中央广播电视总台8K超高清电视节目制播技术要求(暂行)
2021年1月
前言
为持续推进中央广播电视总台超高清技术体系建设,按照国家《超高清视音频产业行动计划(2019-2022年)》的"4K先行,兼顾8K”的总体技术路线,在4K超高清电视制播术的基础上,围绕8Kk超高清电视采集、制作、传输、播出呈现和内容分发,特别针对8K超高清电视转播、AVS3编解码和大屏呈现方面,中央广播电视总台牵头开展了一系列研究测试工作。为规范当前8K超高清电视制播应用试验,总台组织相关部门和人员起草了《中央广播电视总台8K超高清电视节目制播技术要求(暂行)》。鉴于当前8K超高清电视还处于产业化的初期,研究测试条件受限,本技术要求还不够详尽。随着8K超高清技术的发展和应用场景的进一步明确,本技术要求须及时修订、补充、完善。
本技术要求主要起草人:李岩、宋蔚、葛涛、关朝洋、刘均、王瑁、刘晶晶、张娟、潘波、潘晓菲、薛知行、陈欣、陈海卿、郎凤歧、王猛、简维毅、李皓伊、丁姝。
第一章 范围
本技术要求规定了中央广播电视总台8K超高清电视节目视音频采集、制作、播出、存
储、信号交换以及节目传送、分发与大屏幕呈现等技术要求。
第二章 规范性引用文件
- 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高动态范围电视制作和交换图像参数值
- GY/T 316-2018用于节目制作的先进声音系统
- GY/T 298-2016音频系统小损伤主观评价方法
- GY/T 299.1-2016高效音视频编码第一部分:视频
- GY/T 304-2016高性能流化音频在IP网络上的互操作性规范
- GB/T 32631-2016高清晰度电视3Gbps串行接口数据和源图像格式映射
- 2018-2-GY超高清信号实时串行数字接口(拟制定。可参考ITU-R BT. 2077-2超高清电视信号实时串行数字接口)
- SMPTE ST. 2110在可管IP网络中传输专业媒体
- 中央广播电视总台4K超高清电视节目制播技术规范(哲行) (广电总台发[2018]3)
- 中央广播电视总台4K超高清播出格式MXF文件规范(暂行) (广电总台发[2018]5)
- 中央广播电视总台4K超高清、高清电视节目同播技术规范(暂行) (广电总台技发[2020]22)
- CCTV播出技审单规范
第三章 8K超高清电视节目制播流程
图3-1 8K超高清电视节目制播流程
第四章 8K超高清电视节目视音频基本技术参数
8K超高清电视节目视音频基本技术参数和文件交换格式技术参数如下表4-1、表4-2所
表4-1: 8K超高清电视节目视音频基本技术参数表
| 序号 | 项目名称 | 技术要求 |
|---|---|---|
| 1 | 幅型比 | 16:9 |
| 2 | 分辨率(有效像素数) | 7680×4320 |
| 3 | 取样结构 | 正交 |
| 4 | 象素宽高比 | 1:1 (方形) |
| 5 | 像素排列顺序 | 从左到右、从上到下 |
| 6 | 帧率(Hz) | 50 |
| 7 | 扫描模式 | 逐行 |
| 8 | 量化 | 10bit |
| 9 | 色域 | BT. 2020 |
| 10 | 高动态范围 | HLG标准/1000nit (GY/T 315-2018) |
| 11 | 取样 | 4:2:2 |
| 12 | 音频编码格式 | PCM 24bit |
| 13 | 音频采样频率 | 48kHz |
| 14 | 声道 | 支持16声道PCM音频 |
表4-2: 8K超高清电视节目文件交换格式技术参数表
| 序号 | 项目名称 | 技术要求 |
|---|---|---|
| 1 | 8K超高清电视节目文件分割方式 | 采用SQD方式分割为四个4K子文件 |
| 2 | 子文件标识规则 | 左上:LT 右上:RT 左下:LB 右下:RB |
| 3 | 文件命名规则 | 节目代码+音频语言+字幕语言+分段号+子文件标识 |
