高標清混合制播系統(tǒng).docx

高標清混合制播系統(tǒng)出處：依馬獅廣電網(wǎng) 作者：李鍵 祥祖軍 中央電視臺 責任編輯： 日期：2010-5-4 9:23:21 所屬期刊：201004目前，我們處在高標清混合制播的時期。在歷次重大宣傳活動的電視報道中，臺里相關的各個部門都會參與其中，形成一個完整的整體。首先，轉(zhuǎn)播部會派出轉(zhuǎn)播車赴現(xiàn)場制作直播信號，現(xiàn)在，既有高清轉(zhuǎn)播車，也有標清轉(zhuǎn)播車，信號分別經(jīng)過衛(wèi)星和光纜傳輸以后送入總控。信號經(jīng)幀同步器后進入總控矩陣，然后，分發(fā)給相關的制作演播室。制作演播室既可以接收高清信號，也可以接收標清信號；同樣地既可以輸出高清信號，也可以輸出標清信號，制作完成以后的信號送入相應頻道的播出系統(tǒng)。最后，播出系統(tǒng)將輸出信號送入總控，經(jīng)過壓縮系統(tǒng)后傳輸?shù)叫l(wèi)星地球站，上行播出。 下面，我們就著重研討一下高標清混合制播時期的制作演播室和播出系統(tǒng)的情況。 一.制作演播室 1.制作演播室系統(tǒng) 圖1制作演播室的系統(tǒng)圖圖1是一個制作演播室的系統(tǒng)圖。從圖中可以看出，為了滿足目前高標清混合制作的需求，演播室系統(tǒng)的輸入部分既可以接收高清信號源，也可以接收標清信號源。其中，高清信號源經(jīng)過分配放大以后接入切換臺和應急開關，標清信號源需要經(jīng)過上變換以后接入切換臺和應急開關。為了滿足不同的制作需求，系統(tǒng)既可以接收總控送來的高清、標清直播信號源，進行外來信號的直播工作；同時也配備了高清、標清錄像機和相應的硬盤設備，可以進行新聞等的錄播工作。 輸入部分將所有信號統(tǒng)一為高清信號以后，送入切換臺和應急開關。切換臺和應急開關都是高清的，可以對高清信號進行處理。正常情況下，系統(tǒng)使用切換臺進行制作，在切換臺出現(xiàn)故障的時候，系統(tǒng)使用應急開關進行制作。 制作完成以后的高清信號經(jīng)過輸出部分送入播出系統(tǒng)。由于目前高標清同播的播出系統(tǒng)是由兩個獨立的高清和標清播出系統(tǒng)組成的，因此輸出部分需要分別進行處理，以滿足高標清混合播出的需要。高清播出系統(tǒng)接收的是嵌入音頻，而演播室系統(tǒng)的視、音頻信號是分別進行處理的，因此需要將分離的音頻信號嵌入以后再經(jīng)過分配放大接入高清播出系統(tǒng)。而標清播出系統(tǒng)接收的是分離音頻，因此需要將制作完成的高清信號經(jīng)過下變換、分配放大以后接入標清播出系統(tǒng)。 由此可見，滿足目前高標清混合制作需求的演播室系統(tǒng)，切換臺是高清的，僅在輸入、輸出部分分別配備上、下變換器。在實際的使用過程中，通常情況下，總控送來的直播信號源是高清的，經(jīng)過切換臺的處理，可以直接嵌入音頻后接入高清播出系統(tǒng)進行直播；而對于標清播出系統(tǒng)，也僅需要經(jīng)過下變換即可進行直播?？梢钥闯?，下變換器對于高標清混合制作來說是一個重要的設備，下面就來進行深入地分析，涉及下變換器的圖像尺寸和位置的調(diào)整及時間基準等方面的問題。 2.下變換器 (1)圖像尺寸和位置的調(diào)整 我們可以使用水平比率、垂直比率、水平偏移、垂直偏移來設置輸出圖像的尺寸和位置。具體調(diào)整參數(shù)如下所示： 水平比率：用來設置輸出圖像的水平尺寸，范圍可以在輸出屏幕尺寸的35%到200%之間進行調(diào)整。最小的量是0.01%，即一個像素。100%時圖像寬度與輸出屏幕寬度相同。 垂直比率：用來設置輸出圖像的垂直尺寸，范圍可以在輸出屏幕尺寸的35%到200%之間進行調(diào)整。最小的量是0.01%，即一個像素。100%時圖像高度與輸出屏幕高度相同。 水平偏移：用來設置輸出圖像的水平中心，范圍可以在輸出屏幕尺寸的-80%到80%之間進行調(diào)整。