岳紅麗 梁業(yè)江

【內(nèi)容摘要】目前，高清視頻設(shè)備的部署和系統(tǒng)播出能力已是各電視播出機(jī)構(gòu)的基本配置，但考慮到終端收視及覆蓋等問(wèn)題，各電視播出機(jī)構(gòu)上星主頻道通常選擇相同節(jié)目?jī)?nèi)容的高清、標(biāo)清兩種格式信號(hào)同時(shí)播出。本文對(duì)有轉(zhuǎn)播CCTV-1《新聞聯(lián)播》需求、且采用同源高清下變換標(biāo)清播出方式的高、標(biāo)清同播系統(tǒng)方案的優(yōu)缺點(diǎn)及部分方案實(shí)施細(xì)節(jié)進(jìn)行了分析研究。

【關(guān)鍵詞】高標(biāo)清同播;“高清”字符;轉(zhuǎn)播;輸出分離

一、引言

在各省級(jí)以上電視播出機(jī)構(gòu)高清頻道開(kāi)播初期，高、標(biāo)清同播①頻道的技術(shù)實(shí)現(xiàn)通常根據(jù)各電視播出機(jī)構(gòu)原標(biāo)清播出系統(tǒng)狀態(tài)，選擇“源分離”和“輸出分離”②兩種方式?！霸捶蛛x”是指當(dāng)前標(biāo)清播出系統(tǒng)處于可用狀態(tài)時(shí)，新建一套高清播出系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)高、標(biāo)清頻道同播。此時(shí)，高、標(biāo)清信號(hào)從節(jié)目源端即為分離狀態(tài)，其播出系統(tǒng)完全獨(dú)立，轉(zhuǎn)播CCTV-1《新聞聯(lián)播》自然也高、標(biāo)清分別處理，故僅需在高清系統(tǒng)本臺(tái)信號(hào)播出時(shí)考慮疊加“高清”字符即可完美實(shí)現(xiàn)各種播出需求，其技術(shù)實(shí)現(xiàn)本文不再贅述。下面重點(diǎn)論述“輸出分離”方式。

二、“輸出分離”高、標(biāo)清同播系統(tǒng)轉(zhuǎn)播CCTV-1方案及問(wèn)題

大多數(shù)播出系統(tǒng)在進(jìn)行高清化改造或建設(shè)時(shí)，標(biāo)清信號(hào)一般通過(guò)將高清輸出信號(hào)擠壓下變換方式得到，③即采用“輸出分離”方式。此時(shí)，為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)播CCTV-1《新聞聯(lián)播》任務(wù)，通常有以下幾種方案選擇：

方案（一）：標(biāo)清處理部分不增加切換設(shè)備

播出分頻道信號(hào)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示（見(jiàn)圖1），該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)本臺(tái)節(jié)目素材或信號(hào)高、標(biāo)清同播要求。但在轉(zhuǎn)播CCTV-1《新聞聯(lián)播》時(shí)，若選擇信號(hào)源為高清格式，則下變換后的標(biāo)清信號(hào)中會(huì)出現(xiàn)CCTV-1頻道已疊加的“高清”字符，故選擇信號(hào)源為高清格式無(wú)法實(shí)現(xiàn)同播轉(zhuǎn)播要求。若在轉(zhuǎn)播時(shí)信號(hào)源選擇標(biāo)清格式，因系統(tǒng)中切換設(shè)備配置為高清模式，需將標(biāo)清信號(hào)首先上變換為高清信號(hào)再送播出分控。此時(shí)可避免標(biāo)清信號(hào)中出現(xiàn)CCTV-1頻道疊加“高清”字符的問(wèn)題，且播出分控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，僅需部署一套主備CCTV-1標(biāo)清信號(hào)光纜/衛(wèi)星接收設(shè)備;缺點(diǎn)是需要在播出分控前端增加上變換設(shè)備，且同播頻道末級(jí)輸出的CCTV-1《新聞聯(lián)播》高、標(biāo)清信號(hào)均經(jīng)過(guò)格式變換處理，其高清信號(hào)質(zhì)量會(huì)有較明顯降低。

