電視臺升級高清播出系統(tǒng)的技術(shù)問題探討

龐宏杰

（大連廣播電視發(fā)射臺，遼寧 大連 116000）

0 引 言

電視作為傳統(tǒng)媒體的代表，新媒體的出現(xiàn)對其造成了巨大的沖擊。電視節(jié)目并非人們獲取信息資訊或娛樂的主要途徑，因此電視臺應(yīng)開辟、創(chuàng)新發(fā)展道路，以滿足時代發(fā)展要求。結(jié)合現(xiàn)狀分析，很多基層電視臺仍采用標(biāo)清播出系統(tǒng)，已難以滿足廣大受眾的需求，同時由于很多標(biāo)清攝錄設(shè)備已被淘汰，電視臺需要購買高清攝像設(shè)備，導(dǎo)致高清與標(biāo)清設(shè)備混用現(xiàn)象嚴(yán)重，對觀眾的收看體驗造成不利影響，因此，推動電視臺播出系統(tǒng)的升級具有重要意義。

1 電視臺高清播出系統(tǒng)概述

1.1 播出格式

完成播出系統(tǒng)的升級后，高清播出系統(tǒng)與標(biāo)清系統(tǒng)的操作流程并無明顯差異，但是播出內(nèi)容傳輸格式發(fā)生明顯的變化，由原來的IPB格式轉(zhuǎn)化為MXF格式，也就是素材交換格式。該格式文件包含諸多信息內(nèi)容，如音頻節(jié)目信息、數(shù)據(jù)信息以及高標(biāo)準(zhǔn)上下轉(zhuǎn)換方式采用的AFD描述信息等。之后由播出服務(wù)器進(jìn)行識別，確定播出素材的方法，合理設(shè)置圖像比例。

雖然標(biāo)清系統(tǒng)的播出格式為IPB格式，但是該格式同樣支持高清格式的播出，在信號質(zhì)量、傳輸效能等方面與MXF格式并無較大差異。但是因為高標(biāo)清上下轉(zhuǎn)換的AFD信息無法有效嵌入IPB文件的幀數(shù)中，因此MXF格式是目前高清播出系統(tǒng)的優(yōu)先選擇文件格式[1]。將其嵌入AFD信息中，能夠?qū)崿F(xiàn)高標(biāo)清的有效播出，且相關(guān)設(shè)備能夠結(jié)合AFD值提供相應(yīng)信息，按照需要實現(xiàn)對信號的高標(biāo)清轉(zhuǎn)換，應(yīng)用手段更為靈活。現(xiàn)如今，MXF格式已得到國內(nèi)省級及地市級電視臺的廣泛應(yīng)用。

1.2 組成部分

電視臺高清播出系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)構(gòu)成，如傳輸系統(tǒng)、播出控制系統(tǒng)、視頻服務(wù)器以及硬盤播出系統(tǒng)等。多數(shù)情況下，視頻服務(wù)器主要由多個模塊及編碼通道構(gòu)成。與過往采用的視頻文件、傳輸形式有所不同，視頻服務(wù)器能夠有效打包相關(guān)素材信息，提高信息傳輸效率，滿足高清電視節(jié)目播出的要求。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器是高清播出系統(tǒng)的重要組成部分，存儲了全部播出素材，其穩(wěn)定性直接影響整個系統(tǒng)的運行質(zhì)量。過往所采用的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器由于存儲空間不足，因此安全性和穩(wěn)定性較差，極易導(dǎo)致文件信息遺失等情況，對電視臺相關(guān)工作開展造成不利影響[2]。為了提高自身的競爭實力，電視臺不但要加強(qiáng)對節(jié)目制作的重視，更需要積極拓展和延伸業(yè)務(wù)范圍，如電視游戲、購物等，因此對信息安全性提出了更高的要求。目前，新型數(shù)據(jù)庫服務(wù)器得到了廣泛應(yīng)用，其具有存儲空間大的優(yōu)勢，安全性更高，能夠?qū)崿F(xiàn)對信息認(rèn)證、權(quán)限等多方面的管理。通常情況下，電視臺應(yīng)采用主數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和備用服務(wù)器，確保在主機(jī)發(fā)生故障問題后，備用數(shù)據(jù)庫能夠及時投入使用，避免對相關(guān)工作造成影響。

