【摘要】為了滿足制作安全以及高清節(jié)目制作需要，青島電視臺第五演播室對系統(tǒng)進(jìn)行了全面的改造。本文介紹了該演播室的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想并對視頻、大屏及通話等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了說明，總結(jié)了系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】高標(biāo)清兼容 切換臺 應(yīng)急切換

高清晰度電視技術(shù)正在逐漸普及，青島電視臺的高清頻道也已經(jīng)開始試播，在這種情況下，節(jié)目制作的高清化也是非常必要的。我臺第五演播室的設(shè)計(jì)改造理念就是承擔(dān)著高清節(jié)目的制作、轉(zhuǎn)播等任務(wù)。演播室共分為三個(gè)景區(qū)，可分別獨(dú)立制作節(jié)目。

第五演播室采用的是全高清設(shè)備，同時(shí)考慮到高標(biāo)清共存的情況以及建設(shè)資金的情況，也可以實(shí)現(xiàn)純標(biāo)清制作。由于演播室承擔(dān)了體育賽事的直播工作，系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性就成為了設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，我們在設(shè)計(jì)中也充分考慮了應(yīng)急切換和系統(tǒng)備份的問題。

一.視頻系統(tǒng)

系統(tǒng)總體介紹

第五演播室面向高清，系統(tǒng)設(shè)計(jì)為高/標(biāo)清兼容內(nèi)核，采用上下變換滿足標(biāo)清制作的需要，可同時(shí)制作兩套不同的高/標(biāo)清節(jié)目。以主高清切換臺面板為主節(jié)目制作核心，以矩陣的應(yīng)急母線作為應(yīng)急通道。另外，多碼流矩陣進(jìn)行總信號調(diào)度，用于應(yīng)急、錄像、監(jiān)看、外接口板等信號調(diào)配，切換和轉(zhuǎn)換。

其中高清切換臺信號為主信號，矩陣信號為備路信號，這兩路信號進(jìn)入2X1開關(guān)后做為最終節(jié)目信號輸出。切換臺的最終PGM信號和矩陣應(yīng)急信號作為2X1開關(guān)的輸入源，2個(gè)2X1輸出的信號作為主備信號。兩路輸出信號加嵌后分別進(jìn)行下變換、D/A轉(zhuǎn)換或分配轉(zhuǎn)換獲得足夠數(shù)量的標(biāo)清信號。

標(biāo)清輸入信號在系統(tǒng)的輸入端進(jìn)行上變換獲得高清信號，輸出端對高清信號進(jìn)行下變換獲得標(biāo)清信號。輸入端的所有主要高清信號都分別進(jìn)入切換臺和矩陣。系統(tǒng)輸出分為主備兩路信號，每路信號包含高清，標(biāo)清，模擬信號。

演播室標(biāo)配4個(gè)訊道。演播室主要核心設(shè)備為：1個(gè)大型切換臺，1個(gè)總調(diào)度矩陣，規(guī)模為：32x32的多碼流視頻矩陣，32入16出24按鍵2級M/E配置的切換臺；電視墻采用4個(gè)50寸的大屏進(jìn)行分屏顯示。技術(shù)區(qū)采用17英寸高清晰度技監(jiān)做技術(shù)監(jiān)看。

1.信號源部分

攝像機(jī)選用日立HD1000高清攝像機(jī)，信號從攝像機(jī)頭通過光纖電纜傳送給基站，再由基站輸出給系統(tǒng)各個(gè)部分，CCU輸出HDSDI信號直接進(jìn)入切換臺和矩陣，一路HD信號送到導(dǎo)演區(qū)多畫面分割監(jiān)看，1路HD信號送到技術(shù)區(qū)進(jìn)行圖像和波形監(jiān)看。用戶現(xiàn)場使用攝像機(jī)遙控單元控制面板，通過一根控制電纜與CCU連接，技術(shù)工作人員就可以通過在面板上的操作控制攝像機(jī)，調(diào)整底黑和光圈等參數(shù)了。

設(shè)計(jì)3路磁帶錄像機(jī)信號，1路硬盤錄像機(jī)信號，錄像機(jī)信號分別送往切換臺、矩陣和導(dǎo)演區(qū)監(jiān)看。

設(shè)計(jì)1臺字幕機(jī)信號，1臺在線包裝工作站作為字幕機(jī)備份，從而實(shí)現(xiàn)了字幕的備份，保證信號的不中斷。

對于系統(tǒng)外來信號的接入，選用HARRIS公司的高性能的X85交叉變換器?？梢蕴幚?路外來信號，可以對模擬信號直接實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換并幀同步校正，標(biāo)清SD SDI信號上變換為HD SDI信號，同時(shí)支持音頻解嵌，為系統(tǒng)省去大量周邊板卡。經(jīng)過校正的數(shù)字信號，進(jìn)入分別送往切換臺和矩陣。

