AVS3D高清电视频道营运实施方案

海南海南 AVS 3D 高清电视频道高清电视频道 营运实施方案营运实施方案 Version 1 2 中国有线网络有限公司海南分公司中国有线网络有限公司海南分公司 广州高清视信数码科技股份有限公司广州高清视信数码科技股份有限公司 www china www china 20102010 年年 9 9 月月 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 2 页 共 34 页 目 录 1 1 项目背景及意义 项目背景及意义 3 3 1 1 AVS 国家标准介绍 3 1 2 高清视信公司介绍 4 1 3 我国立体电视的市场需求 6 1 4 项目实施的意 义 8 2 2 AVSAVS 3D3D 高清电视频道技术系统介绍高清电视频道技术系统介绍 9 9 2 1 3D 采编播子系统 9 2 2 3D 编解码子系统 13 2 3 3D 终端显示子系统 18 3 3 AVSAVS 3D3D 高清电视系统的技术可行性高清电视系统的技术可行性 2222 4 4 开通海南 开通海南 AVS3DAVS3D 高清电视实验频道实施方案高清电视实验频道实施方案 2222 4 1 技术方案 22 4 2 营运方案 23 4 3 推广形式 24 4 4 投资预算 24 4 5 实施时间表 24 5 5 开通海南 开通海南 AVS3DAVS3D 高清电视正式频道实施方案高清电视正式频道实施方案 2525 5 1 技术方案 25 5 2 节目内容来源 26 5 3 营运方案 27 5 4 推广形式 27 5 5 盈利模式 28 5 6 投资预算 29 5 7 实施时间表 29 5 8 经营目标 30 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 3 页 共 34 页 1 项目背景及意义项目背景及意义 1 1 AVS 国家标准介绍 国家标准介绍 AVS 标准 GB T 20090 是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准 它 是其后数字信息传输 存储 播放等环节的前提 是数字音视频产业的共性基础标 准 国际上音视频编解码标准主要两大系列 ISO IEC JTC1 制定的 MPEG 系列标准 ITU 针对多媒体通信制定的 H 26x 系列视频编码标准和 G 7 系列音频编码标准 1994 年由 MPEG 和 ITU 合作制定的 MPEG 2 是第一代音视频编解码标准的代表 也 是目前国际上最为通行的音视频标准 经过十年多演变 音视频编码技术本身和产业应用背景都发生了明显变化 后 起之秀辈出 目前音视频产业可以选择的信源编码标准有四个 MPEG 2 MPEG 4 H 264 即 MPEG 4 AVC 和 AVS MPEG 2 是第一代信源标准 其余三个为第二 代标准 MPEG 4 是 MPEG 2 的 1 4 倍 AVS 和 H 264 相当 都是 MPEG 2 两倍以上 由于技术陈旧需要更新及收费较高等原因 MPEG 2 即将退出历史舞台 MPEG 4 出台的新专利许可政策被认为过于苛刻令人无法接受 导致被众多运营商围攻 陷入无法推广产业化的泥沼而无力自拔 前途未卜 而 AVS 是基于我国创新技术和 部分公开技术的自主标准 编码效率比 MPEG 2 高 2 3 倍 与 H 264 相当 而且技 术方案简洁 芯片实现复杂度低 达到了第二代标准的最高水平 综上所述 AVS 可称第二代信源标准的上选 AVS 标准具有以下的优势特点 也因此成为我国音视频产业做大做强的必然选 择 技术优势技术优势 AVS 做为第二代视频编码格式的突出代表 比第一代标准提升 2 3 倍的压缩率 节约频带利用效率和降低存储 传送成本 成本优势成本优势 AVS 相对于第二代标准 H 264 技术复杂度低 30 从而降低了设备 成本 而且专利费低几十倍 AVS 仅对每个终端收取 1 元人民币 政策优势政策优势 AVS 是第一个由中国主导的音视频标准 其推广应用对民族自主 创新 产业升级 国家安全具有重大的现实意义和战略意义 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 4 页 共 34 页 2009 年 11 月 19 日 中央政治局常委李长 春同志视察参观了广州大学城国家数字家庭示 范应用产业基地 并对陪同的广电总局局长王 太华等作出了加强 AVS 的推广应用的重要指示 2009 年 2 月 经国家发展改革委员会批准 依托北京大学建设 数字视频编 解码技术国家工程实验室 简称 AVS 国家工程实验室 这是我国视频技术 领域唯一的国家级工程实验室 是数字音视频产业基础性国家标准 AVS 的领导者 为发挥 数字视频编解码技术国家工程实验室 的产业支撑作用 北京大学和 广州市人民政府经友好协商 于 2009 年 6 月 3 日在广州大学城签约共建 数字视 频编解码技术国家工程实验室研究开发与产业化中心 此举意味着以 AVS 为核心 数字视频编解码技术 依托广州市的区位优势 引领我国的数字音视频产业 进入新的发展里程碑 2009 年 6 月 3 日北京大学和广州 市人民政府在广州大学城签约共建 数字视频编解码技术国家工程实验 室研究开发与产业化中心 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 5 页 共 34 页 1 21 2 