最小的量是0.01%，即一個像素。0%是中心，低于-50%或超過50%會使圖像中心超出屏幕范圍。 垂直偏移：用來設置輸出圖像的垂直中心，范圍可以在輸出屏幕尺寸的-80%到80%之間進行調(diào)整。最小的量是0.01%，即一個像素。0%是中心，低于-50%或超過50%會使圖像中心超出屏幕范圍。 (2)時間基準 下變換器板卡配備了主、備兩路輸入，當主路信號出現(xiàn)故障的時候，可以切換到備路，從而保證輸出信號不會中斷。但需要注意的是：主路輸入信號帶有一個幀同步器，有6幀的調(diào)整能力；備路輸入信號帶有一個行同步器，只有3行的調(diào)整能力。兩者的調(diào)整范圍不同，在實際應用中必須充分考慮到這一點，以保證達到凈切換的要求。 切換可以分為兩種模式：輸入切換模式和輸出切換模式。 A.輸入切換模式 在輸入切換模式中，切換是在輸入信號進入下變換前進行的。我們知道，行同步器輸出的視頻時間信號可以再生，并從屬于同步基準信號。如果輸入信號和同步基準信號之間的時間位移差大于3行（行同步器的最大調(diào)整能力）時，在主、備兩路信號進行切換的時候，就會導致顯示圖像出現(xiàn)失真的情況。針對這個問題，板卡可以進行報警。我們通過設置這個參數(shù)，可以得到具體的時間位移差。據(jù)此我們可以對備路輸入信號進行相應的超前或延時的調(diào)整，以保證時間位移差符合要求，切換正常。圖2輸入切換模式的時間基準關系圖圖2標示出了主、備兩路信號在進行下變換之前的時間上的同步關系。在輸入切換模式中，兩路信號必須具有相同的延時量，以保證它們能夠同時通過下變換。為了維持這種同步關系，備路信號需要在上游進行延時，以滿足要求。 在輸出信號的時間窗口的控制方面，我們可以通過調(diào)整水平相位和垂直相位，從而使下變換以后的輸出信號與同步基準信號一致。 B.輸出切換模式 在輸出切換模式中，如圖3所示，D1為幀同步延時，D2為下變換延時，兩者相加等于系統(tǒng)延時D3。由于切換是在備路輸入信號與經(jīng)過下變換后的主路輸出信號之間進行，因此備路輸入信號必須與下變換后的主路輸出信號格式相同，并且具有相同的延時量，只有這樣，才能夠做到凈切換。 至于板卡參數(shù)的設置、調(diào)整，既可以通過外接電腦進行，也可以直接通過卡邊調(diào)整來實現(xiàn)。在所有的列表中，需要注意的是有些參數(shù)是只讀的，同時還有些參數(shù)給出了系統(tǒng)默認值，以便于我們進行相應的操作。 圖3輸出切換模式的時間基準關系圖二.播出系統(tǒng) 在高標清混合制播的流程里，播出系統(tǒng)是最后的一個環(huán)節(jié)。目前高標清同播的播出系統(tǒng)是由兩個獨立的高清和標清播出系統(tǒng)組成的，我們先來看一下高清播出系統(tǒng)。 輸入信號經(jīng)過分配放大接入高清切換臺，疊加臺標及字幕以后進入應急開關。正常情況下，使用切換臺進行播出。當切換臺出現(xiàn)故障時，可直接使用應急開關旁通切換臺進行播出。處理完成以后的信號通過末級主備兩塊分配板，分別輸出到總控。 至于高標清混合播出中的標清播出系統(tǒng)，由于目前所有的節(jié)目都擁有獨立的標清信號源，因此標清播出系統(tǒng)與原有的完全一致，不做改變。 在高標清混合的播出系統(tǒng)中，比較重要的一個問題就是硬盤播出系統(tǒng)與SATA緩存庫系統(tǒng)的連接。由于我臺部分網(wǎng)絡制作系統(tǒng)已經(jīng)投入使用，節(jié)目生產(chǎn)管理系統(tǒng)也已經(jīng)具備以文件方式進行播出的信息管理功能，這些因素促使我們建立硬盤播出系統(tǒng)與SATA緩存庫之間的連接，以完成節(jié)目文件的傳輸、備播及最后的播出。 2.硬盤播出系統(tǒng)與SATA緩存庫系統(tǒng)的連接 A.結(jié)構(gòu)設計 首先我們來看一下結(jié)構(gòu)設計。