王東風(fēng)

摘 要 設(shè)計(jì)電視臺(tái)高清演播室視頻系統(tǒng)的基本原則時(shí)保證演播室功能先進(jìn)、全面、穩(wěn)定，可以滿足高清電視頻道節(jié)目制作要求。文章結(jié)合保山市廣播電視臺(tái)演播室實(shí)際設(shè)計(jì)需求，闡述了電視臺(tái)高清演播室視頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，探討了相關(guān)設(shè)備的選用要求以及高清演播室視頻系統(tǒng)構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)方法，以提高高清演播室視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量和運(yùn)行效能。

關(guān)鍵詞 電視臺(tái)；高清演播室；視頻系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào) TN94 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2018）218-0068-02

目前我國(guó)電視技術(shù)不斷發(fā)展，電視節(jié)目質(zhì)量不斷提升，為了更好地適應(yīng)高清電視節(jié)目的制作要求，各電視臺(tái)紛紛運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)構(gòu)建高清演播室視頻系統(tǒng)。在此背景下，文本結(jié)合保山市廣播電視臺(tái)高清演播室的設(shè)計(jì)實(shí)踐，深入探討了電視臺(tái)高清演播室視頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，從專業(yè)角度分析了高清演播室視頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，設(shè)備選型以及系統(tǒng)構(gòu)成。

1 高清演播室視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

先進(jìn)、可靠、實(shí)用、靈活、開放是高清演播室視頻系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)原則，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)、選用設(shè)備時(shí)首先需要考慮系統(tǒng)的安全性和兼容性，盡量做到系統(tǒng)易于操作維護(hù)，架構(gòu)靈活、具備教好的應(yīng)急功能和拓展性。此外還要結(jié)合電視行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，力爭(zhēng)使系統(tǒng)效能達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。

1.1 靈活實(shí)用

電視臺(tái)演播室主要包括直播區(qū)和制作區(qū)兩個(gè)部分，在設(shè)計(jì)視頻系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該確保兩個(gè)區(qū)域數(shù)據(jù)的相互共享，相互備份，同時(shí)有先對(duì)獨(dú)立。直播區(qū)域基本為3訊道主備通道架構(gòu)，主切換臺(tái)與備用切換臺(tái)互為備份，主切換臺(tái)可以調(diào)控直播區(qū)域的攝像機(jī)訊道，還可以調(diào)控制作區(qū)的攝像機(jī)訊道；備用切換臺(tái)可以構(gòu)建獨(dú)立的2訊道系統(tǒng)用于制作虛擬或其他專題；通過(guò)矩陣，直播區(qū)和制作區(qū)可以相互協(xié)作構(gòu)成5訊道系統(tǒng)完成節(jié)目的直播和制作。

1.2 高可靠性

采用主切換臺(tái)、備用切換臺(tái)互為備份的系統(tǒng)架構(gòu)，配置2臺(tái)設(shè)備構(gòu)建相互獨(dú)立的雙通道，防止單通道崩潰。信號(hào)輸出通道實(shí)現(xiàn)主、備獨(dú)立配置，互為備份。外部信號(hào)分別接入2臺(tái)上下變換處理器、2臺(tái)具備幀同步功能的高標(biāo)清延時(shí)器，實(shí)現(xiàn)外部信號(hào)傳輸?shù)闹鱾湓O(shè)計(jì)。

1.3 強(qiáng)兼容性

當(dāng)前高清演播室視頻系統(tǒng)通常設(shè)計(jì)為以高清信號(hào)為主，標(biāo)清信號(hào)經(jīng)過(guò)上變換進(jìn)入視頻系統(tǒng)。高清節(jié)目在末端節(jié)目分發(fā)、傳輸中經(jīng)過(guò)下變換轉(zhuǎn)換成電視臺(tái)需要的信號(hào)規(guī)格。新聞?lì)惞?jié)目直播需要用到頻率很好的VGA信號(hào)，因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還應(yīng)該加入VGA？信號(hào)轉(zhuǎn)換為SDI信號(hào)的轉(zhuǎn)換裝置，以提高系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的兼容性。高清/標(biāo)清兼容系統(tǒng)以切換臺(tái)為核心，在取景比率、延時(shí)處理、信號(hào)帶寬等方面不同于標(biāo)清電視系統(tǒng)，在細(xì)節(jié)處理上同樣存在諸多差異。依照切換臺(tái)的功能可以將高清/標(biāo)清兼容系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式分為四種：1）純高清加上、下變換系統(tǒng)；2）雙主機(jī)切換系統(tǒng)；3）高/標(biāo)清兼容切換臺(tái)系統(tǒng)；4）多分辨率同步制作切換臺(tái)系統(tǒng)。

1.4 便于維護(hù)

