4K电视节目技术质量评估的实践与探索

155 Advanced Television Engineering2019 / 1操作和维护标准与测量标准和测试摘要本文重点介绍2018年CCTV 4K节目技术质量评估. 主要内容包括参与4K程序分析，4K程序评估系统的构建和调试，4K程序技术质量评估以及4K程序技术质量评估摘要，旨在讨论4K程序技术质量改进方法. 关键词4K节目评估系统4K节目技术质量评估“真实4K” 4K节目元数据4K节目适用场景吴丽艳闭路电视随着广播电视4K设备的不断完善和4K频道开通计划的实施. 每个电视台，今年的广播电视，首次获得行业技术质量奖的最高奖项“金扇奖”，增加了4K节目选择，其中包括4K特殊节目和4K综艺节目两个奖项. 近年来，央视已经提交了“金扇奖”节目，即通过在电视台中选择“电视节目技术质量奖”来对提交的节目进行排名，并选择获奖节目并提交“金奖”. 粉丝奖”.

今年的评选工作仍在中央电视台的标准视听室进行，该室由质量管理部门组织和执行. 高清节目的选择是我们非常熟悉的，并且4K节目的技术质量评估存在一定的困难和挑战. 首先，当前的标准视听室还没有4K节目评估的条件，因此有必要建立4K评估系统. 台湾4K标准刚刚发布，参与程序的制作还不够标准化，评估中会遇到很多问题. 但是，挑战与机遇并存. 通过此4K计划技术质量评估，我们积累了一些经验，并在这里与您分享. 1.参与4K节目分析2018年中央电视台“电视节目技术质量奖” 4K节目评选，技术制作中心和中国电视台北方制作中心共提交了14个参与节目. 首先，对参与程序的基本信息进行分类和计数，例如播放模式，色域和动态范围. 有关详细信息，请参见表1. 此信息在4K程序评估过程中至关重要，并且对于正确恢复4K程序的原始生产而言. 必填参数. 其次，为了适应4K方案客观技术质量指标的变化，制定了目标指标的极限值，同时调整了UQE系统评估模板，为4K方案的初步评估做准备. 中央广播电视台刚刚于今年7月发布并实施了《 4K超高清电视节目制作和广播技术规范（暂行）》，其中规定了视频，音频的收集，制作，广播和存储. 中央广播电视台的4K超高清电视节目，信号交换和节目等技术要求，具体的视听基本技术参数如表2所示.

基于此规范，对本站参与4K计划的分析进行了分析. 符合项包括: 分辨率（3840×2160），扫描频率（50P），量化位（10bit），宽高比（16: 9）等；关键指标不符合要求: 大多数程序的色域为BT.709，动态范围为SDR. 完成的程序音频应为5.1环绕声或三维声音，但大多数程序仍以立体声形式制作. 由于该标准刚刚颁布和实施，因此对于不符合今年要求的技术指标没有硬性要求，并且在计划评估过程中不会设置任何扣除额. 表1参与4K节目基本信息统计评估节目编号基本信息节目数量1播放格式媒体8文件62环绕声4立体声10 3D声音03色域2020 7709 74动态范围HDR 7SDR 75编码格式ProRes Standard + LPCM 24bit 10XAVC + LPCM 24bit 2ProRes HQ + LPCM 32bit 26封装格式MOV 8MXF 2MOV / MXF 4156现代电视技术2019.1标准和测量2 4K节目技术质量评估系统1.系统构建4K节目技术质量评估系统构建在音频评估室中中央电视台的标准视听室. 视频系统采用4×3G-SDI方法. 根据央视参与4K节目的具体情况，为播放源准备了媒体播放器和非编辑工作站. 该系统还包括一个4K技术监视器和一个示波器. 终端4K显示器使用平台现有的100英寸4K电视机.

