1、 GY 中华人民共和国广播电影电视行业标准 GY/T 2832014 高标清混合制播图像幅型比变换规范 Specification of aspect ratio conversion for HDTV/SDTV hybrid production and broadcasting 2014 - 12 - 03发布 2014 - 12 - 03实施 国家新闻出版广电总局 发布GY/T 2832014 I 目 次 前言 II 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语、定义和缩略语 1 3.1 术语和定义 1 3.2 缩略语 2 4 AFD编码规范. 2 5 节目选用的 AFD 值及上下变换
2、模式 3 5.1 概述 3 5.2 标清节目上变换模式 3 5.3 高清节目下变换模式 4 5.4 标清上变换后再下变换 5 6 HD-SDI/SD-SDI 信号中AFD 信息的嵌入. 6 6.1 概述 6 6.2 包含 AFD 的辅助数据包 6 6.3 AFD 信息的插入位置. 7 7 MXF 媒体文件AFD 信息的嵌入. 8 7.1 概述 8 7.2 基于 MXF 文件头部元数据的嵌入方式 8 7.3 基于 MXF 文件辅助数据包的嵌入方式 8 附录 A（规范性附录）SMPTE 2016-1-2007 中的 AFD 编码定义 10 附录 B（规范性附录）SMPTE 377-1-2011 中
3、AFD 的定义 . 13 附录 C（规范性附录）SMPTE 436M-2006中 ANC 帧元素的 KLV定义 14 附录 D（资料性附录）实施建议. 16 GY/T 2832014 II 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准参考SMPTE 377-1-2011素材交换格式(MXF)-文件格式规范、SMPTE 2016-1-2007AFD 和Bar数据格式和SMPTE 2016-3-2007AFD和Bar数据到垂直辅助数据的映射。 本标准由全国广播电影电视标准化技术委员会（SAC/TC 239）归口。 本标准起草单位：中央电视台、国家新闻出版广电总局广播电视规划
4、院、北京中科大洋科技发展股 份有限公司。 本标准主要起草人：许钢鸣、宋蔚、蔡贺、张丽娜、张乾、王惠明、褚震宇、商同、姜明、马坤、 王榕、张二丽、王杰中、郭敏、杨慕星、黄振川、李智鹏、邓向冬、宁金辉。 GY/T 2832014 1 高标清混合制播图像幅型比变换规范 1 范围 本标准规定了高标清电视节目混合制作和播出中幅型比变换的相关要求。 本标准适用于基于文件及信号的节目制作、播出、存储等业务环节，也适用于相关设备、软件的生 产和使用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本标 准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修
5、改单）适用于本标准。 GY/T 160-2000 数字分量演播室接口中的附属数据信号格式 SMPTE 377-1-2011 SMPTE 377M-2004修订版.素材交换格式(MXF)文件格式规范(Revision of SMPTE 377M-2004. Material exchange format (MXF)-File format specification) SMPTE 378M-2004 用于电视素材交换格式(MXF)操作模式1A（单Item，单Package）（For television-Material exchange format (MXF)-Operational pa
6、ttern 1A(Single item, Single package) SMPTE 379-1-2009 用于电视素材交换格式(MXF) MXF通用包(For television-Material exchange format (MXF)-MXF generic container) SMPTE 390-2011 用于电视素材交换格式(MXF)特殊的操作模式“Atom”(单一Item的简单展 现)(For television-Material exchange format(MXF)-Specialized operational pattern “Atom”(Simplified
