廣播電視工程技術(shù)的發(fā)展策略分析

李幸來

（蘭州廣播電視臺(tái)，甘肅 蘭州 730030）

0 引 言

在當(dāng)前國家政策的支持下，我國廣播電視工程技術(shù)的發(fā)展優(yōu)勢顯著，發(fā)展前景和廣播電視的覆蓋面積得到拓寬。廣播電視工程技術(shù)涵蓋數(shù)字音頻技術(shù)、無線數(shù)字化覆蓋工程技術(shù)、虛擬演播室系統(tǒng)技術(shù)、非線性編輯系統(tǒng)工程技術(shù)以及自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)等。技術(shù)的不斷發(fā)展與更新，使廣播電視工程的自動(dòng)化和數(shù)字化進(jìn)程得到優(yōu)化，促進(jìn)建立立體廣播電視傳播路徑，形成集約化、規(guī)?；?、綠色化、一體化的廣播電視工程技術(shù)發(fā)展格局，為我國的精神文明建設(shè)提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

1 廣播電視工程的主要技術(shù)

1.1 無線數(shù)字化覆蓋工程技術(shù)

無線數(shù)字化覆蓋工程技術(shù)能夠大幅度拓寬廣播電視節(jié)目的覆蓋范圍，有效應(yīng)對我國地域廣闊、人口基數(shù)多形成的電視節(jié)目難以全面覆蓋的問題，并且可化解多樣化的實(shí)際難題，具有跨度大的特點(diǎn)。實(shí)施無線數(shù)字化覆蓋工程技術(shù)，能夠真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字廣播電視和電視節(jié)目信號(hào)的廣泛播出，更好地推動(dòng)廣播電視數(shù)模轉(zhuǎn)換工作。中央廣播電視臺(tái)已經(jīng)在全國大范圍實(shí)施了無線數(shù)字化覆蓋工程，基于全國無線廣播電視臺(tái)骨干發(fā)射臺(tái)，規(guī)劃與配置大功率數(shù)字電視發(fā)射機(jī)和數(shù)字音頻廣播發(fā)射機(jī)，并優(yōu)化了全國廣播電視臺(tái)的節(jié)目源、天饋線、防雷接地以及供配電等。廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程技術(shù)應(yīng)用了DS13-DS48地面數(shù)字電視，通過單頻網(wǎng)或多頻網(wǎng)的方式配置了地面數(shù)字電視廣播發(fā)射系統(tǒng)，無線數(shù)字化覆蓋工程的系統(tǒng)為DTMB標(biāo)準(zhǔn)體系，電視節(jié)目制作的視頻壓縮采用了“AVS+”和“DRA”標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字廣播信號(hào)和模擬廣播信號(hào)同 存同播[1]。

1.2 非線性編輯系統(tǒng)工程技術(shù)

融媒體時(shí)代下，廣播電視節(jié)目的采編與制作需要處理格式多樣、容量大的媒體文件，面對當(dāng)前內(nèi)容即時(shí)編輯和渠道廣泛傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)需求，廣播電視節(jié)目需采用非線性編輯系統(tǒng)。該技術(shù)具有良好的信息容納性、開放性、格式兼容性、操作便捷性以及應(yīng)用程序擴(kuò)展性等，能夠與廣播電視節(jié)目制作平臺(tái)無縫對接，是現(xiàn)階段節(jié)目采編和后期制作的高效技術(shù)工具。非線性編輯系統(tǒng)工程技術(shù)能夠?yàn)閺V播電視節(jié)目的制作提供廣播級(jí)全接口，使節(jié)目清晰度實(shí)現(xiàn)高清到4K的轉(zhuǎn)變，能夠編輯不同幀率、不同格式、不同分辨率的影音媒體文件，可兼容民用、移動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)等來源于各種渠道的全媒體音頻格式和編碼格式。非線性編輯系統(tǒng)還包含非線性編輯軟件、動(dòng)畫軟件、影音文件處理軟件，可直接完成素材采集、素材編輯、特技處理、字幕制作與渲染輸出，是廣播電視節(jié)目后期制作的利器。

1.3 虛擬演播室系統(tǒng)工程技術(shù)

