【论文精选】面向多终端播发的4K超高清频道音频系统架构的设计与实现

本文是《广播与电视技术》2026年6期《面向多终端播发的4K超高清频道音频系统架构的设计与实现》精华版，请访问广电猎酷微信小程序阅读下载全文。

浙江卫视作为首批建设的省级卫视，于2025年9月开播4K超高清频道。相较高清频道，4K频道在声道数量、编码格式、传输链路与终端适配方面要求更高。

本文作者：

王志刚，莫若铭，李冠蓉，李英若

浙江广播电视集团

第一作者简介：

王志刚，1978年7月，男，浙江余姚，高级工程师，工程学士， 现任浙江广播电视集团广播电视制作中心音频部主任，常年在一线卫视季播综艺、大型主题晚会、电竞赛事直转播、演唱会、音乐节等项目中从事音频项目管理运营工作，具备丰富的大型演出、节目现场制作及直转播音频项目运营经验。负责的项目曾多次获得国家级、省级（浙江省）制作奖项一等奖。

[本文献信息]

王志刚，莫若铭，李冠蓉，李英若. 面向多终端播发的4K超高清频道音频系统架构的设计与实现[J]. 广播与电视技术, 2026, VoL.53(6).

面向多终端播发的4K超高清频道音频系统架构的设计与实现

01

4K频道声道设置的

现状与核心需求

浙江卫视实现环绕声全流程制播，形成了“5.1环绕声+立体声”制作模式。但受限于高清4声道传输架构，现行方案以1～2声道传混合立体声、3～4声道传杜比E环绕声，需解码过桥处理，链路复杂且存在安全隐患（详见图1）。同时，4声道架构无法满足4K频道16声道扩展需求，不利于三维声落地。此外，部分机顶盒无AC-3解码授权、“Z视介”APP仅支持立体声播放，对系统兼容性提出挑战。因此，亟需构建符合国标、兼容存量终端、面向未来演进的4K超高清频道音频系统。

在满足国家广播电视总局相关技术规范的前提下，综合播出安全、终端兼容与技术扩展需求，浙江卫视确立“统一标准、分轨传输、按需解码”的系统设计核心：

其一，播出安全性：简化信号链路，减少转换环节，保障高稳定可靠运行；

其二，终端兼容性：独立传输环绕声与立体声格式，适配不同解码能力终端；

其三，技术扩展性：预留声道、编码与链路接口，支撑三维声（Audio Vivid菁彩声）升级。

02

大屏端音频系统架构设计

2.1 声道配置方案

国内已开播4K频道的电视台普遍采用“1～6声道为5.1环绕声，7～8声道为立体声”的8声道PCM基础架构，并在此基础上为三维声预留了扩展声道，如表1所示。

这种架构既能保证高质量的环绕声制作与传输，又能通过独立的立体声声道实现对不具备环绕声解码能力的旧式终端设备的完美兼容。中央台、湖南台等已在小屏端实现三维菁彩声播出。

结合行业实践与国标要求，浙江卫视4K频道采用“5.1环绕声+立体声”8声道PCM架构，具体声道指配如表2所示。该设计既严格遵循了国家标准的推荐范式，也与国内主流电视台的实践保持一致，确保节目交换与协同制作的便利性。

2.2 信号传输与编码策略

在信号传输层面，本研究提出“制作端一次成型、传输端透传分发、编码端分轨编码”的全链路传输架构。如图2所示，从节目制作端至编码传输前端，全链路均以未压缩的8声道PCM信号进行透传，播控、总控环节仅对信号进行调度与监测，不做任何处理，以最大限度保障信号质量与链路安全性。

在编码分发环节，采用分轨编码策略以满足不同终端设备的解码需求。对于1～6声道（5.1环绕声内容），采用杜比 AC-3编码，服务于具备环绕声解码能力的大屏终端（有线电视、IPTV）；对于7～8声道（立体声内容），采用MPG-2编码，服务于仅支持立体声解码的旧式机顶盒终端。两种编码码流随传输流（TS 流）一同分发至各渠道，最终由用户终端根据自身解码能力自动选择或手动选择相应音轨进行解码播放，如图3所示。

03

小屏端技术扩展与三维声应用

3.1 小屏端播放能力升级

“Z视介”APP作为浙江广播电视集团重要的移动端内容展示窗口，其音频播放能力的升级是实现全终端覆盖的关键环节。经调研，国内头部小屏平台（如爱奇艺、优酷、腾讯视频）及“央视频”“芒果 TV”等省级卫视小屏端，均已支持5.1环绕声乃至Audio Vivid三维声的点播与直播。为此，本研究提出对“Z视介”APP进行音频播放能力扩展升级，使其支持立体声、5.1环绕声及三维声的软件解码监听，其直播信号传输流程如图4所示。