存儲系統(tǒng)也是高清播出系統(tǒng)的主要組成部分。高清節(jié)目數(shù)量的不斷增加，必然導(dǎo)致服務(wù)器存儲空間不足，采用二級存儲系統(tǒng)可以解決空間不足的問題。即將播出、重播及次日待播的節(jié)目，都能夠存儲在二級存儲系統(tǒng)中。節(jié)目播出前，由存儲系統(tǒng)遷移至視頻服務(wù)器。針對上載節(jié)目信息，可以及時遷移至二級存儲系統(tǒng)，服務(wù)器軟件根據(jù)節(jié)目單，執(zhí)行預(yù)先制定的遷移方案，將當(dāng)日播出節(jié)目信息傳輸至本地服務(wù)器，確保服務(wù)器播出的安全性[3]。即使二級存儲系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題，也不會對視頻服務(wù)器的運行造成影響，能夠保證節(jié)目的安全、穩(wěn)定播出。

播出控制系統(tǒng)能夠在節(jié)目播出當(dāng)日調(diào)用完成編制的播出單，實現(xiàn)對各類播出設(shè)備如主備切換器、視頻服務(wù)器、字幕機(jī)等的有效控制，確保按照節(jié)目單的順序準(zhǔn)確運轉(zhuǎn)。如果節(jié)目存在變動情況，經(jīng)過嚴(yán)格審核后才能夠在機(jī)房修改或調(diào)用節(jié)目。如果某一播控系統(tǒng)發(fā)生故障問題，由于播出控制與服務(wù)器相分離，因此并不會影響到節(jié)目的安全、穩(wěn)定播出，只需要工作人員及時修復(fù)并重啟播控系統(tǒng)便可，之后使用備用系統(tǒng)繼續(xù)控制服務(wù)器，工作人員則需要及時維修主系統(tǒng)。

管理軟件也是保證高清播出系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要基礎(chǔ)。管理軟件的功能完備，包括日志管理、基本配置、終端管理等多項功能，是保證系統(tǒng)正常運行的重要支持，能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的收集、整理和分析。用戶通過管理軟件能夠及時獲取節(jié)目播出單、節(jié)目信息、操作記錄等相關(guān)信息，同時能夠統(tǒng)計某一節(jié)目的播出時間和次數(shù)等信息。

2 電視臺升級高清播出系統(tǒng)的優(yōu)勢和不足

結(jié)合現(xiàn)狀分析，盡管絕大多數(shù)電視臺積極開展播出系統(tǒng)的升級工作，但是很多電視臺只進(jìn)行一個頻道的升級，其他頻道仍采用標(biāo)清播出系統(tǒng)，因此在節(jié)目播出時，應(yīng)關(guān)注高清節(jié)目與標(biāo)清節(jié)目的不同播出比例。對于高清播出系統(tǒng)，在節(jié)目播出的過程中，應(yīng)將高清和標(biāo)清節(jié)目信息分別傳輸至播出系統(tǒng)，進(jìn)而滿足不同頻道的播出要求。如果全部頻道均已升級為高清播出系統(tǒng)，工作人員只需要關(guān)注高清比例便可，也可通過下變換對同步標(biāo)清頻道進(jìn)行調(diào)整，只需要傳輸MXF格式的高清播出文件即可。為了進(jìn)一步降低管理成本、人力成本，在資金充足的情況下，全部頻道均升級為高清播出系統(tǒng)的優(yōu)勢更為明顯，另外也需要結(jié)合頻道類型、情況等合理升級。例如，針對非自辦頻道，廣告節(jié)目的播出多采用標(biāo)清播出系統(tǒng)；針對自辦頻道的廣告節(jié)目，升級為高清播出系統(tǒng)十分必要[4]。如果將全部系統(tǒng)均升級為高清播出系統(tǒng)，則需要進(jìn)一步完善配套設(shè)施、設(shè)備，如高清字幕機(jī)、高清音頻處理器及畫面分割機(jī)等，這樣才能滿足高清播出的要求。針對有線電視的自辦高清頻道而言，傳輸過程中應(yīng)配備高清編碼器，由于國外設(shè)備價格高昂，為了降低成本，可采用國產(chǎn)設(shè)備。

