中央广播电视总台E16 4K超高清演播室制作技术特点综述

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2023年12月13日发(作者：)

中心技术中央电视台侯 佳摘 要据中心架构，使用TICO编解码方式，支持SMPTE 2022-中央广播电视总台光华路办公区E16 4K超高清演播室6/2022-7标准架构，可充分发挥IP网络特点，实现视音频、于2018年10月1日正式启用，是总台首个具备4K直播功通话和控制等系统的IP化传输和信号交换，是一套全流程能的超高清演播室系统。本系统为CCTV 4K超高清频道各IP化超高清直播演播室系统。

类直播及综合节目制作而设计，是超高清、全文件化、全视频系统采用Grass Valley超高清系统，全IP双链网络化、高智能化的综合性演播室系统工程。目前E16 4K路架构与双数据核心的冗余备份机制，视频信号采用4K

演播室已上线半年，全力保障总台各类4K节目的直播任务，TICO压缩信号，系统设计符合《中央广播电视总台4K超通过半年的使用及经验的积累，对本演播室视频制作技术高清电视节目制播技术规范（暂行）》标准。视频采用特点进行简要介绍。3840×2160/50p、HLG/1000nit、ITU-R BT.2020、10bit，音频采用5.1环绕声标准制作。监看采用1080/50p信号格式。关键词所有信号源及系统内调度信号均采用双链路，符合SMPTE

主备系统架构 主观监看还原 系统扩容性2022-7信号级备份。本演播室共配备GV 4K 86N摄像机4套，GV K-Frame X两级M/E全功能4K切换台1台，波视中央广播电视总台光华路办公区E16 4K超高清演播4K延时器2台，索贝4K播出服务器2套，EVS-Via 4K精室位于主楼塔壹49层，是一个空中景观演播室。演播室为彩编辑1台（2入2出），新奥特4K在线包装（支持双视窗）4K节目制作提供了信号采集、现场制作、文件化播出、信2套，索贝4K双通道录制服务器1台，总控6路TICO格号传输等全功能的节目录制及直播解决方案。随着4K技术式外来信号经Nevion解码器接收后进入系统，播出信号的不断发展，从高分辨率（HR）、高动态（HDR）、宽色域（PGM）经Nevion编码器后送总控系统。系统间采用HD-（WCG）、高帧率（HFR）、量化深度（BD）五个维度上均SDI 3G基带TICO方式无需编解码环节可直播与总控进行明显优于现行高清技术标准。全球4K超高清技术发展迅信号交接，实现外来信号、信号制作与输出的格式统一化。速，作为总台首个全4K超高清演播室，在设计中采用了最系统内设备可分为两种。一种为IP设备，主要包括摄像机、新的4K超高清视频技术和环绕声音频技术，充分考虑到将切换台等，可直接输出TICO IP信号，接入核心交换机；技术的先进性和系统的安全性相结合，演播室导控室和音另一种为非IP设备，通过4×3G的形式传输4K超高清信控室均配置环绕声监听环境，极大地方便了环绕声节目的号，对于这类设备通过SDI/IP网关卡，将4×3G信号转换制作。为TICO IP信号，接入核心交换机。信号切换及调度系统配置全IP 4K切换台和主备数据交换核心，管理系统（GVC）一 演播室视频系统技术配置

按照主备机制设置，采用一体化设计，做到监管控全局把控，便于系统管理人员故障排查并及时处理、提高效率。E16 4K演播室视频系统在系统设计上，采用全IP的数监看系统除主/预监、技术监视器使用4K监视器，其他监现代电视技术2019.842中心技术视器均采用高清监视器，利用信号处理核心（IPG）转换的SDI架构，采用全IP的数据中心架构，系统采用原SDI时方式满足监看需求。同步系统按照主备机制设置，既能满的主备设备级备份机制，信号采用SMPTE 2022-7无缝倒换足传统设备同步锁相需求，也支持IP设备PTP锁相需求。保护机制，可对IP信号双流选切并无缝倒换，完成对信号TALLY系统按照主备机制设置，具备三级源名追溯功能。传输链路的主备保护，无需启动备份设备即可实现信号级每台TALLY服务器支持主备路TALLY，支持手动2选1备份。每台IP设备均采用双路接口进行信号交互，当网络倒换。时钟系统主要配置倒计时发生器及3台子钟。通话出现信号中断、数据丢失等现象时自动判断并进行信号路系统配置32通道通话矩阵及4通道应急通话主站。