1路計(jì)算機(jī)信號經(jīng)過VGA轉(zhuǎn)換器后HD SDI信號進(jìn)入高清分配器，得到的信號分別進(jìn)入切換臺、矩陣和多畫面分割器。

2路測試信號，及高清測試信號和標(biāo)清測試信號，由主同步及測試信號發(fā)生器產(chǎn)生，可輸出SMPTE等各種標(biāo)準(zhǔn)的彩條和其他常用高/標(biāo)清測試信號。

所有關(guān)鍵點(diǎn)信號都接入跳線盤，根據(jù)需要靈活調(diào)配。

2.信號調(diào)度與輸出

充分考慮直播的需求，整個(gè)系統(tǒng)充分考慮安全的因素，具有主、備及倒換系統(tǒng)。倒換系統(tǒng)可輸入2路不同來源的信號，輸出6路信號（其中具備2路高清視頻信號、2路標(biāo)清視頻信號、2路CVBS視頻信號），具備音頻嵌入功能。應(yīng)急畫面在切換時(shí)不發(fā)生跳幀抖動(dòng)等現(xiàn)象。

視頻通道以切換臺為中心，切換臺選擇FORA公司的HVS4000的2級M/E切換臺。它的功能包括：HD/SD混合輸入，支持3G-SDI的傳輸，2.5D和3D數(shù)字特技，序列特技功能，MACRO功能，分屏顯示輸出，支持視頻文件 輸入以及3D立體視頻制作。32路矩陣選擇的是FOR A公司的MFR-3232作為系統(tǒng)的應(yīng)急備份核心。該矩陣攝像機(jī)、錄像機(jī)及外來的視頻信號，進(jìn)入數(shù)字矩陣進(jìn)行信號的調(diào)度，為切換臺、錄像機(jī)、監(jiān)看系統(tǒng)和外接口等提供信號。切換臺輸入信號預(yù)留有從矩陣過來的6路信號。矩陣的輸入端也有來自切換臺的包括PGM、CLEAN、AUX等各種信號。

切換臺和矩陣的PGM信號分別輸出到2個(gè)應(yīng)急切換開關(guān)，實(shí)現(xiàn)備份的同時(shí)完成加嵌、下變換和D/A轉(zhuǎn)換，分成主備路送至播控中心。值得一提的是，考慮到播出安全，我們在設(shè)計(jì)上選擇了主路使用板卡自動(dòng)倒換，防止出現(xiàn)黑場；備路使用切換面板手動(dòng)倒換，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。當(dāng)切換臺出現(xiàn)故障沒有輸出的情況下，系統(tǒng)輸出的主路會自動(dòng)倒換到矩陣而不出現(xiàn)黑場，在第一時(shí)間內(nèi)能使用切換面板將備路手動(dòng)倒換到矩陣并通知播控將播出通道改為備路，這樣可以防止在切換臺沒有完全排除故障的情況下由于信號突然出現(xiàn)而導(dǎo)致的主路信號再次倒換從而影響到播出。此時(shí)導(dǎo)播可以在矩陣應(yīng)急面板進(jìn)行切換。當(dāng)確認(rèn)切換臺問題解決之后，主路信號已經(jīng)自動(dòng)倒換到切換臺，再把備路切換回切換臺并聯(lián)系播控中心將播出通道重新選為主路。在此，我們要說明一點(diǎn)的是：沒有選擇把主備路設(shè)計(jì)為用自動(dòng)倒換，是為了防止由于切換臺出現(xiàn)有故障但有輸出所造成的無法選擇矩陣切換的現(xiàn)象，這是其一；而沒有選擇把主備路設(shè)計(jì)為都用手動(dòng)切換是為了防止直播過程中由于人員反應(yīng)時(shí)間造成的黑場現(xiàn)象，這是其二。我們這種考慮在實(shí)際的工作中也得到了驗(yàn)證。保證了直播的安全性和連續(xù)性。需要特別注意的是AXON的HXT10里的設(shè)置問題，在setting菜單下的“Inp_Sel”選項(xiàng)中，主路自動(dòng)倒換需要選擇“AUTO”；備路手動(dòng)倒換選擇“GPI_Only”。另外，主路HXT10菜單中的選項(xiàng)“Switchback”要選擇“On”，這樣才能保證切換回矩陣后當(dāng)切換臺信號正常后能自動(dòng)倒換回來；備路因只受GPI控制則這項(xiàng)菜單無需設(shè)置。