3 電視臺升級高清播出系統(tǒng)的技術(shù)問題

3.1 存儲方面存在的問題

升級為高清播出系統(tǒng)后，自辦或外購節(jié)目內(nèi)容均需要具備高清格式，這樣才能夠滿足節(jié)目播出存儲容量的技術(shù)要求。例如，某一高清非編系統(tǒng)的存儲數(shù)量約100 TB，實際可用空間約70 TB，而兩個自辦標(biāo)清非編工作占用近半的空間。高清素材的容量約為標(biāo)清素材的4倍，結(jié)合節(jié)目播出情況，為滿足全部節(jié)目制作的需求，約需要100 TB的空間容量。因此，高清播出系統(tǒng)的升級，還需要加強(qiáng)對存儲問題的關(guān)注，應(yīng)結(jié)合實際增加存儲容量，具體可采用存儲陣列擴(kuò)展箱。

3.2 畫幅比例存在的相關(guān)問題

3.2.1 變換方式

在變換方式方面，針對非自辦頻道，如果采用標(biāo)清素材的播出比例為4∶3，將其拉寬至16∶9，必然會導(dǎo)致畫面變形，因此兩邊應(yīng)采用黑邊遮幅，以確保畫面呈現(xiàn)效果，而在高清播出過程中左右兩邊會出現(xiàn)黑邊，而標(biāo)清播出時左右兩邊并無黑邊，還原至以前的畫面。如果高清素材的播出比例為16∶9，高清播出呈現(xiàn)效果良好，而同步播出標(biāo)清的過程中，在實時下變換的作用下，極易產(chǎn)生人為擠壓的4∶3畫面，對觀眾的觀看體驗造成不利影響。因此，工作人員應(yīng)在制作端設(shè)置相應(yīng)的AFD信息，在下變換的作用下輸出標(biāo)清信號。結(jié)合應(yīng)用實踐和經(jīng)驗，新聞類節(jié)目的播出比例以左右切邊方式為主，4∶3框內(nèi)包括拍攝素材及節(jié)目制作時的有效信息；對綜藝類節(jié)目而言，播出比例以上下加黑邊為主，也就是在原有16∶9比例增加上下兩個黑邊，模擬還原4∶3比例[5]。如果需要上載標(biāo)清電視節(jié)目或者完成制作的4∶3畫面成品，仍通過兩邊黑邊遮幅的方法保證畫面呈現(xiàn)效果，將其播出于高清頻道，必然導(dǎo)致觀眾收看時存在不滿屏的問題。為了解決這一問題，需要非編時具備4∶3畫面擴(kuò)張至16∶9畫面的功能，進(jìn)而有效滿足觀眾的收看需求，強(qiáng)化其視覺體驗。

3.2.2 變換方法的選擇

新形勢下，4∶3比例的電視機(jī)必然會被時代淘汰，因此很多地區(qū)電視臺結(jié)合自身實際，通過壓縮、拉伸等手段實現(xiàn)畫面比例的上下變換。相較于傳統(tǒng)變換方法，該方法更具優(yōu)勢，不管采用高清信號或標(biāo)清信號，最終在用戶端16∶9電視設(shè)備呈現(xiàn)的畫面均具有理想的效果，也是電視機(jī)自動還原為電視臺制作的實際效果。但是部分采用標(biāo)清4∶3電視機(jī)的用戶難以實現(xiàn)這一效果。因此，該方法主要用于標(biāo)清4∶3電視機(jī)應(yīng)用頻率較低的地區(qū)。針對標(biāo)清4∶3電視機(jī)應(yīng)用頻率較高的地區(qū)，尤其是農(nóng)村地區(qū)，應(yīng)以16∶9畫面比例的高清節(jié)目為主，進(jìn)而有效解決相關(guān)問題。歷年來，一些優(yōu)質(zhì)展播節(jié)目多數(shù)以4∶3標(biāo)清形式保存，因此可采用兩邊加邊的方法，進(jìn)而有效提高畫面呈現(xiàn)效果，解決采用高清電視收看原標(biāo)清節(jié)目存在的問題。

