黃 蓓

（南京廣電集團 電視傳媒中心，江蘇 南京 210001）

近期南京電視臺對硬盤自動播出系統(tǒng)進行了升級改造，搭建了全新的高標清同播自動播出系統(tǒng)。在保證系統(tǒng)硬件平臺設計合理、安全高效、穩(wěn)定運行的同時，結合電視臺實際情況，對高標清同播系統(tǒng)的應用流程、同播策略及日常運維管理等方面進行了探索，建立一整套與高標清播出業(yè)務與管理相適應的流程，為高清頻道的開播提供了可靠的技術平臺，為電視臺播出系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)、有序運行提供了保證。

1 高標清同播系統(tǒng)的硬件平臺搭建模式[1]

1.1 建立獨立同播模式實現(xiàn)高標清頻道同播

獨立同播模式是指在現(xiàn)有標清頻道正常播出的前提下，新建一套從節(jié)目素材采集、信號源接收、信號源切換、信號源播出直至信號傳輸都以高清信號為基礎的全高清播出系統(tǒng)。在此模式下，高清系統(tǒng)只播出高清節(jié)目，標清系統(tǒng)只播出標清節(jié)目，系統(tǒng)之間完全獨立，互不影響。該模式主要適用于原有標清系統(tǒng)已經(jīng)滿負荷運行、無擴展空間，短期內(nèi)無系統(tǒng)改造的要求，且高清資源有限，又急需在短時間內(nèi)實現(xiàn)高標清同播的情況，是標清向高清過渡的模式。但獨立同播模式在系統(tǒng)建設中，網(wǎng)絡資源和存儲資源共享性差，系統(tǒng)造價高。

1.2 建立純高清模式實現(xiàn)高標清同播

純高清模式是指新建一套從節(jié)目素材采集、信號源接收、信號源切換、播出直至信號傳輸全部基于高清播出，在高清播出PGM輸出端增加下變換器，送出標清信號，以實現(xiàn)高標清同播。在此模式下，實際只有一套高清系統(tǒng)，結構簡單，可以大幅度降低運營成本和人力成本，真正實現(xiàn)單頻道、單系統(tǒng)高標清同播。該模式主要適用于將高清播出作為未來發(fā)展方向、有充足的高清節(jié)目資源、資金雄厚的電視臺。

1.3 建立共享模式下源分離的高標清同播

共享同播模式是在獨立同播的基礎上，經(jīng)過不斷優(yōu)化而發(fā)展而來的。系統(tǒng)中的業(yè)務流程、系統(tǒng)架構、素材文件、存儲完全共享，如同在原有的標清系統(tǒng)中增加一個高清擴展頻道，只是在高清和標清的視頻采集格式和使用設備等方面加以區(qū)別。在此模式下，利于充分利用系統(tǒng)網(wǎng)絡、存儲、信息資源，能夠實現(xiàn)資源最大程度的共享，進而有效地節(jié)約投入成本。同時，在設計上可以使高清頻道和標清頻道形成互備，提高系統(tǒng)可靠性。該模式對于以標清信號為主，高清資源不足的電視臺，可以方便地使用標清素材補充高清資源，而且不需要增加投入。

1.4 建立由軟件編碼標清素材的高標清同播

這是共享模式下源分離衍生的另一種高標清同播模式，該模式保持原有的標清播出系統(tǒng)控制、信號路由，圖文播出不變，在素材上載時，只采集一份高清素材，通過軟件解碼，將高清素材重新編碼為標清素材，遷移至標清服務器中播出。此模式的標清文件完全依賴于軟件解碼，因而對解碼軟件的穩(wěn)定性和可靠性依賴性很強。

2 高標清同播自動播出平臺設計方案

分析現(xiàn)階段各種高標清電視同播技術平臺的特點，南京電視臺技術人員結合播出系統(tǒng)規(guī)劃、頻道規(guī)模、高清資源儲備、系統(tǒng)安全、資金預算及電視臺的戰(zhàn)略發(fā)展等方面的實際情況，以2套高標清同播頻道、6套標清頻道為建設基礎，采用資源共享模式下的源分離方式，完成了高標清同播自動播出系統(tǒng)的搭建。在這個系統(tǒng)架構里，網(wǎng)絡平臺、二級存儲、數(shù)據(jù)庫服務器、素材遷移、素材技審、素材采集、接口服務器等為整個播出系統(tǒng)共享，如圖1所示。而播出工作站、信號切換、信號控制、圖文播出等為各頻道專屬。

