广播电视台8K超高清节目全流程制播的应用与实践.pdf
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1、广播与电视技术 2023年 第50卷 第6期33Content Production&Broadcasting 内容制播广播电视台8K超高清节目全流程 制播的应用与实践【摘 要】视频的超高清化发展是广电新技术领域中非常重要的一项技术变革。本文介绍了北京广播电视台在8K超高清节目制播流程上的实际业务应用,分析了系统建设的关键技术,并为8K超高清节目全流程制播的发展提出一些合理化建议。【关键词】8K超高清,SUVC,全流程制播,新媒体发布【中图分类号】G220 【文献标识码】B 【DOI编码】10.16171/ki.rtbe.20230006006【本文献信息】杨桂明.广播电视台8K超高清节目全流
2、程制播的应用与实践J.广播与电视技术,2023,Vol.50(6).Application and Practice of Full Process Production and Broadcasting of 8K Ultra HD Programs in Radio and Television StationYang Guiming(Beijing Radio and Television Station,Beijing 100020,China)Abstract The development of ultra-high definition video is an extremely
3、 vital technological change in the field of new radio and television technology.This paper introduces the practical business application of Beijing Radio and Television Station in the production and broadcasting process of 8K UHD programs,analyzes the key technologies of the system construction,and
4、puts forward some reasonable suggestions for the development of the whole process production and broadcasting of 8K UHD programs.Keywords 8K UHD,SUVC,Full process production and broadcasting,New media release 杨桂明(北京广播电视台,北京 100020)0 引言为了进一步推进 8K 超高清视频产业在广播电视领域的探索与实践,北京广播电视台进一步满足 8K 超高清视频技术发展的要求,把握 8
5、K 超高清视频技术发展契机,紧跟时代潮流,进一步加强顶层设计和统筹谋划,为适应 8K 超高清技术发展对电视台的更高要求,将内容、平台、终端、人才、资源进行深度整合,构建 8K 超高清时代传媒“互联网+”的驱动模式。8K 超高清全流程制播基于台内现有冬奥纪实超高清平台进行扩容,按照全台统一超高清技术战略规划,完成配套公共服务系统云化扩容和升级改造,以支撑扩容后的 8K 超高清制播体系,构建满足 8K 超高清节目的策、采、编、审、播以及基于“京 8”APP 的新媒体发布全链条制播体系。1 8K超高清发展时代背景1.1 8K超高清现状根据工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台联合发布的超
6、高清视频产业发展行动计划(20192022 年)显示,加快发展超高清视频产业,对满足广大群众对视音频视觉效果不断提高的要求、驱动以视频为核心的行业智能化转型、促进我国视频产业整体实力提升具有重大意义。根据国家广播电视总局 2022 年 3 月数据显示,目前全国4K/8K 超高清电视频道 10 个;中央总台、28 个省级台基本实现全部电视频道高清播出,地级台频道高清化率超过 80%,超高清发展空间广阔。此外,超高清视频产业发展行动计划(20192022 年)还提出了我国超高清视频产业发展的目广播与电视技术 2023年 第50卷 第6期34内容制播 Content Production&Broad