高清视信介绍高清视信介绍 广州高清视信数码科技股份有限公司是在中国科学院 北京大学 国家 AVS 标 准工作组以及广东省 广州市两级政府的大力支持下 由北京大学深圳研究生院 北京大学数字媒体研究所 深港产学研基地等单位 于 2007 年 10 月 18 日在广州 市大学城联合发起成立 是一家以 AVS 国家标准在我国音视频领域应用推广和产业 化为核心的 集科研 生产 销售为一体的高科技股份企业 企业使命 推动自主国标应用 突破国外专利垄断 企业定位 AVS 产业化推动者 AVS 整体解决方案提供者 企业目标 在 AVS 产业链中处于领先和领导地位 AVS 编码器产品达到国际领 先水平 AVS 数字电视终端产品和软件 AVS 视频监控产品达到国内领先 国际先 进水平 高清视信拥有 AVS3D 高清编码器 AVS3D 高清机顶盒及 AVS3D 高清数字电视整 体解决方案等核心产品 并已研制出全球首个 AVS3D 高清电视播出与接收系统 同 时与北京大学数字媒体中心建立了 3D 高清电视内容制作平台 为 3D 高清电视频道 的开通和经营提供了强有力的技术支持和内容支持 1 3 我国立体电视的市场需求我国立体电视的市场需求 立体电视是今年数字电视和新媒体领域的最大热点 今年 1 月 1 日 韩国通过 韩国数字卫星播出全球第一个立体电视广播频道 SKY 3D 1 月 31 日 英国天空电 视台广播 BSKYB 首播曼联对阿森纳的 3D 体育节目 今年南非世界杯有 25 场赛 事将由 ESPN 进行立体电视直播 2012 的伦敦奥运会将成为首次 3D 直播的奥运会 今年 11 月广州亚运会如果实现立体电视直播 不仅将是全球首次 3D 直播的大型综 合性赛事 在亚运历史上留下重要一笔 也将成为引领我国立体电视技术和产业发 展的重要里程碑 数字音视频编解码技术国家标准 AVS 为立体电视提供了多种标准方案 当 前高清视信的 AVS 高清编码器和 AVS 高清机顶盒已经可以支持 3D 立体电视的播出 和接收 TCL 等电视厂商已经开发出立体电视接收机和立体投影系统等产品 已于 5 月份以来陆续上市 在 AVS 产业联盟 中国立体视像 3D 产业联盟 中国高清 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 6 页 共 34 页 光盘产业联盟等组织推动下 涵盖立体视频拍摄 录制 编辑 制作 播出 编码 传输 解码 显示 应用的立体电视产业链正在形成 在广州亚运会期间播出立体 电视的条件已经基本具备 实现 AVS 立体电视广播 其创新性包括三个方面 1 基于我国自主知识产权的 AVS 国家标准进行 3D 视频的实时编码传输 是 我国自主创新战略实施的重要案例 2 整合国内外先进 3D 技术 全球首次对大型综合运动会进行 3D 电视播出 将在国际范围内产生重大影响 3 带动 3D 内容制作和 3D 采编播设备和终端设备的产业化 推动我国的数字 视听产业发展 引领国际数字视听行业发展潮流 随着视频技术的发展 立体电视必将成为新的下一代媒体形式 AVS 立体电视 的普及应用 对立体显示产品的需求也必将急剧增加 发展基于 AVS 的立体电视系 统可以帮助我国平板显示企业发展自己的多种立体显示技术 尽快占有 3D 显示器 的市场份额 随着 AVS 视频产品的逐步推广和产业化 发展基于 AVS 的立体电视系 统可以强化我国平板显示产业的竞争力 有助于提升我国平板显示产业的核心价值 下表列出了 3D 平板显示技术潜在的应用领域及其范例 很明显地 此技术在 各式各样的消费电子以及专业应用领域将能够创造高额的产值 因此对我国平板显 示产业将带来正面的作用 并且提高我国平板显示器的市占率 促进其在多媒体 通讯 计算机以及消费电子产品上中下游产业链的发展 包含上游的 IC 设计 制 造 封装 测试 中游的平板面板制造 组装 下游系统的开发 设计 制造及终 端产品的销售等 因此 此技术可以促进国内以及国际企业对我国平板显示产业的 投资 并且提供大量的工作机会 对带动我国经济的发展无疑是锦上添花 3D3D 平板显示潜在应用的领域及其范例平板显示潜在应用的领域及其范例 领域领域范例范例 信息展览 运动 游戏 娱乐电视 传播 广告更具效果的表现立体的实物 自然观察大自然观赏 如鸟瞰及海底 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 7 页 共 34 页 博物馆具互动及实景的数位博物馆 艺术新型态的数字艺术创作 资料保存文件更完整的保存多视角的信息 教育交互式的远距教学 医疗实物的虚拟测验 手术 教育 保全 监看商店 工厂 街道 交通运输智能型运输系统 1 41 4 项目实施的意义项目实施的意义 展望未来影坛 请先戴好立体眼镜 这是好莱坞梦工厂总裁卡森伯格对全 球影视传媒工业的发展所做的著名预测 2009 年底 阿凡达 的电影神话更促使 全球电影工业的决策者和工作者们达成共识 3D 将是未来电影 电视技术革新的 新方向 也是影视艺术发展的新领域和新趋势 今年美国各大影视专业频道的主打 招牌就是 让节目立体起来 几乎每个人都能从 3D 技术中获益 就像当年每 部电影都从彩色技术中获益一样 詹姆斯 卡梅隆的 阿凡达 已经标志着一个科幻动作片的新纪元 在 3D 电 视领域也同样如此 3D 影视制作的整个流程中的各项技术瓶颈均被一一突破 高 清晰度数字摄像机匹配与同步 高精度双镜头操控系统 距离和夹角计算软件 高 