曾曦陽

（作者單位：廈門廣播電視集團）

1 比賽路線說明

鐵人三項運動（Triathlon）是體育運動項目之一，屬于新興綜合性運動競賽項目。比賽由天然水域游泳、公路自行車、公路長跑三項目按順序組成，游泳1.5 km，自行車40 km，長跑10 km。運動員需要一鼓作氣賽完全程。2000年成為奧運會項目，2006年成為亞運會項目。比賽路線復(fù)雜，電視直播難度大。

2 技術(shù)方案分析

2.1 直播技術(shù)方案概況

本次直播的難點是移動跟拍信號的無線傳輸。高清總控系統(tǒng)為信號調(diào)度樞紐，將接收到的多路無線信號、有線信號匯集到高清總控的數(shù)字矩陣，經(jīng)矩陣處理、放大后，由技術(shù)導(dǎo)演根據(jù)節(jié)目需要進行選切，送演播室合成。考慮到直播地理位置的復(fù)雜性和直播的不確定性，移動直播信號同時使用微波傳輸和4G傳輸，互為主備冗余。

2.2 無線傳輸方案比較

2.2.1 微波傳輸子系統(tǒng)

微波傳輸是電視直播中常用的傳輸方案，一般選擇干凈的微波頻率和合適的帶寬將移動中的直播信號通過微波的形式發(fā)送出去，再設(shè)若干個微波接收點通過光纖或微波中繼的方式將直播信號傳輸?shù)侥康牡?。微波傳輸系統(tǒng)由信號編碼發(fā)射、信號傳輸、信號接收與中繼部分組成。微波信號編碼發(fā)射部分連接移動拍攝設(shè)備，對前期信號采集壓縮編碼后通過載波發(fā)射。在傳輸過程中，會受到空氣、障礙物等環(huán)境影響造成信號的衰落，甚至中斷。

2.2.2 4G傳輸子系統(tǒng)

近年來，4G技術(shù)發(fā)展迅速，給廣電行業(yè)帶來了極大便利，移動通信技術(shù)與數(shù)字電視技術(shù)結(jié)合是電視直播的新手段和新趨勢。4G傳輸系統(tǒng)主要包括視音頻信號編碼發(fā)送、傳輸、接收解碼模塊。將攝像機傳輸來的HD-SDI信號按照H.264壓縮編碼，通過多張電信運營商SIM卡的不同路由上行到附近基站，接入有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，再由接收端服務(wù)器把接收到的數(shù)據(jù)包解碼還原為HD-SDI信號，經(jīng)幀同步設(shè)備后接入視音頻總控系統(tǒng)。

3 圖像質(zhì)量評價

3.1 圖像質(zhì)量評價系統(tǒng)的概括

無論是通過微波還是4G傳輸，制作信號最終進入電視播出系統(tǒng)播出，盡可能呈現(xiàn)出最佳的電視信號，而主觀評價是當(dāng)下衡量播出圖像質(zhì)量的最可靠、最有效的判斷方式。但是，鑒于主觀評價方式的復(fù)雜性和環(huán)境要求的苛刻性，引入了泰克公司的圖像質(zhì)量分析儀PQA600作為此次鐵人三項電視直播信號路測的圖像質(zhì)量主觀評價的客觀化測試依據(jù)工具。

3.2 基于PQA600的圖像質(zhì)量分析系統(tǒng)

3.2.1 PQA600

PQA600是泰克公司模仿人眼視覺特性且基于此研發(fā)，并用于圖像編碼、解碼等過程中評估和測試的圖像質(zhì)量分析設(shè)備。PQA600基本原理是通過輸入的測試圖像與參考圖像在時間與空間對齊之后，模仿人眼視覺特性建模分析、評估，輸出主觀評價的客觀化分析結(jié)果，供電視技術(shù)人員參考。選擇DMOS判決模型作為此次傳輸圖像質(zhì)量評價的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