圖1 共享模式下源分離的高標清同播系統(tǒng)架構

在服務器配置上，系統(tǒng)配置了5臺Summit高清視頻服務器和8臺Summit標清視頻服務器，每個頻道配置為主+備+二備方式。在數(shù)據(jù)存儲上，使用了isilon X200系列的5節(jié)點主備NAS集群硬盤陣列作為二級存儲，為系統(tǒng)提供約48 Tbyte的有效存儲空間。2臺Dell R910專業(yè)服務器配置成為系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)庫服務器，為整個自動播出系統(tǒng)提供基礎數(shù)據(jù)、信息存儲、查詢檢索以及數(shù)據(jù)管理等功能；6臺Dell應用服務器組成遷移集群，承擔了系統(tǒng)中視頻文件在二級存儲與視頻服務器、視頻服務器與視頻服務器的互遷；13臺雙通道高標清采集工作站和2臺P2上載服務器共同完成播出素材及廣告的采集和人工審核。

在網(wǎng)絡架構上，配置了2臺H3CS7508E-X48萬兆級核心交換機與8臺H3C S5500-58C-HI含萬兆模塊的接入交換機共同建立起播出系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的主干平臺，交換機以主備冗余方式配置。將視頻數(shù)據(jù)、播出信息、系統(tǒng)監(jiān)控、播出控制分置為4個不同的功能區(qū)域，分別對應4個不同的IP地址域，形成各自獨立的網(wǎng)絡鏈路，再送入核心數(shù)據(jù)交換平臺，以避免系統(tǒng)中關鍵節(jié)點潰敗故障對整個系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換平臺萬無一失。

在總控系統(tǒng)上，為實現(xiàn)高清播出，通過增加32×32高清矩陣、高清延時器、高清衛(wèi)星接收機、上變換器、高清光端機，用以完成高清頻道的信號調(diào)度、傳輸、監(jiān)看。對于高清播出頻道，增添高清切換臺、高清字幕機、高清監(jiān)視器、高清分配器、高清光端機等相關設備實現(xiàn)高清信號播出。

3 高標清同播平臺技術應用策略

對于共享模式下源分離的高標清同播系統(tǒng)，在系統(tǒng)控制、信號路由、頻道定義、圖文播出等方面，是互不關聯(lián)的2個獨立的播出頻道，同時，播出內(nèi)容相同，但素材文件對應高清和標清完全不相同的格式。因此，要實現(xiàn)高標清同播頻道播出的內(nèi)容一致性及滿足高標清頻道不同要求，在研討同播頻道實施方案時，在技術上采用以下策略。

3.1 同播頻道播出一致性策略

串聯(lián)單、素材文件采集、信號播出和圖文播出達成一致性。

1）串聯(lián)單一致性。串聯(lián)單是播出流程實施的基礎，串聯(lián)單的時間線一致性，是實現(xiàn)同播的必要條件。在現(xiàn)有的播出控制環(huán)節(jié)中，高標清同播系統(tǒng)其實是由2套獨立的播出控制系統(tǒng)構成，必須生成2份獨立的串聯(lián)單來完成播出。同時這2個頻道又是相互關聯(lián)，內(nèi)容基本相同或者完全相同。考慮到以上情況，在工作流程的設計上以標清頻道為基礎，自動生成高清頻道串聯(lián)單，由人工審核通過的方式，解決同播串聯(lián)單的編排。具體做法是：首先，在系統(tǒng)定義時，將同播頻道定義為各自獨立的頻道再進行相互關聯(lián)；其次，在節(jié)目素材庫中定義節(jié)目素材的基本屬性時，對高清節(jié)目素材進行配置，使得該節(jié)目名能自動匹配采集到的高清素材名；第三，以標清頻道為基礎編寫串聯(lián)單，審核后，標清頻道串聯(lián)單自動發(fā)送到標清播出線；同時，自動生成高清頻道未審核串聯(lián)單，經(jīng)人工審核后，再發(fā)送到高清播出線。