速同步传输等技术的实现和发展基本解决了拍摄领域的所有难题 3D 影像后期剪 辑 合成 校色系统也日趋成熟 各种辅助工具也不断涌现 后期制作领域各项难 题也应声而解 在电视显示终端领域 高效率 3D 音视频编解码技术飞速发展使得 成本大幅降低 数字电视网络使得 3D 电视能很快进入千家万户 在巨大产业前景和经济效应的驱动下 中国国家广电总局也开始布局 3D 影视 行业的发展 多次开会论证和协调产业发展步骤 全国有多个电视台和影视制作机 构也开始筹建 3D 频道 2010 年 3 月 北京电视台与 Sony 公司签订高达 10 亿元人 民币的框架性协议合力建设 3D 电视频道和 3D 电视节目制作平台 湖南卫视从 2009 年 10 月就完成了搭建 3D 频道的可行性论证 上海文广互动电视台借助世博 会的东风已经搭建起 3D 电视频道实验平台 天津卫视 大连电视台 山东卫视也 正在做这方面的准备工作 中央电视台也打算争取明年开通 3D 电视频道 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 8 页 共 34 页 如果在广州亚运会前开通海南 3D 立体电视频道 它将成为国内首批商业电视 3D 频道 该频道具有以下三大创新 1 采用我国自主知识产权的 AVS 国家标准 实现自主创新自主创新 2 整合国内外先进 3D 技术 全国首播 3D 立体有线电视频道 实现集成创新集成创新 3 建立 3D 内容制作和 3D 采编播设备 终端设备的产业链 实现产业创新产业创新 率先开通立体电视频道将在全球范围内展示中国在立体电视标准化及产业化的 综合实力 大大提升我国在该领域的话语权 实现海南有线 3D 立体电视的播出 将成为拉动海南视像 创意文化产业的有 力抓手 海口市作为我国首批国家创新型试点城市之一 在传统平面视像产业 创 意文化产业领域已经建立起了强大的产业优势 是我国消费电子最主要的研发和生 产制造基地 在 3D 产业浪潮已经来临之际 需要推进传统高清编解码芯片 播放 设备 显示终端 电子影音娱乐器材 影视与游戏动漫等传统产业的可持续健康发 展 以实际行动践行产业结构优化的历史责任 积极推动海南在传统 2D 信息 电 子 文化创意领域逐步建立起来的产业集聚优势向 3D 转型迈进 最终实现传统电 子信息及创意文化产业的可持续发展 培育相关产业的核心竞争力 通过海南有线 3D 立体电视的播出 一方面将充分吸收和利用当代最先进的立 体视像科技成果 促进立体视像技术先进的科学技术成果的开发和引进 另一方面 也必将推动海南视像产业和技术的升级换代 推动海南高科技和战略性新兴产业的 迅速发展 这必将有力地推进海南科技创新工作 奠定海南在新兴的立体视像行业 的先行 高端地位 提高海南自主创新能力和科技服务于经济 社会发展的水平 促进高科技跨越式发展 同时向世界展示中国和海南的自主科技创新成就 加快海 南科技创新能力的不断提高 引领海南经济和社会向科学发展模式转型 海南立体电视频道的开通还将有助于海南建立完整的立体电视产业链 包括立 体视频的采集设备 编辑 内容制作 存储 播出 立体视频编码 立体视频传输 解码 显示等 将大大增强 AVS 产业基地及国家数字家庭应用示范产业基地的实力 海南作为我国知名的旅游胜地 吸引着越来越多人的目光 从 海角天涯 到 博鳌论坛 从五指山到万泉河 海南的每一寸土地都散发着它独特的魅力 今年初 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 9 页 共 34 页 中央批准 海南国际旅游岛建设发展规划 后 海南更为全世界所瞩目 如何向全 世界更加全方位地 立体地展现海南的美丽风光 人文风情 3D 高清电视频道正 是一个最佳的平台 在这里 人们足不出户就能走遍海南的山山水水 体验到从未 有过的观感 领略海南的独特文化 3D 高清世界会让每一个未到过海南的人有身 临其境的体验 并且为之震撼和倾倒 而海南的本土观众 也会体验到不同于他们 以往感受的海岛椰树风情 从而大力推动海南旅游业的发展 为配合海南数字电视整体转换及 数字家庭行动计划 的推进 加快现代信息 服务的模式创新 拉动自主创新产业的升级和消费升级 实现海南电视事业高水平 高科技含量的可持续发展 我们建议海南在今年 10 月开播 AVS 3D 高清电视实验 频道 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 10 页 共 30 页 2 AVS 3D 高清电视频道技术系统介绍高清电视频道技术系统介绍 立体电视系统主要包括立体视频的拍摄 录制 编辑 制作 播出 编码 传 输 解码 显示 应用等环节 总体上可分为三个子系统 采编播子系统 编码传 输子系统 立体终端子系统 本项目将按照上述三个系统进行设计和实施 总体系 统集成由数字视频编解码技术国家工程实验室广州研究开发与产业化中心及广州高 清视信公司负责 系统总体方案如下 采集 编辑播出 编码 传输 显示 图 1 立体电视播出总体系统流程 下面分别为三个子系统的具体实施方案的介绍 2 1 3D 采编播子系统采编播子系统 2 1 1 3D 直播转播工作流程分析直播转播工作流程分析 系统描述 采用 8 台专业摄像机组成 4 套 3D 拍摄系统 其中 1 套固定位为主机位 3 套固 定位辅机位 每个机位都配备 1 台 6 英寸 3D 监视器 供摄像师监看和校正 3D 图像 每套 3D 拍摄系统通过光端机将双路 HD SDI 视频信号和音频信号转换为光信号 