新華社浙江分社非編制作和媒資管理系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)

文｜應狄剛

引言

非線性編輯是相對于傳統(tǒng)的線性編輯而言，它直接從計算機的存儲設備中以文件的形式存取素材、進行編輯制作。非編系統(tǒng)是以計算機為平臺的專用設備，可以實現(xiàn)多種傳統(tǒng)音視頻制作設備的功能，具有信號質量高、制作效率高和設備投資相對較小的優(yōu)勢。

媒體資產管理系統(tǒng)是對各種類型的音視頻、文字和圖片等媒體資料進行管理的平臺，其功能包括數(shù)字化存儲、編目管理、檢索查詢和素材轉碼等等，目的是實現(xiàn)媒體內容的最大使用價值。

浙江分社非編制作和媒資管理系統(tǒng)是為滿足分社音像部和多媒體中心等部門的需求建立的非編制作和媒資管理平臺，以實現(xiàn)多業(yè)務渠道、多媒體產品的統(tǒng)一生產、分發(fā)和管理。

系統(tǒng)總體需求

新華社浙江分社近年來新媒體業(yè)務發(fā)展迅速，先后推出了《新華頻媒》《新華影廊》等一批新媒體業(yè)務，這些業(yè)務都需要大量的視頻節(jié)目支撐；分社音視頻部承擔著分社音視頻稿的粗編制作工作；分社通聯(lián)網(wǎng)每天都有節(jié)目上傳供分社采用，需要有一個交互和收錄平臺。但當前分社視頻節(jié)目制作包裝設備非常落后，只有一臺大洋的精編工作站以及幾臺普通電腦用來編輯節(jié)目，遠遠不能滿足新媒體視頻業(yè)務的需求，業(yè)務部門迫切需要新建一套標清視頻編輯制作和存儲系統(tǒng)來滿足日益增長的節(jié)目制作量。系統(tǒng)需實現(xiàn)采集、制作、轉碼和內容存儲、管理、檢索以及遠程交互等功能，并能將產品面向各個業(yè)務渠道進行定向分發(fā)。系統(tǒng)總體需求如下：

1. 素材來源多樣：

通過互聯(lián)網(wǎng)接總社的節(jié)目和素材；分社通聯(lián)網(wǎng)絡上傳的素材；分社自采素材；演播室導播臺輸出PGM信號；各種資料光盤，無統(tǒng)一格式。

本系統(tǒng)需要完成上述素材的匯集，供非編制作系統(tǒng)進行編輯或者進入媒資歸檔。

2. 節(jié)目制作和媒資管理需求

1) 提供標清節(jié)目編輯平臺，規(guī)模為2臺有卡精編工作站、3臺無卡工作站和10臺筆記本非編；2) 提供多種編輯手段，除了能完成常規(guī)性的節(jié)目剪輯、特技和字幕制作外，還需在部分設備上使用3DMAX等后期合成軟件完成節(jié)目的包裝；3)提供基于WEB瀏覽器等形式的審片功能；4) 提供后臺打包合成功能，能將故事板合成為業(yè)務系統(tǒng)需要的視頻格式；5) 建設一個媒資系統(tǒng)，對社內的媒體資源進行編目歸檔管理，能通過靈活的檢索方式查詢并調用查詢結果；6) 媒資入庫能進行質量、技術審核，出庫調用需進行權限審核。

3. 節(jié)目傳輸和發(fā)布需求

1) 分社音像部將自采素材進行粗編后的半成品節(jié)目通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)娇偵?，同時需要將節(jié)目分發(fā)給分社相關業(yè)務部門；2) 給通聯(lián)網(wǎng)的特約攝像師提供遠程回傳鏈路，以及回傳素材自動入庫功能；3) 為將來新業(yè)務和合作媒體進行互聯(lián)互通，需要考慮今后的互聯(lián)擴展。

