電視硬盤自動播出系統(tǒng)的實現(xiàn)

李梅

摘 要：隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，硬盤播出系統(tǒng)已經(jīng)得到各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，相對于傳統(tǒng)的播放系統(tǒng)而言，硬盤播出系統(tǒng)在技術(shù)革新方面出現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，本文重點硬盤播出系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵技術(shù)等方面來深入對硬盤播出系統(tǒng)的應(yīng)用研究。

關(guān)鍵詞：播出系統(tǒng)；視頻服務(wù)器

全硬盤播出系統(tǒng)，實現(xiàn)了無帶化播出。就是用基于硬盤的視音頻服務(wù)器來取代傳統(tǒng)的錄像機，用MPEG-2等格式的數(shù)字視音頻文件取代錄像帶，以實現(xiàn)安全、準(zhǔn)確、高效的硬盤播出功能。目前武漢廣播電視總臺7+1個數(shù)字頻道全部采用數(shù)字電視硬盤系統(tǒng)播出全天24小時的電視節(jié)目。

1 總控信號及控制系統(tǒng)

總控系統(tǒng)由一臺Concerto 128X128全數(shù)字視頻矩陣和若干接口設(shè)備和信號處理設(shè)備組成。全部設(shè)備主機均安裝于設(shè)備機房內(nèi)，技術(shù)人員在總控機房通過遙控面板實現(xiàn)對矩陣、延時器等設(shè)備的控制。

總控系統(tǒng)為播出信號中樞，分別與衛(wèi)星接收、數(shù)字前端、模擬前端、演播廳、廣告制播等外部系統(tǒng)和本地各頻道播控系統(tǒng)相連接。外部系統(tǒng)信號既有SDI視頻、嵌入音頻信號，也有模擬復(fù)合信號、數(shù)字視頻模擬音頻分離信號等多種格式。我們在矩陣外部分別對其進行了A/D、D/A轉(zhuǎn)換和加嵌、解嵌處理。使全部矩陣信號統(tǒng)一為SDI視頻、嵌入音頻信號。

本地各頻道播控系統(tǒng)除了送來播出PGM信號供播出和技術(shù)監(jiān)測外，還送來切換臺CLEANFEED信號以實現(xiàn)頻道間信號相互共享。廣告制播系統(tǒng)通過總控實現(xiàn)廣告素材單純向服務(wù)器系統(tǒng)上載，播控系統(tǒng)通過總控實現(xiàn)應(yīng)急上載、線路上載和共享錄像機上載。

CONCERTO矩陣內(nèi)部配置了主備電源和主備矩陣控制板，從而保證了電源和控制的可靠性。我們選配了4塊32X32交叉點板卡組成128X128矩陣，這樣在其中一塊卡發(fā)生故障不能工作的情況下，另外一塊卡仍可繼續(xù)工作，配合跳線系統(tǒng)仍可發(fā)揮矩陣的部分功能。CONCERTO使用ENCORE控制器完成矩陣網(wǎng)絡(luò)控制功能。

ENCORE控制器、通用X-Y控制面板、4個48鍵單母線控制面板、控制PC通過以太網(wǎng)絡(luò)連接組成矩陣控制系統(tǒng)。為了實現(xiàn)外來信號與本地系統(tǒng)同步，我們采用了共享幀同步處理方案，即將6塊GVG幀同步卡跨接在矩陣兩端，經(jīng)過幀同步處理的信號送回矩陣輸入端，供各頻道播控調(diào)配使用。這樣的連接方法使幀同步器調(diào)配和使用具有極大的靈活性，在一臺幀同步器失效的情況下，可通過簡單更改信號路徑實現(xiàn)幀同步器的快速替換。

另外，為了符合新形勢下所提出的直播延時功能的新要求，本系統(tǒng)中我們使用了6臺D1“Pipeline”數(shù)字視頻延時器。延時器同樣跨接在總控矩陣輸入輸出端，因此同樣具備與共享幀同步處理方案相同的優(yōu)點。D1“Pipeline”延時器為硬件延時器，最大延時時間為10秒（625行）。延時器內(nèi)含2X1開關(guān)，應(yīng)急播出信號（循環(huán)墊片或靜止畫）直接連接到延時器的輔助信號輸入口，通過遙控面板操作，可立即中斷直播信號切換到應(yīng)急播出信號上。

2 播控信號及控制系統(tǒng)

在多頻道播出系統(tǒng)中，各頻道播控系統(tǒng)（分控系統(tǒng)）的地位和作用的重要性是不言而喻的。播控系統(tǒng)上的人工操作最為頻繁，需要完成節(jié)目編排、節(jié)目播出和切換、調(diào)音、字幕疊加、應(yīng)變處理等功能，是直接下達和執(zhí)行播出指令的系統(tǒng)。因此，該系統(tǒng)的安全性，應(yīng)急處理手段建立和能否迅速啟用成為主要考慮的問題。

播控系統(tǒng)節(jié)目切換現(xiàn)流行2種方式，一是單純使用切換臺，節(jié)目切換、調(diào)音、上下鍵信號等操作均由切換臺完成。二是矩陣加鍵控器，矩陣完成節(jié)目切換操作，鍵控器完成上下鍵信號操作。本系統(tǒng)中，我們采用了THOMSON Maestro切換臺和NETWORK VD1602 16X2矩陣相結(jié)合方式，即主播出通道使用切換臺方式，備播出通道則采用矩陣加鍵控器方式。主播出切換臺和備播出矩陣由播控軟件控制實時進行同步切換。這樣的主備同步播出的方式使播出安全性大大提高，同時調(diào)音、應(yīng)急和應(yīng)變處理、上下鍵信號都非常靈活和方便。

