中央電視臺3D電視自動播出系統(tǒng)綜述

摘 要：本文著重介紹了中央電視臺3D電視自動播出系統(tǒng)的特點、構成、系統(tǒng)建立與運行。

關鍵詞：3D高清電視 Dual Link格式 Single Link格式 Side-By-Side格式

隨著科技的發(fā)展，人民生活水平的提高，3D電視的普及將是一個不可阻擋的歷史趨勢。正如時代華納公司的副總裁艾爾沃斯所言，3D將是下一個電視圈盛事。3D電視節(jié)目以更加多元化、更具真實感的內容必將吸引更多的觀眾。

一、3D電視成像技術的發(fā)展

3D影像原理，最早是1839年由英國科學家溫特斯頓發(fā)現(xiàn)的。人兩眼間的距離約5cm，看任何物體時，兩只眼睛的角度不盡相同，即存在兩個視角。這種細微的角度差別經(jīng)由視網(wǎng)膜傳至大腦里，人就能區(qū)分出景物的前后遠近，進而產(chǎn)生強烈的立體感。這就是3D的秘密——“偏光原理”。

20世紀80年代中期，IMAX開始制作首部3D紀實片。1986年，迪士尼主題公園和環(huán)球影城上映了邁克爾杰克遜的3D影片。2008年，日本有線BS 11頻道開始播送3D節(jié)目，3D高清電視業(yè)務進入實用化階段。2009年耗資5億美元的電影巨作《阿凡達》同時以2D、3D、3D IMAX等多種版本在全球公映。2010年，天空傳媒開辦3D電視頻道。2010年，ESPN開設3D體育頻道，一年內進行85項賽事的3D轉播。2010年6月，南非世界杯成為史上首次進行3D轉播的世界杯比賽。2012年1月，由中央電視臺牽頭、聯(lián)合多家電視臺開辦的國內首個3D電視試驗頻道正式開播。

二、3D電視自動播出系統(tǒng)原理

3D電視的圖像質量應不低于高清電視。中央電視臺根據(jù)《廣電總局關于電視臺高標清同播節(jié)目制作、播出技術要求的若干意見》，對3D電視頻道的節(jié)目采集、制作采用4︰2︰2采樣方式，因此3D電視頻道左、右兩路視頻分辨率均為1920×1080 50i，幅寬比為16︰9。

3D信號格式主要有兩種：Dual Link和Single Link。Dual Link格式是雙路HD SDI（左+右），使用兩路畫面信號，分別傳輸左眼畫面信號和右眼畫面信號，在傳輸過程中需要兩倍的數(shù)據(jù)量。而Single Link格式是單路HD SDI“左右拼”格式，將兩個畫面合并在一個畫面上，作為一路畫面進行傳輸，這樣可以節(jié)省畫面在傳輸過程中的數(shù)據(jù)量。在Single Link格式中有三種編碼方式：Side-By-Side、Over-Under和Sensio。其中Side-By-Side和Sensio為兩幅畫面左右編碼，Over-Under是兩幅畫面上下編碼。Side-By-Side的壓縮方法是水平影響壓縮，壓縮后各像素水平方向的高頻信息會丟失，解壓后丟失的信息難以恢復，但是這種壓縮方法對硬件的要求不高，設備成本相對低廉。Sensio 3D壓縮方法是削減對角線方向的分辨率，將像素重新排序，壓縮后留下來的像素無信息劣化，解壓后可以將消失的像素基于周圍像素插值復原。這種壓縮方法對設備硬件的要求高，設備價格高?，F(xiàn)在，中央電視臺播出系統(tǒng)內部為高清信號（1080i/50），切換臺之后主要采用Side-By-Side格式，但是保留后續(xù)升級支持Sensio格式。

三、3D電視自動播出系統(tǒng)結構

中央電視臺3D電視自動播出系統(tǒng)主要由視音頻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、同步時鐘系統(tǒng)、監(jiān)聽監(jiān)看系統(tǒng)組成。

視音頻系統(tǒng)是3D電視自動播出系統(tǒng)的核心，是將3D播出信號源通過播出切換臺，在切換臺上完成字母臺標的疊加，經(jīng)過視音頻處理器，將信號轉換為Side-By-Side或Sensio格式，再將節(jié)目進行傳輸和上星。由于播出信號源的格式有很多，有Dual Link格式，也有Single Link格式，還有2D格式，這些都需要經(jīng)過視音頻處理器進行轉換。2D格式的播出信號還要先經(jīng)過2D/3D的轉換器轉換為3D格式后，再經(jīng)過視音頻處理器進行處理。