由选择。同时IP系统中切换台已不再是系统核心设备，仅为核心制作设备，由交换机/数据中心设备所取代。以实现在系统层面设备级/信号级双备份，提高演播室系统整体安全性、可靠性。E16演播室内所有IP设备如SDI/IP网关卡、摄像机、切换台均支持SMPTE 2022-7无缝倒换保护机制，可对IP信号双流选切并无缝倒换，实现全链路设备级、信号级双重保护，提高系统安全性。SMPTE 2022-7无缝倒换保护机制采用两份完全独立的数据，这两份数据从同一个设备的两个不同的网口发送到两个不同的地址。两份数据必须经1“两会直播”制作现场过相同的路径且端口类型完全一样。通过SMPTE 2022-7保护机制，系统采用字比对的方法，对收到的两个链路的每二 更安全的系统架构

一份数据包做比对，进行数据包级的二选一，最终输出完整的数据包实现链路上的保护。E16 4K演播室系统采用全IP架构，信号处理各环节均考虑信号级/设备级双重备份机制，提高系统整体安全性。三

高清监视器主观还原信号4K超高清原高清系统采用基带传输方式仅可采用设备级备份，即相同功能设备互为备份。作为高清系统核心的切换台，虽然与矩阵互为备份，但出现故障后矩阵仅可完成“硬切”操4K监视器是还原4K拍摄内容的最佳解决方式，但由作，无法完全替代切换台各功能。E16 4K演播室放弃传统于目前4K监视器价格昂贵，系统内全部配置4K监视器会对系统整体造价带来巨大成本，且长时间观看高亮度的4K监视器会对人眼产生一定伤害，但为了能更好地还原拍摄效果，E16 4K演播室采用两台Sony PVM X550（4K监视器）作为PGM及PVW监看，采用四台Panasonic TH-55LF8SC（高清监视器）通过分屏方式用于导监墙监看系统内全部信源。其余桌面监视器全部采用Sony LMD-A240（高清监视器）进行制作级监看，两台CANON DP-V2420（4K监视器）分别用于桌面技术监看及立柜技术监看。为使高清监视器可以正确还原4K超高清信号，系统以2SI作为4K超高清信号图像拼接2SMPTE 2022-7无缝倒换示意图方式，可对组成画分的任意一路或多43Advanced Television

Engineering2019/8System Technology中心技术34K HDR—>3G SDR转换示意图路信号进行单独处理。因为组成4K超高清信号的4路信开赛》和《2019年CBA全明星赛》《2019中华龙舟大赛》号均为全画幅且包含完整画面信号，即可任取一路信号作《F1方程式赛车》以及即将到来的《2019法国网球公开赛》为监看信号视频源使用。系统内的IP设备均可在输出4K和《2019法国女足世界杯》等重点体育4K节目的直播报信号的同时，输出一个3G Monitor流，非IP设备在进行道任务。各档直播节目在制作过程中在技术实现上也各有SDI-IP转换过程中通过SDI/IP网关卡生成3G Monitor流，不同，《中国网球公开》演播室通过接收由现场4K超高清此信号为高动态范围（HDR）、超高清显示色域（ITU-R

转播车制作的信号，经总控TICO编码后送演播室进行解说BT.2020）的3G信号。最终实现将系统内4K超高清信号及在线包装完成赛事直播。《2019年CBA全明星赛》分别下变换为3G信号，解决4K超高清信号作为画分拼接信源在体育频道和4K超高清频道同时转播，这是自总台E16超带来的高带宽问题。高清演播室建成后首次实现高清（HD）/超高清（4K）同通过利用视频IP处理核心单元设备中画分板卡的信号步直播，信号在前方经TICO编码压缩后送总控，演播室处理技术，可单独对组成画分的任意信号进行单独处理，完成延时，包装等工作。《2019中华龙舟大赛》采用4K转实现信号从高动态范围到标准动态范围（HDR到SDR）播车前场制作，分别制作超高清版和高清版，经编码压缩以及超高清显示色域到高清显示色域（ITU-R BT.2020到后将带解说的4K公共信号通过两条不同路由送回总控经演ITU-R BT.709）的转换，从而实现在高清监视器上主观正确播室完成频道包装后播出。《十三届全国人大二次会议记者还原4K超高清信号。会》首次实现5G+4K直播，通过布设在梅地亚新闻中心现场的4K摄像机经编码压缩后由中国联通和中国移动的5G基站分别回传到总控至演播室。《一带一路国际合作高峰论坛》开幕式再次采用5G+4K的直播方式，是CCTV

