5G+8K移动直播技术在广播电视工程中的应用_林洪义.pdf

电视技术 第 47 卷第 1 期(总第 566 期)155NETWORK&CONVERGENCE网络与融合文献引用格式：林洪义，常贤，王桂兰.5G+8K 移动直播技术在广播电视工程中的应用 J.电视技术，2023，47（1）：155-157.LIN H Y，CHANG X，WANG G L.The application of 5G+8K mobile live broadcasting technology in broadcasting and television engineeringJ.Video Engineering，2023，47（1）：155-157.中图分类号：TN948.1 文献标识码：A DOI：10.16280/j.videoe.2023.01.0385G+8K 移动直播技术在广播电视工程中的应用林洪义1，常 贤2，王桂兰3（1.汶上县融媒体中心（广播电视台），山东 济宁 272501；2.内蒙古呼和浩特市和林格尔县融媒体中心，内蒙古 呼和浩特 011500；3.奈曼旗工业和信息化局，内蒙古 通辽 028300）摘要：5G、4K/8K 超高清、人工智能、大数据等技术的发展，推动了广播电视行业新技术、新业态的迭代升级。中央广播电视总台（以下简称总台）“5G+4K/8K+AI”战略实施以后，取得了一系列的成果，5G+8K 移动直播技术就是其中之一。基于此，以5G+8K 移动直播技术在广播电视工程领域的应用为探讨重点，分析 5G+8K 移动直播的关键技术，探讨 5G+8K 移动直播技术在广播电视工程领域的具体应用，为广播电视行业超高清直播、转播业务开展提供可参考的建议。关键词：5G；8K；移动直播技术；广播电视The Application of 5G+8K Mobile Live Broadcasting Technology in Broadcasting and Television EngineeringLIN Hongyi1,CHANG Xian2,WANG Guilan3(1.Wenshang county Convergent Media Center(Radio and TV Station),Jining 272501,China;2.Convergent Media Center of Helingeer county,Hohhot 011500,China;3.Naiman Banner Industry and Information Bureau,Tongliao 028300,China)Abstract:The development of 5G,4K/8K ultra high definition,artificial intelligence,big data and other technologies has promoted the iteration and upgrading of new technologies and new business forms in the radio and television industry.After the implementation of“5G+4K/8K+AI”strategy by China Media Group,a series of achievements have been made,among which 5G+8K mobile live broadcasting technology is one.This paper focuses on the application of 5G+8K mobile live broadcasting technology in the field of radio and television engineering,analyzes the key technologies of 5G+8K mobile live broadcasting technology,discusses the specific application of 5G+8K mobile live broadcasting technology in the field of radio and television engineering,and provides suggestions for the development of ultra high definition live broadcasting and rebroadcasting business in the radio and television industry.Keywords:5G;8K;mobile live streaming technology;radio and television0 引 言2019 年 8 月，中央广播电视总台（以下简称总台）公布“5G+4K/8K+AI”战略布局，以互动视频、沉浸式视频、8K VR、云游戏等为代表的更高格式、更新应用场景的高新视频应用实践成为行业发展重点。