4K超高清分割方案
4K超高清电视节目制作技术实施指南(2020版)
4K超高清电视节目制作技术实施指南（2020版）国家广播电视总局科技司2020年5月前言发展4K超高清电视是广播电视行业贯彻落实创新驱动发展战略、促进文化与科技融合、深化广播电视供给侧结构性改革的重要举措，对于满足人民群众日益增长的精神文化需求，提升广播电视传播力、影响力和舆论引导力，促进文化产业与民族工业发展具有重要意义。
为了有效规范和促进我国4K超高清电视发展，国家广播电视总局发布了《GY/T 307-2017 超高清晰度电视系统节目制作和交换参数值》和《GY/T 315-2018 高动态范围电视节目制作和交换图像参数值》等标准，规定了4K超高清电视节目视频技术参数；为了保障4K超高清电视制播、传输、接收及显示的质量，国家广播电视总局于2018年8月发布了《4K超高清电视技术应用实施指南（2018版）》，规定了4K超高清电视应用中多种技术参数如何选择、适配和协同，解决系统性端到端参数配置问题，指导电视台和有线电视、卫星电视、IPTV、互联网电视规范开展4K超高清电视直播和点播业务。
在近期的实际应用中，发现在拍摄制作过程中，还存在流程不规范、技术质量不达标等问题，影响了4K超高清电视优质呈现；在SDR向HDR过渡阶段，4K超高清HDR和高清SDR同时制作的流程不统一，4K超高清电视和高清电视质量参差不齐。
为了指导电视台、内容生产商等开展4K超高清频道制播和内容生产，提高节目质量和制作效率，国家广播电视总局科技司2019年设立了“4K超高清电视节目制作技术实施指南”项目，成立了项目组，由广播电视科学研究院牵头，中央广播电视总台、广东广播电视台、广播电视规划院、四川传媒学院、宇田索诚科技股份有限公司等单位参加，结合中央广播电视总台、广东广播电视台在4K超高清电视频道的制播实践，进行了4K超高清电视节目拍摄制作相关研究，制定了本实施指南。
指导单位：国家广播电视总局科技司起草单位：广播电视科学研究院、中央广播电视总台、广东广播电视台、广播电视规划院、四川传媒学院、宇田索诚科技股份有限公司编写指导：孙苏川、杜百川、关丽霞起草人：郭晓强、李岩、周芸、罗映辉、王亚明、宁金辉、王珮、林小海、张乾、刘斌、周立、邵凤莲、向东、冉峡、胡潇、李小雨目录1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 缩略语 (2)5 概述 (3)6 参考电平 (3)6.1概述 (3)6.2制作时信号电平的一致性校准 (3)7 信号格式 (5)7.1采样格式 (5)7.2比特深度 (5)7.3信号域 (5)7.4彩色表示法 (6)8 信号监看 (6)概述 (6)8.18.2采用彩条信号对监视器进行校准 (7)8.3PQ信号的显示 (7)HLG信号的显示 (7)8.49 包含SDR内容的HDR制作 (9)9.1概述 (9)9.28比特内容的使用 (10)SDR图形的映射 (10)9.310 PQ和HLG之间的转换 (10)11 HDR和SDR同时制作 (11)11.1概述 (11)11.2直播流程 (11)概述 (11)11.2.111.2.2SDR优先的制作流程 (11)11.2.3HDR优先的制作流程 (13)录播流程 (14)11.311.3.1概述 (14)11.3.2不调色录播 (14)11.3.3调色录播 (14)11.3.4“准直播”形式的录播 (15)11.4SDR-HDR-SDR往返转换 (16)12 超高清节目制作设备控制要求 (16)13 图像亮度 (16)13.1概述 (16)13.2静态图像的舒适亮度 (16)13.3节目亮度变化的容忍度 (17)附录 A （资料性附录）绝对亮度体系和相对亮度体系 (18)附录 B （资料性附录） SDR和HDR比较 (20)附录 C （资料性附录） HLG可变伽玛的作用 (22)附录 D （资料性附录） HLG-LIVE (24)附录 E （资料性附录） HDR与SDR同时制作直播系统设置参考 (25)附录 F （资料性附录） 4K超高清电视主观评价用测试序列图像、波监截图.. 29 附录G （资料性附录）本实施指南与BT.2408-3的关系 (31)4K超高清电视节目制作技术实施指南1范围本实施指南推荐了4K超高清电视节目拍摄制作方法与流程，本文涉及的4K超高清电视节目技术参数为3840×2160/50P/10bit，BT.2020色域，HLG/PQ HDR。