虛擬演播室系統(tǒng)工程技術(shù)是信息技術(shù)下的電視節(jié)目制作技術(shù)。虛擬演播室系統(tǒng)會(huì)快速合成攝像機(jī)實(shí)時(shí)錄制的場景和計(jì)算機(jī)的虛擬場景，視頻中的人物和虛擬背景可同存并能同步變化，以展現(xiàn)高清的虛擬和現(xiàn)實(shí)融合場面。運(yùn)用虛擬演播室系統(tǒng)工程技術(shù)制作的軟件，可實(shí)現(xiàn)節(jié)目制作一體化、集中化的控制管理，系統(tǒng)結(jié)合無軌跟蹤技術(shù)，打造4K真三維的視頻制作模式，內(nèi)外部的色鍵相鏈接，具有無軌跟蹤、摳像、鏡頭切換等功能。虛擬演播室系統(tǒng)工程技術(shù)通過三維空間和三維跟蹤的運(yùn)作程序，可渲染數(shù)十萬個(gè)三角面片、多路攝像場景、多類型的燈光設(shè)定、上百兆的紋理圖像，使廣播電視節(jié)目具有廣角度、立體場景、精細(xì)化的虛擬和現(xiàn)實(shí)融合場景。集中管理模式可提升演播室制作和前方現(xiàn)場拍攝的工作效率，降低播出壓力，在制作緊急新聞時(shí)可運(yùn)用應(yīng)急處理機(jī)制的換面預(yù)覽編單功能，精準(zhǔn)掌控視頻幀率和時(shí)間線，以提升電視節(jié)目播出效果。

1.4 自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)

自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)是對廣播電視節(jié)目制作的設(shè)備終端和業(yè)務(wù)應(yīng)用的監(jiān)控系統(tǒng)，運(yùn)用了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，B/S）架構(gòu)，有效支持廣播電視臺(tái)的公共服務(wù)器、云端服務(wù)器以及私有服務(wù)器的靈活部署，可在極短時(shí)間內(nèi)完成系統(tǒng)搭建、設(shè)備接入，具有音頻監(jiān)測、報(bào)警引擎、業(yè)務(wù)引擎、運(yùn)維管理及臺(tái)站管理等功能，支持4G、5G、虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（Virtual Private Network，VPN）、局域網(wǎng)等多樣化連接方式，可實(shí)現(xiàn)全天候不間斷的高精度、高頻率數(shù)據(jù)采集，智能化監(jiān)控通信網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)總線及業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)。自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)為廣播電視節(jié)目制作提供看得見、聽得著的遠(yuǎn)程音頻監(jiān)測、監(jiān)聽服務(wù)，實(shí)現(xiàn)廣播電視系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程音頻指標(biāo)邊緣實(shí)時(shí)監(jiān)測、智能報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)回放、自動(dòng)化控制、用戶安全控制等功能，并配套了專用的智能監(jiān)控網(wǎng)關(guān)和智能監(jiān)聽網(wǎng)關(guān)，為廣播電視自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)提供完備的設(shè)備終端接入和數(shù)據(jù)采集。

1.5 數(shù)字音頻工程技術(shù)

以往的數(shù)字音頻技術(shù)主要運(yùn)用晶體管和集成電路構(gòu)架而成，但存在一定的缺陷。如今，隨著新型音源技術(shù)的開發(fā)與升級(jí)，廣播電視節(jié)目數(shù)字音頻技術(shù)更加完善，實(shí)現(xiàn)了信息大容量存儲(chǔ)、多軌錄音以及廣播電視傳輸與切換。數(shù)字音頻工程技術(shù)優(yōu)化了音頻結(jié)構(gòu)，能夠保障剪輯精準(zhǔn)度和聲音轉(zhuǎn)換的即時(shí)性。對于電視節(jié)目的大型音頻傳輸和切換，可以應(yīng)用音頻嵌入系統(tǒng)，通過數(shù)字音頻技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)和模擬信號(hào)的并行和串行。借助SDI信號(hào)中的數(shù)字音頻信號(hào)嵌入，可使廣播電視的視頻信號(hào)和虛擬信號(hào)的數(shù)字分量同步傳輸，有效避免視頻行消隱信息影響信號(hào)傳輸[2]。數(shù)字音頻工程技術(shù)的格式主要為CD格式、WAV格式、MP3格式以及RealAudio等，數(shù)字音頻技術(shù)下的各類格式都可以應(yīng)用多種采集精度和頻率，在低速的廣域網(wǎng)也可進(jìn)行音頻信息的實(shí)時(shí)傳輸。

