青海電視臺(tái)新聞直播演播室系統(tǒng)集成方案

陳 蕙

（青海電視臺(tái)，青海 西寧 810001）

責(zé)任編輯:任健男

1 引言

2010年4月14日，青海玉樹(shù)發(fā)生了7.1級(jí)大地震，青海電視臺(tái)為了能及時(shí)地向全國(guó)人民報(bào)道抗震救災(zāi)的情況，在資金、技術(shù)、人力等都很有限的情況下，開(kāi)始了有史以來(lái)的第一次新聞直播報(bào)道。筆者總結(jié)了青海電視臺(tái)搭建錄播演播室工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出了具體技術(shù)方案。

2 設(shè)計(jì)原則

新聞直播演播室系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要依據(jù)國(guó)家廣電總局有關(guān)省級(jí)電視臺(tái)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，ITU-RBT.601，SMPTE259M數(shù)字演播室視頻標(biāo)準(zhǔn)及AES/EBU數(shù)字演播室伴音標(biāo)準(zhǔn)。

總體設(shè)計(jì)原則是技術(shù)先進(jìn)，功能齊全，配置靈活，單個(gè)設(shè)備易于操作，維護(hù)方便。

1）保證系統(tǒng)的技術(shù)先進(jìn)性、功能的完備性和系統(tǒng)的擴(kuò)展性

在新聞直播演播室系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上盡可能追求較高的整體性，考慮到完成節(jié)目直播、錄播的實(shí)際需要，對(duì)可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，同時(shí)保留升級(jí)和擴(kuò)展空間，在整體大框架構(gòu)成下，保留外來(lái)系統(tǒng)接口和系統(tǒng)擴(kuò)展設(shè)備接口。系統(tǒng)功能具備可擴(kuò)充性，為今后發(fā)展作出適當(dāng)預(yù)留。

2）運(yùn)行安全性及應(yīng)急方案

新聞直播演播室系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型要把穩(wěn)定性、可靠性和安全性放在首位。建立完善的冗余備份和安全防范體系，保障系統(tǒng)高可靠和端到端的安全，具有多重安全防護(hù)，應(yīng)急手段豐富。視音頻系統(tǒng)均采用主備通道加跳線工作方式，以供應(yīng)急使用。各重要分系統(tǒng)核心設(shè)備也都配備雙電源，確保轉(zhuǎn)播安全可靠。

3）系統(tǒng)設(shè)備操作直觀簡(jiǎn)易

做到一切面向應(yīng)用，由應(yīng)用的實(shí)際需求對(duì)系統(tǒng)規(guī)模進(jìn)行量化。在設(shè)備選型上將設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)和穩(wěn)定性作為第一考慮因素，在主要設(shè)備如切換臺(tái)、調(diào)音臺(tái)的選擇上，要求界面友好直觀、便于單人操作、穩(wěn)定性強(qiáng)、經(jīng)久耐用。系統(tǒng)其他設(shè)備均可實(shí)現(xiàn)面板操作及調(diào)整，便于使用。

4）系統(tǒng)信號(hào)調(diào)配靈活、系統(tǒng)維護(hù)管理方便

系統(tǒng)配備足夠的視音頻跳線盤，保證系統(tǒng)調(diào)配靈活，并兼顧系統(tǒng)設(shè)備的冗余。演播室設(shè)備安裝操作使用方便，導(dǎo)播間設(shè)備擺放、導(dǎo)線布局科學(xué)合理，要符合聲學(xué)、美學(xué)的要求。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)盡可能采用模塊化，構(gòu)成方面力求簡(jiǎn)單清晰，便于故障排查及設(shè)備維護(hù)。系統(tǒng)信號(hào)調(diào)度靈活、科學(xué)；系統(tǒng)總體布局合理、有效；系統(tǒng)連接直觀簡(jiǎn)單、便于維護(hù)。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

新聞直播演播室系統(tǒng)按功能分為視頻 （包括同步）、音頻、通話、TALLY等分系統(tǒng)。

3.1 視頻系統(tǒng)

3.1.1 系統(tǒng)總體特點(diǎn)