當(dāng)前演播室視頻系統(tǒng)中的錄像機(jī)、視頻服務(wù)器等設(shè)備都支持帶有加嵌功能的SDI接口，通過(guò)加嵌音頻設(shè)備極大的方便系統(tǒng)調(diào)試、信號(hào)調(diào)度，降低視頻系統(tǒng)的維護(hù)工作量，提高了系統(tǒng)維護(hù)效率。此外，還應(yīng)該配置視音頻跳線架，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，維護(hù)人員能夠快速找到運(yùn)行異常的設(shè)備，利用跳線將其跳開，并使用替代設(shè)備，從而有效降低設(shè)備故障對(duì)節(jié)目播出的不利影響。

1.5 高開放性

盡量做到設(shè)備的信號(hào)接口豐富，調(diào)度靈活的要求，確保系統(tǒng)能夠滿足未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的升級(jí)和功能拓展需求，并能和其他系統(tǒng)一同寫作完成節(jié)目的制作和播出。

2 高清演播室視頻系統(tǒng)信號(hào)構(gòu)成

高清演播室視頻系統(tǒng)由攝像機(jī)、切換臺(tái)、矩陣、放像機(jī)、錄像機(jī)、字幕機(jī)、上下變換器等設(shè)備構(gòu)成，其信號(hào)流程如下。

2.1 高清主路信號(hào)

攝像機(jī)、放像機(jī)、字幕機(jī)信號(hào)直接輸送至切換臺(tái)，標(biāo)清矩陣輸出SD-SDI經(jīng)過(guò)上變換器轉(zhuǎn)為HD-SDI信號(hào)輸送至切換臺(tái)，切換臺(tái)輸出PGM信號(hào)作為高清主路信號(hào)，該信號(hào)作為高清錄像機(jī)、監(jiān)視器的信號(hào)源，在直播時(shí)還會(huì)傳送至總控機(jī)房。

2.2 高清備路信號(hào)

字幕機(jī)、上變換器、高清攝像機(jī)、高清放像機(jī)輸出信號(hào)至高清矩陣，高清矩陣輸出的信號(hào)為高清備路信號(hào)。

2.3 標(biāo)清主路信號(hào)

高清主路信號(hào)通過(guò)下變換器轉(zhuǎn)換為SD-SDI信號(hào)，該信號(hào)作為標(biāo)清主路信號(hào)被輸送到標(biāo)清錄像機(jī)、監(jiān)視器、總控機(jī)房。

2.4 標(biāo)清備路信號(hào)

標(biāo)清矩陣第一路輸出的信號(hào)作為標(biāo)清備路信號(hào)被傳送到總控機(jī)房，實(shí)現(xiàn)高清、標(biāo)清兩類節(jié)目制作的兼容，使得電視臺(tái)可進(jìn)行高清、標(biāo)清電視節(jié)目的制作和播出。外來(lái)標(biāo)清信號(hào)通過(guò)標(biāo)清矩陣、上變換器配合使用，可以為切換臺(tái)輸送HD-SDI信號(hào)。有些設(shè)備自身可以兼容高清、標(biāo)清信號(hào)，因此，可以充分利用這些設(shè)備的兼容功能，簡(jiǎn)化系統(tǒng)配置。如果暫時(shí)不需要直播高清電視節(jié)目，可以先不配置高清矩陣，以降低成本，節(jié)省資金。

3 高清演播室視頻系統(tǒng)構(gòu)成

3.1 信號(hào)源管理

保山市廣播電視臺(tái)高清演播室視頻系統(tǒng)的信號(hào)源主要來(lái)自3臺(tái)高清字幕機(jī)、6臺(tái)高清攝像機(jī)、上變換器、下變換器、4臺(tái)視頻服務(wù)器、2臺(tái)可編輯錄放像機(jī)等，采用外來(lái)信號(hào)輸入雙通道設(shè)計(jì)，具備處理復(fù)雜外來(lái)信號(hào)源的能力，可以實(shí)現(xiàn)外來(lái)信號(hào)的上下變換、幀同步、音頻延時(shí)校正等多項(xiàng)功能，經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理校正后外來(lái)信號(hào)被轉(zhuǎn)為高清信號(hào)輸入系統(tǒng)。

3.2 切換臺(tái)

通常情況下，高清演播室視頻系統(tǒng)采用的是支持1？920×1？080/50i高清制作，可以靜幀存儲(chǔ)、重放片段、在線診斷故障、多面板操作、狀態(tài)存儲(chǔ)等多種功能的切換臺(tái)。此外，切換臺(tái)還需要具備2級(jí)M/E，每級(jí)至少2個(gè)全功能鍵、1個(gè)下游鍵。保山市廣播電視臺(tái)高清演播室視頻系統(tǒng)采用HVS-390HS型高/標(biāo)清切換臺(tái)，16路輸入信號(hào)均具有Proc？Amp處理、幀同步功能，支持支多種輸入輸出接口，可以選擇多畫面獨(dú)立分割輸出，支持靜幀幀存。主備切換臺(tái)主機(jī)均配備了輸入/輸出板卡，實(shí)現(xiàn)了使24路輸入、14路輸出通道配置，便于以后系統(tǒng)擴(kuò)展。