4K频道首次采用4K超高清信号对中国国家主席习近平出席开幕式并发表主旨演讲进行全程4K直播，此次直播是一次技术的传播创新与内容的深度融合。演播室通过接4收由现场4K超高清转播车制作的高清监视器与4K监视器对比图信号，经总控TICO编码后送演播室，演播室进行会前访谈及角标、标题字幕、双视窗等包四 多元化的节目制作能力装工作完成整个直播任务。通过现场的4K摄像机经编码压缩后由中国联通和中国移动的5G基站分别回传到总控送演E16 4K演播室已陆续完成多种形式的4K节目制作，播室。演播室接收信号后，对信号进行延时处理，同时根其中包括新闻类《十三届全国人大二次会议记者会》《2019据节目需求对各路延时信号进行画面同步延时时间调整，中国北京世界园艺博览会》，时政类《一带一路》《亚洲文利用精彩编辑设备根据节目内容需求对时长和内容截取用明对话大会》等重点新闻时政类4K节目的直播保障任务。于备播素材，节目制作完成后通过TICO编码送总控。《亚体育类包括CCTV 4K频道开播首日的《2018中国网球公洲文明对话大会》是继“一带一路”高峰论坛、北京“世现代电视技术442019.8中心技术园会”之后，E16演播室承担的又一场重要的时政直播。在应对未来技术发展和业务规模不断增长的需求。系统是基主会场国家会议中心，通过4K摄像机拍摄的三路信号经由于开放IP架构的超高清演播室系统，可快捷、便利、安全主控送至演播室，演播室按照演练流程，对主备路信号进地对系统进行扩容和升级，可快速在接入层接入更多的设行延时处理，在节目开播前严格按照节目要求截取大会安备，达到系统扩容的目的。同时系统基于IP架构，未来只全画面片段，包装模板根据节目内容实时调整文字内容，需增加汇聚层设备，即可通过叶脊拓扑结构实现与其他IP双视窗根据节目形式随时调整所需视频源，节目制作完成演播室的系统级联。后通过TICO编码送播出。目前，各档节目制作依托系统内各功能设备完成节目1. 易升级性的整体包装制作任务，通过延时器可实现信号的延时播出；传统演播室系统，随着广播电视技术的发展、标准的精彩编辑对信号进行精彩编辑等重要内容的编辑及回放；更新，一旦需要进行系统扩容或升级，通常要在考虑兼容在线包装可针对不同节目类型制作相应的角标、人名条、性的基础上，花费大量成本，更换或增补大量设备，在具LOGO、全屏板等实现连线、双视窗等效果；文件播放服务体实施层面也较为复杂。而E16演播室视音频系统遵循器可在直播中穿插播放经后期精编制作并迁移到演播室的SMPTE标准体系作为整套系统建设的核心标准，是基于开成品节目，如宣传片、广告等4K素材，演播室整体设备部放IP架构的超高清演播室系统，可快捷、便利、安全地对署满足多元化节目形式的制作需求。系统进行扩容和升级：不但可快速在接入层接入更多的设备，达到系统扩容的目的；而且可快速实现SMPTE 2110标准或其他SMPTE标准的系统升级。2. 易拓展性传统演播室系统，若需实现多演播室系统级联，要在设计初期进行大量规划及设计，且预置相应的组群设备。而E16演播室视音频系统基于IP架构，与其他IP演播室系统级联只需增加汇聚层设备，通过叶脊拓扑结构实现演播室系统级联。5亚洲文明对话大会六 结束语五 系统扩容性通过半年的使用，E16 4K演播室在整体设计上可满足新E16演播室视频系统使用IT领域的先进技术和设备，闻类、访谈类、大中型综合体育赛事的直播及嘉宾访谈、专实现技术资源全方位合理调配。在安全稳定的基础上，为题类节目的录制需求，为CCTV 4K超高清频道提供整体的超高清频道开播提供技术支撑，同时具备先进性、易升级技术服务。希望通过对CCTV 4K演播室的整体设计及运行性和易拓展性，既可为今后的系统提供范例和指导，也可介绍对后续4K演播室在建设中起到借鉴及参考作用。

（上接第66页）具备灵动性、易收取、轻量级特点的视频系统。系统设备测试、维护、替换、变更的工作效率。使外场z 本套系统中，4K摄像机及预留的4K多通道收录服演播室视频系统在工作中，满足系统使用的安全性、高务器工位。为下一步外场演播室视频系统的再升级，以现效性、轻量化集成、快速转换场景制作等技术需求。视有系统设备制作4K、高清节目，同时制作及同步播出等技频工作人员通过大量的工作经验积累，把制作经验绘制术应用场景，预留出升级改造的拓展方向和空间。成成熟的技术方案，并在方案实施后预留持续优化、拓本次外场演播室视频系统优化设计和集成，使本系展的系统空间，为今后的重点、重要直播录制工作任务统更加稳定，优化了系统搭建集成的工作流程，提高了提供了有力保障。

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