聲像管理系統(tǒng)
——播出系統(tǒng)設(shè)計方案詳解

張玲玲，徐桂忠

（1.山東省膠州市廣播電視臺，山東 膠州 266300；2.中國傳媒大學(xué)，北京 100024）

聲像管理系統(tǒng)
——播出系統(tǒng)設(shè)計方案詳解

張玲玲1，徐桂忠2

（1.山東省膠州市廣播電視臺，山東 膠州 266300；2.中國傳媒大學(xué)，北京 100024）

隨著各行業(yè)信息化建設(shè)進程的加快，多媒體資源的數(shù)字化管理工作被越來越多的單位所重視，為了解決行業(yè)用戶大量多媒體資料數(shù)字化保存、檢索和共享發(fā)布所面臨的問題，提出了聲像管理系統(tǒng)。結(jié)合某單位在聲像管理系統(tǒng)方面的應(yīng)用實踐，詳細分析了聲像管理系統(tǒng)中播出環(huán)節(jié)的系統(tǒng)設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、業(yè)務(wù)功能。該媒資系統(tǒng)的實踐給媒資系統(tǒng)構(gòu)建方法，甚至業(yè)務(wù)的拓展以及異構(gòu)系統(tǒng)間的互通提供了很好的應(yīng)用經(jīng)驗。

聲像媒資管理；播出系統(tǒng)；MRM

隨著各行業(yè)信息化建設(shè)進程的加快，多媒體資源的數(shù)字化管理工作被越來越多的單位所重視。當前，各教育機構(gòu)、黨政機關(guān)、檔案館、圖書館、音像出版單位等媒體信息中心或聲像中心，經(jīng)過多年的發(fā)展都積攢了大量極具歷史意義和科研價值的多媒體聲像資料，然而大多數(shù)機關(guān)單位對這些寶貴資料的保存手段卻仍然以錄像帶、光盤等傳統(tǒng)存儲介質(zhì)為主，顯然這種保管方式為聲像資料的管理和使用帶來了諸多困難，已經(jīng)遠不能滿足快速發(fā)展的信息化建設(shè)要求。

為了解決行業(yè)用戶大量多媒體資料數(shù)字化保存、檢索和共享發(fā)布所面臨的問題，提出了聲像管理系統(tǒng)。聲像管理系統(tǒng)是傳統(tǒng)媒資管理系統(tǒng)拓展形成的解決方案，它提供針對多媒體資源的數(shù)字化采集、遠程傳輸、存儲管理、在線發(fā)布等一系列應(yīng)用服務(wù)，輕松滿足用戶對各種多媒體資源的精細管理與即時發(fā)布需求，從而進一步完善信息化建設(shè)工作。

本文結(jié)合某單位實施的聲像系統(tǒng)建設(shè)，簡單介紹聲像管理系統(tǒng)的架構(gòu)，詳細分析播出環(huán)節(jié)的系統(tǒng)設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、業(yè)務(wù)功能及系統(tǒng)建設(shè)過程中所出現(xiàn)的一些問題及相應(yīng)的改進措施[1-3]。

1 聲像管理系統(tǒng)總體架構(gòu)

架構(gòu)根據(jù)用戶方技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，按照安全穩(wěn)定性原則、先進性原則和實用性原則設(shè)計，考慮技術(shù)的前瞻性、可擴展性、高兼容性和高性能，提出了如下設(shè)計方案，其拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 聲像管理系統(tǒng)架構(gòu)圖

該系統(tǒng)主要由收錄、制作、存儲分系統(tǒng)、播出分系統(tǒng)組成。

收錄部分由收錄服務(wù)器、視音頻編碼器、控制/編單工作站等設(shè)備組成，實現(xiàn)對20路TS流文件的UDP收錄，并將收錄的素材存入存儲部分。

制作部分由高標清非編工作站、配音工作站等設(shè)備組成，實現(xiàn)對采集的聲像信息、文字、圖片等數(shù)據(jù)的非線性編輯。

存儲部分由在線盤陣、磁帶庫、應(yīng)用服務(wù)器、編目檢索工作站等設(shè)備組成，實現(xiàn)聲像資料的保存，提供聲像資料上下載、資料編目、檢索查詢、遷移等功能。

播出部分由視頻服務(wù)器、播出二級存儲、應(yīng)用服務(wù)器、工作站（上載審片、播控、監(jiān)控）等組成，實現(xiàn)2個標清頻道的播出。

本文的工作重心是對播出部分的架構(gòu)及相關(guān)技術(shù)做介紹，具體如下。

2 播出平臺系統(tǒng)架構(gòu)、業(yè)務(wù)功能及關(guān)鍵部件的詳細設(shè)計

2.1 播出平臺系統(tǒng)架構(gòu)

