基于高標清同播時代的高清播出系統(tǒng)探析

莫占林

摘 要 現(xiàn)代經(jīng)濟社會發(fā)展帶動信息技術(shù)水平提升，人們在豐厚物質(zhì)條件大背景下越來越重視電視音頻播放清晰度和技術(shù)，高清電視更是成為當前各家各戶不可缺少的電器，由此一來就將高清播出系統(tǒng)推到社會公眾眼前。很多電視臺為了能更好地使原有標清電視播出系統(tǒng)和新型高清播出系統(tǒng)兼容就采取相應的高標清同播技術(shù)，取得較好的成效。對此，文章則基于高標清同播系統(tǒng)差異之處從系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、視頻服務系統(tǒng)以及自動播控系統(tǒng)等分析高清播出系統(tǒng)，望給予高清電視系統(tǒng)工作人員提供參考。

關(guān)鍵詞 高清電視；標清電視；同播時代；高清播出系統(tǒng)

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 2096-0360（2017）22-0021-03

近年來，隨著經(jīng)濟水平的提升和信息技術(shù)快速發(fā)展，人們物質(zhì)生活相對于以往也有了較大程度改變。其中最顯著的變化莫過于高清電視時代的來臨，特別在2009年多個衛(wèi)視頻道正式同步播出高標清節(jié)目，標志著中國電視步入全新的發(fā)展階段。高清電視可以為用戶提供高質(zhì)量音視頻享受和精彩的視覺體驗，使觀眾足不出戶就能欣賞到媲美影院質(zhì)量的電視節(jié)目。而對于廣電產(chǎn)業(yè)而言，高標清同播啟動進一步促進國內(nèi)機頂盒和電視機行業(yè)發(fā)展，對正在不斷推進的三網(wǎng)融合和有線電視數(shù)字產(chǎn)業(yè)有著重要的現(xiàn)實意義。

1 高標清概述

高標清同播即某一電視頻道同時具備標清和高清兩種不同類型視頻輸出方式，電視頻道在運用高標清同播技術(shù)的同時可以讓用戶結(jié)合自身實際情況和具體需求選擇電視節(jié)目播出清晰度，從而滿足不同觀眾對電視節(jié)目清晰度需求?？梢哉f高標清同播技術(shù)在當前經(jīng)濟發(fā)展環(huán)境下已成為很多電視臺廣泛應用的視頻播出方式，其研究成果和研究深度也隨著相關(guān)部門對其的大力支持下得到初步發(fā)展。

2 高標清播出系統(tǒng)差異

2.1 相同點

高清播出系統(tǒng)和標清播出系統(tǒng)也存在相應的相同點，如軟件控制及工作方式、人員管理、工作時間、工作流程、安全設(shè)計考慮、播出系統(tǒng)安全保障、應急方式等。其中高清播出系統(tǒng)完全可以延續(xù)標清播出系統(tǒng)工作時間分配和工作方式，更無需改變?nèi)藛T管理。如果高清播出系統(tǒng)運用相同的控制協(xié)議硬件設(shè)備就無需對管理人員開展培訓。設(shè)計過程中可以延續(xù)標清播出系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)勢，同時運用多重安全備份設(shè)計方式，每個電視臺對數(shù)字化和自動化播出系統(tǒng)應急以及安全保證都逐漸形成一套相對完善的方式，和各臺內(nèi)部架構(gòu)都是十分契合，高清播出系統(tǒng)只需要關(guān)注部分敏感點即可，無需對原有方式進行更改。

2.2 不同點

2.2.1 硬件設(shè)備

高清播出系統(tǒng)和標清播出系統(tǒng)受技術(shù)因素限制，其不同點主要集中在硬件方面，在此過程中則涉及和播出系統(tǒng)相關(guān)的各個IT設(shè)備、傳統(tǒng)硬件。IT設(shè)備則涵蓋傳輸設(shè)備、存儲、服務器，近年來，隨著經(jīng)濟水平的提升，IT技術(shù)相對于以往也有了較快的發(fā)展速度，和標清播出系統(tǒng)相比，高清更需要大的傳輸寬帶、存儲量以及系統(tǒng)負載，所以需要在廣電應用中引入IT硬件設(shè)備，由此滿足系統(tǒng)需求。而傳統(tǒng)設(shè)備則涵蓋信號傳輸切換臺、矩陣、周邊設(shè)備、切換開關(guān)等以及核心視頻服務器。例如很多電視臺都開始應用Omneon-Spectrum、Sea Change、Leitch、Omneon-Media等視頻服務器且在國內(nèi)外均有良好的高清電視播出案例，此類服務器具備高清和標清均有的能力。其中Omneon-Spectrum和Sea Change設(shè)計以大型模塊化為主，屬于管理模塊、存儲模塊、編解碼模塊分離的架構(gòu)，具備良好的擴容、靈活配置、存儲量大、故障擴展面小以及帶寬高等顯著優(yōu)勢，十分適用于多頻道電視臺。而Leitch、Omneon-Media則屬于結(jié)構(gòu)簡單的一體化服務器，廣泛應用于頻道較少的電視臺。對于進口視頻服務器而言，其設(shè)計往往會參考播出系統(tǒng)實際使用情況，且根據(jù)具體應用設(shè)計外部訪問寬帶、編解碼能力、存儲容量和穩(wěn)定性等，可以有效保證整個高清播出系統(tǒng)性能。

