劉曉強(qiáng)

【摘要】根據(jù)我國廣播電視的發(fā)展現(xiàn)狀，高清演播室在設(shè)計(jì)和實(shí)施時(shí)要符合廣電總局制定的高標(biāo)清同播和安全播出規(guī)范。目前演播室高標(biāo)清兼容系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式有四種，雙主機(jī)切換系統(tǒng)、高標(biāo)清兼容切換臺系統(tǒng)、純高清加上、下變換系統(tǒng)和多分辨率同步制作切換臺系統(tǒng)。2009年底，我臺新聞演播室選用了純高清加上、下變換系統(tǒng)的方式。新聞節(jié)目直播，演播室系統(tǒng)須考慮播出安全，制定安全預(yù)案。

【關(guān)鍵字】高清演播室 高標(biāo)清兼容 安全預(yù)案

根據(jù)國家廣電總局發(fā)布的《我國有線電視向數(shù)字化過渡的時(shí)間表》，數(shù)字電視按照東部、中部、西部不同區(qū)域，分階段實(shí)現(xiàn)向數(shù)字化過渡，計(jì)劃到2015年關(guān)閉模擬電視。在很長一段時(shí)間內(nèi)，我國電視節(jié)目的制作和播出都將采取現(xiàn)有頻道高清、標(biāo)清同播方式。因此，高清演播室制播系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和實(shí)施時(shí)，需要考慮兼顧高清和標(biāo)清節(jié)目制作，既為有條件的電視用戶提供高畫質(zhì)的高清信號，也能滿足只能收看標(biāo)清信號的電視用戶的需求。

新聞演播室系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式選擇

目前演播室高標(biāo)清兼容系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式大體有四種，雙主機(jī)切換系統(tǒng)、高標(biāo)清兼容切換臺系統(tǒng)、純高清加上、下變換系統(tǒng)和多分辨率同步制作切換臺系統(tǒng)。我新聞演播室2009年底，綜合考慮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的價(jià)格、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)復(fù)雜性等因素，選用了純高清加上、下變換系統(tǒng)這種方式。

純高清加上、下變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在輸入端對標(biāo)清信號源進(jìn)行了上變換處理，對高清信號源不做處理。這樣從信號源輸出，經(jīng)切換臺處理，只有一個(gè)高清信號通路，形成一個(gè)“高清島”。在通道最終輸出端加入下變換產(chǎn)生標(biāo)清信號，其優(yōu)點(diǎn)可同時(shí)錄制高清、標(biāo)清信號，系統(tǒng)相對簡單。由于在輸入端對標(biāo)清信號源進(jìn)行了上變換，在輸出端加入了下變換，系統(tǒng)必須考慮由上、下變換所引起的視、音頻信號的延遲差異、變換模式等問題。

在上下變換處理方面，我臺新聞演播室視頻系統(tǒng)只對標(biāo)清信號源進(jìn)行上變換，傳送到播出部門的節(jié)目制作信號為純高清信號，下變換由播出部門完成。

新聞演播室系統(tǒng)有安全預(yù)案

電視新聞節(jié)目具有時(shí)效性高、現(xiàn)場感強(qiáng)和信息量大的特點(diǎn)，現(xiàn)場直播的形式正好發(fā)揮新聞節(jié)目的這些優(yōu)勢。新聞節(jié)目直播，要求演播室系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和實(shí)施中考慮播出的安全，制定系統(tǒng)安全預(yù)案。

播出安全保障：日常新聞直播必須采用短延時(shí)或長延時(shí)播出。最重要新聞（天津新聞）可選擇采用長延時(shí)主播，藍(lán)光備播；或者是藍(lán)光主播、長延時(shí)備播的播出方式。短延時(shí)和長延時(shí)節(jié)目播出，由延時(shí)播服務(wù)器完成，采用主備配置，采集和播放均可同時(shí)進(jìn)行。這樣主備播出方式，可靠地保證了播出的安全。