7、representation of a single item) SMPTE 436M-2006 用于电视VBI行和辅助数据包到MXF的映射(For television-MXF mappings for VBI lines and ancillary data packets) SMPTE 2016-1-2007 AFD和Bar数据格式（Format for active format description and Bar data） SMPTE 2016-3-2007 AFD和Bar数据到垂直辅助数据的映射(Vertical ancillary data mapping of activ
8、e format description and Bar data) 3 术语、定义和缩略语 3.1 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1.1 有效格式描述符 active format description；AFD 一个定义了视频编码帧中有效内容不同幅型比的参数。 3.1.2 素材交换格式 material exchange format；MXF GY/T 2832014 2 美国电影与电视工程师协会（SMPTE）组织定义的一种专业音视频媒体文件格式。 3.1.3 垂直辅助数据 vertical ancillary data；VANC 位于串行数字接口（SDI）的场消隐期间的辅
9、助数据。 3.2 缩略语 下列缩略语适用于本标准。 ANC 辅助数据（Ancillary） AR 幅型比（Aspect Ratio） BPP 体部分区包（Body Partition Pack） FPP 尾部分区包（Footer Partition Pack） HPP 头部分区包（Header Partition Pack） KLV 键值、长度、值三元组（Key-Length-Value） UL 通用标识（Universal Label） UDW 用户数据字（User Data Words） 4 AFD 编码规范 遵从SMPTE 2016-1-2007（见附录A），有效格式描述符（AFD）是一
10、个4比特的码字，它是用来描述 一个视频编码帧中图像有效区域的信息。当AFD作为SDI信号携带的辅助数据或素材交换格式MXF文件携 带的元数据时，AFD信息使用1个字节来标识。这个字节中的b7、b6、b5、b4、b3、b2、b1、b0进行如下 定义：b7、b1、b0是保留位置，逻辑数值为0；b6b3代表了本标准规定的1000、1001、1010、1111 等AFD值；b2表示的是幅型比AR，即当前编码的帧是4:3（b2=0）还是16:9（b2=1）。AFD字节的构成见 表1。 表1 AFD 字节构成 比特 b7 b6b3 b2 b1、b0 描述内容 保留位 AFD AR 保留位 由于一个编码的视
11、频帧中不仅包含有效图像区域，还可能有不包含有效画面信息的无效区域。为便 于直观展现上述情况，特用图1进行对应描述，本标准中所有说明图像幅型的图例描述方法均与此图一 致。 GY/T 2832014 3 图1 编码帧区域示意图 5 节目选用的 AFD 值及上下变换模式 5.1 概述 本章规定了标清和高清节目所选用的有效格式描述符（AFD）值，以及在高标清混合制播情况下， 标清节目与高清节目相互变换时的变换模式及选用的AFD值。 节目AFD值选用及上下变换模式选择在实施 过程中的注意事项，参见附录D。 5.2 标清节目上变换模式 5.2.1 标清节目选用的 AFD 值 标清节目有效格式描述符分为两种
12、：非遮幅（4:3全画幅）节目的AFD编码是1000，见图2；遮幅节 目的AFD编码是1010，见图3。 图2 非遮幅标清节目的画面幅型 图3 遮幅标清节目的画面幅型 GY/T 2832014 4 5.2.2 标清节目上变换两侧加边模式 标清节目有效格式描述符为非遮幅的，其上变换采用左右两侧加边的模式，见表2。 表2 标清节目上变换两侧加边模式（PillarBox 模式） 项目 SD HD AFD值（b6b3） 1000 1001 AR值（b2） 0 1 幅型变换示意 5.2.3 标清节目上变换上下切边模式 标清节目有效格式描述符为遮幅的，其上变换采用上下切边的模式，见表3。 表3 标清节目上变