输送给光端机 经过专用光纤输送到该场馆的专用 3D 转播编控室 再通过光端机将 播控室 3D 现场拍摄 播控系统 AVS 编码阵列 海南有线 电视网 快门立体显示 红 青 立 体 显 示 偏振立体显示 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 11 页 共 30 页 光信号还原成双路 HD SDI 音视频信号 4 路 3D 高清信号和音频信号到达编控室后全部进入 3D 切换台 进行选择 编辑 再加入事先拍摄制作好的 3D 节目 然后加入 3D 字幕和在线图文包装 最后切换台 以双路非压缩形式送给 3D 视频处理器 双路 HD SDI 音视频信号进入 3D 视频处理器以后 将对左右信号进行校准 以 保证左右眼焦距 夹角 色彩 亮度 帧同步 场景转换完全匹配 并通过专用 3D 图像处理软件对摄像机的夹角 焦距等进行计算 以便及时调整 3D 视频处理器将 校正好的信号分成两路 3D 信号输出 分别送往 AVS 编码器和 3D 录像机 双路 HD SDI 音视频信号进入 AVS 编码器以后 进行实时编码 3D 编码器分为两 种 一种是双拼编码器 输出的 3D 双拼码流适合于快门眼镜方式及偏振光方式的显 示终端 3D 电视机 3D 显示器 偏振光双台投影机 另一种是红蓝编码器 输出的 3D 红青码流适合于红青眼镜方式的显示终端 普通的 2D 电视机 2D 显示器 普通的 单台投影机 相同的双路 HD SDI 音视频信号进入 3D 录像机后不仅被录到磁带上 还直接进 入 Quantel 3D 影像制作系统 对现场 3D 图像进行编辑 整理和加入特效 最终以 精彩回放形式重新被送回到切换台 送往 AVS 编码器 节目编控 现场拍摄 3D 信号达到编控室以后直接进入 Sony 公司专门开发的 3D 切换台 Sony MVS 8000 进行实时选择 编辑 切换 切换台除接入 4 路现场 3D 信号外 还需接入事先做好的 3D 影像 如场馆介绍 海南风光 人文 历史等 3D 专题影片 以及彩排时的一些 3D 内容 还需接入新奥 特公司专门开发的 3D 字幕系统以及 3D 在线图文包装系统 包括各种 3D 转场特技 3D 字幕模版 以实现实时 3D 信息介绍和包装 编控室内部的 Quantel 3D 影像制作系统 是 3D 转播的关键所在 不仅需要依 靠它提前制作一系列 3D 宣传短片 在赛前赛后轮播 还需依靠它编辑比赛的精彩片 段 以供精彩回放 记录和存储 现场 3D 音视频信号将被索尼开发的 3D 录像机 SRW 5800 记录下来 供赛后高品质精彩节目制作 还有一部分保存到 Quantel 3D 影像制作系统之中 供 回放和准直播使用 效果监看 立体电视因为左右眼双路高清信号必须同步传输 整个工作流程中 的任何一个环节出现小问题和延迟都会导致左右眼信号不匹配 立体效果就会荡然 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 12 页 共 30 页 无存 因此需要对所有环节进行全程监看 不仅需要在采编环节采用 PGM PVW WAVE 监看以外 还需要通过大型立体投影 机进行大画幅审查以及通过有线电视网传送的普通 3D 电视效果进行监看 以便及时 调整 图 2 立体高清直播转播系统拓扑图 2 1 2 实时实时 3D 字幕和在线字幕和在线 3D 图文包装系统图文包装系统 诸多数据显示 在新世纪的第二个十年里 立体电视技术将和 高清晰化 数字化 一起成为三个最重要的电视技术发展方向 目前在电影电视字幕和图文包装领域所通用的 3D 实际上并非真正的 3D 因为屏 幕先天即是 2D 并且拍摄电影也是使用单镜头的摄像机 所以就算用 3D 技术制作 的动画电影 输出到显示屏也是平面的 在电视节目中传统意义上的 3D 在线图文包 装效果也是在单视点下透视渲染而来的 因此这种 3D 被称为 平面 3D 事实上 我们观察景物时左 右眼所见是不同的 从而让我们的眼睛能够判断事物的纵深感 这种视觉上的不同即为 视差 立体电视技术即是要将这个 视差 持续在电视屏 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 13 页 共 30 页 幕上表现出来 在立体电视产业链中 摄录设备 终端接收和显示设备是走在前面的 重要的 电视机制造商都已经获将要实现立体电视批量生成和销售 但是 制约该产业发展 的重要因素之一是立体电视节目源有限 立体电视节目的制作必然要求立体电视图 文制播系统 以使图文效果和视频效果实现完美的立体融合 当前 基于 3D 图形实时渲染的三维虚拟演播室已经广泛应用于传统电视节目制 作中 3D 图形与演播室实景有机融合的制作手段也很常见 如 CCTV 在欧洲冠军杯 和冬奥会体育比赛转播节目制作中 在重要体育比赛 如北京奥运会和冬奥会转播 中 3D 虚拟体育技术也广泛采用 使电视观众能够看到泳道上的虚拟国旗 跳水池 上空的虚拟标尺 田赛场地上虚拟的纪录线 等等 所有这些 浸入 比赛场中 3D 虚拟图形能够提供电视观众更好的视觉效果 所以 传统 3D 图文已经在电视节目制 作和体育比赛转播中广泛使用 而接下来立体电视节目制作也必然要求立体电视图 文制播系统 从国内技术发展看 立体电视图文还没有对应产品推出 在国际也寥寥无几 技术水准参差不齐 因此 新奥特借助广州亚运会推出自主知识产权的立体电视图 文制播系统 将填补该领域国家空白 使国产品牌在图文领域继续领跑市场 