依據(jù)節(jié)目制播安全考慮，新聞演播室送播出的延時(shí)播和切換臺PGM節(jié)目出信號，都有主各兩路。切換臺PGM節(jié)目出信號主備兩路送播出，由播出部門隨錄新聞節(jié)目。新聞播出時(shí)，當(dāng)新聞演播室送播出的延時(shí)播主備兩路節(jié)目信號都有問題時(shí)，由播出部門切換延播服務(wù)器隨錄的新聞節(jié)目。

演播室系統(tǒng)的核心是視頻切換設(shè)備，它決定著節(jié)目制作的能力。為保證節(jié)目制作播出的安全可靠，演播室視頻系統(tǒng)的切換采用了主備的工作方式。切換臺為主，矩陣為備。節(jié)目直播過程中，當(dāng)切換臺發(fā)生設(shè)備故障時(shí)，及時(shí)通知播出改為各路播出，利用1分鐘的播出延時(shí)，完成矩陣解鎖一延時(shí)的直通切換一準(zhǔn)備銜接畫面一用矩陣完成切換播出。

放像由傳統(tǒng)的放像機(jī)播放磁帶或藍(lán)光盤，改為播出服務(wù)器播放。采用主備再備的備份方式，經(jīng)過不同的回路實(shí)現(xiàn)3臺播控控制3臺播出服務(wù)器的工作方式。播出內(nèi)容主各服務(wù)器同步播放，當(dāng)主播控死機(jī)時(shí)，在播的節(jié)目條目將由播出服務(wù)器播完，接下來的播放工作有其他各路播出服務(wù)器承擔(dān)。

字幕包裝采用主備設(shè)置公用數(shù)據(jù)庫的方式，當(dāng)其中一臺播控和播出渲染服務(wù)器出現(xiàn)問題，均不會影響字幕播出。數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)問題可用字幕機(jī)替換。

攝像機(jī)可以互為備份。讀報(bào)點(diǎn)評和題字器設(shè)備均為主備設(shè)置，主路故障時(shí)，只需切換備機(jī)的按鈕操作，即可實(shí)現(xiàn)方便快捷的切換。

新聞高清演播室視頻系統(tǒng)信號流程

視頻系統(tǒng)中主要設(shè)備均采用高清數(shù)字設(shè)備，系統(tǒng)采用切換臺+矩陣架構(gòu)。視頻信號源包括：5套高清攝像機(jī)、4套高清字幕機(jī)（2套字幕機(jī)、2套在線包裝）、3臺播出服務(wù)器、2臺非編工作站、1臺回采服務(wù)器、4臺藍(lán)光錄像機(jī)、2路點(diǎn)屏、4路VGA和8路外來信號。

高清主路：上述設(shè)備接入切換臺，由切換臺輸出的PGM節(jié)目信號作為高清主路信號，通過加嵌器、應(yīng)急切換送外接口板、視頻記錄設(shè)備等終端。

高清各路（應(yīng)急通道）：上述設(shè)備接入矩陣，矩陣輸出信號作為高清各路信號。經(jīng)鍵控器疊加字幕，通過加嵌器、應(yīng)急切換送外接口板、視頻記錄設(shè)備等終端。

外來信號包括電視信號、微波信號、衛(wèi)星信號、光纖信號等。需要注意的是，外來信號有高清信號和標(biāo)清信號之分，通常先連接高清上變換器，實(shí)現(xiàn)高標(biāo)清信號正確的幅型變換，再接入切換臺和矩陣。

回采服務(wù)器的輸入信號比較特殊，它將矩陣和切換臺AUX信號作為輸入信號，回采內(nèi)容輸出接入切換臺和矩陣。

新聞高清演播室設(shè)備選擇

1、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)及控制部分

高清電視圖像具有黑白對比度更清晰，色域更寬，顯示的色彩更艷麗等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)演播室高清化也帶來了數(shù)據(jù)率提高、畫面寬高比改變、光照度要求提高、景深變小的主要問題。在選用演播室攝像機(jī)時(shí)，要充分考慮這些問題。

