为深入落实国家广播电视总局、工业和信息化部、中央广播电视总台、北京市人民政府共同签订的《“中国（北京）超高清电视先锋行动计划”合作备忘录》任务安排，扎实推进国家广电总局“1+3+6+6”示范工程,北京广播电视台集中骨干力量，技术与内容协同发力，推动北京卫视4K超高清频道于2025年3月28日开启试播，并于4月22日正式开播，成为我国首个开播的省级卫视超高清主频道。频道依托有线电视、IPTV 及新媒体客户端多平台分发，实现了全国落地覆盖，不仅从内容源头提升优质超高清节目供给，更有效串联内容制作、传输分发、终端接收等全产业链环节，推动超高清视听产业实现贯通式发展。

　　本文作者：

　　芮浩，张宁    北京广播电视台

　　第一作者简介：

　　芮浩（1982—），男，北京广播电视台技术管理部主任，正高级工程师。主要从事媒体融合系统和电视台节目制播业务系统的研发与管理，曾参与过北京媒体融合市级技术平台和北京台北京卫视4K超高清频道、8K超高清试验频道等重大项目。先后获得国家青年文化英才、全国优秀广播影视科技工作者、全国广播电视和网络视听行业青年创新人才等荣誉称号。

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　　NO.1 建设内容

　　北京卫视4K 超高清频道在技术系统建设上，采用“整体规划、分步实施”的推进策略，目前一期项目已圆满收官。本期项目通过升级改造卫视频道1000平米演播室，采购移动摄录设备集群，新建2个4K后期制作系统和1套满足超高清/高清同播的播出系统等一系列工作，形成了完整涵盖拍摄采集、后期制作、播出传送的制播体系。在拍摄采集环节，4K 演播室通过采集摄像机、视频服务器和切换台视频信号，以文件形式导入后期制作网。在后期制作环节，主要完成视频剪辑、调色和特技制作工作，打包合成后输出成片。在播出传送环节，对成片文件进行迁移拷贝，根据节目单依序播出。系统总体架构图如图1所示。

图1 系统整体架构

　　1.1 拍摄采集

　　4K超高清拍摄采集部分包括4K演播室和移动摄录设备集群。

　　4K演播室（见图2）包括视频系统、音频系统、灯光系统。演播室部署12讯道摄像机，采取IP+12G 混合架构，支持三维菁彩声，灯光设备满足4K技术标准的照度、显色指数、色域等技术指标，可实现日播、季播、综艺各类节目的录制和直播。

　　移动摄录设备集群包括前期摄录设备、灯光外出拍摄设备。满足卫视频道4K超高清化的日常栏目前期拍摄设备及季播节目拍摄设备同时使用的要求，满足不同栏目对机型、画质及技术表现形式的多样化需求。

图2 4K演播室实景图

　　1.2 后期制作

　　4K超高清后期制作部分包括后期制作网、季播节目后期制作系统、特效包装制作系统、流程服务引擎、统一内容库等。

　　后期制作网采用云平台架构，在台内原有超高清业务云平台的基础上扩充基础资源和能力支撑，增加4K超高清生产工具。目前后期制作网用于北京卫视4K超高清频道《养生堂》《档案》等常规栏节目的编辑制作，满足制作系统后台服务和相关配套流程服务的部署需求。后期制作网架构图如图3所示。

图3 后期制作网架构图

　　季播节目后期制作系统以共享存储为核心，依托高端工作站点，采用简单组网方式，实现多套工作站同时在线实时剪辑的功能。季播节目后期制作系统主要支持《向前一步》《为你喝彩》等季播节目、超高清纪录片、专题片或综艺晚会等大型节目的后期制作。为实现整体备播流程的打通，季播节目后期制作系统强化了与后期制作网的数据交互能力，提升了资源的集约化部署。

　　特效包装制作系统采用简单组网模式，以高端站点、高性能存储为基础实现个性化、定制化制作。实现4K超高清频道整体和部分重点节目、晚会、纪录片包装及特效，以及重大活动宣传片等项目的特效拍摄、三维动画、AI升分、渲染、调色等生产。

　　流程服务引擎实现卫视超高清制作系统和原有台内相关系统的互联互通和业务流程整合，实现传统生产域、融合媒体生产域、超高清/高清播出平台、新媒体发布平台间的数据交换和内容互通。

　　统一内容库采用专属云架构，支撑台内外素材和节目内容的收集交互、生产和多渠道分发。统一内容库将汇聚而来的多种资源进行统一存储和向量化处理，为二创提供丰富素材库，并提供开放的接口。

　　1.3 播出传送

　　4K超高清播出传送部分包括播出文件整备及播控系统、播出视音频通道系统。

　　播出文件整备及播控系统包括整备、监控等部分。整备实现与台内4K节目制作网系统的互联互通，确保卫视4K频道的节目制作和播出传送工作得以顺畅联通。监控系统实现对系统内相关设备、信号、业务流程等多个维度的监控工作。