按照規(guī)劃，本次項目建設(shè)要能夠承擔2個標清頻道，通過新建的存儲子系統(tǒng)與其他系統(tǒng)進行互聯(lián)互通，并與原先的播出系統(tǒng)進行一定程度上的線路信號融合。從系統(tǒng)建設(shè)的整體架構(gòu)上分析，主要包含以下幾個子系統(tǒng)：播出備播庫（二級緩存），內(nèi)容的存儲管理、調(diào)度與傳輸網(wǎng)絡(luò)，播出網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，播出控制系統(tǒng)，播出網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)，控制與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)控部分。除這些應(yīng)用系統(tǒng)之外，還包含網(wǎng)絡(luò)互連及相關(guān)的硬件支撐系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 播出系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

2.2 播出平臺業(yè)務(wù)功能

根據(jù)要求播出分系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)2個頻道的播出，其中具體的功能如下：

1）節(jié)目上載、審片功能：可通過對總控矩陣的調(diào)度，將播出節(jié)目直接上載至播出服務(wù)器，并具備手動審片功能。

2）節(jié)目單編輯功能：通過節(jié)目單編輯軟件，針對每個不同頻道，設(shè)定播出串聯(lián)單的模板，每天（每周）導(dǎo)入模板，做簡單調(diào)整生成播出節(jié)目單。

3）遷移功能：通過同步遷移軟件發(fā)布并遷移節(jié)目素材。

4）自動技審功能：對導(dǎo)入二級存儲的節(jié)目素材進行自動的技術(shù)審核，對素材的視頻和音頻技術(shù)內(nèi)容以及素材的編碼封裝格式進行自動審核，對于沒有通過技審的素材進入人工審看環(huán)節(jié)。

5）人工審看功能：對未通過自動技審的節(jié)目素材進行人工審看，對技審內(nèi)容進行補充，審片包括批量審片和快速審片。

6）素材管理功能：對硬盤素材進行同步、遷移、回遷、刪除等操作，并且可以對素材進行查詢、管理等。

7）自動播出功能：通過播出軟件對不同源的節(jié)目進行定時播出、順序播出、定時插播、順序插播、手動觸發(fā)等多種播出方式，支持幀精度切換。同時具有主備自動倒換、設(shè)備控制、日志記錄等功能。

8）播出統(tǒng)計、查詢功能：對播出情況、完整的播出數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，記錄日志方便系統(tǒng)工程師進行系統(tǒng)維護。

以下針對主要的子系統(tǒng)設(shè)計作詳細地介紹。

3 關(guān)鍵部件詳細設(shè)計

播出平臺關(guān)鍵部件主要包括：視頻服務(wù)器設(shè)計、二級存儲部分設(shè)計、播出控制系統(tǒng)設(shè)計。

3.1 視頻服務(wù)器部分設(shè)計

播出視頻服務(wù)器全部采用單機架構(gòu)、本地存儲模式設(shè)計。在每個頻道內(nèi)部，視頻服務(wù)器的備份采用1+1備份方式。

3.1.1 播出視頻服務(wù)器通道設(shè)計

本方案中配置了主備2臺OMNEON-Mediadeck-7000視 頻服務(wù)器設(shè)備。每臺服務(wù)器插入2塊板卡，1塊編解碼板卡和1塊解碼板卡，編解碼板卡可以完成2個編解碼通道，支持MPEG-2格式視頻的錄制和播放，解碼板卡可以完成2個解碼通道，支持MPEG-2格式視頻的播放。

每臺視頻服務(wù)器的通道如圖3所示，1個編解碼通道負責節(jié)目上載，1個解碼通道負責解碼審看，2個播出通道負責2個頻道的節(jié)目播出。主備視頻服務(wù)器物理上完全獨立，采用模塊插入，板卡和電源均采用熱插拔，主備視頻服務(wù)器的通道設(shè)置以及功能完全一致，保證了播出系統(tǒng)的安全性。其中審片通道輸出到監(jiān)看大屏進行觀看。