音频系统通过视频分配器将3G-SDI信号的4个通道中的第一个通道分为原始5.1环绕声系统的一个通道，并借助音频处理器和扬声器的扬声器实现声音回放. 原始音频评估室. 该系统的建设不仅是为了奖励4K节目，还为了调查4K广播和电视设备的现状，并为将CCTV标准视听室升级为“ 4K超高清三维声音标准”做准备. 视听室”. 2.系统调试在系统调试的初期，通常不显示屏幕，并且分析系统的各个链接. 当前构建的4K系统是4×3G SDI. 根据4 3G-DI SMPTE标准，4K屏幕是Link 1，Link2. Link3和Link 4具有4个3G-SDI信号传输通道. 有两种输出模式: 四画面（SQD）模式和2采样（2SI）模式. 4K系统需要能够正确识别在每个链路中以哪种模式传输图像，以便正确解析图像. SQD模式相对简单，但是您必须确保4个通道之间的图像对齐正确时间小于或等于400纳秒，需要大内存，并且通常用于拍摄和后期制作. 2采样（2SI）模式更加复杂它是通过每两个相邻像素交叉来计算的. 它具有较少的内存需求和较小的处理延迟. 它通常用于传输和编码. 系统每个链接的设备设置应与播放源的输出设置一致. 例如，播放器，非编辑工作站，转换器等的输出设置应保持一致. 需要手动设置.

此4K系统建立在高清视听室中，使用原始的视听室5.1扬声器和用于立体声和环绕声控制的音频处理器. 在音频系统调试过程中，我们的重点是声音和图像的同步. 无论4K节目信号处于SQD模式还是2SI模式4k电视评测，声音信号都嵌入在第一通道SDI中，并且第一通道视频通过视频分配器分为两个通道，其中一个通过预设发送到控件视频通道在带有机柜的房间中，此视频用作环绕声控制器的输入信号. 控制器将嵌入AES音频. 通过模式设置，可以选择5.1环绕声或立体声进行播放控制. 在此过程中存在两个风险. 一个是第一视频通道通过分配器后的延迟是否在可控范围内；其次是声音是否可以通过一系列传输和处理与图片同步. 在测试期间，4通道视频播放没有显示问题. 声音图像有边缘的视点位置和面积，为评委安排最佳的评估位置.

对于4K程序的评估，我们还应用了UQE评分系统. 通过建立4K节目评估表，评委们使用PAD终端进行评分. UQE系统自动计算分数并导出排名表. 2018年，央视选择了4个节目参加今年的``King Sail Award''4K节目竞赛. 四项4K节目技术质量评价情况分析今年，中央电视台共有14个节目参加了4K节目技术质量奖. 其中，“ Immortal Marx”是首次使用完整的4K流程制作，从拍摄，编辑，色彩校正和最终合成到胶片的所有4K制作. 该流程显示出高画质，是一个很好的例子. 4K生产. “ 2018年世界杯-巨人盛宴”是CCTV5在2018年世界杯期间播出的大型足球综艺节目. 在演播室直播之后，4KPGM版本将被发送到超高清制作岛，而巨人盛宴计划的4K版本将在一夜之间迅速制作出来. ，采用高清兼容的4K制作模式，以实现高清和4K节目的同步录制和高质量输出. “春节晚会”，“元宵晚会”和“中秋节晚会”是制作4K综艺节目的重点，亮点频繁. 还有“花开的新纪元” 2018年“ 6月1日”儿童节晚上表2基本音频技术参数编号项目名称技术要求1纵横比16: 092分辨率（有效像素）3840×21603采样结构正交4像素纵横比比例1: 1（正方形）5像素排列顺序，从左到右，从上到下6帧频（Hz）507扫描模式渐进8量化10bit9色域BT.202010高动态范围HLG标准/ 1000nit（GY / T315- 2018）11采样4: 02: 0212音频编码格式PCM 24bit13音频采样频率48kHz 14通道支持16通道PCM音频15广播文件打包格式MXF OP-1a16视频编码格式（文件打包）XAVC-I Intra Class 30017视频编码位速率（文件包装）500Mbps157先进电视工程2019/1操作和维护标准和测量标准和测试将使用高动态范围HLG曲线和BT.2020宽色域生产标准Howing 4K HDR图像富有表现力和吸引力.