2.2.2 網(wǎng)絡傳輸寬帶

標清播出系統(tǒng)設(shè)計中添加的千兆網(wǎng)絡可以充分滿足視頻服務器和二級緩存之間的網(wǎng)絡傳輸帶寬，甚至在多種情況下可以承擔從其他系統(tǒng)向標清播出系統(tǒng)傳輸而來的素材文件所需帶寬。一般千兆網(wǎng)絡為30 Mbit/s使用帶寬，但對于50 Mbit/s的視頻文件而言則需要占用近6.25 Mbit/s傳輸帶寬，千兆網(wǎng)絡在大量訪問和多頻道情況下明顯存在不足。因而在設(shè)計高清播出系統(tǒng)時需充分考慮各個頻道播出時間以及播出系統(tǒng)遷移量等對網(wǎng)絡帶寬進行設(shè)計，若千兆網(wǎng)絡無法承擔，那么則需根據(jù)網(wǎng)絡架構(gòu)和實際情況運用光纖傳輸。

3 基于高標清同播時代的高清播出系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

備份服務器主視頻播放服務器是高清播放系統(tǒng)的核心組成，針對這兩個構(gòu)件有效管理則主要數(shù)據(jù)庫技和千兆以太網(wǎng)傳輸控制。一般該系統(tǒng)由遷移服務器、上載服務器、監(jiān)控工作站、主備播控工作站、第三備控工作站、廣告編單、網(wǎng)管工作站、上載工作站等組成。高清播出控制系統(tǒng)運用多工作站并行方式對其實現(xiàn)整體控制，可以同時開展電視節(jié)目編制播出和用戶管理等工作。采集播出素材時運用上載視頻服務器，通過千兆以太網(wǎng)和FTP行形式將通過審核的電視節(jié)目素材同步到高清播出控制系統(tǒng)下列的備份服務器和主視頻播出服務器等相關(guān)區(qū)域，避免因人為操作而導致素材丟失，在此過程中保證備份服務器和主視頻播出服務器可以同步播放視頻內(nèi)容，進一步提高播出系統(tǒng)安全。一般播控系統(tǒng)會配置主服務器和備份服務器兩個組件，必要時還會增加為SUN系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫服務器。其中主服務器和備份服務器具備自動切換播放內(nèi)容功能，最重要是能實現(xiàn)雙機并行工作。第三備份數(shù)據(jù)庫服務器則主要負責每日定期對播出內(nèi)容素材進行備份，同時對SUN服務器中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行備份，如果主服務器和備份服務器在運行中出現(xiàn)故障則可以讓第三服務器對其接管，有效避免視頻播出事故，保證高清播控系統(tǒng)安全正常運行。除此之外，主備播控工作站借助切換臺、視頻服務器、臺標機、RS422控制錄像機、鍵混等設(shè)備以及VDCP控制協(xié)議，第三播放控制工作站在某種程度可以作為電視節(jié)目單修改編輯工具，因為該工作站和其他系統(tǒng)一樣具備雙機并行工作特點，借助心跳線檢測運行狀態(tài)，不僅能及時且妥善處理各種類型鼓掌，還能保證高清播出系統(tǒng)正常運行。

3.2 視頻服務系統(tǒng)

高清播出系統(tǒng)視頻服務器也采用主備結(jié)合模式，即視頻數(shù)據(jù)存儲與視頻編碼器分離、播出服務器和上載服務器分離方式。新建高清播出系統(tǒng)和標清播出系統(tǒng)的重要服務器則由Sea Change公司提供的視頻服務器，即對原有系統(tǒng)進行更新升級，從而達到節(jié)約成本目的。原有標清播出系統(tǒng)服務器是BMC1254更新升級到MCL6000系列媒體客戶端，同時運用高標清共用的硬件平臺以及根據(jù)實際播出要求配置通道類型和數(shù)量。原播出系統(tǒng)中心存儲功能由ML-1G替換以往的BML-24004e并更新升級至BML-24000ex，將其應用于全新高清播出系統(tǒng)。其中ML1G為Sea Change公司特別為大容量中心存儲需求所制定，而且MCL媒體客戶端可以連接ML-1G讀寫數(shù)據(jù)，從而將中心存儲實現(xiàn)第三備份播出功能。經(jīng)改造后的高清播出系統(tǒng)可以實現(xiàn)頻道播出部分添加高清和標清并播解碼器，涵蓋一路高清解碼和高清編碼可直接用于錄制電視節(jié)目和審查外來信號，根據(jù)電視臺總編室實際需求將每日播出素材直接存入ML-1G歸檔，可用于后續(xù)重播。同時經(jīng)改造后的高清播出系統(tǒng)可以兼容大量文件資源，無需如以往標清播出系統(tǒng)配置編碼，降低系統(tǒng)改造負載以及對現(xiàn)有資源進行充分利用。