经过三年多的发展，中央广播电视总台及各地方电视台在“5G+4K/8K+AI”战略推进下取得了一系列研究成果，如5G+8K移动直播、5G+4K/8K远程制作、5G+4K/8K 超高清电视演播厅以及 5G+4K/8K 移动传输系统等，推动了广播电视行业智慧化、超高清、多终端发展，创新超高清广播电视生产流程。1 5G+8K 移动直播技术的关键技术1.1 5G5G 即第五代移动通信技术。我国于 2019 年开始 5G 商用。5G 凭借其人、机、物、系统的万物互联 作者简介：林洪义（1976），男，大专，助理工程师，研究方向为广播电视工程。NETWORK&CONVERGENCE网络与融合156电视技术 第 47 卷第 1 期(总第 566 期)能力，在诸多行业得以融合应用。5G 的三大应用场景包括增强移动宽带、超高可靠低时延通信、海量机器类通信1。在广播电视行业，5G 技术也有越来越广泛的应用。截止到 2022 年 11 月末，我国 5G基站总数达 228.7 万个，占移动基站总数的 21.1%，5G 通信能力大幅度增加。5G+融媒体应用、5G+高新视频、5G+云+AI、5G+4K/8K+AI 等新技术与新应用在广播电视工程领域广泛应用2。1.2 8K视频技术经历了模拟、标清、高清、超高清的发展阶段，8K（7 6804 320）超高清视频在技术系统、关键设备、创新应用等方面不断发展。中央广播电视总台 CCTV-8K 超高清频道于 2022 年 1 月 24 日正式开播，并在多地车站建设 8K 超高清大屏，播放总台 8K 超高清频道节目。在“5G+4K/8K+AI”战略支持下，我国 8K 超高清电视在制作、播出、传输、呈现等方面实现全产业链协同发展3。1.3 视频采集制作我国超高清视频产业在视频采集制作领域取得突破性进展，摄像机、监视器、切换台、5G 背包等超高清视频采集设备实现国产化。在视频采集领域，如广州扳手、卓曜等企业研发生产出8K摄像机，最高分辨率可达 8 1925 460，京东方、康维讯等企业研发生产 8K 监视器，索贝联合华为推出 5G 超高清制播解决方案，高骏、当虹科技、数码视讯等企业研发生产 5G+4K/8K 超高清背包。视频制作领域主要有编辑类产品、包装类产品及收录系统。编辑类产品方面，中科大洋、索贝、新奥特、当虹科技等国内企业纷纷推出 8K 编辑产品，如中科大洋 D3-Edit 非线性编辑系统、新奥特喜玛拉雅 8K 超高清非线性编辑系统、索贝 EditMax11.5.0 非编系统、当虹科技 Arcvideo MediaFactory8K 快编内容生产系统等。包装类产品有新奥特 8K 超高清图文包装系统、中科大洋 D3-Crystal 水晶三维包装合成系统。收录系统有当虹科技 Arcvideo 收录系统、索贝 Ingest Matchless 收录系统及中科大洋揽月 4K/8K 收录系统等4。1.4 编码设备编码设备对 5G+8K 移动直播而言非常重要。超高清编码设备的技术核心是数字信号无损/低损耗传输。我国超高清编码设备在编码标准、编解码产品架构、编解码器等研发生产方面取得突破。在编码标准方面，国际上超高清视频编码标准以HEVC、VVC、AV1 为代表，国内 4K/8K 超高清编码以 AVS2 和 AVS3 编码标准为代表，8K 编码标准以 HEVC 和 AVS3 为主，代表企业有当虹科技、柯维新、数码视讯等。其中，当虹科技 8K AVS3 编码标准是国内最早商用落地的案例。在编解码产品架构方面，主要有嵌入式架构、通用服务器两种。嵌入式超高清视频编解码产品不支持 AVS2/AVS3 标准，以 HEVC 编码标准为主，代表企业有数码视讯、NTT、爱立信。通用服务器超高清视频编解码产品的代表企业有当虹科技、数码视讯、Ateme 等。超高清编解码器本土化发展迅速，在硬件平台、中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、操作系统、数据库、应用软件等方面实现了本土化研发与生产，产品有当虹科技的 8K AVS3 编码器等5。1.5 核心元器件5G+8K 移动直播所使用的核心元器件包括感光器件、存储芯片、编解码芯片、图像芯片以及处理器芯片等。在核心元器件领域，国外产品优势明显，国内核心元器件研发生产水平也在大幅度提升。以芯片为例，CMOS、CPU、GPU、编解码芯片、存储芯片、终端显示芯片等依旧以国外为主，我国企业也在逐渐扩大市场份额。韦尔豪威公司推出OV64A 图像传感器，华为海思推出了自主研发的中央处理器（CPU），上海海思推出了全系列 8K 终端芯片6。2 5G+8K 移动直播技术在广播电视工程领域的应用2.1 5G+8K 移动直播技术在新闻节目中的应用5G+8K 移动直播技术在新闻节目中有广泛的应用。以 2020 年新华社 5G+8K+卫星两会五地联动直播报道为例，其实现了 8K、5G、卫星广播电视传输多种技术的融合应用。