2 1 3 支持支持 3D 实况转播的立体拍摄装备实况转播的立体拍摄装备 杭州立体世界公司在经过 30 年对于立体视觉理论研究及 20 年立体电视的制作 经验基础上 设计了一套涉及到立体拍摄 编辑与播放的设备 为国内外众多 3D 电 视电影制作单位提供了各类产品 其中拍摄设备包括 a 立体拍摄支架 为实现良好的立体效果 可随着物体与摄像机之间的距离的变化 两台摄像机 之间的立体摄像机垂直或平行地放置在支架上 进行左右 高低及水平方向上的精 密调整 以保证左右眼焦距 夹角 色彩 亮度 帧同步 场景转换完全匹配 b 立体摄像机同步控制器 3D 拍摄系统镜头操控技术 摄像机与事件之间的距离一旦发生变化 两台摄像 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 14 页 共 30 页 机之间的间距也需要随之变化 两台摄像机之间夹角 焦距 光圈和变焦及聚焦实 现精确同步控制 并可同时开启 关闭摄像机 c 视频信号转换器 这是一种电影与广播级的视频信号转换器 由杭州立体世界摄影器材有限责任 公司与哈尔滨奇升世纪科技发展有限公司共同开发 具有自主知识产权 它可以实现各种 3D 图像格式及单路与双路接口之间的转换 配有两个 HDSDI 输入接口和两个 HDSDI 输出接口 每路都能支持 1080P60 的处 理 使之可以实时处理四路 1920 1080 的视频信号 该转换器上的 FPGA 可编程实现各种各样的处理 比如两路摄像机摄制信号转为 单路前后帧叠加的立体信号 转成水平交错的偏振光立体电视信号 转成左右及上 下排列的立体视频信号 或各种立体信号双路转单路及单路转双路等互相之间转换 还可以扩展比如 OSD 菜单叠加 带运动补偿的隔行转逐行 帧率转换 3D 降噪 可 用于减少 CMOS 相机拍摄时产生的噪声 等功能 采用 FPGA 作为视频信号处理与转换的核心部件 FLASH 器件为 128 Mbit 内存 单元包括两路 32 位宽的 DDR2 SDRAM 和一路 8 位宽的 SDRAM 2 2 3D 编解码子系统编解码子系统 在立体视频系统部署中 视频编解码技术是一项非常关键的技术 具有巨大的 产业需求 在数字电视 网络电视等媒体应用中 编码器用于前端 电视台或运营 商 负责将视频节目编码为符合标准的压缩流 通常是专业设备 解码器则是视 听消费电子产品的核心 典型产品形态是芯片或数字信号处理器 随着数字视频技 术的广泛应用 个人数字摄像机 视频监控终端等对编码芯片的需求也在迅速增长 在视频编解码技术方面 AVS 是中国自主知识产权的先进视频编码标准 其主 要的核心编码技术 包含了帧内预测 可变块大小运动补偿 多参考运动图像补偿 帧间预测 8x8 帧数变换 增强的直接模式和对称模式 内容自适应的 2D 算术熵编 码等先进编码工具 所有这些技术等使得 AVS 在编码性能和运算复杂度上进行了更 好的平衡 针对三维电视的需求 以 AVS 编解码技术为核心 设计的编解码系统方案如下 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 15 页 共 30 页 图 图 3 AVS 编解码端到端系统 系统包含了从三维视频的采集 预处理 编码 传输到终端处理和显示 以实 现高可靠性 高效率 高品质编码为目标 为数字视频技术的产业化提供基础的编 码处理平台 2 2 1 3D 高清编码器高清编码器 在采集端 将两个视点的摄像机拍摄到的原始数据 经 HD SDI 接口送入 AVS 编 码器 编码器实时采集输入的两个视频信号可以通过三种模式进行拼接 拼接成的 一路视频信号使用 AVS 进行编码 如下图所示 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 16 页 共 30 页 图 4 双拼高清 3D AVS 编码器 对于双拼高清 编码器将两路视频流拼接再编码处理 拼接过程共分为三种 分别通过对行的下采样 列的下采样和奇偶场的提取后进行拼接 以列的下采样为 例 如上图所示 首先通过预处理过程分别对两个视点下的序列进行列的下采样 两幅图像的宽度会减半 经下采样的两路视点序列中的同步图像按 side by side 方 式左右拼接成一幅图像 并生成合成的视频流送入编码器端进行编码 经过传输接 受和解码后 进行拆分 也就是将每幅拼接的图像拆成左右两眼视觉的图像 进行 上采样后进行呈现 上述双拼高清系统北京大学数字视频编解码技术国家工程实验室已经研制成功 并于 2010 年 4 月 11 日在广州市国家数字家庭应用示范产业基地成功地进行了演示 AVS 3D 编码器预期达到的性能指标如下表 视 频双路 HD SDI 接口 BNC 支持左右视 3D 视频输入 和拼接 3D 视频输入 输 入 音 频内嵌 SDI 音频 平衡模拟音频输入 可选 TS 流ASI 输出 MPEG TS over IP 输 出 码 率 8 30Mbps 编码技术支持 AVS P2 Jizhun Profile Level 6 0 清晰度1080p 可选 1080i 720p 720i D1 CIF QCIF QVGA 制 式支持 PAL NTSC 预处理3D 视频拼接 分辨率转换 视频格式转换 视频编码 编码方式 可变比特率和固定比特率可选 GOP 长度可以由用户 设定 支持 0 5S 5S 的变化范围 提供用户可以选择 的编码参数 编码技术支持 MPEG 1 LayerII III 和 AAC 