4K超高清電視信號：3840x2160 16:9

·相較于高清電視采用的隔行掃描或逐行掃描，4K超高清電視全部采用50P逐行掃描，動感畫面更流暢。

·量化由高清的8bit（可描述256色階）提升到10bit（可描述1024色階），畫面色彩及細節的表現力明顯提升。

·色域方面，舌形圖中顯示4K超高清BT2020占可見光范圍總面積的75.8%，高清B T709占可見光范圍總面積的35.9%，BT2020所呈現的色域范圍明顯大于BT709的色域范圍。這讓4k的顏色更加豐富多彩、絢麗奪目。

·高清電視信號能展現出的亮度范圍極為有限，畫面中亮的部分提不上去，暗的部分降不下來，導致人眼所能感受到的亮度層次丟失。4K超高清電視信號避免了高清信號的不足，使陽光下的明亮場景特別是高亮度部分表現得更加自然，層次更加豐富，同時能夠彰顯更多的暗部細節，從而完美的還原真實場景。

·聲音方面應用了5.1環繞聲技術，可以在高分辨率的圖像下保證聲相的準確定位，從而給觀眾帶來更完美的視聽體驗。

4K超高清播出系統相較于高清系統完成了高分辨率、高幀率、寬色域、高動態范圍和高量化深度的全面升級，為春晚4K直播提了供有力的技術支持。

二．先進的設計方案為春晚直播提供有力支持

4K超高清播出系統與現有節目生產管理進行流程對接，與媒資的節目文件進行整備對接，與總控調度進行信號對接，與節目分發進行發布對接，以及與全臺網絡分級規劃的信息安全域進行網絡對接，全方位的把4K融入到全臺現有節目生產體系當中。

播出系統的架構設計充分考慮4K超高清及其相關新技術的探索，在流程節點設置、信息交互接口定義、文件交換的格式與碼率選擇、文件質量分析、信號切換處理、圖文疊加處理、監聽監看方法、軟件定義網絡架構和信息安全等進行設計。

1．先進性引領創新

4K超高清播出系統建設著力推動新技術應用，大力推進播出IT基礎架構的虛擬池化，使得播出應用業務向虛擬化、資源能力化邁進；推進視音頻信號的IP封裝傳輸，使得播出視音頻信號實現更高帶寬的傳輸與路由、監聽監看更為便捷，視音頻處理模塊微服務化成為可能。

優化系統建設同時著力建立新業務形態，將管理、監測、控制融為一體，全方位管理實現播出資源分門別類建模管理，在“管”的模型基礎下建立監測體系，包括設備監測、環境監測、軟件監測、信號檢測、流程檢測等，給出設備健康度報告。采用節目單驅動播出業務運行的方式，對播出業務整個生命周期包括整備、播出、播后全流程的自動化控制，重要環節人機互動，提供人為干預手段，完善安全保障措施。

系統實現面向全臺4K超高清播出業務的互聯互通，與節目生產管理系統、媒資系統、廣告管理系統、廣告備播系統、主控、LDAP、URM、ESB、新媒體系統等接口，實現播出系統與各外部系統的信息交互與解析；支持識別單據中的4K超高清相關標識，并按照50P幀率生成節目單據和素材相關通知單據，有詳細的日志記錄等功能。人機界面兼顧操作人員現有使用習慣，操作方便，界面友好，體現以人為本的易用特性。

整套系統采用開放式規劃，保證與各大廠商設備、系統的良好集成性能，確保符合全臺業務流程規范，并確保與節目生產管理、媒資、制作及廣告等相關平臺的無縫銜接。

4K播出系統著眼于保證其安全性及可維護性，并兼顧經濟性、環保性、節能減排“綠”化原則，提高系統的可維護性。系統硬件平臺和軟件模塊等多方面設計具有可擴展性，能夠實現可預見的平滑升級。

2．可靠性確保安全

播出系統的高可靠性是方案設計的第一原則。

4K超高清播出系統硬件平臺適度引用設備虛擬化技術，提高設備資源集約化、降低能耗的同時，提高了單機服務器不具備的資源冗余性。播出系統視音頻播出主備鏈路采用基帶SDI和基帶IP混合異構的設計，核心設備播出視頻服務器采用主備異構設計，從鏈路、設備、協議和同步基準等四個方面采取異構以提高系統的安全保障，體現系統先進性的同時確保系統運行的安全。

該播出系統具有多種安全備份技術、應急處理機制預案。設備及技術兼顧先進性與成熟性，確保播出系統安全、穩定的運行。

3．智能化提升運行

播出系統業務管理數字化、網絡化技術實現了節目文件制、播、存的全程文件化和節目信息的全程無紙化。

播出系統業務流程采用節目單驅動播出業務運行的方式，實現全流程的自動化，通過智能化監測及控制手段，實現故障應急的自動化。

同時，該系統在各個重要環節上考慮采用人機互動的工作運行方式。例如整備環節采用以設備自動技審為主，人工復核確認為輔的互動審看方式；以及在播出環節采用以智能倒換為主，人工干預為輔的互動主備倒換方式。