　　播出视音频通道系统包括视音频通道、总控、编码传送等部分。视音频通道部分通过4×1静净切换方式，能够保证播出过程中信号静净切换 ；总控实现对系统内信号的统一管理，支持自定义的硬件路由切换面板，数据流程、环节可灵活编辑，实现软件定义的网络，完成信号调度功能；编码传送承担歌华方向和上星方向卫视4K超高清频道的编码压缩与传送功能，采用HEVC编码压缩标准和AVS2编码压缩标准，保证高质量和高效率的传输效果。

　　NO.2  技术创新点

　　在本次项目建设中，技术团队针对4K超高清与高清同播的复杂技术需求，围绕“高效生产、优质呈现、多端协同”的核心目标，在制播系统流程、播出模式适配、内容资源整合等领域形成5个关键技术创新突破，为后续超高清频道的规模化落地提供了可复制的技术范式。

　　2.1 多模式内容生产制播流程

　　由于4K超高清对比高清在色域、帧率、动态范围等方面技术跨度较大，以往同播方案在确保下转换高清效果的前提下，难以充分发挥4K高质量格式技术优势，为充分释放超高清技术的视听潜力，本系统构建了一套全面支持多模式内容生产的4K超高清高清同播频道制播系统及其配套业务流程，创新性地在一套超高清制播平台内整合了三种制作与送播模式，如图4所示。

图4 三种制作与送播模式

　　一是常规节目4K超高清单文件流程。对于日常大量制作的节目，系统采用SDR调光制作、单一超高清文件送播模式。通过优化后的标准化制作流程，确保制作效率，同时保障高清播出的画面质量。系统在播出系统末端通过视频信号下转换方式实现同播，实现了制作效率与画面质量的良好平衡。

　　二是精品节目4K超高清 / 高清双文件流程。针对重点打造的精品内容，系统启用HDR调光制作、双文件送播流程。制作4K超高清成片并借助动态参数下变换结合人工调色方式输出高清成片实现双播，最大限度地保留了超高清内容在亮度、对比度和色彩层次上的丰富细节，显著提升了4K版播出的视觉震撼力，同时确保高清版本的高质量呈现。

　　三是高清单文件上变换流程。对于需要在超高清频道播出的高清节目源，可以直接发播到卫视4K超高清频道，在播出系统末端通过信号级上转换方式播出。

　　通过这套多模态的制播系统和流程设计，实现了“以4K单文件送播为主，兼容4K和高清双文件送播”的灵活业务架构，在保障常规节目高效率生产与播出的前提下，显著提升了4K超高清频道的整体画质水平。针对不同节目内容，提供匹配的制作与播出解决方案，最大化发挥超高清技术优势。

　　2.2 自适应播出架构

　　“以4K单文件送播为主，兼容4K和高清双文件送播”的制播流程，关键在于播出系统必须能够智能识别并自动适应这两种不同的播出模式。传统解决方案通常依赖相互独立的“双播出系统”架构，即建设超高清和高清两套播出系统分别处理各自格式的文件。本次北京卫视项目在单一播出系统内，同时集成了超高清播出模块和高清播出模块，即“单系统双模块”的集成化架构设计：一是在元数据管理方面，通过统一节目代码结合双播标识，在元数据层面实现4K超高清和高清文件双播兼容 ；二是优化播控逻辑，在播出控制系统内引入双播插件，根据标识自动切换控制逻辑、下发指令；三是开发帧精度同步切换算法，针对超高清、高清文件不同帧率的特性，采用共同帧切点计算与时间戳插入方法，确保帧精度同步切换。

　　通过这套播出系统，在简化技术架构和控制逻辑的基础上，实现了4K超高清单文件播出和4K超高清/高清双文件播出的自动适配，同时确保操作简便、准确、安全。

　　2.3 场景化LUTs智能上变换

　　受本期项目生产能力规模所限，4K超高清频道仍需处理大量高清内容源，传统固定参数上变换需要考虑4K超高清/高清往复转换需求，虽满足技术指标，却经常导致转换后4K画面暗沉、观感反不如高清原片的尴尬局面。

　　本项目建设中推出了基于内容场景自适应的LUTs上变换解决方案，智能检测画面场景，动态加载个性化LUT参数，实现多场景自适应的实时上变换，如图5所示。一是制定场景化LUTs参数集，预先针对不同画面场景，如风景、人像、夜景等，精心制作定制化的LUT参数。二是画面特征智能检测，在制作流程中，利用智能分析技术识别素材画面场景特征，并将识别结果嵌入数字标识。三是播出端动态优化，进入播出流程，系统实时识别数字标识，自动匹配该场景的LUT参数进行上变换处理。