錄像機信號、總控來經(jīng)過幀同步器或延時器處理的轉(zhuǎn)播信號、循環(huán)墊片、靜止畫等信號分別送至主切換臺和備切換矩陣（后接一臺Snell&Wilcox下游鍵控器），切換后的信號經(jīng)過2X1倒換器通過主播出傳輸線上傳播出。同時備切換矩陣信號經(jīng)下游鍵控器處理后通過備傳輸線播出。主備播出通道完全獨立。臺標(biāo)信號經(jīng)過分配分別送至主切換臺和備切換矩陣做鍵控處理，使主備播出通道均可播出臺標(biāo)。與此同時，網(wǎng)絡(luò)字幕機信號送至主切換臺用以播出字幕角花，它也可以在臺標(biāo)機發(fā)生故障時代替播出臺標(biāo)。

播控系統(tǒng)的機器控制分為2個部分。一部分機器是播控工作站直接控制，即由主備播控工作站分別發(fā)出422控制信號經(jīng)422倒換后直接控制IMX、Digital-S、Dvcpro50等各型錄像機、MAESTRO切換臺、NETWORK VD1602切換矩陣、PVS1100服務(wù)器播出通道。以頻道1為例，主備播出控制工作站通過422控制接口盒分別發(fā)出422控制信號，經(jīng)過422倒換器選擇輸出422控制信號至控制主切換臺、備切換矩陣、播出主備服務(wù)器播出通道及播出錄像機。

另外一部分是播控工作站通過共享服務(wù)器間接控制上載錄像機，使之可供播出使用，實現(xiàn)了錄像機的上載和應(yīng)急播出共享。仍以頻道1為例，主備播控工作站、上載工作站、主備共享控制服務(wù)器通過以太網(wǎng)連接，主備共享控制服務(wù)器通過接口盒分別發(fā)出422控制信號，經(jīng)過倒換器選擇輸出控制信號分別兩臺錄像機。這兩臺錄像機平常用于上載，一旦播控工作站規(guī)定某一臺上載錄像機做播出，則由于播出優(yōu)先原則，系統(tǒng)可屏蔽上載工作站指令，并給出警示信息。

為了滿足大量字幕和角花在節(jié)目中播出，且節(jié)目切換時字幕須準(zhǔn)時上下鍵的需求。我們采用了字幕與節(jié)目播出聯(lián)動的方式播出字幕。具體實現(xiàn)方法是在字幕機與播控工作站之間建立一個RS232聯(lián)接，同時通過鎖時系統(tǒng)將兩者統(tǒng)一鎖定在同一時間基準(zhǔn)上。在各頻道網(wǎng)絡(luò)制播字幕機上有我們事先編排的字幕或角花播出模版，在播控工作站發(fā)出節(jié)目切換命令同時即可精確地觸發(fā)字幕播出事件的開始或結(jié)束。字幕網(wǎng)絡(luò)化播出避免了人工播出字幕時由于人腦反應(yīng)延時和注意力不集中造成的上下鍵時間上的差錯。

3 服務(wù)器系統(tǒng)

硬盤播出系統(tǒng)的特征就是使用服務(wù)器存儲播出節(jié)目，已存儲的節(jié)目根據(jù)編排

的時序從服務(wù)器相應(yīng)通道播出。每臺服務(wù)器配滿8個通道，該服務(wù)器由于使用了CODEC技術(shù)，每個通道既可做編碼器，也可做解碼器。這樣的特性給通道設(shè)計帶來了很大的靈活性。在服務(wù)器功能分配上，我們把3、4號服務(wù)器分配給2個主頻道播出和廣告部使用，組成完全主備鏡象服務(wù)器子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)中上載審看在本機進行，上載的素材只需傳輸給另一臺服務(wù)器即可形成素材鏡象備份；另外4臺服務(wù)器分配給其他6個頻道使用，其中1、2號服務(wù)器作為上載使用，5、6號服務(wù)器作為播出使用，組成上載播出分離服務(wù)器子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)中上載服務(wù)器中所上載的素材需分別向2臺播出服務(wù)器遷移以形成素材鏡象備份。

在每個播出服務(wù)器上均設(shè)有應(yīng)急上載通道，在上載系統(tǒng)發(fā)生故障時可以用這個通道直接向播出服務(wù)器上載節(jié)目供應(yīng)急播出。廣告素材上載后即在3、4號服務(wù)器上形成鏡象備份，可長期保存，并隨時供各頻道播出使用，使廣告素材的安全性得到了極大的保證。

4 播出信號傳輸系統(tǒng)

為了保證信號傳輸質(zhì)量，本系統(tǒng)采用了數(shù)字視頻電纜和光纖相結(jié)合的混合傳輸系統(tǒng)，主要傳輸兩個方向的信號，一是從播出系統(tǒng)發(fā)出上傳至模擬、數(shù)字前端和無線微波系統(tǒng)的信號，二是衛(wèi)星和光纖接收系統(tǒng)發(fā)出下傳至播出系統(tǒng)的信號。前者為日常播出所用，后者為直播轉(zhuǎn)播使用，同為重要播出信號。實際系統(tǒng)中我們采用了主播出信號使用光纖、備播出信號使用數(shù)字視頻電纜，10路直播轉(zhuǎn)播信號通道采用5路光纖5路數(shù)字視頻電纜傳輸兩者配對使用的方案。光纖敷設(shè)時使用了60芯光纜，因此有大量的光纖冗余，當(dāng)某根光纖出現(xiàn)問題時通過使用光纖配線器系統(tǒng)可快速調(diào)換。