圖3 視頻服務(wù)器設(shè)計圖

3.1.2 視頻服務(wù)器業(yè)務(wù)量計算

標清素材最高碼率12 Mbit/s，音頻按照2聲道音頻計算；相應(yīng)音頻容量：如果音頻全按24 bit量化，48 kHz采樣計算，則有

3.1.3 視頻服務(wù)器存儲容量

2臺主備視頻服務(wù)器，負責CH1和CH2的主備播出以及上載審片。通過下面計算，滿足需求。

本次配置的服務(wù)器每臺的有效容量為6 Tbyte，按照2個頻道每天24 h新增節(jié)目量考慮，計算服務(wù)器可存儲的天數(shù)。

兩個頻道的每天的播出量為

服務(wù)器可存儲天為

3.1.4 視頻服務(wù)器帶寬

每臺OMNEON MediaDeck 7000 FTP的帶寬為100 Mbyte/s，一般從二級存儲到播出視頻服務(wù)器以5倍速傳輸。

單臺OMNEON MediaDeck 7000完全滿足5倍速二級存儲到播出視頻服務(wù)器的峰值帶寬。

3.2 二級存儲部分設(shè)計

存儲體架構(gòu)設(shè)計如圖4所示。

圖4 存儲架構(gòu)設(shè)計圖

二級存儲是備播的核心設(shè)備，上載采集工作站將素材根據(jù)策略遷移到二級存儲體。備播緩存區(qū)中只有符合遷移策略，且通過MD5校驗、技審及人工復(fù)審的節(jié)目文件才能夠進入備播緩存區(qū)，因此備播緩存區(qū)定位為合格的待播節(jié)目存儲區(qū)。二級存儲體設(shè)計為完全備份方式，關(guān)鍵環(huán)節(jié)均為備份。

在硬盤播出系統(tǒng)中設(shè)置二級緩存是為了擴展播出服務(wù)器的存儲容量，以及實現(xiàn)播出分系統(tǒng)與全系統(tǒng)之間文件交換的中轉(zhuǎn)存儲。

1）存儲容量

播出二級緩存的有效存儲容量約為20 Tbyte物理容量，本次系統(tǒng)配置20 Tbyte的有效物理容量。按照每天24 h新增節(jié)目量考慮，二級存儲可存儲的節(jié)目素材天數(shù)計算如下

2）讀寫峰值帶寬

播出網(wǎng)存儲體的有效帶寬約為150 Mbyte/s，完全可以滿足實際的使用需求。

3）存儲并發(fā)峰值帶寬計算

并發(fā)峰值帶寬：2個標清頻道，同時以5倍速往二級備播寫素材?？紤]到外網(wǎng)備播和播出內(nèi)上載并發(fā)的情況，上載系統(tǒng)至備播的峰值帶寬等于外系統(tǒng)備播峰值帶寬。

4）標清文件自動技審讀帶寬

5）人工復(fù)檢

2臺人工復(fù)檢工作站帶寬為

6）視頻服務(wù)器讀共用存儲體

帶寬=碼率×每臺服務(wù)器播出頻道數(shù)×服務(wù)器數(shù)×倍速。

標清文件讀并寫入主備播出服務(wù)器帶寬為

根據(jù)上面計算，并發(fā)混合峰值讀寫總帶寬為

此次存儲體配置有效帶寬150 Mbyte，滿足實際系統(tǒng)需求。

3.3 播出控制部分設(shè)計

播出控制部分設(shè)計主要圍繞文件播出開始至結(jié)束的階段進行設(shè)計。該部分設(shè)計以節(jié)目單為總線，圍繞節(jié)目單的編輯、修改、更新，播控工作站的控制播出，應(yīng)急上載審片及頭尾檢測的處理，機動備份播出系統(tǒng)的跟隨播出與控制，以及授時與守時的具體實現(xiàn)方式展開，具體如圖5所示。

圖5 播出控制系統(tǒng)設(shè)計圖

主要特點：

1）控制2個頻道的播出，播出控制工作站互為主備，播控工作站1為CH1的主控制工作站和CH2的備控制工作站，播控工作站2為CH1的備控制工作站和CH2的主控制工作站。

2）當主機出現(xiàn)故障時，備機通過心跳線檢測自動倒換，接管所有播出的控制權(quán)，且軟件界面上有備機接管的提示語。

3）采用422控制方式對主要播出設(shè)備進行控制，安全穩(wěn)定。

4）每個頻道配置一臺RS-422倒換器，對控制信號進行選擇控制。

5）每個頻道受控設(shè)備主要有視頻服務(wù)器的主備播出通道、主備播出切換器以及鍵控器。

3.4 系統(tǒng)監(jiān)控部分設(shè)計

系統(tǒng)監(jiān)控是確保播出系統(tǒng)安全播出的重要輔助手段，是整個系統(tǒng)的重要組成部分，監(jiān)控系統(tǒng)將對播出系統(tǒng)內(nèi)各個環(huán)節(jié)的設(shè)備、信號、業(yè)務(wù)流程、軟件運行狀況等監(jiān)控與監(jiān)測。

播出監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對象主要包括：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、播出備播庫存儲系統(tǒng)的檢測和報警，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的監(jiān)測報警。

本次播出監(jiān)控系統(tǒng)具有如下功能：

1）可實時監(jiān)測數(shù)據(jù)庫服務(wù)狀態(tài)，對播出控制系統(tǒng)工作站、服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)監(jiān)測和報警。

2）對應(yīng)用服務(wù)器、FTP遷移服務(wù)器等其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的監(jiān)測和報警。