但是，在4K节目评估过程中，也发现了一些问题，简要总结如下: z在中央广播电视台发布的“ 4K超高清电视节目制作和发布技术规范”中规定了4K UHD程序的基本技术参数. 动态范围为HLG标准/ 1000nit；色域是BT.2020，符合该规范的7个参与程序占参与程序的50％，其他程序是SDR，BT.709； z嵌入程序中的动态范围和颜色域元数据信息与程序的实际情况不一致，从而导致程序的编辑，上载和播放不正确. 例如: 读取的信息是HDR BT.2020，实际情况是SDR BT.709；或相反. 造成这种情况的原因很多，其中一些原因是拍摄前的SDR BT.709，而新的HDR BT.2020文件是由后期制作中的非编辑软件生成的. 尽管已嵌入HDR BT.2020元数据，但没有真正的色彩空间. 设置；预录制环境的一些实际条件是HDR BT.2020，但由于设备配置问题，SDR BT.709元数据已嵌入整个生产链接中. 如果录制服务器设置的元数据信息不正确，则可能导致这种情况； z视频编码格式不规范. 中央电视台最近发布的4K成品节目的视频编码格式为XAVC-I Intra Class300. 参与评估的14个4K节目中，只有两个符合此规范. z文件包装格式不规范，某些程序已经制作了MXF和MOV包两个版本，CCTV最近发布的4K节目文件包格式为MXF OP-1a，对此要遵守.

4K节目的制作和授予过程才刚刚开始，合并和逐步完善探索将需要时间. 央视各制作部门积极参与了4K节目的颁奖. 一线技术生产人员在生产过程中继续进行探索和尝试，并进行总结. 总共提交了11条生产说明以评估4K程序. 其中，“中央电视台中秋节2017”有5部“不朽的”，“ 2018年世界杯巨人盛宴”，“鲜花新时代” 2018年儿童节晚会，“打造梦想的新时代”. “ 2018年5月全国大学生鲜花与艺术全国画展”，对4K程序，前后使用的设备，法和方法，遇到的问题和解决方案等进行了详细的解释和分析. ，对提高CCTV 4K节目的制作水平起到了积极作用. 五个4K程序技术质量探索1.整个过程的必要性“ True 4K”这里提到的“ True 4K”主要包含五个视频元素: 高动态，宽色域，高分辨率，高帧速率和高位深度. 根据中央电视台《 4K超高清电视节目制作和广播技术规范（临时）》，4K超高清电影制作的5个要素的技术参数为: HLG / 1000nit； BT.2020色域；分辨率3840×2160;帧频50p;量化深度10bit.

如果4K完成的程序确实需要满足这五个指标，则早期拍摄的程序材料的条件至关重要，例如高动态性和宽色域. 只有将此信息存储在程序材料中后，才能在后期制作中恢复. “真正的4K”效果. 如图1所示，早期使用4K摄像机，选择LOG曲线进行拍摄，然后在后期由4K非编辑工作站转换为HLG曲线. 图片中窗户和色域中. 在实践中经过测试的几个非编辑工作站可以实现高分辨率，高帧速率和高位深度，但是在明暗区域的细节上并没有太大的改进，就色域而言更难实现. 图3是LOG曲线转换后的屏幕，充分显示了HDR的高动态范围，亮度值约为800nit，可以显示云层和黑色建筑物的细节；图4是将SDR BT.709材料上转换为HDR BT. 到2020年，尽管亮度值有所提高，但可以达到400nit以上，但是云只能是“白色”的块，缺少细节和层次，因为原始材料中没有此类信息.

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