AFD在高標清同播系統(tǒng)中的應(yīng)用

范 莉

內(nèi)蒙古廣播電視臺 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

1 高標清同播

隨著時代的發(fā)展，觀眾對電視畫面質(zhì)感的要求越來越高。為了推進電視制作和播出轉(zhuǎn)換高清的速度，廣電總局要求各級電視臺加快建設(shè)高標清同播頻道。如何實現(xiàn)高標清素材相互兼容播出，各臺在建設(shè)高標清同播系統(tǒng)中，所采用的模式是分離高清信號和標清信號，概括起來主要有兩種模式：一種是在系統(tǒng)輸出端將信號分離的模式；另一種是在系統(tǒng)內(nèi)將信號分離的模式。在高標清同播系統(tǒng)中，AFD格式的引入使系統(tǒng)能夠自動識別并有效轉(zhuǎn)換高標清幅型比不同的信號，實現(xiàn)了基于圖像內(nèi)容的自適應(yīng)幅型比轉(zhuǎn)換。AFD格式可以正確識別信號的原始幅型比，指導(dǎo)上下變換器進行幅型比自動控制，使高清和標清輸出信號均達到最佳收視效果。

所謂高標清同播，就是采用高清和標清兩種格式播出同一套節(jié)目。高清素材的幅型比是16：9；標清素材的幅型比是4：3。幅型比是畫面寬度和高度的比值，幅型比16：9的高清素材與幅型比4：3的標清素材相比，幅型比16：9的高清素材所呈現(xiàn)的寬屏效果，更加符合人眼的視角特性，給觀眾帶來美好的視覺享受，體驗真實的臨場感。在高標清同播的節(jié)目制作中，為了達到理想效果，原始的4：3標清素材會作為資料引用在新制作的高清素材中；而新制作的16：9高清素材也同時會在標清頻道播出。因此在高標清同播的系統(tǒng)中，幅型比4：3的標清素材和幅型比16：9的高清素材在素材的制作、播出和交換的各個環(huán)節(jié)中混合存在。

2 幅型比變換

在高標清同播系統(tǒng)中16：9格式和4：3格式兩種幅型比相互轉(zhuǎn)換即為圖像的上下變換。所謂上下變換，即在空間和時間上實現(xiàn)分辨率的變換，實際就是對文件或視頻信號的時空采樣結(jié)構(gòu)進行變換。4：3和16：9兩種幅型比轉(zhuǎn)換的方式有裁剪、邊條和變形（拉伸或擠壓）等多種方式。選擇各種變換方式的前提是盡可能保留畫面重要信息，保證畫面完整；其次是盡量使畫面不失真。因此，依據(jù)實際需求通常采取以下幾種轉(zhuǎn)換方式：高清素材下變換為標清素材時，新聞類高清素材采用“裁剪方式”轉(zhuǎn)換為標清素材，為確保高清素材下變換后不會損失重要信息，制作時需要通過軟件增加4：3的畫面保護框，保留畫面重要信息。其他高清素材采用“邊條方式”轉(zhuǎn)換成標清素材，完整保留畫面的信息；標清素材上變換為高清素材時，電視劇或電影采用“裁剪方式”，其他素材采用“邊條方式”，如圖1、圖2所示。

圖1 寬熒幕電影或電視劇

圖2 新聞素材

3 ADF活動畫面格式描述符

由于輸入視頻信號的原始幅型比格式不確定，因此采用固定的幅型比轉(zhuǎn)換方式會造成畫面四周切邊的現(xiàn)象，稱為“郵票”現(xiàn)象，這樣嚴重影響畫面的質(zhì)量。如果在視頻信號中插入能夠描述其畫面特征的信息，上/下變換器就能夠自動識別原始幅型比格式，并按照轉(zhuǎn)換規(guī)則采取不同的幅型比轉(zhuǎn)換方式，從而完成基于畫面內(nèi)容的自適應(yīng)轉(zhuǎn)換。隨著數(shù)字電視的快速發(fā)展，用于描述活動畫面格式的元數(shù)據(jù)——AFD（活動畫面格式描述符）應(yīng)用而生，當攜帶AFD信息的視頻信號輸入到上/下變換器時，支持AFD信息的上/下變換器，能夠自動解讀出活動畫面的位置信息以及幅型比信息，并依據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則采取不同的幅型比轉(zhuǎn)換方式。

AFD（ActiveFormatDescription）是活動畫面格式描述符的縮寫，是用來描述視頻信號一個視頻編碼幀中，人們感興趣的那部分活動畫面的顯示格式。在高標清上下變化中，AFD信息的應(yīng)用是關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，分別有兩種應(yīng)用模式：第一種模式是在播出串聯(lián)單中包含每條素材的AFD信息，在播出同時觸發(fā)視頻服務(wù)器，將AFD信息嵌入到HD-SDI的VANC（垂直輔助數(shù)據(jù)）中；第二種模式是AFD信息和素材捆綁在一起并存儲在服務(wù)器中，備播的文件中含有AFD信息，視頻服務(wù)器在播出時將AFD信息嵌入到HD-SDI的VANC（垂直輔助數(shù)據(jù)）中，下變換器依據(jù)設(shè)定的值進行自動幅型比轉(zhuǎn)換。從系統(tǒng)的安全性和合理性考慮，此種模式比較合理。

上/下變換器通過AFD的指導(dǎo)，正確識別視頻信號的原始幅型比，進而自動轉(zhuǎn)換圖像的幅型比。實現(xiàn)AFD的自動幅型比控制，必須滿足以下幾方面條件：

（1）信號通路中的所有素材文件均需提供AFD信息。以文件形式提交的素材，描述其幅型比的AFD信息是由節(jié)目制作端輸出MXF文件時自動生成；外來信號以及其他沒有攜帶AFD信息的信號源，可以通過AFD嵌入器嵌入AFD信息。

（2）標清視頻文件完成上變換是由視頻服務(wù)器依據(jù)其攜帶的AFD信息自動完成，標清信號轉(zhuǎn)換成高清信號后再進入播出切換臺。標清的外來信號轉(zhuǎn)換成高清信號是通過上變換器依據(jù)其攜帶的AFD信息完成自動幅型比變換。

（3）標清頻道播出，使用下變換器將高清信號下變換為標清信號播出，完成自動幅型比變換。流程如圖3所示。

在從“全標清”轉(zhuǎn)換過渡到“全高清”的“前高清”時代下，廣電行業(yè)還將迎來許多新的挑戰(zhàn)和機遇。除了以上闡述的高標清幅型比變換之外，還有許多關(guān)鍵的技術(shù)問題需要解決，應(yīng)制定出用于高標清混播時期的操作規(guī)程，以確保播出安全。