方案（二）：標(biāo)清處理部分增加廣播級(jí)切換設(shè)備

該方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示（見(jiàn)圖2）。在播出本臺(tái)高清節(jié)目素材或信號(hào)時(shí)，標(biāo)清切換設(shè)備須保持在高清信號(hào)下變換輸入源;在轉(zhuǎn)播時(shí)，標(biāo)清與高清切換設(shè)備須同時(shí)分別切換至CCTV-1相應(yīng)格式信號(hào)源。因此，該系統(tǒng)部署方式在轉(zhuǎn)播時(shí)等同于“源分離”高標(biāo)清同播系統(tǒng)，可比較完美地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)播任務(wù)。缺點(diǎn)是需要額外配置SDI凈（靜）切換開(kāi)關(guān)④主機(jī)和面板，增加信號(hào)處理節(jié)點(diǎn)，且投入較高。

方案（三）：標(biāo)清處理鏈路前選擇具備切換功能的下變換設(shè)備

方案（二）是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)播CCTV-1《新聞聯(lián)播》最直接的方式，但因一套廣播級(jí)凈（靜）切換設(shè)備價(jià)值不菲，且僅在每天19：00轉(zhuǎn)播CCTV-1標(biāo)清《新聞聯(lián)播》時(shí)發(fā)揮一次作用，其投入產(chǎn)出比低且需增加信號(hào)處理環(huán)節(jié)，同時(shí)鑒于很多變換設(shè)備具備信號(hào)源切換功能，故可選用支持信號(hào)源切換及格式變換兩種功能（見(jiàn)圖3）的設(shè)備。如PESA的BBG-1002-2UDX、GV的3901等。下面以GV的XVP-3901為例闡述其實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

XVP-3901設(shè)備支持高清、標(biāo)清格式交叉變換，具備2路電信號(hào)及2路光信號(hào)輸入、兩組共4路信號(hào)輸出接口，且可通過(guò)RS-422（平衡電壓數(shù)字接口電路）⑤或GPI/O（通用輸入/輸出）接口實(shí)現(xiàn)4×2信號(hào)切換功能（2路電輸入信號(hào)中選擇1路輸出，2路光輸入信號(hào)中選擇1路輸出）。

在具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，為保證系統(tǒng)穩(wěn)定并達(dá)到國(guó)家廣播電視總局安全播出各項(xiàng)要求，需要解決以下幾個(gè)問(wèn)題：

1.確定控制方式

XVP-3901支持GPI/O及RS-422兩種控制方式。GPI/O控制接口通過(guò)26針D型連接器實(shí)現(xiàn)，可通過(guò)引腳7、17與26、18及1根地線組成受控電路。因其控制觸發(fā)僅需保持約10ms低電平即可完成，可實(shí)現(xiàn)無(wú)源切換且具有低能耗、低延時(shí)的優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn)是在播控機(jī)一般采用RS-422控制方式時(shí)，需定制設(shè)備實(shí)現(xiàn)RS-422與GPI/O控制信號(hào)轉(zhuǎn)換。

XVP-3901設(shè)備的RS-422接口通過(guò)RJ45插座實(shí)現(xiàn)，可通過(guò)4根信號(hào)線和1根地線實(shí)現(xiàn)全雙工的發(fā)送和接收通道，該方式通信時(shí)不必控制數(shù)據(jù)方向，可通過(guò)軟硬件與被控設(shè)備實(shí)現(xiàn)“握手”通信而獲得較高的可靠性，缺點(diǎn)是需要專門的處理電路且要考慮不同設(shè)備存在不同的響應(yīng)時(shí)間。

在實(shí)際應(yīng)用中，上述兩種常用的控制接口其電氣特性及控制機(jī)制各有優(yōu)缺點(diǎn)，可以參考播出系統(tǒng)選用的自動(dòng)控制主機(jī)或控制精度需求選擇確定。

2.設(shè)計(jì)定制切換面板

為提升安全播出應(yīng)急處置效率，按照《廣播電視安全播出管理規(guī)定》（廣電總局令第62號(hào)）“電視播出機(jī)構(gòu)實(shí)施細(xì)則”的要求，所有切換設(shè)備均需具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式。因此，需為上述帶切換功能的變換設(shè)備設(shè)計(jì)定制切換面板。該面板須具備自動(dòng)及手動(dòng)兩種控制模式的選擇按鍵，自動(dòng)模式下接收播出控制機(jī)通過(guò)RS-422接口發(fā)送的命令，并發(fā)送RS-422或轉(zhuǎn)換為GPI/O協(xié)議命令至切換變換設(shè)備。手動(dòng)模式下通過(guò)按鍵直接觸發(fā)RS-422命令或GPI/O低電平信號(hào)至切換變換設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)本臺(tái)高清播出信號(hào)（IN1）和CCTV-1標(biāo)清信號(hào)（IN2）的切換功能。同時(shí)，為增加按鍵易辨別易操作性，可將兩個(gè)輸入按鍵的LED背光配置成不同顏色;為提升設(shè)備安全級(jí)別，切換面板應(yīng)配置雙電源，并設(shè)計(jì)支持無(wú)源手動(dòng)切換功能。