| 4 | 子文件封装格式 | MXF OP-1a |
| 5 | 子文件视频编码格式 | XAVC-I Intra Class 300 |
| 6 | 子文件视频编码码率 | 500Mbps |
| 7 | 子文件音频编码 | 每个子文件支持16声道PCM音频。应确保第一个子文件中包含音频内容。 |
第五章 8K超高清电视视音频制作技术要求
5.1 8K超高清电视前期录制技术要求
8K超高清前期录制素材压缩编码和封装格式使用: XAVC-I Class 300 4K/MXF x 4, 10bit, 码率500Mbps x 4
5.2 8K超高清电视演播室转播车录制技术要求
图5-1 8K超高清电视演播室转播车流程示意图
- 视频系统技术参数
8K超高清电视演播室转播车视频系统设置应符合本技术要求中第四章相关要求。
8K超高清电视演播室转播车8K HDR录制格式(包括:直播、录播): 7680×132050р, HLG1000nit, 10bit, BT. 2020色域。
8K超高清电视演播室转播车系统中切换、拍摄、放像、字幕包装等8K设备均直接使用8K基带信号或将8K基带信号转换为SMPTE-2110标准的无压缩IP信号在系统中进行制作,实现高带宽低延时处理和传输。演播室的外来信号使用总控提供的8K 1DR格式信号或将总控提供的4K信号和其它4K信号源在演播室内上转换后使用。送总控的信号按照
SMPTE-2110-20标准,采用4个12Gbps的视频IP组播信号流方式实现8K超高清信号传输。
- 视频记录格式
8K超高清电视视音频服务器系统可记录8K HDR (伽玛HLG/PQ/Slog3,色域BT. 2020)视频文件。
压缩编码和封装格式使用: XAVC-I Class 300/480/MXF, 10bit, 码率500Mbps x4 / 800Mbps x 4等。
5.3 8K超高清电视后期制作技术要求
- 8K超高清信号收录
信号收录8K HDR素材压缩编码和封装格式使用:XAVC-I Class 300 4KMXF x 4, 10bit, 码率500Mbps x 4
-
后期编辑制作
-
8K超高清电视压缩格式文件制作流程
直接导入压缩的8K超高清原码文件(如XAVC)进行编辑,制作流程如图7-2所示;或采用代理编码制作流程,选择3840×2160或1920× 1080分辨率作为代理编码。
-
图5-2 8K超高清电视压缩格式文件制作流程
-
8K RAW格式文件套片制作流程
对于8K ENG设备记录的RAW视频文件格式,使用代理文件编辑、套片合成输出,制作流程如图7-3所示。
图5-3 8K RAW格式文件套片制作流程
前期拍摄采用双码率记录,高低码率文件的文件名称、时长、顺率应相同。代理文件分辨率可采用3840×2160或1920× 1080,代理文件格式应选择50P, LOG伽玛、宽色域模式。代理码率编码可采用: XAVC-I Class 300, 10bit , 500Mbps, 4K/MXF, 或H. 264 50Mbps, H.265 25Mbps, 10bit, 4K/MP4, PRORES 4K/MP4;也可采用XAVC-I HD 10Mbps MXF x 4, AVC-I HD 100Mbps MXF x 4等。
编辑完成后,输出成品工程文件XML,AAF等,在精编工作站导入、套片,完成编辑、调色与音频文件交互、合成等工作,对应8K超高清电视节目图像的高质量要求。
-
成品节目文件技术要求
制作系统输出本技术要求的8K超高清电视成品文件入库媒资或直送8K超高清电视播出系统,用于节目播出。采用文件直送8K超高清电视播出系统方式,需由制作系统将MXF x 4文件及对应的视音频技审单XML文件提交到专用FTP,供8K超高清电视播出系统提取使用。
8K超高清电视成品节目技术参数应符合本技术要求中的第四章相关要求。
5.4 8K超高清电视音频制作技术要求