4K超高清视频会议系统音视频时延测试方案设计
4K超高清视频会议系统音视频时延测试方案设计摘要：近些年信息、网络技术有了飞速发展，使得4K超高清视频会议成为可能，大大促进了交流沟通的便利性。
但是所建的超清视频会议系统容易产生音视频时延的问题，从而造成不同会场之间存在着唇音不同步的问题，很大程度上影响用户体验。
针对此，本文主要提出4K超高清视频会议系统时延测试方案的相关内容，在此基础上提出消除4K超高清视频会议系统时延的相关策略，希望能够对相关人士有所帮助。
关键词：超高清；视频会议系统；时延引言4K超高清视频会议系统的普及，不仅提升了会议的视觉体验，更在很大程度上提高了会议的效率。
4K超高清技术使得画面更加清晰、细腻，使得与会者能够更准确地接收到会议信息，减少误解和混淆。
此外，它还为远程会议提供了更好的参与感，使得身处于不同地点的与会者仿佛就在同一会议室中。
然而，4K超高清视频会议系统也存在一些问题，其中最突出的是音视频时延问题。
音视频时延是指从发言者开始说话到与会者听到声音之间的时间差。
这种时延可能导致沟通障碍，影响会议的进行。
因此，对音视频时延进行准确测试并找出解决方案至关重要。
1 视频会议音视频不同步的影响对于4K超高清音视频会议系统来说，一旦音视频不同步就会产生较差的应用体验。
例如某集团公司采用了4K超高清音视频会议系统，初期超清视频会议平台和4K超清终端进行连接，标清MCU和原有标清终端进行连接，两者之间通过级联方式进行连接。
此音视频会议系统的主会场设置在报告厅，在此区域设置了超清、高清两种视频会议终端，主要是利用不同的MCU连接到其他不同区域的分会场。
但是在具体应用方面，新设置的超清分会场会有相应的音视频不同步问题，对于4K系统的优化升级造成了一定影响[1]。
2 4K超高清视频会议系统音视频时延测试方案设计2.1 本地视频系统设备时延测试第一，当地视频系统设备（包括长传盒）时延测试。
①4K分辨率时延测试。
此部分主要目的在于测试4K分辨率（包括长传盒）时延的情况。
4K超高清演播室电视墙设计与布局的探讨
1 074SMPTE-2110 标准的4K 无压为同步基准，每路4K 信号由4路信号组成，信号切片方式为2SI。
系统同时满标准，支持主备链路的无缝切换。
画面分割板卡是IP监看系统中最主要的设画面分割板卡的厂家并不多，支全码流监看的厂家更少之又少，且成本非常昂贵。
鉴于成本考虑，业内目前多采用低码流监看方信号下变换为高清，或伴随低二 HDR监看的必要性电视墙由10个75寸HDR电视机组成，其中8块屏由10bit IP画面分割器输出，每块屏4分割显示，中间两块屏为PGM、PVW输出显示。
在目前国内4K系统中，监看端使用SDR或者8bit画面分割器的占绝大多数，中演播室系统采用是全流程HDR监看。
HDR(High Dynamic Range)是指图像中可以体现明暗2通过图3可以看出，SDR监看所能展现的亮度范围极为有限，与人眼所能感知的范围相差甚远，在画面明亮处的亮度提不上去，暗处暗不下来，这导致了人眼最终所感知到的画面层次感较差，大量细节丢失。
而根据图4所示，HDR能更大限度地还原人眼感知的色彩及亮度范围。
人眼对清晰度的感知由亮度和色彩组成。
对亮度分辨率的敏感率要高于色彩分辨率的敏感度。
亮度分辨率的提升能大大吸引用户的眼球。
HDR高动态就是要让观众看到更多的亮中“亮”，3 4使用一段时间后，发现了不少问题。