新聞演播室選用了5臺全數(shù)字高清演播室攝像機(jī)HDK-79EXⅢ，其中主訊道采用2臺HDK-79EXⅢ全數(shù)字高清座機(jī)。連線和搖臂訊道采用3臺HDK 79EXⅢ全數(shù)字高清便攜式攝像機(jī)。

HDK 79EXⅢ采用0.18μm設(shè)計(jì)工藝、大規(guī)模數(shù)字處理集成電路IC芯片（ASIC），視頻信號采用16比特模/數(shù)轉(zhuǎn)換，內(nèi)部處理最高可達(dá)38比特。

16比特模/數(shù)轉(zhuǎn)換器為圖像暗部提供了最佳的色彩層次，當(dāng)再現(xiàn)畫面黑暗區(qū)域時(shí)保留了良好的漸進(jìn)性和細(xì)節(jié)。

2/3英寸230萬像素（1080i）AIT CCD可以得到水平清晰度1000線、信噪比60dB的高清圖像質(zhì)量。通過多種數(shù)字處理及輪廓補(bǔ)償功能，可拍攝出接近于人類視覺效果的圖像畫面。此外，CCD驅(qū)動及采樣電路保證了圖像質(zhì)量的高穩(wěn)定性。

CCU基站標(biāo)配有下變換器，HDK-790EXⅢα/79EXⅢα攝像機(jī)可作為高端標(biāo)清攝像機(jī)使用。基站能夠同時(shí)輸出高清/標(biāo)清信號（亦能夠同時(shí)輸出數(shù)字/模擬信號），能夠進(jìn)行與標(biāo)清格式的聯(lián)合播出。

2、錄放像設(shè)備

以往錄制新聞節(jié)目，由錄像機(jī)承擔(dān)記者成片播放和節(jié)目播出帶的錄制工作。近幾年來，隨著計(jì)算機(jī)硬件和非編技術(shù)的發(fā)展，大量的非編設(shè)備應(yīng)用到新聞演播室節(jié)目錄制當(dāng)中。

新聞演播室系統(tǒng)中，選用索貝公司非編網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。其中2臺非編工作站，可以及時(shí)快捷地編輯記者剛剛采集的新聞，并在新聞直播中第一時(shí)間通過切換臺播出，保證新聞的時(shí)效性。3臺播出服務(wù)器承擔(dān)放像的工作，取代傳統(tǒng)的放像機(jī)播放磁帶或藍(lán)光盤。記者編輯的新聞成片，通過領(lǐng)導(dǎo)審核后，由非編網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到播出服務(wù)器，節(jié)省了下載成片的時(shí)間，提高了效率。2臺延時(shí)播出服務(wù)器，承擔(dān)新聞節(jié)目的錄制和延時(shí)播出工作，在新聞直播中是安全播出的重要保障。

雖然非編設(shè)備在演播室系統(tǒng)中發(fā)揮的作用越來越重要，但傳統(tǒng)的數(shù)字錄像機(jī)設(shè)備依然是系統(tǒng)中重要的組成部分。我們在演播室系統(tǒng)中采用了2臺SONY藍(lán)光HD1500和2臺藍(lán)光F1600錄像機(jī)，用來播放和錄制藍(lán)光盤，作為新聞直播節(jié)目中的備播和存檔帶。

3、視頻切換與數(shù)字特技

數(shù)字切換臺是演播室的核心設(shè)備，決定著節(jié)目制作的能力和效率。現(xiàn)在，數(shù)字高清切換臺無論在外觀、操作還是內(nèi)部框架結(jié)構(gòu)上，均與傳統(tǒng)的模擬切換臺相似，不同之處在于：切換臺和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)了多功能操作和聯(lián)網(wǎng)操作。其輸入的SDI接口不再與控制面板按鈕一一對應(yīng)，而是由菜單設(shè)置其對應(yīng)關(guān)系；輸入的視頻信號與鍵信號也不再區(qū)分，可接入任一路SDI輸入口。此外，具有強(qiáng)大的設(shè)置菜單，可對制式、格式、寬高比、各種鍵及特技等在內(nèi)的幾乎所有參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