8K超高清电视成品节目音频制作格式为5.1环绕声格式,其音频技术参数、电平及响度要求、监听放布局、元数据以及声道分配,参见《中央广播电视总台4K、高清电视节目同播技术规范(暂行)》 (广电总台技发[2020]22)第七章相关要求。
第六章 8K超高清电视总控系统技术要求
图6-1: 8K超高清总控信号调度交换系统示意图
6.1 信号调度和处理技术要求
-
台内8K超高清电视信号业务制播单元为全8K HIDR的制播环境,包括8K超高清电视直播演播室、8K超高清电视外场转播系统、8K超高清电视播出系统、8K超高清电视收录系统。
-
总控系统负责全台各8K超高清电视制播系统间的8K超高清电视信号调度和分发。
-
对于外来8K超高清电视信号,总控除了完成音频解码和评论声提供的处理工作外,不对音频进行其他处理,直接透传至下游用户。
6.2 电视信号制播系统间8K超高清信号接口技术要求
8K超高清电视信号制播系统间的8K超高清信号调度分发,采用无压缩的IP化信号调度和分发方式予以实施:
-
台内跨域系统间用于交换的8K超高清电视信号,按照SMPTE-2110标准进行IP化封装并进行调度:
-
视频: 按照SMPTE-2110-20标准进行全台范围分发,采用4个12Gbps的视频IP组播信号流方式实现8K超高清信号的全台各系统间的调度和交换。
-
音频: 按照SMPTE-2110标准进行全台范围分发,按照4个音频IP组播流方式实现8K超高清信号的全台各系统间的调度和交换,各制播系统按需从IP流中取用。
-
-
总控负责将外来的8K超高清电视信号,按照台内统一标准进行处理后,再进行标准化封装,纳入全台调度系统使用。
第七章 8K超高清电视播出系统技术要求
图7-1 8K超高清电视播出系统框图
7.1 节目信息交互技术要求
8K超高清电视播出系统节目单据由播出系统内部生成与管理。节目文件技审单由制作岛送播文件时一并提供,技审单规范应遵循《CCTV播出技审单规范》。直播信号相关信息由总控按照总控路由单线下提供。
7.2 视音频文件交互技术要求
- 节目播出文件送播方式
节目文件整备主要来自于台内制作岛,制作岛将成品播出节目文件及其技审单送播,并电话通知播出人员。送播文件应符合本技术要求中第四章技术参数要求。
- 节目播出文件格式
8K超高清电视节目文件格式采用SQD方式分割为四个4K子文件,每个子文件格式应建循《中央广播电视总台4K超高清播出格式MXF文件规范(暂行》) (广电总台发[2018]5), 且应符合《中央广播电视总台4K超高清电视节目制播技术规范((行)(广电总台发[2018]3)第四章“第一阶段4K超高清电视节目视音频基本技术参数”的要求
7.3 视音频信号技术要求
8K超高清电视播出视音频交互接口采用无压缩IP或SDI, IP链路采用四路SMPTE-2110标准作为封装调度的参考依据,SDI链路采用四路12G信号传输。四路子画面的分割采用SQD方式。对HDR、环绕声和三维声的元数据及编码信号进行透传。视音频信号的同步基准采用全台统一的B黑场及PTP精准时钟。
第八章 8K超高清电视播出信号编码压缩技术要求
图8-1: 8K超高清播出信号AVS3编码压缩分发示意图
8K超高清电视播出信号采用AVS3技术标准进行视频的编码压缩。具体如下:
-
视频编码标准及码率: 8K超高清电视播出信号视频编码时,采用AVS3标准《信息技术智能媒体编码第2部分:视频》 (T/AI 109.2-2020),对8K超高清信号(7680 x 4320/50P/HDR)采用基准10位档(profile)、 10.0.60级(level),视频编码码率不低于120Mbps。
-
音频编码标准及码率:采用5.1环绕声编码,编码码率为448Kbps。
-
编解码设备接口技术要求:
-
8K超高清电视信号编解码设备支持AVS3标准;
-
8K超高清电视信号编码器具备4*12Gbps和SMPTE-2110的8K超高清信号输入接口, ASI和TS/IP码流输出接口;
-
8K超高清电视信号解码器具备ASI和TS/IP码流输入接口, 4*12Gbps和SMPTE-2110的8K超高清信号输出接口。