DMOS：基于傳統(tǒng)的MOS發(fā)展而來的差異平均主觀評分結(jié)果。DMOS在加入了人眼視覺模型基礎(chǔ)上進行PQR比較，DMOS取值0～100，同樣0為最好的分值，基于經(jīng)驗DMOS＞40表示圖像質(zhì)量較差。

3.2.2 圖像質(zhì)量評價測試方案

圖像質(zhì)量評價測試方案涉及傳輸系統(tǒng)的搭建，圖像質(zhì)量評價系統(tǒng)搭建，時間地點同步等問題，具體如圖1所示。

圖1 鐵人三項直播圖像質(zhì)量分析系統(tǒng)

（1）傳輸系統(tǒng)。傳輸系統(tǒng)主要包括信號源，微波通道，4G通道，接收通道等部分。信號源采用兩臺小型視頻服務(wù)器或者錄像播放機，均配備同樣的視頻素材，本次測試采用已錄制的帶TC的彩排隨車拍攝素材藍光盤為素材源通過隨車藍光播放器和總控機房的藍光播放器同時播放。微波信號通過設(shè)置好的4個接收點接收解碼并通過光纖實時回傳到總控機房，4G信號采用TVU背包傳輸?shù)絋VU云端服務(wù)器，再通過互聯(lián)網(wǎng)專線回傳到總控機房解碼為HD-SDI信號?？偪貦C房一共接受到4路微波接收點信號和1路4G傳輸信號共5路回傳信號。

（2）圖像質(zhì)量評價系統(tǒng)。圖像質(zhì)量評價系統(tǒng)配備了5臺同等設(shè)置的PQA600,總控機房的藍光機信號經(jīng)視頻分配器形成5路同等信號，分別接入5臺延時器后接入5臺PQA600作為此次質(zhì)量評價的參考視頻源。同理，5路接收信號也分別接入5臺延時器后再接入PQA600作為此次質(zhì)量評價的測試信號。

（3）同步。測試以GPS時鐘為基準(zhǔn)時間，車和總控機房同時播放藍光視頻源，可以通過素材TC配合延時器粗調(diào)使輸入PQA600的參考信號與測試信號盡可能同步。此外，通過設(shè)置PQA60的自動時間對準(zhǔn)和空間校準(zhǔn)，使評價系統(tǒng)內(nèi)兩路信號同步評價。同時，通過車載的GPS記錄系統(tǒng)，記錄車輛實時的時間與地點，作為微波接收點信號交叉點的確定依據(jù)，也可以查詢信號盲區(qū)等。

3.2.3 測試結(jié)果與分析

通過疊加微波信號DMOS和4G信號DMOS得出賽段DMOS圖。根據(jù)DMOS主觀評價客觀化測試結(jié)果，0～20的表示圖像質(zhì)量效果優(yōu)異，20～40表示圖像質(zhì)量效果一般，大于40的表示圖像不能用于電視直播。通過這個比較，技術(shù)導(dǎo)播可以及時切換到圖像效果較好的那條鏈路。比如，在隧道內(nèi)微波信號不好，圖像質(zhì)量差，通過對比結(jié)果技術(shù)導(dǎo)播可以第一時間切換4G鏈路，確保比賽信號覆蓋。

4 結(jié)語

電視直播的衡量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是播出安全，播出安全包括節(jié)目完整、信號安全和技術(shù)安全，而播出安全最終的衡量標(biāo)準(zhǔn)是群眾滿意。本次鐵人三項直播信號傳輸質(zhì)量基于泰克PQA600的人眼視覺模型，引入了一整套可以客觀、量化的主觀評價方法，確保了電視信號覆蓋范圍更廣，信號質(zhì)量更高。從測試結(jié)果來看，很多變量控制并不嚴(yán)謹(jǐn)。但是，通過這次測試，更好地了解了設(shè)備性能，以及在目前條件下最適合電視直播傳輸?shù)闹谱鞣桨?，更重要的是，開辟了一條電視測量的新應(yīng)用途徑，讓設(shè)備更好為電視直播服務(wù)。