系统主要分为前端采集、网络传输及终端呈现。前端 8K 信号源实时采集编码，主要由索尼 8K 讯道机、夏普 8K 摄像机、“5G+8K”背包、“5G+8K”转播车等完成信号采集与节目编辑工作。网络传输部分基于“卫星+8K”“5G+8K”等传输技术，实现 8K 视频编码码流传输直播。终端呈现方面采用康佳 OLED 75 英寸A3Q 电视及 88 英寸的 OLED 8K 电视，确保画面清晰流畅、色彩鲜艳7。电视技术 第 47 卷第 1 期(总第 566 期)157NETWORK&CONVERGENCE网络与融合以 2022 年世界互联网大会乌镇峰会为例，当虹科技为世界互联网大会提供 5G+8K 移动直播解决方案，提供在线直播转码和离线收录服务，通过当虹科技 8K AVS3 编解码器完成数字视频信号到网络 IP 数据的实时转换及传输。此外，当虹科技还提供了离线收录解决方案，生成超高清会议录像，为现场新闻媒体提供影像资料。以中国共产党成立100 周年庆祝活动为例，直播技术团队以 5G+8K 移动直播技术为基础，结合 8K 超高清转播车、数字摄影机，向观众直播呈现具有“历史感、厚重感”的超高清直播画面。2.2 5G+8K 移动直播技术在体育节目中的应用以 2020 中国足球超级联赛（以下简称中超）决赛为例，其运用 5G+8K 移动直播技术开展 8K 超高清电视直播，确保了中超联赛决赛超高清直播信号采集、制作、调制、传输、终端解码和显示各环节的稳定。苏州奥体中心现场配置 4 路 8K 讯道，采用 AVS2、HEVC 两种编解码相结合方式完成 8K视频信号的编码工作。通过 8K 摄像机、8K 监视器、8K 录像机、8K 编码器、IPQAM 调制器、有线电视传输网、8K 机顶盒、8K 电视机等完成中超联赛决赛 8K 超高清直播信号传输链路构建。5G+8K移动直播技术在体育节目中的典型应用是 2022 年冬奥会。在中央广播电视总台“5G+4K/8K+AI”战略支持下，科技冬奥坚持“思想+艺术+技术”融合矩阵传播理念。在信号制作方面，通过两辆国产4K/8K 超高清转播车完成 4K/8K 超高清格式制作，通过总台自主研发的 8K AVS3 视频编码器，进行冬奥会 8K 超高清电视 IP 集成分发。依托“百城千屏”战略、高铁 5G 超高清移动直播演播室，实现 8K 看冬奥，这也是全球首次 8K 技术在体育赛事直播中的规模化应用案例。2.3 5G+8K 移动直播技术在大型晚会节目中的应用在大型晚会节目中，5G+8K 移动直播技术也有较为广泛的应用。以 2021 年总台春节联欢晚会（以下简称春晚）为例，在“5G+4K/8K+AI”战略支持下，5G+8K 移动直播技术得以应用，实现央视春晚的一体化制作、多渠道分发、多终端呈现、全媒体传播。在 5G 背包、超高清在线直播编转码系统、8K超高清大屏、8K 电视机等支持下，直播技术团队为观众带来一场超高清、高度临场感的视觉盛宴，并在 8K 超高清试验频道直播。以 2022 年央视春晚为例，直播技术团队在 5G+8K 移动直播技术基础上又融合了混合现实（Mixed Reality，MR）、增强现实（Augmented Reality，AR）、全息扫描、8K 裸眼 3D等技术，为观众带来具有丰富审美层次的视觉盛宴。以国家大剧院 繁华众声 线上直播为例，其采用5G+8K 移动直播技术，实现 8K 电视、5G 手机多终端超高清播放，充分运用 8K 超高清网络云分发、5G+8K 转播车、8K 摄像机等设备，实现了 8K 直播点与网络媒体同步超高清直播。3 结 语5G、8K、虚拟现实、人工智能等技术的发展，深刻影响了广播电视发展格局。我国超高清视频产业链发展迅速，视频生产、网络传输、终端呈现、核心元器件、平台服务等方面的自主研发与生产能力不断提升。在总台“5G+4K/8K+AI”战略支持下，5G+8K 移动直播技术在新闻节目、综艺晚会、体育比赛等领域有越来越广泛的应用，推动广播电视向超高清、沉浸感、临场感等方面发展。参考文献：1 张君昌.5G+8K+AI：广播电视的新视野 J.北方传媒研究，2022（5）：4-7.2 李玉姣，丁大勇.广播电视 5G+8K+VR 超高清视频的应用前景 J.广播电视信息，2022，29（7）：31-33.3 姜兵，郭美婷.5G+8K：多屏协同中虚拟与现实的双重构建 J.西部广播电视，2022，43（1）：19-21.4 田晨，孙迪.舞台演出的 5G+8K 直播信号制作：以国家大剧院 繁华众声 线上直播为例 J.演艺科技，2021（3）：23-28.5 吕楠，相梅.科技冬奥助推视听产业 智慧冬奥传递情感交融：论 5G+8K 视听新技术在奥运转播中的应用前景 J.广播电视信息，2021，28（2）：19-26.6 刘旸.5G+8K 时代：创新扩散视角下的春晚科技创新 J.电视研究，2020（3）：57-59.7 迟巍.超高清新闻直播车设计和建设心得 J.广播电视信息，2022，29（12）：94-96.编辑：张玉聪