2 現(xiàn)階段廣播電視工程技術(shù)發(fā)展的主要方向

2.1 5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入規(guī)模部署階段

廣播電視臺(tái)若擁有700 MHz的黃金頻譜，會(huì)大大減少5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本，拓寬、延伸廣電5G的覆蓋廣度和深度。當(dāng)前，中國廣電的發(fā)展方向主要集中于建立圍繞5G的獨(dú)立核心網(wǎng)、基站等。中國廣電也需要持續(xù)深入與中國移動(dòng)的5G共建共享合作，以加快推動(dòng)廣播電視700 MHz產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。中國廣電要和中國移動(dòng)共同推動(dòng)廣電5G核心網(wǎng)大區(qū)、運(yùn)營支持系統(tǒng)、互聯(lián)互通等的建設(shè)項(xiàng)目，真正實(shí)現(xiàn)廣電5G能力的全國覆蓋[3]。同時(shí)，對于無線網(wǎng)建設(shè)而言，中國廣電還應(yīng)與中國移動(dòng)積極開展核心網(wǎng)部署，步入差異化5G應(yīng)用路線、加快5G終端商用落地步伐、不斷深化廣電的市場化程度等，這些都是現(xiàn)階段廣播電視工程技術(shù)發(fā)展的主要方向。

2.2 與網(wǎng)絡(luò)視聽行業(yè)的合作發(fā)展

當(dāng)前，我國網(wǎng)絡(luò)視聽行業(yè)已進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展進(jìn)階期，國家廣播電視總局也發(fā)布了原創(chuàng)網(wǎng)絡(luò)視聽節(jié)目的評(píng)選通知，進(jìn)一步支持、推動(dòng)廣播電視與網(wǎng)絡(luò)視聽行業(yè)的協(xié)同精品化發(fā)展。當(dāng)前，廣播電視工程技術(shù)的主要發(fā)展方向應(yīng)為“藝術(shù)+技術(shù)”雙輪驅(qū)動(dòng)，積極運(yùn)用5G、虛擬技術(shù)、元宇宙、XR技術(shù)，廣泛運(yùn)用新技術(shù)驅(qū)動(dòng)廣播電視節(jié)目的內(nèi)容創(chuàng)新，并要充分整合全國各地的數(shù)據(jù)運(yùn)營中心、CDN等網(wǎng)絡(luò)，以形成全國性的廣電信息云發(fā)布平臺(tái)。中國廣電應(yīng)與網(wǎng)絡(luò)視聽平臺(tái)構(gòu)建IP矩陣化、精品化、多元化的發(fā)展模式，充分依托“連接+算力+能力”，深耕IP矩陣，圍繞內(nèi)容IP、技術(shù)、版權(quán)投入和運(yùn)營，積極推出國際化的高質(zhì)量內(nèi)容。

2.3 廣電衛(wèi)星直播技術(shù)深度發(fā)展

在衛(wèi)星移動(dòng)通信、電視與高速Internet日益融合一體的時(shí)代，廣電衛(wèi)星直播技術(shù)也在深度發(fā)展，DBS業(yè)務(wù)和DTH業(yè)務(wù)融合，信源編碼和信道調(diào)制性能得到改善。中國廣電應(yīng)基于高清和4K數(shù)字電視發(fā)展，積極推進(jìn)4K電視直播業(yè)務(wù)、太空電影院的建設(shè)。為使高清和4K電視服務(wù)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，中國廣電還要集中擴(kuò)大衛(wèi)星直播技術(shù)的業(yè)務(wù)頻段，積極發(fā)展頻率超高的Ka頻段，還應(yīng)加快運(yùn)用點(diǎn)波束覆蓋，高清播放全國性節(jié)目。當(dāng)前廣電衛(wèi)星直播技術(shù)的發(fā)展方向應(yīng)主要聚焦于衛(wèi)星固定、衛(wèi)星移動(dòng)與衛(wèi)星直播業(yè)務(wù)的融合發(fā)展，推動(dòng)衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)的移動(dòng)性和小型化，并逐步弱化通信衛(wèi)星和廣播衛(wèi)星的區(qū)別，不斷強(qiáng)化三種業(yè)務(wù)的統(tǒng)一性和融合性。

3 廣播電視工程技術(shù)的發(fā)展策略

3.1 推進(jìn)廣電網(wǎng)絡(luò)IPv6升級(jí)部署，深化智慧廣電技術(shù)迭代升級(jí)