编码 采样频率支持 32KHz 44 1KHz 48KHz 音频编码 码率范围64K 384Kbps 步长 16Kbps 系统复用TS 流符合 AVS 标准第一部分 完全兼容 MPEG 2 系统层 本机界面按键控制 LCD 和指示灯状态显示 控制界面 远程控制以太网接口 RJ 45 插座 机箱尺寸1U 免工具固定轨道 支持的第三方机架 物理特性 整机重量16 3 千克 最大配置 为了提高编码系统的可靠性 还可以对 AVS 3D 高清编码器进行双机备份 双机 备份方案如下图所示 使用 HD SDI 备份矩阵将输入左右视 HD SDI 信号分为 4 路 左右视各两路 两对左右视 HD SDI 信号分别接入两台 AVS 3D 高清编码器同时进行 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 17 页 共 30 页 编码 两台编码器输出的 AVS 传输流接入 ASI 智能切换矩阵 由智能切换矩阵选择 一路 AVS 传输流进行输出 ASI 智能切换矩阵通过对输入的 ASI 信号的检测 判断 ASI 信号是否正常 若当前选择输出的那一路传输流中断或异常 则发出警报 并 且切换至输出另一路 AVS 传输流 右视 HD SDI 左视 HD SDI AVS 3D 高清编码器 HD SDI 备份矩阵 2x2 AVS 3D 高清编码器 备份 ASI 智能切 换矩阵 AVS 传输流 图 5 双机热备方案 2 2 2 高可靠性高可靠性 AVS 3D 编码器编码器 高可靠性 AVS 3D 编码器采用为电信级刀片机设计 对于双拼高清 AVS 3D 编码 器 一个机柜安装 6 台编码器和一台监控器 其中 4 台用作编码 4 路双拼高清视频 2 台用作备份 对于双高清 AVS 3D 编码器 一个机柜安装 10 台编码器和一台监控 器 其中 8 台用作编码 8 路 4 组 高清视频 2 台用作备份 刀片服务器机柜提 供统一的直流电源和散热系统 保证刀片服务器的稳定运行 编码器组采用 N 2 备份的方案以保证编码的高可靠性 对 N 路节目 我们使用 N 2 台编码器进行编码 摄像机采集到的原始音视频 输入 HD SDI 切换矩阵 由 HD SDI 切换矩阵接入每台编码器 正常情况下 N 个编码器对 N 路节目进行编码 编码器输出的码流接入 ASI 切换矩阵 由 ASI 切换矩阵输出正常信号的传输流 如 下图 a 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 18 页 共 30 页 a b 图 6 高可靠性 AVS 3D 编码器 正常编码时 其余 2 台编码器处于空转待命状态 编码过程中 使用监控器不 断探测每台编码器的编码状态以及输出状态 一旦发现承担编码任务的 N 个编码器 中某一个或几个编码器崩溃或者不再输出码流 则立刻通知 HD SDI 切换矩阵和 ASI 切换矩阵 并自动重启崩溃的编码器 HD SDI 切换矩阵将崩溃的编码器对应的节目 接入处于待机状态的编码器 由这些编码器接管编码任务并输出码流 ASI 切换矩 阵则将输出无缝对接到这些接管任务的编码器 在对接码流的时候 输出控制矩阵 会根据 GOP 划分 将新接入的码流第一个 I 帧开始的码流接入输出码流 以保证输 出码流在解码时不会出现画面破损的情况 如上图 b 高可靠性 AVS 3D 编码系统结构如下图所示 每一台编码器包括监控器 HD SDI 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 19 页 共 30 页 切换矩阵 ASI 切换矩阵由局域网相连 监控器通过局域网监视每个编码器的编码 状态 同时通过局域网控制系统中各个设备 1 每个编码器将编码之后的数据通过组播发送至局域网 监控器监听或接收每 个编码器发送出的组播数据 当一个编码器发送的组播数据停止 则认为该 编码器崩溃 2 监控器发现有编码器崩溃的时候 立即通过局域网控制 HD SDI 切换矩阵将 该路信号接入备份编码器 立即通过局域网控制备份编码器将该路信号对应 的传输流信息 如节目 ID 等 发送至备份编码器并要求备份编码器修改设 置 立即通过局域网控制 ASI 切换矩阵 切换至该备份编码器 并且将该备 份编码器设定为工作编码器 而将已经崩溃的编码器设定为备份编码器 3 监控器发现编码崩溃的时候 除了控制各设备切换线路 还向已经崩溃的编 码器发出重启命令 并继续监控该编码器的状态 如果一定是时间之后仍然 接收不到该编码器重启之后通过组播发送的空白序列码流 则发出警报 通 知工作人员手动重启编码器 AVS 3D 编码器 AVS 3D 编码器 备份 AVS 3D 编码器 AVS 3D 编码器 AVS 3D 编码器 AVS 3D 编码器 备份 监控器 刀片机机柜 统一直流供电 HD SDI 切换矩阵 ASI 切换矩阵 局域网 HD SDIASI 图 7 高可靠性 AVS 3D 编码系统设备示意图 基于以上设计 我们的高可靠性 AVS 3D 编码系统的主要特性包括 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 20 页 共 30 页 1 电信级高可靠性刀片式机柜设计 N 2 冗余直流供电 支持刀片单元热插拔 2 8 2 备份 双高清方案 或 4 2 备份 拼接高清方案 3 编码器单元自检和监控机自动故障检测 自动切换 自动报警 2 3 3D 终端显示子系统终端显示子系统 本项目 