2）素材文件采集一致性。節(jié)目采集一致性策略：若是標清格式，采集1個標清素材，在2個同播頻道播出，高清視頻服務器自動上變換播出；若是高清格式，軟件設計按照2個素材文件采集，1個編碼為50 Mbyte的高清素材和1個編碼為12 Mbyte的標清素材，分別用于高清頻道和標清頻道播出，如圖2所示；若是高清文件P2卡導入，在導入的同時，由軟件自動下變換一個標清素材。

圖2 共享模式源分離同播流程示意圖

3）信號播出一致性。若是演播室直播，有高清信源的直接接入高清頻道，沒有高清信源的通過總控矩陣調(diào)度上變換后進入高清頻道。對于其他標清信號或衛(wèi)星信號直播，既可以經(jīng)總控矩陣調(diào)度上變換后進高清入外源，也可以直接將標清播出信號上變換至高清頻道切換臺，通過信源選擇直接調(diào)用，串聯(lián)單控制頻道同播。

4）圖文播出一致性。在高標清同播頻道中，分別使用了高清字幕機和標清字幕機進行字幕畫面疊加。本次改造采用了網(wǎng)絡字幕機，所有圖文文件在字幕機服務端制作，發(fā)送給客戶端，客戶端字幕機只需按照頻道的播出要求，對速度、顏色、模板等進行設置更換，實現(xiàn)各頻道圖文疊加。對于高標清頻道的角標、臺標等圖元文件，因高標清播出分辨率的差異，需要根據(jù)頻道的播出效果，針對頻道的特點單獨定制。字幕機播出觸發(fā)時間，由各自頻道串聯(lián)單時間控制。

3.2 高標清頻道幅型變換流程控制策略

正確的幅型變換是保證播出效果的基礎。系統(tǒng)設計在節(jié)目上載時注入AFD標識。16∶9和4∶3這2種幅型比轉換有邊條、裁剪和變形等多種方式。在播出端，遵循圖像不失真變形為前提，盡量減小幅型比轉換對圖像的損失，盡可能充分地保護整個畫面的完整性。對此，根據(jù)廣電總局的指導意見[2]和南京臺的實際情況，幅型變換流程控制策略為：

1）播出服務器統(tǒng)一設置為默認的左右加邊上變換。對沒有添加AFD信息的標清文件，執(zhí)行默認的左右加邊上變換，輸出高清信號。如果標清文件帶有AFD信息，就執(zhí)行AFD信息規(guī)定的上變換。

2）下變換器統(tǒng)一設置成默認的左右切邊方式下變換。對沒有AFD信息的高清信號，一律執(zhí)行默認的左右切邊方式下變換。如果有AFD信息，就執(zhí)行AFD信息規(guī)定的下變換。

3）以文件形式送播的高清16∶9構圖節(jié)目，在文件打包時添加上下加邊AFD信息，其他播出節(jié)目不用添加任何AFD信息。高清文藝類節(jié)目在高清制作網(wǎng)打包合成時添加上下加邊AFD信息，高清廣告和電視劇在上載到播出二級緩存時添加上下加邊AFD信息。

4）直播和外源信號通過矩陣調(diào)度到上下變換器，完成上下變換后送往高清播出切換臺。

5）視頻服務器封裝的MXF文件的AFD信息嵌入按照標準執(zhí)行。

3.3 素材質量技審策略

為保護數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性和完整性，系統(tǒng)通過MD5驗證機制來保護數(shù)據(jù)的安全。素材質量技審分為自動技審和人工技審兩種方式。

1）自動技審。主要完成兩個方面的工作：一是在上載工作站中實時對上載的高清和標清素材文件同步進行技審，以實現(xiàn)對諸如黑場、彩條、藍底、綠底、靜幀、Y/U/V超標和音頻中靜音、破音、VU、電平、不可聽、相位等項目的審核；尤其系統(tǒng)為高標清同播，在技審環(huán)節(jié)還對素材文件的AFD信息進行檢查，確保AFD信息的正確性和合法性；二是通過技審服務器，對在視頻服務器中進行的應急上載、非編網(wǎng)、媒資導入的素材的視音頻指標以及文件的信息包進行自動技審。