3.3 音視頻系統(tǒng)

高清播出系統(tǒng)由主鏈路和備份鏈路組成，在此過程中形成的不同線路信號源則會在分配后進入主備16×16高清數(shù)字視頻矩陣模當中，其中主備播出切換臺則由播出軟件主導控制，主備雙機依舊不受影響可以并行工作，同時借助心跳線檢測運行狀態(tài)。高清播出系統(tǒng)運用8聲道將音頻嵌入其中，支持高清通道工作的播出系統(tǒng)不會小于16個信號源播出，同時為了保證運行安全性可在其中疊加1路臺標和2路字幕。系統(tǒng)在控制電視節(jié)目播出響度時也主要運用響度控制器，對AFD信息嵌入則十分支持。除此之外高清播出系統(tǒng)還會配置2臺以上應急錄像機，如果硬盤服務器在節(jié)目播出過程中出現(xiàn)鼓掌，此時2臺錄像機就可投入工作，這兩臺錄像機還可充當上載錄像機，而工作人員則可以按動倒倒配器按鈕對錄像機進行清晰且直觀地操作切換。

3.4 自動播控系統(tǒng)

自動播放控制系統(tǒng)和高清播放系統(tǒng)的播出質(zhì)量、先進性、穩(wěn)定性有著緊密聯(lián)系，同時該系統(tǒng)軟件也直接關(guān)系實際播出效果。例如某地方電視臺高清頻道則花資購買由上載、編單、播出三大部分組成的中科大洋高清播出控制軟件，展現(xiàn)較好地播出質(zhì)量。首先上載模塊；通過控制錄像機播放和視頻服務器錄制完成電視節(jié)目素材生成，之后將成功采集的節(jié)目素材數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫并對其入出點進行修改編輯，重新上載不合格素材。同時在軟件內(nèi)部嵌入素材管理器有利于高效管理節(jié)目素材。其次編單模塊；該模塊主要負責對廣告單進行導入，同時還負責修改編排播出系統(tǒng)節(jié)目，通過審核后直接提交至電視臺。為了節(jié)省時間，可以先借助系統(tǒng)上載編單，而對于部分沒有上載素材的電視節(jié)目單則可以將其作為上載任務，同樣保存在播出系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫下列的上載任務數(shù)據(jù)表當中，可以根據(jù)實際需求對上載軟件進行隨時調(diào)用，由計算機智能管理電視節(jié)目播出節(jié)目單建立和刪除，各個電視頻道互不干擾。第三播出模塊；該模塊主要對編排節(jié)目單進行加載后形成正式播出單并根據(jù)實際需求修改編排正播單，最后和數(shù)據(jù)庫服務器進行實時溝通，目的在于將已更新節(jié)目單提交至視頻服務器且經(jīng)以太網(wǎng)同步到播出服務器當中，從而實現(xiàn)電視節(jié)目定時和循序播出。

4 結(jié)束語

總之，信息技術(shù)全面蓬勃發(fā)展的今天，高清播出系統(tǒng)也呈現(xiàn)迅猛發(fā)展的趨勢，如何有效保證系統(tǒng)播出過程中電視畫面安全性和穩(wěn)定性無疑是高清系統(tǒng)重要設(shè)計理念。高清播出系統(tǒng)作為當今社會廣泛應用的電視節(jié)目播出類型，其存在可以為觀眾帶來高質(zhì)量的視聽盛宴，因而需要系統(tǒng)設(shè)計人員緊跟時代發(fā)展趨勢并結(jié)合高清播出系統(tǒng)實際情況從不同角度優(yōu)化，從而促使高清播出系統(tǒng)發(fā)揮其最大優(yōu)勢，更好地服用于電視觀眾，也進一步推進高清播出系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)快速穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻

[1]齊昭鋒，鄭陽.基于高標清同播時代的高清播出系統(tǒng)探析[J].西部廣播電視，2015（15）：196.

[2]劉恒志，張湘衛(wèi).高標清同播時代的高清播出系統(tǒng)分析[J].中國有線電視，2016（12）：1414-1416.

[3]李俊.高標清同播時代下的高清播出系統(tǒng)分析[J].新媒體研究，2017，3（13）：38-39.

[4]韓廣力.高標清同播技術(shù)在播出系統(tǒng)中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2016（30）：103.

[5]劉香鳳.高標清同播環(huán)境下的播出系統(tǒng)技術(shù)方案探析[J].數(shù)字通信世界，2015（4）：6-9.

[6]彭成，汪泳霞，沈姬.東方衛(wèi)視高清播出系統(tǒng)與高標清同播方案介紹[J].現(xiàn)代電視技術(shù)，2010（3）：38-41.

[7]王文，王慶，袁野.徐州電視臺高清播出系統(tǒng)設(shè)計與研究[J].視聽界：廣播電視技術(shù)，2015（5）.

[8]周賓.四川廣播電視臺播出系統(tǒng)高標清同播改造設(shè)計與實現(xiàn)[J].西部廣播電視，2015（16）：244-246.