3.3 矩陣

保山市廣播電視臺(tái)高清演播室視頻系統(tǒng)采用MFR32×32高/標(biāo)清兼容矩陣控制器，該矩陣支持 SD-SDI、HD-SDI、3G-SDI、ASI多種型號(hào)格式，具有多種交叉點(diǎn)控制方式。視頻系統(tǒng)內(nèi)部信號(hào)調(diào)控、外部信號(hào)的輸入/輸出需通過(guò)矩陣管理。矩陣輸入路由包括所有信號(hào)源、延時(shí)、未來(lái)擴(kuò)展信號(hào)等。矩陣輸出路由包括切換臺(tái)、監(jiān)視、延時(shí)、錄制等。矩陣輸出通道主要有應(yīng)急切換通道，無(wú)延時(shí)直播信號(hào)通道，用于CCU、字幕機(jī)的回送信號(hào)，錄像機(jī)、視頻服務(wù)器的信號(hào)采集。

3.4 放像機(jī)

在配置高清放像機(jī)時(shí)應(yīng)該充分考慮電視臺(tái)節(jié)目錄制信號(hào)格式的統(tǒng)一性，如保山市廣播電視臺(tái)高清演播室采用Sony？HDCAM系列產(chǎn)品可兼容重放標(biāo)清磁帶，可以內(nèi)部進(jìn)行下變換，具有高/標(biāo)清輸出端口，實(shí)現(xiàn)高/標(biāo)清記錄、重放制作的統(tǒng)一。

3.5 監(jiān)視系統(tǒng)

通常監(jiān)視系統(tǒng)中的監(jiān)視器設(shè)備可以選用CRT或液晶顯示屏。CRT監(jiān)視器的主要優(yōu)點(diǎn)是可以滿足廣播級(jí)水平清晰度，分辨率高，信源與CRT監(jiān)視器一一對(duì)應(yīng)，某個(gè)CRT監(jiān)視器出現(xiàn)故障只會(huì)影響對(duì)應(yīng)一路信號(hào)源的監(jiān)看，整個(gè)系統(tǒng)的可靠性較高。但CRT監(jiān)視器比較笨重，而且用寬高比與畫面寬高比不一致的CRT監(jiān)視器監(jiān)看畫面時(shí)，其屏幕有效利用面積較低，不便于導(dǎo)播構(gòu)圖。而液晶顯示屏相對(duì)輕巧，能節(jié)省演播室空間，且大屏幕液晶監(jiān)視器可以分割多路畫面監(jiān)看，任意組合畫面，從而充分利用顯示屏有效面積。但其圖像顯示有一定的延時(shí)，且如果大屏幕液晶顯示屏出現(xiàn)故障會(huì)影響多路信源監(jiān)看，安全隱患較大。但隨著近年來(lái)液晶顯示技術(shù)的進(jìn)步，電視臺(tái)廣播用液晶顯示器的清晰度、分辨率以及可靠性都能滿足電視臺(tái)的要求，因而得到普及應(yīng)用。保山市廣播電視臺(tái)高清演播室監(jiān)視系統(tǒng)采用5臺(tái)55英寸等離子全高清液晶監(jiān)視器和多畫面分割器，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)還考慮到多個(gè)區(qū)域監(jiān)視系統(tǒng)互為備份，一旦液晶監(jiān)視器或多畫面分割器發(fā)生故障，技術(shù)監(jiān)視器也可以在直播中作為應(yīng)急使用。

4 結(jié)論

綜上所述，在設(shè)計(jì)電視臺(tái)高清演播室視頻系統(tǒng)時(shí)，要根據(jù)電視臺(tái)實(shí)際需求，遵循基本的設(shè)計(jì)原則，合理選用相關(guān)設(shè)備，經(jīng)過(guò)合理配置，確保滿足電視臺(tái)高清演播室的節(jié)目制作與播出，提高節(jié)目質(zhì)量，促進(jìn)電視行業(yè)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]許統(tǒng).電視臺(tái)高清演播室視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試[D].哈爾濱：黑龍江大學(xué)，2014.

[2]李土榮.電視臺(tái)高清演播室視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].西部廣播電視，2017（6）：191.

[3]譚鋒，邱宇哲，余暉.南方電視臺(tái)600高清新聞演播室視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電視技術(shù)，2010，34（11）：60-63.