智能播出控制單元對4K播出視頻服務器、4K信號調度矩陣等核心異構設備實現多協議集成，在每一個文件播放和信號切換環節做到4K幀精度的控制，保證主備鏈路完全同步。

三．完備的系統架構提高系統安全性

4K播出系統采用SDI、IP鏈路混合架構，主路為傳統的SDI鏈路，備路為IP鏈路。實現來自上游總控系統的4K信號接入，并能夠實現對外部輸入視音頻信號的監測、調度與調整功能。同時，可對4K播出系統末級送給下游傳輸系統的4K視音頻信號進行控制與調整。系統前端分別采用IP信號矩陣調度矩陣與傳統基帶信號調度矩陣對信號進行分配調度，視音頻系統可接受自動播出控制系統的自動控制信號或人工干預控制信號，實現正確播出節目信號源的選切，可對播出信號視音頻進行分別處理或調整。同時適配傳輸系統的需要，提供所需的4K超高清節目播出視音頻信號。

今年的春節晚會在一號演播大廳現場直播，4K直播信號是由一號廳演播室轉換成IP信號之后送給圓樓800平米演播室。同時還有一路高清信號進行超高清上變換，轉換成IP信號后作為一路備份信號送給800平米演播室。在800平米演播室對4K直播信號進行切換、疊加直播標、字幕包裝合成和5.1環繞聲制作，經過數字聯動切換臺與一號廳演播室進行智能聯動，實現高清和4K超高清的同步直播。800平米演播室將信號經由總控鏈路送至4K超高清播出系統，直播信號進入播出系統后，通過TICO解碼器將淺壓縮信號轉換成3G-SDI信號，經過SFS幀同步分配板卡將信號送給主路基帶信號調度矩陣和備路IP信號矩陣調度矩陣，再將主備路信號分別傳送至主備視頻服務器（系統主備通路由兩套異構的all in one視頻服務器構成，主路采用傳統的基帶SDI信號鏈路，備路則是全新的IP化的信號傳輸）疊加臺標和時鐘，然后經過播出PGM視分，送給4選1切換開關和末級視分，最后從播控系統末端將4K播出信號傳送給現址總控，進行地網和上星的傳送。

除了獨立的主備視音頻通路，4K播出還擁有完全獨立的控制系統：即主控制機控制主路設備播出主直播信號源，備控制機控制備路設備播出備直播信號源，實現了主備路獨立，可用四選一完成應急操作。另外，本系統還配備有應急介質播放器，可作為應急節目的墊播。

四．針對性的應急預案保障春晚安全播出

1．直播演播室主路或備路單路出現問題

直播演播室有主備兩路直播信號通過總控送至4K播出線，正常情況下4K播出系統主鏈路使用主路播出，備鏈路使用備路播出，當主路或備路中的一路出現異常而另一路正常時，由播控值班員立即應急處理，用4選1應急切換開關或跳線恢復播出，同時通知總控和直播演播室，按照對外接口流程及時與相關部門協調，配合處理。如信號較長時間不能恢復，手動將此鏈路選切為另一路正常直播信號，確認輸出正常后，將4選1應急切換開關切換回正常狀態，避免長時間主備末級使用同一鏈路播出。

2．多重備份輔助應急策略

為了給觀眾呈現一個完美的4K春晚，在完善的系統設計基礎上，播出線還制定了多重備份的輔助應急策略。除了對直播信號在演播室系統、總控系統、播出系統和編碼壓縮系統的傳輸路由制定了雙備份的無縫切換應急方案，4K播出系統還配置了循環播出的4K春晚墊播短片，并且由節目組提供了全時長的4K春晚備播文件，直播時與現場同步播出，一旦1號廳演播室出現整體崩潰，4K超高清播出機房播控值班員馬上墊播春晚備播文件，并電話同演播室聯系，及時匯報并聽取總編室或臺領導的處理意見，做好應急處置。

此外，直播前進行了多次全鏈路應急切換演練，對直播鏈路各項指標進行了詳盡的測試，排除安全隱患，從系統和人員全方位保障安全播出。

2019春晚4K直播的圓滿成功，是4K超高清電視技術的一次成功應用，給觀眾帶來了全新的視聽體驗，為超高清電視及更多大型綜藝、大型體育賽事等4K直播提供了寶貴的經驗，為中央廣播電視總臺在超高清電視領域的長遠發展和戰略目標提供有力支持。