視頻系統(tǒng)以2臺(tái)松下AV-HS450MC數(shù)字切換臺(tái)為信號(hào)調(diào)度中心，對(duì)于兩者的充分合理利用，是這套系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。采用2臺(tái)數(shù)字切換臺(tái)并行/串行連接共用的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)更多概念，備切換臺(tái)作為應(yīng)急可完成所有的正常播出需求并能配合主臺(tái)完成信號(hào)調(diào)度分配的功能，主臺(tái)出現(xiàn)問(wèn)題，備臺(tái)可以進(jìn)行無(wú)縫切換。

2臺(tái)切換臺(tái)信號(hào)為主信號(hào)和備路信號(hào)，這2路信號(hào)進(jìn)入2×1開(kāi)關(guān)后作為最終節(jié)目信號(hào)輸出。切換臺(tái)的最終PGM信號(hào)和矩陣應(yīng)急信號(hào)作為2×1開(kāi)關(guān)的輸入源，2個(gè)2×1輸出的信號(hào)作為系統(tǒng)主備信號(hào)輸出。2路輸出信號(hào)加嵌后分別進(jìn)行分配和D/A轉(zhuǎn)換獲得足夠數(shù)量的標(biāo)清數(shù)字、模擬信號(hào)。

3.1.2 信號(hào)源部分

系統(tǒng)的信號(hào)源包括4路攝像機(jī)信號(hào)、2路播出服務(wù)器信號(hào)，2路錄放像機(jī)信號(hào)、2路外來(lái)信號(hào)（來(lái)自播出或其他演播室等）、4路字幕信號(hào)（在線包裝設(shè)備為主，字幕機(jī)為備），合計(jì)14路視頻信號(hào)，1路VGA轉(zhuǎn)換后的信號(hào)由于切換臺(tái)的路數(shù)限制不予接入。

SK-900攝像機(jī)信號(hào)從現(xiàn)場(chǎng)連接到導(dǎo)播室的CCU，各CCU輸出2路SDI信號(hào)分別到2個(gè)切換臺(tái)，2路復(fù)合信號(hào)分別送到導(dǎo)演區(qū)進(jìn)行節(jié)目監(jiān)看和技術(shù)區(qū)的LEADER L5222示波器進(jìn)行波形的監(jiān)測(cè)，技術(shù)工作人員通過(guò)遙控面板控制攝像機(jī)。

使用大洋磐石播出服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行冗余播出，可以排除非線性編輯工作站播出中容易出現(xiàn)的諸如視音頻不同步，播出不穩(wěn)定等現(xiàn)象。2臺(tái)磐石播出服務(wù)器用于輸出視頻信號(hào)；1臺(tái)回采設(shè)備用于錄制信號(hào)留作重播使用，并將播出信號(hào)送新聞制作網(wǎng)；2臺(tái)播控工作站控制播出服務(wù)器；2臺(tái)打包遷移服務(wù)器將非線性編輯中的素材送到播出服務(wù)器。

錄放像機(jī)既可以作為直播服務(wù)器的備份，又可以用于臨時(shí)節(jié)目的緊急編輯，還可以用來(lái)播放一些片花片尾等固定插播或其他錄制好的節(jié)目信號(hào)。每臺(tái)錄像機(jī)的2路SDI分別進(jìn)入2臺(tái)切換臺(tái)，復(fù)合信號(hào)送到導(dǎo)演區(qū)監(jiān)看。

在線包裝設(shè)備選擇新奧特公司的M6 SD II型作為主字幕機(jī)使用。主要用于節(jié)目中三維圖文創(chuàng)作、預(yù)覽、實(shí)時(shí)渲染及播出。選擇新奧特公司的A10字幕機(jī)作為備份。在線包裝而后字幕機(jī)的KV信號(hào)經(jīng)過(guò)雙通道視分后分別進(jìn)入切換臺(tái)、矩陣和鍵混器的2個(gè)輸入通道。從而實(shí)現(xiàn)了字幕的備份，保證信號(hào)不中斷。

對(duì)于系統(tǒng)外來(lái)信號(hào)的接入，采用了HARRIS公司X85高清數(shù)字視頻幀同步機(jī)，可以從數(shù)字、模擬不同形式的外來(lái)信號(hào)中靈活的選擇2路處理，為系統(tǒng)省去大量周邊板卡。該設(shè)備可以對(duì)模擬信號(hào)直接實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換并幀同步校正，標(biāo)清（SD）SDI信號(hào)進(jìn)行幀同步，同時(shí)支持音頻解嵌。經(jīng)過(guò)校正處理的數(shù)字信號(hào)，分別送往2個(gè)切換臺(tái)，模擬信號(hào)送到導(dǎo)演區(qū)監(jiān)看。