　　该解决方案既能显著提升上变换的画质，改善观众体验，又能提高内容制作的生产效率，为4K超高清高清同播频道高质量高效率处理高清内容提供了行之有效的技术路径。

图5 内容场景自适应上变换参数方案

　　2.4 统一内容库融合生产

　　本项目面向4K超高清频道和新媒体业务构建统一内容库，通过一份节目素材、一套制作生产工具、一个故事板，满足4K超高清制播需求和新媒体节目生产需要，同时支持远程制作。该平台旨在实现“一次制作，多端适配，高效发布”。

　　在素材管理方面，内容库通过智能分层管理机制，实现对同一节目素材不同码率版本包括供4K超高清频道播出的超高码率文件、供新媒体发布的中低码率文件以及用于编辑低码率代理文件的统一存储、高效管理与快速调用。

　　在编辑制作方面，编辑人员可基于低码率文件对4K超高清高码率文件和新媒体中码率文件进行编辑，平台通过智能关联与同步机制，自动将该编辑决策精准映射并应用到4K高码率文件和新媒体中码率文件上，同步生成成片。

　　该平台作为推动超高清与新媒体融合生产的重要载体，不仅大幅提升了生产效率、实现了“快编快发”，还促成了4K电视与新媒体生产的技术融合及资源互通。

　　2.5 AI驱动一站式制作

　　本系统在后期制作环节整合了多种AI技术与视频生产工具，通过调优大语言模型和跨模态模型，实现一站式人工智能4K超高清内容生产，具体包括：提供智能文稿工具，结合电视业务特点，集成基于大语言模型并优化微调，实现选题策划、节目分镜脚本的智能编撰；提供智能转场、智能剪辑等工具，对视音频素材进行智能分析并提取向量特征，根据大语言模型提供的分镜脚本，对视频素材进行智能检索和向量匹配，自动完成剪辑并输出成片；提供基于画面主体人物自动追踪的横竖屏转换工具，在确保安全构图的基础上，快速完成智能画幅重构与裁切。该模块代表了4K超高清内容生产智能化升级的重要方向，通过一站式集成多元AI能力，显著提升了4K超高清内容生产效率和应用体验。

　　NO.3

　　应用效果

　　伴随着北京卫视 4K 超高清频道的开播，依托新建的超高清技术系统，北京广播电视台探索出超高清同播频道制播新流程、新模式，打造了北京卫视“三横七纵”的超高清内容体系。三大横向节目带涵盖全天三个时段：午间档《身边》聚焦都市生活，分享身边的美好 ；傍晚档《养生堂》打造沉浸式“电视门诊”；晚间档《4K里的中国》展播优质超高清纪录片。七天垂直栏目带既包含《档案》《向前一步》《生命缘》等观众耳熟能详的王牌节目，也涵盖《一米花园》《博物馆之城》等大型季播节目。

　　此外，播出了《玫瑰的故事》《蛮好的人生》《藏海传》等一批有代表性的 4K 影视剧，在提升视觉表现力的同时兼顾高清收视体验，不仅实现了卫视频道音视频格式的全面升级，更显著提升了节目呈现质感，相关技术创新应用效果在实际业务运转中得到了充分的验证，应用效果符合预期。

　　当前系统已稳定运行逾三个月，从实际使用效果看，4K超高清、高清同播质量较好，并为北京卫视4K超高清频道上星覆盖全国、提升传播效果提供了坚实技术支撑，也为全国广电行业高质量发展提供了“北京方案”。

　　在实践中发现，我国超高清产业端到端协同体系尚未完善，全链条各环节技术质量不协同，内容制作、网络传输、终端呈现等各环节质量参差不齐、互不适配，导致部分用户感受不到超高清的优势，典型表现为：大部分IPTV机顶盒只支持25帧低帧率视频图像处理，导致高成本制作、具有更好体验的50帧高帧率的超高清内容无法在前端播出；不少家庭存量超高清电视机不满足BT.2020标准、高动态范围等超高清主要技术指标要求，无法还原呈现出超高清应有的品质。

　　上述问题凸显了建立覆盖“生产 - 传输 - 呈现”全链条的超高清技术质量管理体系的必要性，需从制播标准协同、终端技术规范、用户体验评测等维度构建闭环协同机制。

　　NO.4

　　总结与展望

　　北京卫视4K超高清频道的正式开播，正值《“中国（北京）超高清电视先锋行动计划”合作备忘录》签约一周年，这一重要节点标志着该计划取得了具有里程碑意义的阶段性成果。作为“技术+内容”双轮驱动的实践典范，频道全面提升了画质、声效、视觉流畅度等视听体验，成功实现了“超清晰、超丰富、超美好”的主题定位。未来将围绕三方面深化建设：一是扩展超高清制播技术规模，提升原生 4K 超高清节目供给 ；二是结合电视机、机顶盒等终端设备性能的迭代，继续优化拍摄与制作流程，精耕超高清节目质量 ；三是加大4K超高清节目与人工智能、虚拟现实技术的结合，推进“4K+”多元表达。

责任编辑：李楠