3D 终端显示子系统选用的终端产品包括 2 3 1 快门眼镜方式立体电视快门眼镜方式立体电视 快门眼镜方式立体电视产品今年五一前后投放市场 并被普遍看好为今后立体电 视的主流产品 有媒体预测 今后 1 2 年内将可能销售超过 100 万台这类电视机 该类电视机因为是刚上市 目前每台售价在 2 万元左右 立体电视机目前已有众多国内外品牌的产品上市 预计今年底前各大电视厂商均 将规模化销售立体电视机 2 3 2 偏振光眼镜方式立体投影偏振光眼镜方式立体投影 国外已经试验或者规划的立体电视足球比赛转播主要观看场地是酒吧 所使用的 3D 显示设备主要是立体电视投影仪 我国大连华录 杭州立体世界摄影设备公司等 都已经研制出利用偏振光眼镜的立体投影仪 其核心是两台普通高清投影仪 和一 台信号转换器 该类设备主要价格由投影仪档次决定 每套售价在 3 50 万元之间 为了提高 3D 电视的受众面及宣传效果 将选择适合投影的场所部署基于偏振光 的立体显示系统进行 3D 电视节目的播出 偏振光的立体显示系统由立体播放机 立体投影机 立体偏振光眼镜组成 立体播放机 前端由 AVS 解码器输出的立体前后帧交替的 1080p60Hz 全高清视 音频的单路信号经 HD SDI 接口输入到立体播放机内 经 FPGA 芯片实时编码成双路 1080p60Hz 全高清视音频的视频信号 输出给投影机以实现实时 3D 视频播放 立体投影机由两台投影机配上立体机架组成 立体偏振光眼镜镜片为圆振光片 由具有观看歪斜立体影像不窜像的良好效果 价廉物美 达到国际影院的标准 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 21 页 共 30 页 偏振光偏振光 3D3D 投影系统设备列表投影系统设备列表 设 备 名 称数量备 注 投影仪 2 高亮度投影仪 MP777 4000 流明 带有 HDMI 接口丰富 投影仪的标准显示分辨率 为 1024 768 支架 1 弧型金属幕布 3 幕布 支架 约需 3 平米 投 影 设 备 偏光镜 2 品牌高端机 1 要求酷睿 i5 750 或以上 4 核 CPU 可选用 DELL 显示器另配 或选用 Acer 并选配其 120Hz 显示器 3D 液晶显示器 1Acer GD245HQ CABLE 接收卡 1 用于接收 TS 流 双口显卡 2 NVIDIA GeForce GTX260 或以上 如丽台 A340 PCI 128M 64bit FX5200 核心 3D 工 作 站 HDMI 接收卡 2 眼镜立体偏振光眼 镜 200 另配 2 个 nVidia 3D 眼镜用于调试 其它HD SDI 信号分 配器 1 2 3 3 红青滤色眼镜方式电视红青滤色眼镜方式电视 电脑电脑 该种方式是最便宜的实现方式 可以直接利用现有电视机以及电脑 加上一副成 本极低的滤色眼镜 就可以使用 这种方式的缺点是体验效果远不及前两种 我们 可以考虑在普通电视方式和互联网方式中 采用这种老百姓可以观赏的方式播出 并在争取通过承接广告等市场运作 广泛配发该种眼镜 为了在公众电视网播出 3D 电视节目并让普通电视机的用户能够收看立体电视 将同时采用红青模式在普通电视频道进行红青 3D 电视节目的播出 红青立体显示是向普通大众推广立体电视的一种价格低廉的模式 它是将立体 电视数字节目采用红青两色混合成普通视频 可以在现有数字频道 模拟频道进行 播出 用户只需要佩戴红青眼镜 简易型眼镜价格 0 3 1 元 副 即可观看 适合于 大规模普及式推广 虽然观看效果不如立体电视和立体投影系统 但是对于调动全 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 22 页 共 30 页 面参与的热情十分有效 美国已经采用这种方式进行全民性推广 美国总统奥巴马 也曾通过这种方式观看立体电视 2 3 4 裸眼方式立体电视裸眼方式立体电视 该种方式的优点是不用带眼镜 缺点是内容摄制困难 立体体验效果不如前两 种 该类设备由于尚在研发中 成本较高 通常价格在 20 万左右 2 3 5 高清高清 AVS 3D 机顶盒和机顶盒和 3D 硬盘播放机硬盘播放机 机顶盒如果具备 AVS 高清解码能力 则有可能支持双拼形式的 AVS 3D 高清节目 高清 AVS 3D 机顶盒和 3D 硬盘播放机的硬件总体结构如下图所示 AVS高清解码 解调 解扰 数字电视网络 硬盘 存储器 电源 HDMI 1 3 图 8 高清 AVS 3D 机顶盒和 3D 硬盘播放机硬件结构图 上述高清 AVS 3D 机顶盒和 3D 播放机的主要功能和性能由 SoC 芯片决定 在进 行 SoC 选型时我们着重考虑以下几个方面 是否支持 AVS 高清视频解码 是否具备完善的数字电视功能 是否能有效地支持 AVS 高清视频的硬盘播放 是否能提供 HDMI 1 3 1 4 接口 除上述主要因素外 还需要考虑 SoC 芯片成本以及硬件 PCB 的整体成本 功耗 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 23 页 共 30 页 和散热等各方面的因素 选择合适的元器件以尽可能控制成本 同时也要考虑产品硬件必须能够满足当 前及今后若干年应用的要求 控制产品的电气性能 电磁兼容性能等各项指标 使其能满足国家及行业相关 标准的要求 产品 PCB 设计和元器件选择对这些指标也有直接影响 产品的硬件应具有良好的可生产性 有利于减少生产工时 提高生产效率 