從2選1出來的信號再分別進(jìn)入高清視分、下變換器、D/A轉(zhuǎn)換器、標(biāo)清數(shù)字視分。得到的的信號有主備HD、SD和模擬信號，被送到音頻、技術(shù)區(qū)、內(nèi)外接口板和返送回矩陣輸入端。

系統(tǒng)的4路AUX信號由切換臺調(diào)往矩陣后輸出，經(jīng)過下變換板后得到標(biāo)清數(shù)字和模擬信號可供現(xiàn)場大屏幕信號使用。

送給攝像機(jī)基站的返送信號有兩部分組成，1路切換臺輸出，1路由矩陣輸出，均經(jīng)過視頻分配后形成主備兩路返送信號，使在應(yīng)急情況下攝像師也可以看到返送信號。

系統(tǒng)中所有錄像機(jī)記錄信號都由矩陣輸出，這樣可以根據(jù)需要靈活記錄所需要系統(tǒng)中的所有信號。導(dǎo)演區(qū)監(jiān)看、技術(shù)監(jiān)視器所監(jiān)看的信號和送到外接口板的信號也都取自矩陣輸出端，同樣可實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)全信號的監(jiān)看和向外部輸出。

3.圖像監(jiān)視部分

圖像監(jiān)視系統(tǒng)是視頻系統(tǒng)中重要的組成部分，為保證錄制的可靠性和系統(tǒng)的簡潔實(shí)用性，監(jiān)視器我們根據(jù)不同信號監(jiān)看的不同特點(diǎn)選用的是50英寸、17英寸和9英寸的監(jiān)視器。對攝像機(jī)，錄像機(jī)，外來和字幕，PGM和PVW、輔助和應(yīng)急均有監(jiān)視。部分監(jiān)視器輸入信號由矩陣進(jìn)行靈活調(diào)度，導(dǎo)演區(qū)監(jiān)視采用畫面分割方式，讓導(dǎo)演能很好的把握全局。

畫面分割器選擇的是FOR A公司的MV-1600HS，一體式設(shè)計(jì)，支持3G/HD/SD SDI輸入，輸出信號為DVI信號，分割畫面大小任意可調(diào)，具備網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控接口，分割器分辨率1920*1200。在監(jiān)視器上除良好的顯示畫面外，還良好顯示出信號的源名；支持嵌入音頻的音柱顯示；導(dǎo)演區(qū)采用4臺50寸監(jiān)視器多畫面分割，分割器監(jiān)視總路數(shù)為28路。

錄像器使用9寸雙聯(lián)高標(biāo)清彩色液晶監(jiān)視器監(jiān)看各路錄機(jī)信號。在技術(shù)監(jiān)看方面選用了泰克公司的WFM7120數(shù)字波型矢量監(jiān)視器和廣播級17寸液晶監(jiān)視器監(jiān)看主備播出信號、攝像機(jī)信號等需要檢測的信號，讓技術(shù)人員不遺漏任何一個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)。

特別值得一提的是，包括多畫面監(jiān)視器和獨(dú)立監(jiān)視器在內(nèi)的輸入信號都有部分由矩陣輸出的，實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)度，畫面可以根據(jù)使用需求隨時(shí)隨意安排位置。

所有視頻信號傳送關(guān)鍵點(diǎn)均接入跳線盤，以供緊急切換和技術(shù)人員檢測系統(tǒng)。

二.大屏控制系統(tǒng)

演播室安裝了一組6*2的等離子電視墻作為主景區(qū)的背景，另外還安裝了一組5*1的等離子電視墻作為第二演播區(qū)的背景，同時(shí)安裝了一塊3.0*1.8米的PH4全彩顯示屏。整個(gè)系統(tǒng)包括主機(jī)、背景服務(wù)器，導(dǎo)控室的大屏幕主機(jī)通過光纖連接到大屏DVI輸入接口，背景服務(wù)器可播放視頻文件或者圖片作為大屏背景，同時(shí)從矩陣輸出3路信號到大屏主機(jī)為大屏提供實(shí)時(shí)的視頻信號，為大屏提供豐富的背景素材。

三.同步系統(tǒng)

