論高標清兼容非編網(wǎng)絡的設計及應用

張朝正

摘 要：隨著數(shù)字科技的不斷發(fā)展，電視臺的設備也不斷數(shù)字化，制作、播放以及存儲逐漸走向一體化，電視節(jié)目的高清化已經(jīng)成為了電視節(jié)目的必然發(fā)展趨勢，為了滿足這一要求，高清攝像設備也得到了快速的發(fā)展。但我國目前的非編制作系統(tǒng)卻跟不上高清設備發(fā)展的腳步，這也注定了高清節(jié)目必須要以標清信號為基礎。因此，對高標清兼容非編網(wǎng)絡的分析與研究就顯得非常有意義。

關鍵詞：高標清兼容 非編網(wǎng)絡 標清信號

中圖分類號：TN948 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（c）-0012-02

近年來高清技術逐漸被更多的電視臺采用，我國的電視臺節(jié)目制播系統(tǒng)正經(jīng)歷著由標清向高清過渡的階段，但高清節(jié)目的錄播從錄制到傳送，是一個漫長的改變過程，很多電視臺由于高清節(jié)目儲備量問題、播出系統(tǒng)高清化改造問題等，使得節(jié)目還是以標清格式來進行傳送。因此，為了長遠的發(fā)展，既能實現(xiàn)高清節(jié)目的編制，又不至于形成浪費，高標清兼容非編網(wǎng)絡系統(tǒng)被越來越多的應用，該系統(tǒng)主要由高清非編設備組成，但也能對標清節(jié)目進行采集和編輯。該文就是基于這樣的情況下，對高標清兼容非編網(wǎng)絡的設計和應用進行了研究和分析，具體如下。

1 高標清兼容非編網(wǎng)絡的設計

1.1 設計思路

根據(jù)我臺各自辦欄目的具體情況，非編網(wǎng)絡的設計規(guī)模定為30臺站點，30臺均為高清工作站，負責高清素材的采集，30臺非編都能進行高標清節(jié)目的混編和輸出。網(wǎng)絡架構上采用FC+以太網(wǎng)的雙網(wǎng)結(jié)構，交換機和核心服務器全部采用主備冗余設計，具備接收遠程FTP。文件和節(jié)目打包送OA網(wǎng)審片功能，與外網(wǎng)連接部分采用硬件防火墻和殺毒軟件兩道安全設施隔斷，所有非編站點都能在網(wǎng)絡斷開的情況下轉(zhuǎn)為單機非編設備使用，使之成為一個具備高性能、高可用性、高安全性、可擴展的非線性編輯網(wǎng)絡系統(tǒng)。

1.2 非編的選型

通過對眾多品牌非編產(chǎn)品的性能分析和對比，結(jié)合考慮我臺實際情況和使用習慣，非編站點采用了大洋的D3-Edit，它配備了大洋Redbridge數(shù)字視音頻接口板卡，擁有齊全的模擬及數(shù)字視音頻接口，內(nèi)置大洋softcodec，利用CPU的計算能力，可以實現(xiàn)多格式混合編輯和多層實時輸出；視頻特技的渲染在高速的CPU圖形渲染核心中完成，三維特技種類豐富且可以隨軟件升級得到擴充。系統(tǒng)還內(nèi)置大洋D3-CG專業(yè)圖文動畫制作軟件，并可選配專業(yè)音頻處理插件，是一個基于高性能視音頻編解碼器，CPU 真三維特技運算器，Redbridge板載DPS硬件加速器，Redbridge信道編解碼器四個核心的高性能全功能編輯系統(tǒng)。

1.3 存儲方案的確定

中心存儲采用UITBM6800控制器，擴展5個盤柜，每個盤柜16塊容量為400G的FC磁盤，總?cè)萘繛?2T，扣除熱備冗余和RAID損失部分，實際可用容量為28T，可存儲620h的100Mbps高清格式素材，完全可以滿足節(jié)目制作需要。帶寬設定方面，要求每臺非編至少能實時編輯4軌標清視頻或2軌高清視頻，我臺平時編輯使用的標清素材碼率為50Mbps，高清素材為100Mbps。以平均50Mbps碼率的標清素材為例，30臺非編同時實時編輯4 軌視頻需要的帶寬為30×50/8×4=750Mbps，該系統(tǒng)使用的UITBM6800盤陣控制器擁有8個4 Gbps的FC主機端口和8個4Gbps的FC磁盤端口，理論最大傳輸速率為1600 Mbps，系統(tǒng)建成后在非編站點上用Sanergy軟件實測總讀寫帶寬約為850 Mbps，因此帶寬完全可以滿足需求。

2 高標清兼容非編網(wǎng)絡各種功能實現(xiàn)

高標清兼容非編網(wǎng)中的硬件平臺采用DELL690專業(yè)圖形工作站，可在Windows 7下進行，除此之外，系統(tǒng)中還有配備高標清非編軟件、內(nèi)嵌式高清字幕軟件、動態(tài)圖文軟件等。