第一，同步基准使用的是PTP，当GPS卫星信号强度或者精度不够的情况下，画面分割屏会出现画质劣化，画面跳动现象。
通过对GPS天线位置及PTP设置参数的调整，同时对交换机针对PTP选项升级固件，目前PTP趋于稳定，此现象已经极少出现了。
第二，系统设计考虑超高清与高清同播状态，高清PGM信号由末级UHD PGM通过下变换形式在图9所示的电视墙中，左下角大屏设置Gamma为 2.4，SDR及BT.709色域，其余大屏都为HLG1.2，HDR及BT.2020色域，这样就满足了全流程HDR监看，同时兼顾SDR监看需求。
4K超高清时代HDR到SDR的转换
4K超高清时代HDR到SDR的转换作者：张建强刘洪春来源：《卫星电视与宽带多媒体》2021年第17期【摘要】目前，主流的家庭电视机还是在65寸以下，受到显示屏幕的限制，观众不能很好地感受到4K节目所带来的视觉震撼。
广电行业在4K超高清时代，使用多种方式，实现HDR向SDR的变换，是一个行之有效的办法，本文探讨了其中的一种解决方案。
【关键词】上下交叉转换;帧同步;HDR到SDR转换中图分类号：TN929 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.17.0014K HDR技术作为4k超高清的最重要技术优势，是对高清电视显示系统的动态显示范围有大幅改善和提升，观众们就终于可以真正得到技术更新后的"惊艳"感受。
1. HDR到SDR转换系统的设计思路1.1 设计目的将HDR内容转换为SDR内容，同时在SDR屏幕上保持尽可能好的影像质量，这需要使用HDR到SDR的转换，在整个转换过程中保持亮度、对比度和颜色的参数贯彻始终地保持一致。
1.2 设计思路HDR到SDR转换系统是一个功能强大的通用音频和视频处理设备，通过一种可用功能配置（功能组）来实现多种功能。
每个功能组包括一个处理功能的组合，以执行处理功能，包括帧同步，上下交叉变换和HDR等。
它是使用高级算法进行分格动态色调映射的系统，该算法可以自动分析HDR流中图像的不同部分，并逐帧实时应用最佳校正。
这种独特的功能与当今的其他解决方案不同，它是体育赛事或任何需要高品质实时HDR到SDR转换的现场直播的完美实时制作工具。
HDR到SDR转换系统适合单一原生HDR工作流程，从而降低了设备和手动操作的成本。
系统提供1个4K/UHD处理通道，通过适当的分区动态色调映射支持从HDR传输特性到SDR的下转换。
它满足广色域（WCG）需求以及专业的AV直播活动要求。
还包括用于静态HDR与SDR相互转换的HDR静态配置，该配置执行静态色调映射以实现HDR和SDR之间的上/下/交叉转换，适用于演播室或光线条件不会动态变化的环境。
中央广播电视总台4K超高清播出系统时钟监测方案浅析
目前已知时间T 1、T 2、T 3、T 4，求得t 即可调整客户端时钟:公式（1）1客户端与服务端的交互过程根据公式（1），t 也可以表示为：可以看出，t、d 只与T 2、T 1差值及T 相关，而与T 2、T 3差值无关，即最终的结果与服务如图3所示，主时钟发生器1和主时钟发生器2分别输出NTP 信号进入时钟服务器（主）；备时钟发生器1和备时钟发生器2分别输出NTP 信号进入2.校时客户端部署及设置在本套超高清播出系统中，播出控制管理系统及频道包装系统的设备均需要校时服务。
我们在各工作站上均部署定制的NTP Client 校时软件定时访问NTP 校时服务，对本地时间进行校正，校时精度可以达到毫秒级以上。
并要求各个NTP Client 校时软件需实现以下功能：◆可设置校时间隔。
根据工作站类型进行分组，访问间隔设置20~30秒不等，避免同一时间大量的NTP 请求发送到服务器，减轻服务端压力。
时钟服务器也作为客户端接受时钟发生器的校时，访问间隔设置为5秒。
◆可配置校时服务器地址。
同样是为了缓解校时服务端的压力，根据工作站类型进行分组，指定自己默认的校时服务端，当与默认的服务端断开时，可自动切换到另一台上。