廣播電視和網(wǎng)絡(luò)視聽行業(yè)的科技發(fā)展模式下，應(yīng)加快推進(jìn)廣電與網(wǎng)絡(luò)視聽IPv6的升級(jí)部署，積極建設(shè)圍繞廣電和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的IPv6管理平臺(tái)，以提升廣電網(wǎng)絡(luò)的傳輸效能與運(yùn)作性能。廣播電視工程技術(shù)還要進(jìn)一步針對廣電行業(yè)制播、分發(fā)、傳輸?shù)裙δ芟到y(tǒng)的IPv6的運(yùn)行方案，切實(shí)為IPv6的升級(jí)改造提供技術(shù)支撐。同時(shí)，廣播電視工程技術(shù)還要與新媒體深度融合，推進(jìn)廣電傳統(tǒng)的直播技術(shù)向全I(xiàn)P技術(shù)的制播體系架構(gòu)轉(zhuǎn)變，使廣電制播流程得到升級(jí)與完善，以實(shí)現(xiàn)廣電和新媒體的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)暢通交互，從而有效提升廣電與新媒體融合的競爭優(yōu)勢。當(dāng)前廣播電視工程技術(shù)還要不斷迭代升級(jí)，研發(fā)智慧廣電操作技術(shù)，切實(shí)推進(jìn)TVOS4.0系統(tǒng)集成和開源方式研究，加快促進(jìn)智慧廣電TVOS技術(shù)的產(chǎn)業(yè)鏈整合、市場化程度加深與生態(tài)構(gòu)建，以此助推廣電全行業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)型創(chuàng)新與國際影響力的拓展[4]。

3.2 構(gòu)建新一代IP化超高清制播系統(tǒng)，向8K超高清制播系統(tǒng)演進(jìn)

結(jié)合中央廣播電視總臺(tái)的“十四五”技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，當(dāng)前應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)SDI的制播體系，應(yīng)大力構(gòu)建依托于軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Network，SDN）的新一代全臺(tái)IP化超高清制播系統(tǒng)，致力于提高圍繞高動(dòng)態(tài)范圍（High Dynamic Range，HDR）和寬色域（Wide Color Gamut，WCG）且精細(xì)化的4K/8K超高清廣電節(jié)目制作能力，切實(shí)強(qiáng)化廣電IP化制播技術(shù)的穩(wěn)定性能，為廣播電視節(jié)目的制播、信號(hào)調(diào)度、節(jié)目播出分發(fā)提供技術(shù)支撐，真正實(shí)現(xiàn)廣播電視超高清節(jié)目制播SDI架構(gòu)轉(zhuǎn)向IP架構(gòu)的系統(tǒng)模式。構(gòu)建新一代全臺(tái)IP化制播系統(tǒng)，可有效推進(jìn)轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)、EFP系統(tǒng)、總控系統(tǒng)、最新音頻系統(tǒng)、8K播出系統(tǒng)、互動(dòng)電視系統(tǒng)以及演播室系統(tǒng)的建設(shè)與完善，重塑廣電制播系統(tǒng)的鏈路，向8K超高清制播系統(tǒng)演進(jìn)。新一代IP化超高清制播系統(tǒng)使節(jié)目的前方錄制和總部制作實(shí)現(xiàn)云平臺(tái)的交互和生產(chǎn)，只需要在云平臺(tái)進(jìn)行UHD制作、VR渲染等流程，就可以將全國各地的實(shí)時(shí)節(jié)目錄制傳輸總臺(tái)，形成適配融媒體生產(chǎn)模式，有效應(yīng)對和優(yōu)化以HDR和WCG為特點(diǎn)的4K/8K生產(chǎn)流程和制播設(shè)計(jì)。

