)： 矩陣簡(jiǎn)述： 一個(gè)矩陣通常有多路輸入信號(hào)，也可以有多路輸出，每個(gè)輸出端都可以獲得任意一路輸入信號(hào)，例如一路輸入信號(hào)同時(shí)被所有輸出端輸出 。在播出系統(tǒng)中都有一個(gè)總控矩陣，將全臺(tái)的節(jié)目信號(hào)，包括外來(lái)信號(hào)，分配到各個(gè)播出頻道，矩陣作為播出系統(tǒng)各視頻信號(hào)的總調(diào)度，在系統(tǒng)中至關(guān)重要。如下圖 71 為播出總控矩陣系統(tǒng)簡(jiǎn)圖： 圖 71 播出總控矩陣系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 矩陣由輸入模塊卡、棋盤矩陣模塊卡、輸出模塊卡和控制模塊卡構(gòu)成。由于傳輸距離的問(wèn)題，各視頻信號(hào)進(jìn)入矩陣時(shí)都有一定的高頻損耗，因此矩陣的輸入模塊卡應(yīng)包含電纜均衡和數(shù)據(jù)整形電路，以此補(bǔ)償輸入信號(hào)中的高頻損失。矩陣的輸出模塊卡也應(yīng)有