◆可配置防跳变时间值。
当NTP Client 检测到客户端和服务端的时间差超过防跳变时间时，则认为时间偏差太大而不使用服务端的时间去调整本地时间，此时需要工作人员进行确认，如果是客户端的时间突3网络时钟信号分配图2显示钟信号分配图主/备时钟服务器的工作原理相同。
当终端设备与连接的时钟服务器断开时，会最多尝试进行三次访问，如果三次都访问不成功则自动切换到另一台时钟服务器进行连接。
三 时钟准确性监测方案为了保障播出系统内部时钟的准确性，监控系统测每一个时钟源。
监控系统获取时钟发生器的四个时间和时钟服务器的两个时间，进行时间比较。
如果某一个时钟源上的时间获取失败或其与其他时钟源的时间偏差过大，将通过监控系统进行预警。
4K超高清频道落地覆盖技术路径浅谈
134现代电视技术2019.3本文简述了现阶段4K 超高清频道在有线网络的覆盖情况，及其发展技术条件现状，对整体方案、特点、技术难点、各地网络公司技术支持情况进行了说明。
4K 超高清 落地覆盖 技术方案中央广播电视总台于2018年10月1日正式播出首个全国上星覆盖的4K 超高清频道，按照广电总局安全播出的要求，4K 试验频道应采取“天地备份”的方式进行传输覆盖。
央视播送中心与广电总局无线局和中国卫星通信公司经过研究和试验，确定了通过卫星向全国传输的技术方案。
同时，央视播送中心与中国有线电视网络公司完成了技术对接工作，确定了通过国家广播电视干线网向全国传输的技术方案。
根据中国国际电视总公司的部署，由所属中央数字传媒有限公司承担4K 试验频道的内容保护和落地覆盖、推广对接工作。
技术方案采用中央数字传媒公司现有系统中的国内CA 技术+指纹显示技术，有线前端的4K 试验频道专业卫星解密接收设备由中央数字传媒有限公司提供。
截至2月13号完成接收单位数量：省级和直辖市级有线网络34家；完成入网单位数量32家，覆盖4K 用户数量1955.45万户，4K 有线网络用户覆盖率为99.59%。
本文将一 整体方案：节目传输系统中央电视台4K 超高清频道采用卫星和中国有线国干网同时加密传输。
其中对于频道落地接收，中数传媒提供两套卫星解调解扰解码设备（含解密卡）。
系统框图如图1。
A VS2综合接收解码器接口参数： z 输入接口：包括射频RF 输入接口（卫星接收使用）、ASI 输入接口（国干网接收使用）； z 输出接口：包括ASI 、IP 清流环出接口；4×3G-SDI 解码输出接口。
1. 卫星接收中央电视台4K 超高清频道通过中星6A 卫星传输加密信号。
各接收单位负责提供卫星接收天线，输出射频信号，中数传媒提供卫星解调解扰解码设备及解密卡（智能卡和CAM 卡），将射频信号通过卫星解调解扰解码设备输出ASI 、IP或4×3G-SDI 信号。
浅谈Multiview高清画面分割处理技术及应用
浅谈高清画面分割处理技术及应用（北京科思图科技有限公司技术支持部）1．高清画面分割处理概述图1 典型的高清画面分割处理应用在安防监控、高清视频会议、广播画面监看、科研数据显示等许多高清视频应用场合，需要对高清画面进行分割处理，即在一个高清显示屏幕上显示来自多个视频源的高清视频信号。
这项工作通常由高清画面分割器（MultiView）来完成。
高清画面分割器（MultiView）通常有4分割、9分割、16分割几种，可以在一台显示屏幕上同时显示4、9、16个视频源的图像。
四分割是最常用的设备之一，其性能价格比也较好，图像的质量和连续性可以满足大部分要求。
九分割和十六分割价格较贵，而且分割后每路图像的分辨率和连续性都会下降，录像效果不好。
另外还有六分割、八分割、双四分割设备，但图像比率、清晰度、连续性并不理想，市场使用率很低，大部分高清画面分割器除了可以同时显示图像外，也可以显示单幅画面，还具有迭加时间和字符，进行画面变换、动画融合等不同功能。