降 低生产成本 3 AVS 3D 高清电视系统的技术可行性高清电视系统的技术可行性 为配合全国数字电视整体转换及 数字家庭行动计划 的推进 加快现代信息 服务的模式创新 拉动自主创新产业的升级和消费升级 实现全国数字电视事业高 水平 高科技含量的可持续发展 并配合今年的广州亚运会盛事 2010 年 4 月 11 日由高清视信和 AVS 国家工程实验室广州研发与产业化中心联合在大学城数字家庭 基地主办了 AVS 编解码标准 3D 电视亚运赛事转播方案研讨会 与会领导及各界 专家就 2010 年广州亚运实现 3D 立体电视直播的可行性进行了深入研讨 一致认为 基于 AVS 标准的 3D 立体电视播出与接收系统技术先进 方案可行 2010 年 5 月 15 日在广东科学中心的广州科技周亚运成果展上 广东省副省长 广州市市长万庆良 广州市副市长徐志彪 科技部领导 中国工程院院士专家等现 场参观了 AVS 3D 立体电视播出与接收系统 一致给予高度评价并要求积极推进 3D 电视系统的产业化发展 目前 广州市亚运 AVS 3D 电视试直播实施方案 已经在广州市科信局立项 AVS 国家工程实验室广州研究开发与产业化中心及高清视信已经在国家数字家庭应 用示范产业基地搭建了 AVS 3D 电视试直播演示系统 可为海南 AVS 立体电视频道的 开通提供充分的技术保障 4 开通开通海南海南 AVS3D 高清电视实验频道实施方案高清电视实验频道实施方案 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 24 页 共 30 页 4 1 技术方案技术方案 AVS 3D 高清电视实验频道以海南有线现有的有线数字电视广播系统为基础 只 需增加 1 个频点及 1 块码流播发卡 以 NVOD 的方式即可开通 AVS 3D 实验 测试 频道 开通后 海南有线将通过 2 个 AVS 节目频点 开通 1 个 AVS 3D 频道 NVOD 方式 码率为 16 17M 并根据节目源情况逐步实现 1 4 个 AVS 高清频道 NVOD 方 式 码率为 11 12M 播出的 3D 及高清节目源由高清视信负责提供 具备节目播 放版权 节目内容为亚运会测试赛内容 亚运宣传片 国际级艺术团体在北京大 学百年纪念讲堂的文艺演出等 AVSAVS 3D3D 高清电视实验频道系统示意图高清电视实验频道系统示意图 AVS 3D 高清电视实验频道可目前支持三种播出形式 直播直播 使用 AVS 高清实时编转码器实时编码 或转码 实现 AVS 3D 高 清节目播出 准视频点播准视频点播 Near Video on Demand NVOD 使用 NVOD 播出服务器实 现 AVS 3D 高清节目的播出 视频点播视频点播 Video on Demand VOD 使用 VOD 服务器实现 AVS 3D 高清 节目的点播 由于直播形式需要投入 3D 高清的采编播的相关设备和专业操作人员 投入 较大 所以暂不考虑 视频点播形式是指提供 AVS 3D 高清节目源给 VOD 互动点播平 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 25 页 共 30 页 台进行 AVS 3D 高清视频的点播播出 准视频点播形式是 AVS 3D 高清电视实验频道 的主要播出形式 其结构示意图如下图所示 NVOD 系统由视频服务器 播控服务器和存储设备组成 流程 把编制好的 AVS 3D 高清节目源上传到 NVOD 系统 由 NVOD 系统进行节目 播出后经复用调制送入大网 电视用户通过 AVS 3D 高清机顶盒进行节目收看 4 2 营运方案营运方案 1 合作形式 合作形式 由海南有线出电视频道 经营场地 经营人员及经营费用 高清视信出技术方 案及节目内容 双方努力在短时间内尽快开通全球首个 AVS3D 高清电视实验频道 2 合作双方的职责 权利 义务 合作双方的职责 权利 义务 海南有线负责实验频道的日常管理和营运工作 保证实验频道在开播时间内正 常运行 高清视信负责实验频道的技术方案 技术指导及播放内容 为实验频道播 出提供强有力的技术保障和足够的内容支持 海南 AVS 3D 高清电视频道营运实施方案 第 26 页 共 30 页 3 利益分配 利益分配 由于实验频道没有广告收入 因此建议在互动电视的影视点播栏目上增加一个 高清视信 3D 节目 子栏目 提供精彩的 3D 类影视 体育 高端演出 游戏等节 目给用户点播 点播收入由双方共同分配 分配比例双方协商确定 以弥补双方经 营费用的支出 4 3 推广形式推广形式 1 制作 30 秒和 1 分钟开通全球 AVS3D 高清电视实验频道广告各一条 开通 前后在海南有线电视上轮播三个月 30 秒广告每隔 20 分钟轮播一次 1 分钟广告每 隔 1 小时轮播一次 2 开通前后在海南有线大楼 各分公司营业厅 用户较多的小区 各大电器市 场均申请挂开通 3D 实验频道宣传横幅三个月 3 开通前后三个月内 向海南有线用户寄送宣传单张 每周寄送一次 4 4 投资预算投资预算 需海南有线规划增加 1 个播出频点 以及在已有一块码流播发卡 品牌 Stream Highway 型号为 SHP S1R0 再增加购买一块即可 费用约为 8000 元 4 5 实施时间表实施时间表 1 2010 年 10 月 需海南有线增加 1 个频点及 1 块码流播发卡 以 NVOD 的方 式开通 AVS 3D 实验频道 2 2010 年 11 月 海南有线通过 2 个 AVS