考慮到系統(tǒng)的擴(kuò)展，在需要直接調(diào)用更多的設(shè)備時(shí)，信號(hào)從跳線盤進(jìn)入切換臺(tái)。通過(guò)視頻隔離變壓器，可以讓外電信號(hào)先經(jīng)過(guò)該設(shè)備再進(jìn)入系統(tǒng)，避免電氣隱患。

3.1.3 信號(hào)調(diào)度與輸出

根據(jù)直播的需求，整個(gè)系統(tǒng)充分考慮安全因素，設(shè)計(jì)有主、備及倒換系統(tǒng)。每個(gè)2選1倒換系統(tǒng)可輸入2路不同來(lái)源的信號(hào)，輸出6路信號(hào)（其中具備4路標(biāo)清SDI視頻信號(hào)、2路CVBS視頻信號(hào)），具備音頻嵌入功能。應(yīng)急通道具備字幕、TALLY功能，在切換時(shí)不能發(fā)生跳幀抖動(dòng)等現(xiàn)象。

切換臺(tái)輸出的2路PGM信號(hào)與應(yīng)急矩陣輸出的2路鍵混后的PGM視頻信號(hào)，首先經(jīng)過(guò)2個(gè)2×1切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行選擇，實(shí)現(xiàn)雙備份的同時(shí)完成加嵌和D/A轉(zhuǎn)換，選擇得到的信號(hào)作為系統(tǒng)最終的ON AIR信號(hào)。從2選1出來(lái)的各種信號(hào)再分別進(jìn)入數(shù)字視分和模擬視分。這樣，共有三種類型的信號(hào)經(jīng)過(guò)外接口板送播出機(jī)房:帶嵌入音頻的主備SDI信號(hào)直接送播出的延時(shí)系統(tǒng)；帶嵌入音頻的主備SDI信號(hào)輸出到視音頻延時(shí)器，再分配后主備SDI信號(hào)送到播出機(jī)房；6路模擬信號(hào)送播出機(jī)房。另有送給攝像機(jī)基站的返送信號(hào)由主備分配輸出，主備兩路返送信號(hào)使攝像師在應(yīng)急情況下也可以看到返送信號(hào)。

系統(tǒng)中2臺(tái)錄像機(jī)記錄的信號(hào)也由主備分配輸出，實(shí)現(xiàn)最終節(jié)目記錄的備份。

系統(tǒng)的2路AUX信號(hào)由切換臺(tái)輸出，得到的數(shù)字信號(hào)可供2個(gè)不同的現(xiàn)場(chǎng)大屏幕信號(hào)使用，或直接連接到備份錄像機(jī)，用以記錄一些現(xiàn)場(chǎng)視頻素材，為后期編輯提供了更多選擇余地。

技術(shù)監(jiān)視器所監(jiān)看的信號(hào)和送到外接口板的信號(hào)也都取自切換臺(tái)輸出端，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)全信號(hào)的監(jiān)看和向外部輸出。

3.1.4 圖像監(jiān)視部分

圖像監(jiān)視系統(tǒng)是視頻系統(tǒng)中重要的組成部分，為保證錄制的可靠性和系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔實(shí)用性，根據(jù)不同信號(hào)監(jiān)看的不同特點(diǎn)，選用大屏多畫面分割和分立監(jiān)視器共用的方式。

畫面分割器為板卡式設(shè)計(jì)，支持HD/SD SDI輸入，將來(lái)根據(jù)需要可以升級(jí)到支持3G高清信號(hào)輸入，可適應(yīng)源名跟隨軟件，輸出信號(hào)為DVI信號(hào)，分割畫面大小數(shù)量任意可調(diào)，具備網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控接口，分割器分辨力為1920×1200。在監(jiān)視器上除顯示畫面外，還顯示出信號(hào)的源名；支持嵌入音頻的音柱顯示；畫面分割器是硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，啟動(dòng)時(shí)間小于15 s，且畫面分割顯示總體小于一場(chǎng)；單一演播室畫面分割器監(jiān)視路數(shù)為32路。