2．高清画面分割处理技术介绍高清画面分割器（MultiView）的基本工作原理为：采用图像压缩和数字化处理的方法，把多个画面按同样的比例压缩在一个显示终端的屏幕上。
下图所示为高清画面分割器硬件组成原理图，主要包括视频解码芯片、数字信号处理、视频编码芯片、控制接口电路、大容量高速缓存等几大部分。
图2 高清画面分割器硬件组成原理图高清画面分割器硬件组成中，核心部件为数字信号处理器。
数字信号处理包含了专业级高速图像处理功能。
由于各通道视频数据流数据带宽大，数据一般采用多芯片进行并行处理，这样才能满足分割合并后单路输出的高分辨率显示，使得高速运动画面无撕裂，不丢帧，无图像追赶现象。
下图所示为高清画面分割器硬件外观图，图中带有散热器的部分即为并行的数字图像处理芯片。
图3 高清画面分割器硬件外观高清画面分割器硬件主要技术特点如下：1）纯硬件结构、稳定性高：设备一般采用纯硬件结构，无操作系统，启动时间短，无板卡式处理器死机、蓝屏和病毒的困扰，无系统崩溃风险，可全年持续工作。
AVS2 4K超高清专业卫星综合接收解码器
AVS2 4K超高清专业卫星综合接收解码器技术要求和测量方法1 范围本标准规定了视频解码采用GY/T 299.1—2016（简称AVS2）的4K超高清专业卫星综合接收解码器的技术要求和测量方法。
本标准适用于AVS2 4K超高清专业卫星综合接收解码器的开发、测试、生产、使用和维护。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 17191.3 信息技术具有1.5Mbit/s数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码第3部分:音频GB/T 17975.1 信息技术运动图像及其伴音信息的通用编码第1部分：系统GB/T 22726 多声道数字音频编解码技术规范GB/T 32631 高清晰度电视3Gbps串行数据接口和源图像格式映射GB/T 33475.3 信息技术高效多媒体编码第3部分：音频GY/T 148—2000 卫星数字电视接收机技术要求GY/T 150—2000 卫星数字电视接收站测量方法—室内单元测量GY/T 170—2001 有线数字电视广播信道编码与调制规范GY/T 299.1—2016 高效音视频编码第1部分：视频GY/T 307—2017 超高清晰度电视系统节目制作和交换参数值GY/T 315—2018 高动态范围电视节目制作和交换图像参数值SJ/T 11336 数字电视接收设备条件接收接口规范第1-1部分：DTV-CI技术规范T/AVS 102 AVS互联互通测试规范T/AVS 107 高效多媒体编码视频符合性测试ETSI TR 101 290 DVB系统测量指南（Measurement guidelines for DVB systems）ETSI TS 102 366 v1.4.1 数字音频压缩标准（AC-3和增强型AC-3）（Digital audio compression (AC-3, enhanced AC-3) standard）SMPTE ST 425-1:2017 3Gb/s串行接口源图像格式及辅助数据映射（Source Image Format and Ancillary Data Mapping for the 3Gb/s Serial Interface）SMPTE ST 425-5:2015 4链路3Gb/s串行接口源图像格式及辅助数据映射（Image Format and Ancillary Data Mapping for the Quad Link 3Gb/s Serial Interface）SMPTE ST 2081-1:2015 6Gb/s信号/数据串行接口（6Gb/s signal/data serial interface）SMPTE ST 2082-1:2015 12Gb/s信号/数据串行接口（12Gb/s signal/data serial interface）3 缩略语1下列缩略语适用于本文件。