3.3 規(guī)劃適配廣電“2+6+N”的新媒體矩陣，實(shí)現(xiàn)廣電節(jié)目傳播的輕量化

現(xiàn)階段，廣播電視工程技術(shù)的發(fā)展要始終以我國中央廣播電視總臺(tái)為核心，聚焦廣播、電視、網(wǎng)絡(luò)視聽節(jié)目以及新媒體等集中化、共享化、移動(dòng)化的制播平臺(tái)，建立以公共、云端、私有服務(wù)器為主的管控中心，實(shí)現(xiàn)全國的廣電節(jié)目制作與播出一站式管理控制和故障應(yīng)對。按照廣電現(xiàn)有的節(jié)目一體化發(fā)布平臺(tái)1.0為基礎(chǔ)，整合當(dāng)前新媒體資源，規(guī)劃適配廣電“2+6+N”的新媒體矩陣，建立涵蓋垂直客戶端、互動(dòng)電視平臺(tái)、媒體平臺(tái)渠道以及旗艦客戶端等多元一體的新媒體一體化發(fā)布平臺(tái)2.0版，加快引進(jìn)新媒體技術(shù)版權(quán)保護(hù)技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)，為廣播電視工程技術(shù)的升級(jí)與研發(fā)提供版權(quán)支撐，不斷強(qiáng)化新媒體技術(shù)下廣電節(jié)目內(nèi)容的集成能力，聚力建設(shè)DRM、區(qū)塊鏈等技術(shù)的內(nèi)容保護(hù)和交易機(jī)制，充分彰顯OTT的點(diǎn)播與直播的服務(wù)優(yōu)勢，從而真正實(shí)現(xiàn)新媒體技術(shù)廣電節(jié)目內(nèi)容生產(chǎn)集群的輕量化、移動(dòng)化和云化。

3.4 加快廣播電視AI能力建設(shè)，打造廣電AI融合生態(tài)環(huán)境

近年來，我國廣電正持續(xù)建設(shè)AI能力，實(shí)現(xiàn)了語言轉(zhuǎn)寫字幕、畫面跟蹤拍攝、節(jié)目自動(dòng)化剪輯等，已經(jīng)成為廣播電視節(jié)目生產(chǎn)鏈條的重要環(huán)節(jié)?！笆奈濉币?guī)劃出臺(tái)后，廣播電視工程技術(shù)的發(fā)展應(yīng)集中于媒體融合的專題策劃、后期制作、內(nèi)容發(fā)布等綜合業(yè)務(wù)智能化管理的需求，新一代的視頻數(shù)據(jù)庫應(yīng)具備標(biāo)注系統(tǒng)，進(jìn)一步研發(fā)適配廣電節(jié)目制作的人工智能算法，從而為廣播電視節(jié)目的自動(dòng)化處理、圖像增強(qiáng)、格式兼容、個(gè)性化檢索以及精準(zhǔn)分發(fā)等功能提供開放共享的人工智能技術(shù)支持[5]。廣播電視工程技術(shù)需要持續(xù)整合和積累AI算法、模型、數(shù)據(jù)、應(yīng)用、多媒體等資源，打造與當(dāng)今最新技術(shù)相適應(yīng)的、滿足用戶全渠道節(jié)目觀看的AI應(yīng)用系統(tǒng)，依托于云數(shù)據(jù)中心構(gòu)建人工智能算力資源支撐平臺(tái)，將人工智能的算法、算力、能力貫穿于廣播電視工程技術(shù)發(fā)展和廣電節(jié)目制播全流程。

4 結(jié) 語

廣播電視節(jié)目是技術(shù)依賴性很強(qiáng)的媒體形式。信息技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù)等不斷更新迭代，對廣播電視工程技術(shù)的發(fā)展沖擊極大。以往的廣播電視節(jié)目播出以線性為主，缺乏對多維度縱向的探索，但這一傳統(tǒng)運(yùn)行模式已在當(dāng)下的即時(shí)性、互動(dòng)性、碎片化的傳播觀看需求下逐漸解構(gòu)。因此，當(dāng)前廣播電視工程技術(shù)的發(fā)展應(yīng)推進(jìn)廣電網(wǎng)絡(luò)IPv6升級(jí)部署，深化智慧廣電技術(shù)迭代升級(jí)；構(gòu)建新一代IP化超高清制播系統(tǒng)，向8K超高清制播系統(tǒng)演進(jìn)；規(guī)劃適配廣電“2+6+N”的新媒體矩陣，實(shí)現(xiàn)廣電節(jié)目傳播的輕量化；加快廣播電視AI能力建設(shè)，打造廣電AI融合生態(tài)環(huán)境，以此推動(dòng)廣播電視多元技術(shù)和媒體融合的全方位縱深發(fā)展，促進(jìn)廣播電視新型技術(shù)體系智能化、移動(dòng)化目標(biāo)的快速實(shí)現(xiàn)。