考慮到直播的安全性，整個(gè)同步系統(tǒng)設(shè)計(jì)為并行倒換方式，同步信號源采用2臺泰克公司生產(chǎn)的TG700高標(biāo)清同步信號發(fā)生器和同步倒換器ECO422D，提供穩(wěn)定的、多格式、多樣化同步和測試信號，保證系統(tǒng)穩(wěn)定與完成設(shè)備測試，為演播及制作設(shè)備保駕護(hù)航。

通過模擬視分的方式實(shí)現(xiàn)了對系統(tǒng)中所有同步設(shè)備的同步，同時(shí)還為切換臺和矩陣提供了標(biāo)準(zhǔn)的測試信號。系統(tǒng)可通過外接口板輸出同步信號到演播室外部，使系統(tǒng)作為主系統(tǒng)對外鎖相，還有輸出到演播室內(nèi)接口板，可作為演播室內(nèi)擴(kuò)展設(shè)備預(yù)留的同步。主同步機(jī)的輸入端接入跳線盤，可以實(shí)現(xiàn)臺從鎖相的功能，同時(shí)同步機(jī)輸出的測試信號也進(jìn)入跳線盤，供需要的設(shè)備使用。

四.通話系統(tǒng)

隨著演播室系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，通話系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也越來越復(fù)雜。而通話系統(tǒng)作為節(jié)目制作的輔助系統(tǒng)，使用方便又必須是設(shè)計(jì)的基點(diǎn)。在保證系統(tǒng)功能強(qiáng)大的同時(shí)，又能保證通話系統(tǒng)在使用中方便順暢，這才是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本點(diǎn)。

為使通話系統(tǒng)既能在各個(gè)工作區(qū)位的內(nèi)部通話順暢，又能實(shí)現(xiàn)常見外部通話系統(tǒng)級聯(lián)，我們的通話系統(tǒng)采用了兩線制式通話系統(tǒng)，并配備標(biāo)準(zhǔn)鵝頸話筒。通話系統(tǒng)分為有線、無線兩種。采用Clear-Com Party-Line通話系統(tǒng)。

演播室導(dǎo)播區(qū)放置了一個(gè)MS-704四通道通話主站，音頻區(qū)配備了1個(gè)兩通道分站。導(dǎo)演區(qū)的MS-704的A通道的一個(gè)通道通過音頻區(qū)通話分站后，通過轉(zhuǎn)換接口到各CCU，這樣導(dǎo)演，音頻區(qū)，攝像師就可以實(shí)現(xiàn)相互間的直接通話。B通道的一個(gè)通道連接到音頻區(qū)通話分站，方便導(dǎo)演與音頻人員直接溝通。C通道連接到外接口板后接入無線通話主站，2個(gè)腰包實(shí)現(xiàn)導(dǎo)演對現(xiàn)場主持人等的無線指揮。通話另有一個(gè)通道連接到外接口板作為預(yù)留，根據(jù)不同場合的需要進(jìn)行連接與外界通話。

五.TALLY、時(shí)鐘系統(tǒng)

系統(tǒng)中多畫面分割的訊道監(jiān)看畫面帶有提示功能，用紅色方框標(biāo)出現(xiàn)在正在播出的畫面，無色表示空閑狀態(tài)來反映各機(jī)位及操作點(diǎn)（包括攝像、放像機(jī)、VGA等）的工作狀態(tài)，給導(dǎo)播室人員提示，使得各操作人員明確了解直播調(diào)度進(jìn)程。

時(shí)鐘系統(tǒng)是協(xié)調(diào)各播出環(huán)節(jié)協(xié)同工作的基礎(chǔ)，系統(tǒng)的計(jì)時(shí)鐘授時(shí)采用臺內(nèi)計(jì)時(shí)系統(tǒng)以便與臺內(nèi)播出時(shí)間同步。

六.結(jié)語

總之，根據(jù)廣電目前的發(fā)展形勢，我們正處于標(biāo)清到高清的過渡時(shí)代，如何在滿足高清節(jié)目錄制的情況下同時(shí)兼顧標(biāo)清制作成為我們工作的方向。第五演播室作為多個(gè)節(jié)目的制作平臺，在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)了系統(tǒng)的周密和靈活，考慮到了系統(tǒng)對播出的安全穩(wěn)定以及日后擴(kuò)展能力，同時(shí)具備了完善的應(yīng)急方案。演播室改造完成后，節(jié)目錄制的質(zhì)量大大提升，在演播室錄制的很多節(jié)目，都證實(shí)了我們當(dāng)初合理性的設(shè)計(jì)理念。