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ATER超高清4K指挥系统
显示解决方案
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一、系统概述
随着公安、军队装备系统和信息化系统建设的快速发展，对图像信号的清晰
度、超高清晰度要求越发迫切，现今，公安、军队装备和信息化终端中大量使用
DVI、SDI和HDMI信号接口，这就要求传输系统、处理系统和显示系统均能支
持1920*1080高清规格、甚至4K超高清规格的图像。
新需求的提出也带来了应用模型的新变化，不仅要求能够显示更加清晰的图
像，看到更加细丝入微的细节部分；更要求多系统和多终端能够实时关联应用，
同时无缝显示更多720p或者1080p的高清数据信息。将信息有效集中呈现出来，
使指挥员能够获取全面信息，提高各部门协同作战指挥的工作效率，从而提高决
策指挥的实时性。
决策指挥的关键是“决策”，决策的本质就是数据和数据，数据和人，人和
人之间的交互。任何指挥都是数据间的整合和对比；也都是人和数据的交互和协
同，只有这样才能产生关联、产生决策依据和结果。
科学研究指出，准确的判断必须基于实时全面的数据加上科学的分析方法，
而有了准确的判断才能做出正确的决策。因此如何让指挥员快速获取实时、全面、
高清的数据就成为了决策的关键。事实上无论多么复杂的应用系统主要都是图像
信息的传达，同样各系统之间的联系也就集中在图像的整合上，通过对来自不同
系统、不同承建商、不同数据格式、不同传输介质的整合，来为决策指挥提供必
要支持。ATER结合自身对大屏幕图像显示与智能控制的多方面的技术积累，推
出了具有先进指挥管理理念的高清化、快速化、科学化的指挥解决方案，采用超
高清4K分割显示系统，实现突发事件处理的全过程跟踪和支持，突发事件上报、
相关数据采集、紧急程度判断、实时沟通、联动指挥、应急现场支持、负责决策
等，为工作人员对事件的事态了解更加全面、事件的反应更加迅速、人员的协调
更加充分、决策更加科学提供了更加优异的解决方案；
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二、系统组成
本系统由以下几部分组成：
1、信号记录、传输系统：超高清混合矩阵，录播服务器，数字双绞线传输器，
音视频光纤传输器、等完成信号无损传输至图像处理设备和图像显示设备
并且对重要数据进行记录备份。
2、信号处理设备：主要是4K超高清分割器，完成图像分割处理功能，是系
统的核心设备。
3、信号显示设备：由超高清4K投影机或4K超高清显示屏、大屏幕、拼接
屏等其它辅助显示设备组成。
4、系统控制模块：可编程中控、可编程墙面控制器、IPAD智能控制器、IPAD、
无线路由器、有线触摸屏组成，可通过无线IPAD、有线触摸屏或网络对
整个系统进行有效快捷的整体操作控制。
5、强弱电控制模块：可提供8组强电或弱电触点控制，在系统中可实现对设
备电源与计算机的自动开关控制管理，灯光、窗帘的控制等。
6、调音控制模块：可提供2路立体声控制，4路单声道控制，可实现音响音
量大小控制；
7、红外控制模块：可提供两路红外控制，可实现DVD等红外设备的控制；
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三、系统拓扑图
四、系统功能
整个系统可实现以下功能：
所有设备可通过IPAD、有限触摸屏、可编程墙面控制器一键开关系统控制，
按下“系统开”后，整个系统开；按下“系统关”后，系统自动按时序关闭
所有的设备，并切断电源，整个系统最大化的减少使用环节的操作，并保护
投影等贵重设备的使用。
本系统内嵌可编程APP应用程序，使用人员可根据自己的习惯进行界面选
定、制作和界面的排版，支持除IPAD外的安卓等智能终端进行编程控制；