7、casting标:至 2022 年,我国超高清视频产业总体规模超过 4 万亿元,4K 产业生态体系基本完善,8K 关键技术产品研发和产业化取得突破,形成技术、产品、服务和应用协调发展的良好格局。1.2 北京广播电视台8K超高清建设背景为贯彻落实好国家领导人重要指示,推进 8K 超高清视频技术发展与实践,探索超高清视频产业一体化新模式,促进广电行业新发展,服务好宣传好北京冬奥会,北京广播电视台冬奥纪实 8K 超高清试验频道于 2021 年 12 月 31 日正式开播。该频道设置了原生 8K 节目时段,并作为科技冬奥5G+8K 应用示范集成播控平台,为公共场所大型 LED 屏幕提供统一信源。北京广
8、播电视台以北京冬奥会、冬残奥会召开为新起点,开展高新视频新技术研究与应用,联动城市户外大屏、示范社区中屏和个人终端小屏,实现不同场景下的跨屏融合传播,以满足高品质新需求为导向,加快提升 8K内容供给水平,重点发力纪实类内容,形成全年 360 小时、日均约 1 小时的 8K 内容规模化生产能力。2 北京广播电视台8K超高清节目制作系统 关键技术2.1 8K超高清SUVC分层编码技术应用8K 超高清视频技术在近两年快速发展,促进了更高品质的电视生产也开始迈向 8K 超高清的制作,但是随之也带来了对硬件性能的更多需求和压力,比如对存储资源、交换网络资源、计算资源等等的需求。1.存储和网络带宽的压力从
9、高清到 4K 到 8K 文件,各项指标的提升大大地增加了文件的数据量。以 8K 为例,广电级别 8K 节目的码率超过 2000Mbps,十分钟的 8K 节目,文件大小就至少在 150G 以上。实际上,要进行基本的 8K 节目制作,存储环境的读写速度通常需要达到 1500Mbps 以上,存储空间通常需要 10T 甚至更大。如此高的数据量之下,无论是网络还是硬件都难以承受,规模化部署 的 8K 制作系统传输、编辑、渲染输出文件的存储和带宽压力可想而知,这成为超高清规模化生产的一大阻碍,这样的存储和网络消耗也会使 8K 制作网的搭建成本成倍增加。2.计算压力8K 视频编辑对软件本身的读写、编辑、渲染
10、输出效率要求更高,受限于当前硬件设备的处理能力不足,常规编辑工具直接对源生 8K 素材的制作效率并不理想且提升空间有限,编辑效率与编辑层数难以达到 8K 超高清节目制作的 要求。3.代理码率存在的不足为了缓解技术系统内文件存储带宽与编辑工具的计算压力,素材上载过程中生成代理码率文件用于编辑是之前一种常见的做法,但仍然存在一些缺陷:在 8K 及以上的超高清制作网中,为保证制作效果,一般代理码率不会太低,随着代理码率文件的生成,系统在存储和计算上额外的开销有所增加,这使得搭建系统的成本进一步提高;代理码率文件必须是完全可靠的,即帧内容精准对应,生命周期没有差错,系统之间的传输交换要求相对较高,系统
11、的复杂性带来管理上的潜在风险;此外,代理码率编辑方式需要对文件进行多次编码,进一步增加了编解码服务器的计算 负担。为了解决当前 8K 超高清技术领域的技术难点,北京广播电视台在 8K 超高清节目制作系统建设中突出技术亮点,采用了 SUVC 分层编码技术,该技术解决了 8K 超高清节目生产带来的硬件性能紧张的问题,同时也可以统一全台 8K超高清编码格式,大大降低了系统建设成本。高清时代向超高清过渡时,需要实现分辨率、帧率、色深、色域范围、高动态范围、三维声六个层面的技术提升。4K 过渡到 8K 更大幅面时,只有幅面属性发生改变,而 SUVC 分层编码技术很好地解决了这一问题。SUVC 分层编码技
12、术是基于多层结构的视频编码技术,主要以分层为核心,如图 1所示:一次可生成包含基本层和增强层的压缩文件,其中基本层适用于 4K 制作模式,增强层包含了 8K 超高清视频所需图1 分层编码技术示意图广播与电视技术 2023年 第50卷 第6期35Content Production&Broadcasting 内容制播要的信息,与基本层信息结合即可解码出 8K 超高清素材的原始信息。SUVC 分层编码格式在节目制作中有着非常明显的优势。由于 4K 和 8K 只有幅面上有所不同,色域/GAMA、帧率等都是相同的,因此,使用 SUVC 分层编码文件进行 8K 超高清编辑时,只需要对基本层进行解码,减少
13、读取文件的码率,降低设备带宽压力和计算压力;同时,该编码方式和传统的代理码率编辑方式有着明显区别,它能够极大地简化系统设计,减少编解码次数,节约存储资源。凭借技术优势,SUVC 分层编码技术在北京广播电视台项目中得到了充分技术实践,8K 超高清节目制作系统是基于台内原有冬奥纪实 4K 超高清平台进行扩容,兼容原有 4K 生产能力;编码格式采用 SUVC分层编码框架,MOV 文件封装,在要求相对不高的简单制作场景下,使用 4K 编辑工具只解码基本层的 4K 信息进行节目制作;在对画面质量要求较高的复杂编辑场景下,8K 制作站点可在高质量编辑模式,解码基本层+增强层的 8K 源生文件信息进行节目制
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