3.轉(zhuǎn)播信號(hào)源處理

采用方案（三）播出分控系統(tǒng)信號(hào)處理環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但會(huì)出現(xiàn)變換設(shè)備的兩個(gè)輸入分別為本臺(tái)高清、CCTV-1標(biāo)清兩種格式信號(hào)的情況，因此當(dāng)輸入信號(hào)被切換時(shí)，由于變換設(shè)備對(duì)不同格式信號(hào)的識(shí)別會(huì)導(dǎo)致信號(hào)閃斷現(xiàn)象。為解決此問(wèn)題，需將標(biāo)清CCTV-1信號(hào)源首先上變換為高清格式再接入切換變換設(shè)備。雖然二次變換會(huì)對(duì)標(biāo)清轉(zhuǎn)播信號(hào)質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，但節(jié)目播出綜合質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)的結(jié)果仍令人滿意。且此方案深度利用了變換設(shè)備的功能，以較小的成本實(shí)現(xiàn)了高、標(biāo)清同播頻道分別同時(shí)轉(zhuǎn)播CCTV-1《新聞聯(lián)播》的需求。

4.應(yīng)急處置機(jī)制

前文提到在設(shè)計(jì)切換變換設(shè)備面板時(shí)已考慮手動(dòng)、自動(dòng)應(yīng)急處置功能，但因切換變換設(shè)備一般僅有兩路輸入（已接入本臺(tái)高清播出信號(hào)及CCTV-1信號(hào)），不具備主、備CCTV-1信號(hào)源同時(shí)接入條件，即切換變換設(shè)備選擇輸入CCTV-1的信號(hào)源只有一路，一旦該路信號(hào)源出現(xiàn)異常，只能使用標(biāo)清末級(jí)信號(hào)選擇來(lái)恢復(fù)播出;此時(shí)會(huì)出現(xiàn)因?yàn)樾盘?hào)源不可用導(dǎo)致應(yīng)急操作旁路了一半分控系統(tǒng)?；谏鲜隹紤]，可在總控系統(tǒng)內(nèi)仍采用支持切換功能的上變換設(shè)備，其兩路輸入分別接自主、備CCTV-1標(biāo)清信號(hào)，同時(shí)部署前述切換變換設(shè)備面板，實(shí)現(xiàn)單路CCTV-1標(biāo)清信號(hào)異常時(shí)的手動(dòng)應(yīng)急切換功能。此外，可利用接收解碼器（如Harmonic7100解碼器）通過(guò)GPI/O接口輸出報(bào)警狀態(tài)的功能來(lái)自動(dòng)觸發(fā)該上變換設(shè)備選擇信號(hào)。即當(dāng)前解碼器輸入信號(hào)出現(xiàn)某些異常（可配置）時(shí)，解碼器的GPI/O報(bào)警信號(hào)會(huì)立即觸發(fā)變換設(shè)備切換至另一路輸入信號(hào)，從而全面提升轉(zhuǎn)播CCTV-1《新聞聯(lián)播》安全保障能力。

三、小結(jié)

綜上所述，“輸出分離”的高、標(biāo)清同播系統(tǒng)轉(zhuǎn)播CCTV-1信號(hào)的實(shí)現(xiàn)方案各有優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)各臺(tái)整體設(shè)備部署情況、投入成本等因素選擇確定。在實(shí)現(xiàn)時(shí)除了要考慮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔清晰、應(yīng)急處置靈活便捷外，其自動(dòng)控制策略和機(jī)制等問(wèn)題也需要根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案綜合考慮。

注釋：

①②《高標(biāo)清同播的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)對(duì)策略》，長(zhǎng)春教育網(wǎng)，http：//www.lyqqyxx.com/zhjy/23143.html，2020年2月8日。

③程宏、王麒、張德軍：《高標(biāo)清同播時(shí)期標(biāo)清節(jié)目品質(zhì)提升的技術(shù)探索與實(shí)踐》，《現(xiàn)代電視技術(shù)》2016年第7期。

④羅建光：《視頻切換開(kāi)關(guān)在電視播出系統(tǒng)中的應(yīng)用》，《中國(guó)傳媒科技》2017年第2期。

⑤周子學(xué)：《各類控制接口在播控當(dāng)中的應(yīng)用》，《才智》2011年第34期。