2）人工技審。作為自動技審的補充手段，配置人工復審服務工作站對節(jié)目文件的異常區(qū)域進行再次審核確認，保證每一條素材技術質量上無異常。

3.4 視頻素材編碼策略

標清視頻素材的格式碼率為MPEG-2，采樣方式為4∶2∶2，碼率為12 Mbit/s，音頻為2軌PCM，48 kHz采樣，16 bit量化。高清視頻格式為MPEG-2，采樣方式為4∶2∶2，碼率為50 Mbit/s，音頻采樣Dolby-E編碼，8聲道的PCM音頻，48 kHz采樣，24 bit量化。素材生成的文件格式為標準的MXF。

4 幾點體會

1）實用可靠是關鍵。建立實用可靠的高標清信號的同播平臺是系統(tǒng)建設中應重點考慮的問題。這既要和高清電視的發(fā)展規(guī)劃相一致，也要充分考慮高清資源儲備、高清設備投入的基本狀態(tài)及設備預算等，使新建系統(tǒng)實現(xiàn)安全性和實用性相結合。本次系統(tǒng)改造的重點在于硬盤播出系統(tǒng)的核心架構部分，包含視頻服務器、系統(tǒng)網(wǎng)絡架構、存儲空間、數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器、播出工作站等，這些也是系統(tǒng)實現(xiàn)資源共享的核心內(nèi)容。

2）流程再造是保障。共享模式下源分離的同播方式，在播出控制環(huán)節(jié)，是單獨的播出控制系統(tǒng)，必須有各自對應的串聯(lián)單，分別控制各自頻道，因此對于同播頻道，采用以標清頻道為基礎、自動生成高清串聯(lián)單，這與播出業(yè)務流程基本一致[3]。選擇在節(jié)目屬性錄入時，增加了高清素材的選項，簡化了流程，理清了概念。而且2份串聯(lián)單既相同又能分別修改，靈活方便，既符合同播頻道的要求，也符合南京臺業(yè)務現(xiàn)狀，同時節(jié)省人力和時間成本。

3）技術規(guī)范還須探索。目前南京臺主要以標清播出為主，高清電視播出尚屬探索階段，高清信號從前期制作的設備到節(jié)目資源十分的缺乏，臺里還沒有統(tǒng)一的高清節(jié)目制作規(guī)范?，F(xiàn)階段啟動高標清頻道同播，對于南京臺來講只是高清電視業(yè)務展開的起點。實際運行中，如何建立與本臺實際工作相統(tǒng)一的高清頻道播出技術規(guī)范，需要全臺各部門的統(tǒng)一認識和一致努力，也需要在實踐中總結和完善。

5 總結

近幾年，高清電視展現(xiàn)出的高清晰度圖像、16∶9的畫面視覺享受、環(huán)繞聲的音響效果，提高了觀眾欣賞影視劇畫面的水平，也使得高清電視播出受到廣泛關注。南京電視臺的高標清同播業(yè)務，目前處于起步階段，隨著高標清同播頻道的正式上線，將使南京臺不斷改進和完善高清電視技術平臺和業(yè)務流程，促進提高節(jié)目制作工藝、配套標準和運營管理水平，為城市臺的高清電視業(yè)務發(fā)展提供規(guī)范和借鑒意見。

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[1]國家廣播電影電視總局科技司.電視臺數(shù)字化網(wǎng)絡化建設白皮書——電視臺高標清同播技術策略研究（2009）[EB/OL].[2013-08-20].http://wenku.baidu.com/view/3e267cdbce2f0066f533 2222.html.

[2]國家廣播電影電視總局.廣電總局關于高標清同播技術要求的若干意見[EB/OL].[2013-08-20].http://www.jxtvnet.com/CMS.aspx?Aid=81.

[3]蔣訓嫻.浙江衛(wèi)視高標清同播實施方案[J].電視技術，2010，34（3）：104-105.