另外選用了10個(gè)獨(dú)立的15 in監(jiān)視器，這樣首先便于導(dǎo)演對(duì)信號(hào)源的監(jiān)看，其次實(shí)現(xiàn)了對(duì)監(jiān)看的備份，即使多畫面分割出現(xiàn)問(wèn)題，依然可以通過(guò)分立的監(jiān)視器完成節(jié)目的制作。

無(wú)論是分割還是獨(dú)立監(jiān)看，其監(jiān)看的信號(hào)除了直接來(lái)自信號(hào)源本身外，還有來(lái)自切換臺(tái)輸出的信號(hào)，可以根據(jù)需要將要看的信號(hào)調(diào)到合適位置的監(jiān)視器，使監(jiān)看更為靈活方便。

監(jiān)看系統(tǒng)對(duì)4路攝像機(jī)、2路錄像機(jī)、2路外來(lái)信號(hào)、4路字幕、2路直播服務(wù)器、PGM和PVW、多路輔助和應(yīng)急均有監(jiān)視，使導(dǎo)演能很好地把握全局。

在技術(shù)監(jiān)看方面選用了LEADER公司的5222波型監(jiān)視器監(jiān)看攝像機(jī)信號(hào)和JVC高分辨力技監(jiān)，所有視頻信號(hào)傳送關(guān)鍵點(diǎn)均接入跳線盤，以供緊急切換和技術(shù)人員檢測(cè)系統(tǒng)。

3.2 音頻系統(tǒng)

調(diào)音臺(tái)是音頻系統(tǒng)的核心和中樞，采用2臺(tái)YAMAHA DM1000數(shù)字調(diào)音臺(tái)為主備核心。現(xiàn)場(chǎng)各種揚(yáng)聲器、傳聲器都先進(jìn)入傳聲器分配放大器后得到2路音頻信號(hào)分別再進(jìn)入主備調(diào)音臺(tái)。

錄像機(jī)聲音信號(hào)直接進(jìn)入主備調(diào)音臺(tái)進(jìn)行混音。

通過(guò)外接口板接入系統(tǒng)的外來(lái)聲音信號(hào)，首先要經(jīng)過(guò)音頻隔離變壓器消除交流電帶來(lái)的噪聲影響，再進(jìn)入主備調(diào)音臺(tái)。

通話主站既有進(jìn)入調(diào)音臺(tái)的通道，也有從主調(diào)音臺(tái)輔助輸出返回通話站的聲音。這樣就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)導(dǎo)播演播現(xiàn)場(chǎng)聽(tīng)到導(dǎo)演或某個(gè)工作人員聲音和使主持人或嘉賓聽(tīng)到現(xiàn)場(chǎng)返聽(tīng)信號(hào)等功能。

與通話主站連接方式相似，電話?cǎi)詈掀鹘尤胝{(diào)音臺(tái)參與調(diào)度控制，可以將熱線電話的聲音功放到現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)主調(diào)音臺(tái)的1路編組輸出接回到耦合器，可以讓電話另一端的人聽(tīng)到現(xiàn)場(chǎng)聲音。

在調(diào)音臺(tái)主輸出方面，立體聲主輸出信號(hào)與備調(diào)音臺(tái)信號(hào)經(jīng)過(guò)2選1，然后送到音頻分配器，得到的信號(hào)其中兩組送到主備視頻2選1與視頻信號(hào)加嵌后完成錄制和播出傳輸，還有一些送到功放和返送音箱，使主持人和嘉賓等聽(tīng)到現(xiàn)場(chǎng)整體聲音效果。其余信號(hào)作為預(yù)留輸出到外接口板。

調(diào)音臺(tái)輸出先經(jīng)過(guò)均衡器進(jìn)行頻率均衡，再進(jìn)入壓限和抑制反饋，主要是限制過(guò)高的電平引起的尖刺聲音和現(xiàn)場(chǎng)反饋聲音的再記錄引起的某些頻點(diǎn)上的嘯叫；進(jìn)入效果器的聲音一般經(jīng)過(guò)混響潤(rùn)色聲音等特效處理后再接回調(diào)音臺(tái)待用。

所有信號(hào)傳送關(guān)鍵點(diǎn)均接入跳線盤，供緊急切換和技術(shù)人員檢測(cè)系統(tǒng)，使系統(tǒng)的調(diào)配更加靈活。

3.3 通話系統(tǒng)