硬盤播出系統(tǒng)與SATA緩存庫系統(tǒng)之間的結(jié)構(gòu)如下：硬盤播出系統(tǒng)設置一臺千兆交換機，WEBSERVICE服務器用于實現(xiàn)系統(tǒng)之間的互連，F(xiàn)TPGW（網(wǎng)關）用于實現(xiàn)系統(tǒng)之間的素材傳輸。通過對服務器的統(tǒng)一管理可以達到負載平衡和系統(tǒng)冗余的目的。 圖5硬盤播出系統(tǒng)與SATA緩存庫系統(tǒng)之間的結(jié)構(gòu)框圖圖5中，WEBSERVICE服務器用于連接SATA緩存庫系統(tǒng)和播出系統(tǒng)的管理網(wǎng)，它接收來自SATA緩存庫系統(tǒng)的服務調(diào)用，通過操作播出內(nèi)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)庫等來滿足對外的服務。 FTPGW（網(wǎng)關）連接SATA緩存庫系統(tǒng)、播出系統(tǒng)管理網(wǎng)和視頻服務器存儲網(wǎng)絡。它通過播出系統(tǒng)管理網(wǎng)接受素材管理的統(tǒng)一調(diào)度和控制。 B.播出系統(tǒng)和SATA緩存庫系統(tǒng)之間的流程 接下來，我們看一下播出系統(tǒng)和SATA緩存庫系統(tǒng)之間的流程。包括：播出整備業(yè)務和SATA出庫等流程。 圖6播出整備流程圖如圖6所示，播出整備業(yè)務主要包括： 1.SATA緩存庫系統(tǒng)根據(jù)節(jié)目播出串聯(lián)單，按照播出時間的排序生成播出整備任務單。 2.根據(jù)節(jié)目ID進行整備查詢，匹配的節(jié)目更新整備狀態(tài)。將未匹配的節(jié)目生成查詢?nèi)蝿諉伟l(fā)送到播出系統(tǒng)。 3.播出系統(tǒng)收到查詢?nèi)蝿諉我院?，將進行查詢并反饋查詢結(jié)果。 4.對確認的節(jié)目按照播出優(yōu)先的原則通知播出系統(tǒng)鎖定，播出系統(tǒng)收到鎖定請求以后，進行節(jié)目素材鎖定并發(fā)送反饋信息。 需要注意的是：已入庫節(jié)目文件修改由節(jié)目部門按有關規(guī)定在制作網(wǎng)修改后重新入SATA緩存庫系統(tǒng)，并通知播出系統(tǒng)，播出系統(tǒng)依據(jù)節(jié)目入庫時間，按照以新替舊、后者優(yōu)先的原則進行相應的修改。 圖7SATA出庫流程圖如圖7所示，SATA出庫流程主要包括： 1.播出整備完成以后，播出系統(tǒng)據(jù)此生成相應的遷移任務。 2.播出的遷移系統(tǒng)獲取遷移任務以后，將待播節(jié)目文件從SATA緩存庫系統(tǒng)導入：即進行FTP傳輸及MD5認證。 3.遷移任務完成以后，需要將出庫反饋信息分發(fā)給節(jié)目生產(chǎn)管理系統(tǒng)及SATA緩存庫，更新節(jié)目狀態(tài)。 總之，我們現(xiàn)在處于高標清混合制播的時期，大型宣傳活動的報道工作通常需要各個系統(tǒng)協(xié)同合作、密切配合才能順利完成。以轉(zhuǎn)播體育賽事為例，前方的高清信號經(jīng)過制作演播室處理以后，輸出信號嵌入音頻后直接送入高清播出系統(tǒng)，送入標清播出系統(tǒng)的信號需要經(jīng)過下變換。為了在所有的時刻都能擁有最佳的觀賞效果，常用的做法是這樣的：在轉(zhuǎn)播開閉幕式的時候，使用上下加邊的方式；在轉(zhuǎn)播體育賽事的時候，使用左右去邊的方式。轉(zhuǎn)換不同的方式是需要處理時間的，我們會在方式轉(zhuǎn)換的期間在播出線播出墊播節(jié)目，以保證播出節(jié)目的連續(xù)性。從這個事例可以看出，處理高標清混合制播的問題，需要將所有相關的因素進行綜合的考量，以保證播出的安全。圖4高清播出系統(tǒng)圖1.高清播出系統(tǒng) 從圖4中可以看出，系統(tǒng)的輸入可以分為錄播和直播兩個部分，通常情況