演播室選用了SNELL&WILCOX公司生產(chǎn)的Kahuna切換臺，屬于高標(biāo)清多格式切換臺，該高清切換臺可以處理高清和標(biāo)清兩種信號，完成同一個(gè)版本節(jié)目的高清和標(biāo)清錄制。另外，Kahuna機(jī)箱的設(shè)計(jì)采納了最先進(jìn)的主備結(jié)構(gòu)，在同一個(gè)機(jī)箱內(nèi)能擁有2塊M/E模塊，每一個(gè)M/E模塊都擁有所有切換臺的功能包括：劃像，鍵功能，色鍵，邊緣發(fā)生器，彩色校正，幀存，2D DVE等等。

與傳統(tǒng)切換臺設(shè)計(jì)不一樣，傳統(tǒng)的切換臺采用一個(gè)CPU單元控制整臺切換臺，而Kahuna的每級M/E都擁有各自獨(dú)立的CPU。也就是說傳統(tǒng)的切換臺當(dāng)CPU單元壞了，就完全不能使用，而Kahuna就只會有一級M/E不能使用。控制面板不僅用戶操作便捷，而且具備所有直播功能。此外，Kahuna的系統(tǒng)使用了非常穩(wěn)定的專業(yè)作業(yè)系統(tǒng)VxWorks，保證在15秒內(nèi)能重新啟動整臺切換臺，該系統(tǒng)也是現(xiàn)今最快啟動速度的制作切換臺。

4、數(shù)字視頻矩陣

在當(dāng)今的演播室中，矩陣的作用已經(jīng)越來越重要。演播室已漸漸從以切換臺為核心的系統(tǒng)架構(gòu)，演變?yōu)橐跃仃嚍楹诵牡南到y(tǒng)構(gòu)架。以矩陣為核心的系統(tǒng)構(gòu)架，可以將所有的視頻輸入源任意分配到電視墻和切換臺上，按照不同節(jié)目形態(tài)的具體需求和導(dǎo)播的工作習(xí)慣，任意安排電視墻的信號位置。

我們選用了Grass Valley公司生產(chǎn)的Concerto系列“64X64數(shù)字視頻矩陣”。其符合SMPTE標(biāo)準(zhǔn)和BTU標(biāo)準(zhǔn)，支持高標(biāo)清多碼流數(shù)據(jù)的串行信號。采用獨(dú)特的“軟切換”，可有效地消除切換時(shí)由信號電平差異產(chǎn)生的附加噪聲。矩陣主機(jī)機(jī)箱電源采用雙電源，Jupiter矩陣控制系統(tǒng)也采用了“一主一備”雙主機(jī)控制，具有高度的可靠性、可用性。遙控面板與主機(jī)連接，采用標(biāo)準(zhǔn)的ETHERNET，方便可靠，并支持國際標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)警系統(tǒng)SNMP協(xié)議。矩陣組件為前置熱插拔，容易維修維護(hù)。

5、字幕圖文設(shè)備

對于新聞節(jié)目使用的字幕系統(tǒng)，要求在保證播出安全和提升工作效率的基礎(chǔ)上，實(shí)時(shí)性強(qiáng)、信息量大和視覺效果真實(shí)。新聞演播室選用了大洋DAURIC演播室圖文包裝系統(tǒng)和D3-CG高清字幕機(jī)。大洋圖文包裝系統(tǒng)DAURIC用在演播室中，提供多視窗連線、多媒體信息包裝。