2.1 兼容及支持功能

高標清兼容非編網(wǎng)絡中所包含的每一個工作站都能進行各種格式、制式以及分辨率的兼容，還配備實時視頻編碼解碼器，可以對各種視頻和音頻格式進行支持，如M-JPEG、MPEG-1、AVC、AVC-intra、Flash 、WAV、WMA、MP3、MP4等，此外，還能夠圖片的格式、大小以及各種文件的格式等。

2.2 編輯功能

高清多種格式時間線能夠在高標清兼容非編網(wǎng)絡的同一個項目之下建立起來，高清包括1920×1080、1440×1080、1280×720等，標清有720×576等，同時還有對不同格式的素材進行實時混合編輯的能力，從而實現(xiàn)高清與標清素材的完美融合。此外，高標清兼容非編網(wǎng)絡能夠?qū)Ψ直媛?、寬高比等都可以自動進行合適的配置選擇，這樣就能夠在標清節(jié)目與高清節(jié)目進行切換的時候進行實時的上下變換，非常方便用戶的使用及下載。

2.3 上傳和下載功能

高標清兼容非編網(wǎng)絡能夠與IT接口進行良好的融合，提供非常強大的上傳和下載功能，能夠?qū)崿F(xiàn)P2DVCPR025/50、P2 DVCPRO HD、XDCAM、JPEG2000等多種類型、格式、效果的素材通過USB接口非常方便的上傳和下載。而XDCAM IMX、XDCA，M HD等的上傳和下載則通過以太網(wǎng)接口來實現(xiàn)。而USB2.0借接口能夠?qū)崿F(xiàn)P2 50M 格式素材的4倍速度上傳和2倍速度下載。

2.4 字幕與合成功能

高標清兼容非編網(wǎng)絡具備多層次、多格式的視頻混合編制、合成等功能，能夠進行二維、三維等特殊技術以及多層字幕的輸出、疊加等功能。能夠?qū)崟r做出10層以上二維DVE、50M碼流標情，5層以上三維 DVE，5層以上100M碼流高清與二DVE，3層以上三維DVE。

3 使用中容易出現(xiàn)的問題及策略

3.1 上下變換對構圖的影響

高標清兼容非編網(wǎng)絡的高清下變換以及標清上變換工作，都是以處理圖像（如裁剪、縮放等）來實現(xiàn)的，而在對圖像進行處理的過程中就可能會對原圖畫面造成損害，影響原始畫面的最后展示效果。為了避免這類問題的發(fā)生，在拍攝前期就應該對最終展現(xiàn)的效果進行構思，要對構圖進行調(diào)整，對于重要的畫面信息不要放在可能被裁剪處理的區(qū)域，盡可能保證畫面在上下變換后受到最小影響。

3.2 上下變換對于畫面質(zhì)量的影響

無論是高清還是標清，其上下變換都通過插值或抽值等對視頻進行重采樣，該過程會對畫質(zhì)造成一定的影響，且是不可逆的，如果畫面經(jīng)過多種不一樣的設備多次上下變換的話，一定會對畫面質(zhì)量造成嚴重的影響?？梢酝ㄟ^兩種方法盡量降低這種影響降：（1）制作時盡量節(jié)省環(huán)節(jié)，避免多次的高標清變換；（2）提高需要進行變換的標清素材的編碼質(zhì)量和碼率，盡量使用原始素材進行上下變換。

3.3 多次上下變換后畫面的匹配問題

高清節(jié)目引用標清素材制作是經(jīng)常用到的手段，這需要對其進行連續(xù)的上變換和下變換，如果變換方式選擇不當就會導致畫面損失、變形，甚至到來更嚴重的后果。針對這種情況，可采用AFD標識信息對視頻畫面進行智能的上下變換，再輔以人工調(diào)整手段，能夠最大限度的保持畫面的原始性，保證節(jié)目的質(zhì)量。

4 結(jié)語

高標清兼容非編網(wǎng)絡具有獨特的技術優(yōu)勢，能夠讓藍光、P2等設備，在高清和標清進行非常良好和完美的融合。很好的解決了電視臺由于資金等因素而造成的攝像設備落后的問題，高標清兼容非編網(wǎng)絡中的高清模式拍攝及制作功能，能夠讓價格比較低廉的攝像設備顯示出質(zhì)量較高的畫面。我國目前的很多電視臺都是將要播出的視頻、音頻等做成標清格式，然后再由播出系統(tǒng)進行播出，但高標清兼容非編網(wǎng)絡的應用，提升了我國的電視臺節(jié)目整體的層次。在未來，電視臺必然朝著高清化的方向發(fā)展，個人認為，隨著我國電視臺下一步播出系統(tǒng)的高清化，在這個過渡階段，高標清兼容非編網(wǎng)絡能夠很好的解決電視臺高清節(jié)目儲備量、播出系統(tǒng)高清化改造問題等，促進我國電視臺發(fā)展的進程，加快發(fā)展的腳步，提升電視節(jié)目播出的質(zhì)量。

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