13、换上下切边模式（FullWidth 模式） 项目 SD HD AFD值（b6b3） 1010 1010 AR值（b2） 0 1 幅型变换示意 5.3 高清节目下变换模式 5.3.1 高清节目选用的 AFD 值 高清节目有效格式描述符分为两种：16:9构图拍摄的高清节目的AFD编码是1010，见图4；采用4:3 保护框构图拍摄、制作的高清节目AFD编码是1111，见图5。 图4 16:9 构图高清节目的画面幅型 GY/T 2832014 5 图5 4:3 构图高清节目的画面幅型 5.3.2 高清节目下变换信箱模式 高清节目有效格式描述符为16:9构图的，其下变换采用信箱模式，见表4。 表4 高清
14、节目下变换信箱模式（LetterBox 模式） 项目 HD SD AFD值（b6b3） 1010 1010 AR值（b2） 1 0 幅型变换示意 5.3.3 高清节目下变换两侧切边模式 高清节目有效格式描述符为4:3构图的，其下变换采用两侧切边模式，见表5。 表5 高清节目下变换两侧切边模式（EdgeCrop 模式） 项目 HD SD AFD值（b6b3） 1111 1000 AR值（b2） 1 0 幅型变换示意 5.4 标清上变换后再下变换 5.4.1 非遮幅标清节目上变换后再下变换 标清节目有效格式描述符为非遮幅的，其上变换采用左右两侧加边的模式，得到的高清节目再下变 换采用两侧切边模式，
15、见表6。 GY/T 2832014 6 表6 非遮幅标清节目上变换后再下变换的模式 项目 SD HD SD AFD值（b6b3） 1000 1001 1000 AR值（b2） 0 1 0 幅型变换示意 5.4.2 遮幅标清节目上变换后再下变换 标清节目有效格式描述符为遮幅的，其上变换采用上下切边的模式，得到的高清节目再下变换采用 信箱模式，见表7。 表7 遮幅标清节目上变换后再下变换的模式 项目 SD HD SD AFD值（b6b3） 1010 1010 1010 AR值（b2） 0 1 0 幅型变换示意 6 HD-SDI/SD-SDI 信号中 AFD 信息的嵌入 6.1 概述 本章规定了AF
16、D信息在HD-SDI/SD-SDI信号中的嵌入方式， AFD信息是以辅助数据包的形式嵌入在SDI 信号的VANC中。 6.2 包含 AFD 的辅助数据包 遵从SMPTE 2016-3-2007，将AFD字节和Bar数据统一编码为8个字节的用户数据字（UDW）写入垂直 辅助数据（VANC）包中。8个字节分别是1个字节的AFD数据和5个字节的Bar数据，再加上2个保留字节。 其中，Bar 数据用于描述图像幅型比小于16:9但又不是4:3或14:9时有效画面的宽度和高度。AFD和Bar 数据在VANC UDW中的描述见表8。表8中，AFD字节格式和5字节的Bar数据定义参考SMPTE 2016-1-
17、2007， Bar数据标识的b7、b6、b5、b4四个标志位默认设为0。 GY/T 2832014 7 表8 VANC UDW 中关于 AFD 和Bar 数据的描述 VANC UDW UDW中的比特位 UDW 功能 b9 b8 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 1 AFD P 0 a3 a2 a1 a0 AR 0 0 2 保留 P 0 0 0 0 0 0 0 0 3 保留 P 0 0 0 0 0 0 0 0 4 Bar数据 标识 P Top Bot. Left Right 0 0 0 0 5 P f15 f14 f13 f12 f11 f10 f9 f8 6 Bar数据 值1 P
18、 f7 f6 f5 f4 f3 f2 f1 f0 7 P s15 s14 s13 s12 s11 s10 s9 s8 8 Bar数据 值2 P s7 s6 s5 s4 s3 s2 s1 s0 注1：a3a0AFD值。 注2：AR幅型比标记。 注3：Top、Bot、Left、RightBar数据显示位置标记。 注4：f15f0第一个Bar数据值。 注5：s15s0第二个Bar数据值。 注6：Pb0b7的奇偶校验位。 垂直辅助数据包按照GY/T 160-2000定义的类型2辅助信息包（type 2 ANC Packet）处理。该辅助 信息包由附加数据标记(ADF)、数据标识（DID）、补充数据标识