DAURIC使用Ⅲ代渲染引擎DAURIC-Engine，在三維渲染精度、質(zhì)感和效率方面較以往大大加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)極具真實(shí)感和視覺沖擊力的播出效果。三維場景制作模塊DAURIC-Designer獨(dú)有的三維空間+二維平面層的設(shè)計(jì)，可以快速制作唱詞、跑馬、標(biāo)題條等傳統(tǒng)字幕場景，用戶不需要再配置一臺字幕機(jī)。

演播室播出控制模塊DAURIC-Director提供多個(gè)獨(dú)立播出器，可以獨(dú)立控制多項(xiàng)任務(wù)的播出和停止，每一個(gè)播出任務(wù)都可以單獨(dú)設(shè)置播出層，確保所有場景的正確疊加。此外，提供的熱鍵功能，可以給不同層、不同場景或不同的播出器設(shè)置獨(dú)立熱鍵，字幕員可以完全通過熱鍵控制一檔節(jié)目的播出。更重要的是，系統(tǒng)支持mos串聯(lián)單，可以與新聞系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)支持，對正播節(jié)目進(jìn)行修改，靈活控制播出內(nèi)容。

6、同步設(shè)備

演播室系統(tǒng)中所有設(shè)備的同步信號，必須由電視臺主控發(fā)送統(tǒng)一的同步基準(zhǔn)，這樣作保證了各路視頻信號在切換、混合、過渡和特技合成時(shí)能夠平衡銜接，避免畫面的滾動、跳躍、撕裂或丟色的現(xiàn)象。

演播室的同步系統(tǒng)采用主備同步機(jī)，通過同步倒換器進(jìn)行應(yīng)急倒換。當(dāng)主同步機(jī)故障時(shí)，同步倒換器自動切換到備同步機(jī)，同時(shí)報(bào)警。

同步機(jī)選用了TG700多格式視頻發(fā)生器，它可提供模擬、串行數(shù)字和數(shù)字高清晰度等各種格式的同步脈沖信號和測試信號，產(chǎn)生高穩(wěn)定度的基準(zhǔn)信號，TG700安裝的AGL7模擬同步鎖相模塊，能夠與各種信號相鎖相，在節(jié)目播出和制作中，常用作臺主基準(zhǔn)信號。

7、監(jiān)視設(shè)備

監(jiān)視設(shè)備由畫面分割器、矩陣、高清監(jiān)視器、電視墻組成。監(jiān)視系統(tǒng)以高清16：9監(jiān)看為主，同時(shí)設(shè)置4：3安全標(biāo)記，兼容高標(biāo)清同播功能。通過矩陣輸出將所有的視頻輸入源任意分配到電視墻和監(jiān)視器上。電視墻以8塊42寸高清監(jiān)視屏加分割方式顯示，由畫面分割器完成分割顯示。

總之，新聞節(jié)目的制作越來越呈現(xiàn)出時(shí)效強(qiáng)、信息量大、表現(xiàn)形式生動、業(yè)務(wù)分工專業(yè)等新的特點(diǎn)。三年多來，我演播室在新聞高清電視數(shù)字化的實(shí)施過程中，不斷熟知和掌握各種新設(shè)備，嚴(yán)格執(zhí)行視頻系統(tǒng)的安全預(yù)案，保證了新聞節(jié)目安全播出零事故，使新聞節(jié)目在新聞戰(zhàn)線上發(fā)揮了積極重要的作用。

我演播室系統(tǒng)在輸入和輸出外接口板上都預(yù)留了擴(kuò)展空間，便于將新的技術(shù)設(shè)備運(yùn)用到系統(tǒng)中去。在2013年BIRTV展會上展示了“4K、臺網(wǎng)融合、全媒體”等最新的廣播影視技術(shù)設(shè)備發(fā)展新成果。很快這些新技術(shù)和設(shè)備如高清虛擬圖文演播室系統(tǒng)，將逐步引入演播室系統(tǒng)中，使演播室功能更加完善，節(jié)目的表現(xiàn)形式更加生動。我們只有順應(yīng)技術(shù)發(fā)展的潮流，才能滿足新時(shí)期電視節(jié)目制作的要求。