3.2 三维声节目直播技术方案

针对未来Audio Vivid菁彩声（16声道）节目的直播需求，本研究设计了独立的技术实现路径，如图5所示。由于浙江卫视新闻演播室暂不具备4K节目导控条件，三维声节目的导控工作可通过新平台演播室完成。

具体流程如下：

在直播制作端，传输16声道PCM信号至新平台演播室，完成延时与应急切换后，将16声道信号进行Audio Vivid编码，直接推送至直播流，用户终端通过支持Audio Vivid 解码的播放器还原三维声节目内容。

同时，为兼顾大屏端播出需求，新平台将延时与应急切换后的16声道信号下混为5.1环绕声及立体声信号（共计8声道），送入播出中心，再经由广联传输中心完成与前述相同的分轨编码与分发流程。

04

系统实现与关键技术验证

为确保方案的可行性与播出安全性，本研究在系统上线前完成了全链路技术验证。

4.1 制作端规范制定与系统改造

首先，对4K超高清转播车、演播室及后期制作网进行音频系统升级，使其支持8声道及以上PCM信号的录制、监听与输出。同时，制定《浙江卫视4K节目音频制作规范》，明确要求所有4K自制节目必须按照表2格式填充声道。对于立体声节目，要求制作人员确保1～2声道与7～8声道内容完全一致，避免用户在切换音轨时产生音量或内容差异。

4.2 播控与传输链路优化

播出系统完成对4K信号8声道PCM透传的支持改造，并增设针对1～2声道和7～8声道的独立音频监测仪表，实现对关键声道的实时监控。同时，与传输中心协同明确8声道PCM信号的交接规范与物理接口，彻底摒弃原有的杜比E编码解码过桥环节，显著简化链路、降低故障风险。

4.3 编码端策略配置与验证

在广联传输中心完成编码器的策略配置。当接收到8声道PCM信号后，编码器内部路由为两路独立编码任务：

编码任务1（AC-3）：提取PCM 的1～6声道，配置为5.1环绕声编码。

编码任务2（MPG-2）：提取PCM的7～8声道，配置为立体声编码。

经严格监听与仪器测试验证，两路编码码流参数符合规范，且在响度和音质上保持从AC-3码流下混的立体声与MPG-2立体声高度一致，能够为用户提供无缝的听觉体验。

4.4 终端兼容性测试

系统上线前，联合华数、浙江电信、浙江移动、浙江联通等运营商，在不同品牌、不同型号的机顶盒终端上进行了大规模兼容性测试。

立体声节目测试：制作端提供1～2与7～8声道内容一致的立体声节目。测试结果表明，所有机顶盒均能通过MPG-2音轨或AC-3音轨下混的立体声正常发声，声音一致。

5.1环绕声节目测试：选取《天赐的声音》节目片段作为测试源。结果显示，支持AC-3解码的机顶盒成功解码出5.1环绕声，家庭影院系统工作正常，仅支持 MPG-2解码的旧式机顶盒自动切换至7～8声道立体声MPG-2音轨，未发生无声或异常情况。

三维声节目小屏端试点测试：在“Z视介”APP搭建Audio Vivid试验性播出通道。选取一段5.1+4H的10声道三维声素材，在制作端进行16声道PCM传输，经由新平台演播室Audio Vivid编码后推送至APP。测试结果表明，支持Audio Vivid解码的手机终端能够成功渲染并播放具有沉浸感的三维声效果，同时，三维声下混为5.1及立体声并送入大屏端编码链路的可行性亦得到验证，为未来三维声的正式上线奠定了基础。

05

结束语

本文提出的浙江卫视4K超高清音频系统方案，基于国家标准与行业实践，构建了兼顾大屏端广泛兼容与小屏端前瞻拓展的传输架构。核心在于采用统一的8声道PCM基础链路与“分轨编码”策略，成功解决了原有4声道模式的瓶颈，确保了播出安全与全终端适配，并为三维声升级预留了技术空间。该方案为省级卫视4K音频系统建设提供了可复用的技术参考，有助于推动行业向超高清、沉浸式视听时代迈进。

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end

参考文献

[1] 张小雨, 赵天晓, 王嘉.《4K超高清频道建设指南》解读[J].广播与电视技术, 2025, 52(7): 17-21.

[2] 国家广播电视总局. 4K超高清频道建设指南(2024版)[Z]. 北京: 国家广播电视总局, 2024.

[3] 国家广播电视总局. 4K超高清和高清兼容制作及频道同播实施指南(2024版)[Z]. 北京: 国家广播电视总局, 2024.

[4] GY/T 364—2023. 4K超高清晰度电视节目录制规范[S]. 北京: 国家广播电视总局, 2023.

[5] GY/T 313—2017. 高清晰度电视节目录制规范[S]. 北京: 国家广播电视总局, 2017.

[6] GY/T 155-2000. 高清晰度电视节目制作及交换用视频参数值[S].北京: 国家广播电视总局, 2000.

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