19、（SDID）、数据计数（DC）、用户数据 字(UDW)和校验和(CS)组成。数据标识（DID）、补充数据标识（SDID）和数据计数（DC）的值由SMPTE 2016-3-2007给出，辅助数据包的结构与取值见表9。 表9 包含 AFD 的辅助数据包组成结构 ADF （附加数据标识） DID （数据标识） SDID （补充数据标识） DC （数据计数） UDW （用户数据字） CS （校验和） 000h，3FFh，3FFh 41h 05h 08h AFD，Bar Data CS 6.3 AFD 信息的插入位置 对于隔行扫描的两场信号， 每一场的辅助数据包都应携带AFD信息。 对于SD-SDI，
20、AFD信息插入到VANC 中；对于HD-SDI，AFD信息需要插入到亮度信号Y的VANC中。 按照SMPTE 2016-3-2007，本标准规定的AFD信息嵌入行为： 720 576/50i，第10行、第323行； 1920 1080/50i，第13行、第576行。 GY/T 2832014 8 7 MXF 媒体文件 AFD 信息的嵌入 7.1 概述 本章规定了AFD信息在MXF文件Op-1a（SMPTE 378M-2004）和Op-Atom（SMPTE 390-2011）两种操作 模式的头部元数据和辅助数据包中的嵌入方式。 7.2 基于 MXF 文件头部元数据的嵌入方式 7.2.1 MXF
21、Op-1a 嵌入MXF Op-1a文件头的AFD描述符长度为1字节，局部标签（Local tag）值为（十六进制）32.18， 项目通用标识（Item UL）值为（十六进制）06.0E.2B.34.01.01.01.05.04.01.03.02.09.00.00.00，符 合SMPTE 377-1-2011中F.4.1的规定（见附录B）。 7.2.2 MXF Op-Atom MXF Op-Atom文件头中AFD的嵌入方式与MXF Op-1a类同。 7.3 基于 MXF 文件辅助数据包的嵌入方式 7.3.1 MXF Op-1a 按照SMPTE 436M-2006（见附录C）中给出的映射方法，将辅
22、助数据包映射到MXF文件的可编辑数据 单元（Edit Unit）中。包含AFD的辅助数据包结构见6.2。由于在视频播放中要求帧精度的AFD信息，所 以将包含了AFD信息的辅助数据包打包到MXF文件中时，需要采用按帧封装方法，ANC帧元素（Frame Element）的映射见图6。 图6 ANC 帧元素的映射 数据项为ANC帧元素时其KLV结构见图7，其Key值长度为16字节，Item UL值为（十六进制） 06.0E.2B.34.01.02.01.01.0D.01.03.01.17.01.02.01，其中前12个字节按照MXF通用容器规范为固定 值。对于隔行扫描的两场信号，需携带两场的AFD信
23、息辅助数据包，其插入行号见6.3。 GY/T 2832014 9 图7 ANC 帧元素的 KLV 定义 7.3.2 MXF Op-Atom MXF Op-Atom文件需要单独对AFD信息进行打包，将包含AFD的垂直辅助数据包映射为可编辑数据单 元保存在独立的MXF文件中，其文件结构见图8。其中，可编辑数据单元中辅助数据包的结构采用与MXF Op-1a中ANC帧元素相同的结构。 H P P 头部元数据 可编辑数据单元 ANC 帧元素 ANC 帧元素 . F P P 索引表 (可选) 索引表 (完整) RIP (可选) 文件头 文件体 文件尾 B P P图8 包含 AFD 信息的独立的 MXF 文
24、件结构 GY/T 2832014 10 附 录 A （规范性附录） SMPTE 2016-1-2007 中的AFD 编码定义 SMPTE 2016-1-2007中4:3编码帧的AFD定义见表A.1，16:9编码帧的AFD定义见表A.2。 表A.1 SMPTE 2016-1-2007中 4:3 编码帧的AFD 定义 有效图像幅型格式 4:3编码帧中的示意图 描述 AFD=0010 16:9（置顶） 宽高比为16:9 的信箱模式 （letterbox） 图像内容， 位于4:3编码帧的顶部 AFD=0011 14:9（置顶） 宽高比为14:9 的信箱模式 （letterbox） 图像内容， 位于4:
25、3编码帧的顶部 AFD=0100 大于16:9（居中） 宽高比大于16:9的信箱模式（letterbox）图像内 容，位于4:3 编码帧垂直中央 AFD=1000 全画幅 宽高比为4:3 的图像内容，占据4:3编码帧的全幅 AFD=1010 16:9（居中） 宽高比为16:9 的信箱模式 （letterbox） 图像内容， 位于4:3编码帧垂直中央 GY/T 2832014 11 表A.1（ 续） 有效图像幅型格式 4:3编码帧中的示意图 描述 AFD=1011 14:9（居中） 宽高比为14:9 的信箱模式 （letterbox） 图像内容， 位于4:3编码帧垂直中央 AFD=1101 4:
26、3（带14:9 安全框） 带14:9安全框的，宽高比为4:3的全幅图像内容 AFD=1110 16:9（带14:9 安全框） 带14:9安全框的，宽高比为16:9的信箱模式 （letterbox）图像内容，位于4:3编码帧垂直中 央 AFD=1111 16:9（带4:3 安全框） 带4:3安全框的，宽高比为16:9的信箱模式 （letterbox）图像内容，位于4:3编码帧垂直中 央 表A.2 SMPTE 2016-1-2007 中 16:9 编码帧的AFD 定义 有效图像幅型格式 16:9编码帧中的示意图 描述 AFD=0100 大于16:9（居中） 宽高比大于16:9的信箱模式 （lett
27、erbox）图像内容，位于16:9编 码帧垂直中央 AFD=1000 全画幅 宽高比为16:9 的图像内容，占据16:9 编码帧的全幅 GY/T 2832014 12 表A.2 (续) 有效图像幅型格式 16:9编码帧中的示意图 描述 AFD=1001 4:3（居中） 宽高比为4:3 的两侧加边模式 （pillarbox）图像内容，位于16:9编 码帧水平中央 AFD=1010 16:9（16:9图像全部保护） 带画面保护的16:9全幅图像内容 AFD=1011 14:9（居中） 宽高比为14:9 的两侧加边模式 （pillarbox）图像内容，位于16:9编 码帧水平中央 AFD=1101
28、4:3（带14:9 安全框） 带14:9安全框的，宽高比为4:3的两侧 加边模式（pillarbox）图像内容，位于 16:9编码帧的水平中央 AFD=1110 16:9（带14:9 安全框） 带14:9安全框的，宽高比为16:9的全 幅图像内容 AFD=1111 16:9（带4:3 安全框） 带4:3安全框的，宽高比为16:9的全幅 图像内容 GY/T 2832014 13 附 录 B （规范性附录） SMPTE 377-1-2011 中AFD的定义 SMPTE 377-1-2011中AFD的定义见表B.1。 表 B.1 SMPTE 377-1-2011 中 AFD 的定义 条目名称 类型
29、长度 本地标签 条目UL 是否必须 意义 宽高比（AR） 有理数 8 32.0E 06.0E.2B.34 01.01.01.01 04.01.01.01 01.00.00.00 尽量携带 标示整个画面水平和 垂直尺寸的比例以避 免几何失真或包含黑 边，如：4,3 、 16,9，常用值为 0,0 RP210 标示整个画 面水平和垂直尺寸的 比例以避免几何失真 或包含黑边。 有效图像幅型格 式信息（AFD） 8位无符号整数 1 32.18 06.0E.2B.34 01.01.01.05 04.01.03.02 09.00.00.00 可选 标示显示图像内的有 效内容幅型 （如： 16:9 画面内的
30、 4:3 区域 等） 。 RP210 标示显示图 像内的有效内容幅型 （如 16:9 画面内的 4:3区域） 。 GY/T 2832014 14 附 录 C （规范性附录） SMPTE 436M-2006中 ANC帧元素的 KLV 定义 ANC帧元素的结构见表C.1，ANC帧元素的键值见表C.2，ANC帧元素的值见表C.3。 表C.1 ANC 帧元素的结构 条目名称 类型 长度 UL指示符 意义 ANC帧元素键值 元素键值 16 见表C.2 标示一个ANC 帧元素 ANC帧元素长度 基本编码规则 （BER）长度 4 83.xx.xx.xx ANC帧元素的总体长度 ANC帧元素值 元素值 见表C