控制系統(tǒng)主要用于對系統(tǒng)中所有設備的調度和控制。中央電視臺3D電視自動播出系統(tǒng)采用的是主備雙控技術，就是在一套系統(tǒng)中分別有主路系統(tǒng)和備路系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)同時運行，同時受一臺控制機控制，共用一個節(jié)目信號和一個視音頻處理器。但是主路系統(tǒng)使用3D播出切換臺，備路使用切換開關和鍵控器。這樣，在一套系統(tǒng)癱瘓時，另一套系統(tǒng)不會受到影響，保證了播出的安全?？刂茩C根據(jù)節(jié)目單對切換臺和切換開關發(fā)出指令，將主備路PGM母線切換到當時節(jié)目源，并同時控制錄像機或視頻服務器的啟動。

同步時鐘系統(tǒng)用于3D電視自動播出系統(tǒng)中所有設備的同步和校時，同步系統(tǒng)是通過黑場信號發(fā)生器來觸發(fā)的。

監(jiān)聽監(jiān)看系統(tǒng)是對3D電視自動播出系統(tǒng)中的各個節(jié)點進行監(jiān)控，例如節(jié)目播出源、切換臺、視音頻處理器、節(jié)目末級的主備路信號輸出等等。通過對各個節(jié)點的監(jiān)聽監(jiān)看，可以及時發(fā)現(xiàn)問題，及時對出現(xiàn)問題的設備進行故障排除和修復，是整套系統(tǒng)安全使用的重要保障。

四、3D電視自動播出系統(tǒng)的設備組成

中央電視臺3D電視自動播出系統(tǒng)主要由播放設備、切換設備、字幕機（臺標）、2D轉3D設備、監(jiān)視器設備、畫面分割器設備、周邊設備、控制設備及控制軟件組成。

3D電視自動播出系統(tǒng)的播放設備由錄像機和視頻服務器組成。目前系統(tǒng)含有四臺SONY錄像機，其中兩臺為錄放機，均為HDCAM SR高清數(shù)字3D 錄像機，型號為SRW-5800，可以同時支持節(jié)目的錄制和播放，支持HDCAM SR磁帶（Dual格式）。兩臺為單放機，一臺是SRW-5100單放機，支持HDCAM SR和HDCAM磁帶（Side-By-Side格式），同時支持3D、2D信號輸出；另一臺是HDW 2000P單放機，只支持HDCAM磁帶。視頻服務器使用的是Harris公司的 3D視頻服務器，用于素材錄制和上載、墊片的播放，最多可錄制110小時節(jié)目，可以支持四個播出通道同時使用。

3D電視自動播出系統(tǒng)的主路切換設備使用的是Miranda公司出品的 NV5100 切換臺，機箱包含通訊板卡一塊、輸入板卡一塊、輸出板卡一塊，支持1路PST輸出母線、1路AUX輸出母線、2路PGM輸出母線。備路切換設備使用的是24路切換開關面板直切鍵，和主路切換設備一樣，同樣設置1路PST輸出母線、1路AUX輸出母線、2路PGM輸出母線。

3D電視自動播出系統(tǒng)的監(jiān)視器設備采用的是SONY公司的一臺24寸2D/3D液晶監(jiān)視器，用于技術監(jiān)看；三臺42寸 2D/3D液晶監(jiān)視器，用于監(jiān)看視頻源和末級輸出。目前2D視頻監(jiān)看模式采用DVI接口，3D視頻監(jiān)看模式采用BNC接口。

3D電視自動播出系統(tǒng)的畫面分割器設備采用Miranda公司出品的Kaleido-X16多畫面分割器，該設備支持16路信號輸入、2路HDMI信號輸出。

3D電視自動播出系統(tǒng)的周邊設備有鍵控器、應急切換開關、視頻分配鍵控器等。其中鍵控器用于備路播出系統(tǒng)的上鍵下鍵，例如臺標、時鐘、字幕機、測試圖等，可以設置2個外鍵、4個內鍵。

3D電視自動播出系統(tǒng)的控制軟件使用上海視維公司的3D播出控制軟件。

在不到一年的時間里，中央電視臺3D電視試驗頻道設備運行穩(wěn)定，節(jié)目內容豐富。隨著科技的發(fā)展、3D技術的提高、設備投入的增加，在3D節(jié)目的制作、播出等方面仍有進一步發(fā)展的空間。

（作者單位：中央電視臺播出部）