采用Clear-Com Party-Line通話系統(tǒng)。導(dǎo)播區(qū)放置一個(gè)MS-704四通道通話主站，技術(shù)區(qū)放置一個(gè)RM-702分站，并配了四線IF4-B攝像機(jī)與通話系統(tǒng)的接口。

導(dǎo)演區(qū)MS-704的A通道的一個(gè)通道通可以過(guò)技術(shù)區(qū)RM-702分站后連接到各CCU，導(dǎo)播、技術(shù)區(qū)和攝像師就可以實(shí)現(xiàn)直接通話。B通道的一個(gè)通道可以接到無(wú)線基站，無(wú)線分站腰包由現(xiàn)場(chǎng)的工作人員攜帶，可實(shí)現(xiàn)雙向的通話。便于現(xiàn)場(chǎng)的工作人員在現(xiàn)場(chǎng)與導(dǎo)演和技術(shù)等通信聯(lián)絡(luò)。C通道可以被連接到了外接口板后接入無(wú)線發(fā)射基站，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)演、技術(shù)等對(duì)現(xiàn)場(chǎng)主持人的指揮。A，B，C，D通道的一個(gè)通道連接到外接口板作為預(yù)留，根據(jù)不同場(chǎng)合的需要進(jìn)行連接與外界通話。

3.4 同步系統(tǒng)

在視頻信號(hào)系統(tǒng)中，每一場(chǎng)、每一行的信號(hào)中都是有同步信號(hào)的，用來(lái)表示行場(chǎng)的開(kāi)始，模擬信號(hào)的同步頭一般為負(fù)電平，數(shù)字信號(hào)則是有專門的標(biāo)志字。系統(tǒng)中的所有視頻設(shè)備在得到了統(tǒng)一的同步信號(hào)后，就可以保證畫面的穩(wěn)定正確，尤其在切換的過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)跳幀等現(xiàn)象。

考慮到直播的安全性，整個(gè)同步系統(tǒng)設(shè)計(jì)為并行倒換方式，同步源采用2臺(tái)切換臺(tái)內(nèi)置產(chǎn)生的黑場(chǎng)信號(hào)提供的同步信號(hào)，系統(tǒng)通過(guò)模擬視分和采用環(huán)接的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中所有視頻設(shè)備的同步。系統(tǒng)可通過(guò)外接口板輸入輸出同步信號(hào)，可用于擴(kuò)展，使系統(tǒng)既可以實(shí)現(xiàn)臺(tái)主鎖相，亦可以實(shí)現(xiàn)臺(tái)從鎖相。

3.5 TALLY、時(shí)鐘系統(tǒng)

選用雙色TALLY指示器，來(lái)反映各機(jī)位及字幕、錄像機(jī)、攝像等操作點(diǎn)的工作狀態(tài)，用紅色和綠色分別表示正播和空閑兩種狀態(tài)，使得各操作人員明確了解直播調(diào)度進(jìn)程。

2個(gè)切換臺(tái)輸出的TALLY信號(hào)進(jìn)入到TALLY選擇控制器，在主切換臺(tái)不能正常工作的情況下，備臺(tái)仍可通過(guò)TALLY控制器進(jìn)行提示。

計(jì)時(shí)鐘系統(tǒng)是協(xié)調(diào)各播出環(huán)節(jié)協(xié)同工作的基礎(chǔ)，本系統(tǒng)的計(jì)時(shí)鐘采用GPS衛(wèi)星計(jì)時(shí)系統(tǒng)，包括導(dǎo)演區(qū)GPS時(shí)間顯示、演播室時(shí)間顯示等，顯示時(shí)鐘的尺寸根據(jù)演播室要求配置。

3.6 其他部分

系統(tǒng)集成是實(shí)現(xiàn)演播室系統(tǒng)的重要步驟，各種設(shè)備功能將依靠系統(tǒng)集成得以實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)集成以2個(gè)切換臺(tái)為信號(hào)調(diào)度核心和視頻制作核心，充分考慮信號(hào)調(diào)度靈活、方便、快捷，每個(gè)通路關(guān)鍵點(diǎn)均可有效檢測(cè)；通過(guò)系統(tǒng)集成來(lái)妥善解決系統(tǒng)與外來(lái)信號(hào)的延時(shí)問(wèn)題、聲畫同步問(wèn)題以及設(shè)備同步問(wèn)題；還要充分考慮系統(tǒng)阻抗匹配和接口匹配及直播的安全問(wèn)題。