31、.3 见表C.3 与一个图像（视频帧）元素相 关的ANC包结构 表C.2 ANC 帧元素的键值 字节编号 描述 值（16进制） 意义 112 见SMPTE 379-1-2009 13 条目类型标示符 17h 辅助数据条目 14 实体元素数量 01h 该条目内ANC 帧元素的个数 15 实体元素类型 02h 帧打包的ANC 数据元素 16 实体元素计数 01h 用于索引当前ANC帧元素在当前辅助 数据条目中的编号 表C.3 ANC 帧元素的值 条目名称 类型 长度 UL指示符 意义 ANC包的个数 04.01.05.02.08 ANC帧元素中ANC包的个数 （N） 以下属性重复N次（每次重复时行
32、号紧跟前一个ANC包的负载字节数组） 行号 16 位无符号整型 （UInt16） 2 04.01.05.02.09 ANC 包的行号见 SMPTE 377M E.1.5 打包类型 8 位无符号整型 （UInt8） 1 04.01.05.02.0A ANC包负载数据的打包类型： 001h：VANC帧（隔行或者分段 逐行帧） 002h：VANC场 1 003h：VANC场 2 004h：VANC逐行帧 011h：HANC帧（隔行或者分段 逐行帧） 012h：HANC场 1 013h：HANC场 2 014h：HANC逐行帧 GY/T 2832014 15 表C.3（续） 条目名称 类型 长度 UL
33、指示符 意义 负载采样编码 8 位无符号整型 （UInt8） 1 04.01.05.03.10 采样编码枚举： 1：保留 2：保留 3：保留 4：8位亮度采样 5：8位色差采样 6：8位亮度和色差采样 7：10位亮度采样 8：10位色差采样 9：10位亮度和色差采样 10：8 位亮度采样包含奇偶 校验 11：8 位色差采样包含奇偶 校验 12：8 位亮度和色差采样包 含奇偶校验 负载采样数量 16 位无符号整型 （UInt16） 2 04.01.05.02.0B 在ANC负载字节数组中存储的 采样数量 ANC负载字节数组 8 位无符号整型 （UInt8）数组 可变 （8+n） 04.01.05
34、.02.0C 包含编码数据的UInt8类型的 数组，数组中可能包含用于保 证 UInt32 边界的填充数据。 数组的大小（n）是数组中包 含填充数据的负载数据的字 节数 GY/T 2832014 16 附 录 D （资料性附录） 实施建议 本标准建议新制作的高清节目（文件和直播信号）需携带AFD信息，以满足节目用于高标清同播下 变换时自动进行正确幅型变换的需要。 高清节目有效图像幅型描述为16:9构图的节目通常情况下对应的AFD编码是1010，但是对于外来的 高清信号，其AFD值可为1000（16:9 Full Frame/16:9全幅）,其下变换方式与AFD值为1010的高清信号 的下变换方
35、式相同， 对于这种情况， AFD值可继承使用。 对于高清播出格式MXF Op-1a文件须逐帧携带AFD， 以兼容文件下载到专业蓝光时可携带和播出AFD信息。MXF Op-1a文件头部元数据中，可以携带也可以不 携带AFD，如果携带则整个节目的逐帧AFD只能使用同一个AFD值并与头部的AFD保持一致。如果头部和逐 帧都含有AFD信息，播出视频服务器会优先使用头部元数据中的AFD，但专业蓝光播放器只识别逐帧的 AFD。 在MXF Op-Atom文件辅助数据包中嵌入AFD时，包含视音频的MXF文件与包含AFD信息的MXF文件之间 是逐帧对应的（包含AFD信息的MXF的帧元素既包含奇数场的ANC包也包
36、含偶数场的ANC包）。 鉴于目前非编设备的技术局限，无法为MXF Op-Atom格式的节目文件生成一个单独的辅助数据MXF， 高清MXF Op-Atom文件可只在头部元数据中携带AFD信息，整个文件的所有内容只支持一种下变换方式。 转码设备在将MXF Op-Atom转成MXF Op-1a时，要将MXF Op-Atom头部元数据中携带的AFD信息写入MXF Op-1a每一帧的辅助数据包中。 为了实现高标清混合制播下图像幅型比的精细化管理， 节目生产管理及生产业务的多个环节均要考 虑节目的格式（高清或标清）及画面幅型，并具有幅型比变换信息处理的机制，如节目的策划/报播、 采集、收录、上载、编辑制作、入库、播出、归档以及台外信号处理、演播室直播等环节。 中 华 人 民 共 和 国 广播电影 电视 行业标准 高标清混 合 制播图像 幅 型比变换 规 范GY/T 283 2014 * 国家广播电影电视总局广播电视规划院出版发行 责任编辑：王佳梅 查询网址： 北京复兴门外大街二号 联系电话： （010 ）86093424 86092923 邮政编码：100866 版权专 有 不 得翻印 424