-
第九章 8K超高清电视节目分发技术要求
9.1 8K超高清电视互动点播技术要求
图9-1 8K超高清电视互动点播流程图
8K超高清电视互动点播文件格式参数如表9-1所示:
表9-1: 8K超高清电视互动点播文件格式参数
| 项目 | 参数值 | 说明 |
|---|---|---|
| 总码率 | 大于80Mbps | |
| 编码方式 | AVS3/H. 266/H. 265 | Main 10 |
| 幅型比 | 16:9 | |
| 分辨率 | 7680X4320 | |
| 像素宽高比 | 1:1 | |
| 帧率(Hz) | 50 | |
| 量化 | 10bit | |
| 色域 | BT. 2020 | |
| 高动态范围 | HLG标准 | |
| 取样 | 4:2:0 | |
| 码率控制 | CBR视频码率:码率控制及TS层空包填充控制的设置,固定采用带空包的CBR (Constant Bit Rate) 方式。 VBR视频码率:建议最大码率不超过平均码的1.8倍 | VBR模式下,码率峰均比过大会导致传输质量下降,不建议峰均比超过1.8 |
| 音频格式 | 环绕声 | |
| 音频采样率 | 48KHz | |
| 封装格式 | MPEG-TS |
9.2 8K超高清电视IP传输技术要求
图9-2 8K超高清电视IP传输示意图
- 视音频编码标准及码率
8K超高清电视视频采用AVS3/H. 266标准, 码率不低于120Mbps, 音频采用信源透传。
- 台内IPTV网络传输遵循的协议
直播组播传输遵循UDP协议,时移、回看单播传输遵循HLS协议,组播中的节目采用透明传输,利用用户分组来鉴权管理。
- 8K机顶盒
8K机顶盒解码芯片需支持AVS3, 接入端口应采用RJ45接口, 100M/1000M白适应, 输出HDMI需支持2.1版本及以上。
第十章 8K超高清电视节目大屏幕显示技术要求
图10-1 8K超高清电视节目大屏幕处理流程示意图
8K超高清电视节目大屏幕显示主要技术参数指标如表10-1所示
| 序号 | 设备名称 | 技术指标 |
|---|---|---|
| 1 | 8K超高清LED显示屏 | 1) 点间距及尺寸要求:根据场地实际情况进行选择 |
| 1 | 8K超高清LED显示屏 | 2) 对比度: >=5000: 1 |
| 1 | 8K超高清LED显示屏 | 3)刷新率: >=3840Hz |
| 1 | 8K超高清LED显示屏 | 4)灰度等级: 8~16bit |
| 1 | 8K超高清LED显示屏 | 5)亮度: a) 室内LED显示屏: >=1000nit b) 半室内LED显示屏: >2000nit c)户外LED显示屏: >4000nit |
| 1 | 8K超高清LED显示屏 | 6)色温: 6500K, 或可调 |
| 1 | 8K超高清LED显示屏 | 7)色域: BT. 2020, DCI-P3 |
| 1 | 8K超高清LED显示屏 | 8)需满足8K分辨率: 7680×4320;图像宽高比: 16:9 |
| 2 | 8K超高清电视图像拼接器 | 1) 至少包含4个HDMI 2.0输入和4个HDMI 2.0输出 |
| 2 | 8K超高清电视图像拼接器 | 2) 支持对大屏输出分辨率的设置,支持整屏或分屏显示及演示模式 |
| 2 | 8K超高清电视图像拼接器 | 3) 支持画面异常校正 |
| 2 | 8K超高清电视图像拼接器 | 4) 支持板卡热插拔 |
| 2 | 8K超高清电视图像拼接器 | 5) 支持电源冗余热备份 |
| 2 | 8K超高清电视图像拼接器 | 6) 支持多场景保存和自动轮播 |
| 3 | 音频扩音技术要求 | 2) 根据大屏播放环境适配不同的现场扩音方案 |
| 3 | 音频扩音技术要求 | 对于不具备高级听音环境的播放场景,可使用立体声或环绕声下混立体声方式进行现场扩音 |