3）實時監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)素材管理工作站、素材遷移進程狀態(tài)。

4）可實時對在線播出設(shè)備和播出程序監(jiān)控。

5）監(jiān)控系統(tǒng)具有完善的監(jiān)控狀態(tài)日志管理，能夠?qū)崟r記錄整個系統(tǒng)運行過程中的設(shè)備狀態(tài)，監(jiān)控日志方便查詢，并且在發(fā)現(xiàn)問題時能夠根據(jù)出現(xiàn)故障的情況，結(jié)合日志給出智能性的判斷。通過詳細的故障日志信息，可幫助相關(guān)人員對復(fù)雜故障問題進行事后分析、排查。

6）播出監(jiān)控系統(tǒng)可適配播出分系統(tǒng)信號全程監(jiān)控系統(tǒng)的要求，提供各種監(jiān)測結(jié)果。

本次播出監(jiān)控系統(tǒng)具有如下特性：

1）監(jiān)控對象廣泛，除了支持傳統(tǒng)視音頻設(shè)備的監(jiān)控，還支持播出軟件監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫軟件監(jiān)控，以及業(yè)務(wù)流程的監(jiān)控。

2）監(jiān)控配置靈活，支持監(jiān)控節(jié)點和監(jiān)控內(nèi)容的設(shè)置，同時支持對AV設(shè)備相關(guān)參數(shù)的配置接口。

3）信息展現(xiàn)方式直觀多樣，支持多種顯示方式，包括設(shè)備布局圖、機柜圖、流程圖等。

4）支持報警策略配置，支持故障影響范圍的確定及進一步邏輯分析能力，提供智能應(yīng)急提示。

5）多種報警通知機制，支持聲光圖文即時報警、游動字幕提示等多種方式。

6）監(jiān)控信息支持分級權(quán)限管理。

監(jiān)控的目的是監(jiān)測播出系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的運行情況，判斷系統(tǒng)整體工作狀態(tài)正常與否；當出現(xiàn)設(shè)備或信號故障時，可對故障位置、原因快速定位，并通過與故障內(nèi)容相關(guān)的聲光圖文即時報警，從而幫助值班人員快速應(yīng)急、正確處理，提高系統(tǒng)應(yīng)急的效率。

4 小結(jié)

隨著各行業(yè)信息化建設(shè)進程加快，多媒體資源的數(shù)字化管理工作被越來越多的單位所重視，為了解決行業(yè)用戶大量多媒體資料數(shù)字化保存、檢索和共享發(fā)布所面臨的問題，提出了聲像管理系統(tǒng)。本文結(jié)合某單位在聲像管理系統(tǒng)方面的應(yīng)用實踐，詳細分析了聲像管理系統(tǒng)中播出環(huán)節(jié)的系統(tǒng)設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、業(yè)務(wù)功能。媒資系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)架方法以及架構(gòu)本身是否合理關(guān)系到媒資功能應(yīng)用是否能滿足實際業(yè)務(wù)需求，是否能適應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)發(fā)展需要。該媒資系統(tǒng)的實踐給媒資系統(tǒng)構(gòu)建方法，甚至業(yè)務(wù)的拓展以及異構(gòu)系統(tǒng)間的互通提供了很好的應(yīng)用經(jīng)驗。

[1] 吳俊華.媒資管理系統(tǒng)的設(shè)計與分析[J].電腦知識與技術(shù)：學(xué)術(shù)交流，2010，6（8）：6319-6320.

[2] 劉朵.電視臺媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)的整體介紹[J].河南科技，2006（6）：36-37.

[3]何小濤，洪玫，楊雪濤，等.媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機工程與設(shè)計，2003，24（5）：59-61．

View of Broadcasting System for AVMRM

ZHANG Lingling1,XU Guizhong2
（1.Jiaozhou City TV Station of Shandong Province,Shandong Jiaozhou 266300,China；2.Communication University of China,Beijing 100024,China）

Following the forward step of the information system,more and more group focus on the management of the media resources.For resolving the problem existed in the store,retrieval and share of the media resource,the AVMRM is introduced.According to the practices of some institution,the system design for all the node in BROADCASTING system, net framework and all the role’s function are mainly introduced.It provides some nice conditions to update the function of the system later.

audio-visual medium resource management;broadcasting system;MRM

TN931.2

B

張玲玲（1985—），女，山東省膠州市廣播電視臺時政新聞部記者；

?? 京

2014-03-17

【本文獻信息】張玲玲，徐桂忠.聲像管理系統(tǒng)——播出系統(tǒng)設(shè)計方案詳解[J].電視技術(shù)，2014，38（18）.

徐桂忠（1983—），博士生，主研立體視頻資源檢索、視頻質(zhì)量評價、視頻編解碼傳輸?shù)取?/p>