通過上述分析可知，播出服務(wù)器與下變換器是實現(xiàn)畫面比例變換的關(guān)鍵。播出服務(wù)器的功能主要是根據(jù)播出程序指令收集并整理相關(guān)文件，實時輸出節(jié)目信號；對于調(diào)度、播出及相關(guān)設(shè)備，確保其支持AFD格式的識別與傳輸。高清與標(biāo)清同步播出的重點在于變換器，變換器對變換后的標(biāo)清信號質(zhì)量有直接影響。因此，做好設(shè)備選型工作十分必要。不應(yīng)重點考慮成本因素，在資金充足的條件下，應(yīng)選購質(zhì)量性能最佳的變換器。

4 電視高清播出系統(tǒng)升級改造的主要策略

4.1 制定相應(yīng)的流程圖表

首先，應(yīng)結(jié)合節(jié)目播出和儲備方案明確節(jié)目的播出格式，是采用高清播出方式還是高標(biāo)清結(jié)合方式，標(biāo)清版播出圖像采用滿屏還是信箱方式，字幕覆蓋位置在圖像上還是信箱底端。結(jié)合播出格式，明確在哪一個流程需要變換以及需要增加字幕的流程。針對聲音制作而言，需要結(jié)合節(jié)目類型明確制作方法，如采錄、后期處理等。針對標(biāo)清錄像帶中的聲音，后期處理需要明確需要加入高清版的環(huán)節(jié)。另外，還需要確定直播節(jié)目插播帶是否有其他特殊要求等[6]。

同時，應(yīng)明確下述相關(guān)原則：針對高清攝像機(jī)的取景，應(yīng)滿足標(biāo)清4∶3畫面需求，下變換以標(biāo)清滿屏格式為主；高清編輯增加字幕應(yīng)滿足標(biāo)清4∶3畫面需求；采用標(biāo)清插播帶，需要及時更換標(biāo)清播出版的插播畫面；制作高級聲音時，立體聲主要由聲道1記錄，節(jié)目聲主要由聲道3，4記錄。電視臺工作人員應(yīng)充分了解節(jié)目制作、播出流程，明確相關(guān)工作原則，為節(jié)目的順利播出提供保障。

4.2 安全監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)

明確安全監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)要求，是高清系統(tǒng)規(guī)范化建設(shè)的主要內(nèi)容。部分電視臺受到資金因素的限制，所配備的監(jiān)測系統(tǒng)并不完善，播出事故發(fā)生頻率較高。通過高清播出系統(tǒng)的升級，配備完善、可靠的安全監(jiān)測系統(tǒng)，能夠在監(jiān)視屏幕上直觀、全面地呈現(xiàn)播出鏈路關(guān)鍵節(jié)點信號畫面以及相關(guān)技術(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)信息。如果發(fā)生聲音異常、馬賽克等故障問題，監(jiān)測系統(tǒng)可以及時告知值班工作人員，幫助其在短時間內(nèi)了解目前高清播出系統(tǒng)的運行情況，有助于提高分析問題、處理問題的效率，避免故障范圍擴(kuò)大。

4.3 實現(xiàn)高清播出系統(tǒng)與融媒體平臺、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的節(jié)目素材交換

高清播出系統(tǒng)與電視臺內(nèi)融媒體平臺、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的底層流程接口具有無縫銜接的特點，能夠結(jié)合不同平臺的格式要求，在節(jié)目生成、發(fā)布過程中，自動傳輸至電視播出庫、客戶端等平臺，并不需要手動合成、導(dǎo)入導(dǎo)出等操作。

4.4 二級存儲系統(tǒng)的應(yīng)用

高清播出系統(tǒng)配備可靠的二級存儲系統(tǒng)，能夠解決存儲空間不足的問題。上載服務(wù)器的節(jié)目完成上載后，及時傳輸至二級存儲系統(tǒng)，存儲于系統(tǒng)中。節(jié)目播出時，能夠及時從二級存儲系統(tǒng)傳輸至視頻服務(wù)器。

5 結(jié) 語

電視臺升級高清播出系統(tǒng)，有助于提高其綜合效益和播出效果。但是目前系統(tǒng)的升級工作受到資金、技術(shù)等因素的限制，仍存在一些技術(shù)層面的問題。工作人員應(yīng)充分結(jié)合實際，了解相關(guān)問題，采取有效的解決對策，不斷提高系統(tǒng)的運行水平。