4. 網(wǎng)絡架構需求

1) 網(wǎng)絡采用IP-SAN網(wǎng)絡架構以保證系統(tǒng)的運行帶寬；2) 存儲考慮以功能分區(qū)的形式，媒資和制作分別采用獨立的存儲，可用存儲不低于30T。同時考慮到系統(tǒng)今后的擴展，存儲設備需具備擴展性。

5. 網(wǎng)絡安全需求

1) 分社對節(jié)目的時效性要求較高，不能承受制作過程中節(jié)目丟失的情況。因此制作系統(tǒng)必須設計周全的數(shù)據(jù)安全體系，如采用主備盤陣雙讀雙寫的方式避免存儲的單點故障；2) 網(wǎng)絡交換環(huán)境需主備冗余設計；3) 遠程傳輸交互子系統(tǒng)須配置防火墻、防毒和入侵檢測，且設備需主備冗余設計。

系統(tǒng)功能框架設計

根據(jù)上述需求，系統(tǒng)設計了由業(yè)務支撐、內容生產、內容管理、內容傳輸和基礎網(wǎng)絡五部分組成的應用功能框架，如圖1所示。

下面詳細闡述下各部分的詳細功能：

1. 業(yè)務支撐主要完成系統(tǒng)中前臺應用系統(tǒng)的后臺支撐。

1) “用戶與權限管理”：完成全網(wǎng)用戶的角色管理和權限分配，并以分配的角色權限對用戶的網(wǎng)內操作進行授權管理；

2) “系統(tǒng)管理”：完成系統(tǒng)內各個應用服務的運行參數(shù)設置及管理；

3) “打包合成”：完成制作系統(tǒng)故事版的后臺合成；

4）“信息總線”：完成所涉及到的各業(yè)務之間的流程制定以及流程運行管理；

5) “媒體總線”：按照系統(tǒng)信息總線中的流程設定，完成流程實例的執(zhí)行（如轉碼、遷移等）；

6) “接口服務”：提供本系統(tǒng)與外系統(tǒng)的接口，如外部上傳、遠程下載等。

2. 內容生產提供標清節(jié)目編輯平臺，主要完成素材的上載和后期制作。系統(tǒng)需對這些素材進行上載匯集供非編系統(tǒng)進行編輯制作或者進入媒資歸檔。后期制作主要包括對總社成品的二次加工和分社自采、自辦節(jié)目的編輯包裝。

3. 內容管理是對所有節(jié)目及素材進行歸檔管理，包括入庫質量審核，成品編目，能通過靈活的檢索方式查詢和調用，并對出庫調用進行權限審核。

4. 內容傳輸是系統(tǒng)對外的交互應用，主要涉及的交互包括：音像部粗編后的半成品通過互聯(lián)網(wǎng)上傳總社及分社相關業(yè)務部門；分社通聯(lián)網(wǎng)通過FTP上傳素材并自動入庫、各業(yè)務渠道不同版本成品的分發(fā)以及合作媒體交互等。

5. 基礎網(wǎng)絡為系統(tǒng)運行的基礎，提供了網(wǎng)絡鏈路、存儲服務、數(shù)據(jù)庫服務、數(shù)據(jù)備份和安全防護等功能。系統(tǒng)采用千兆以太網(wǎng)為基礎網(wǎng)絡。

系統(tǒng)安全設計

圖1 系統(tǒng)應用功能框架

安全的隱患是多方面的，其解決方案也應該從物理、網(wǎng)絡、系統(tǒng)等幾個方面來制定。

1. 物理安全是保護設備免遭環(huán)境事故和人為操作失誤而導致的破壞，在網(wǎng)絡安全設計上，主要是防毒和防黑兩個方面。

2. 系統(tǒng)安全主要考慮操作系統(tǒng)和應用程序的安全，操作系統(tǒng)反面主要是要關閉不必要且可能易受攻擊的系統(tǒng)服務和訪問端口，同時要及時更新系統(tǒng)補丁。應用軟件則應具備自動保存功能，能在掉電或死機后回復原有數(shù)據(jù)；要采用統(tǒng)一的用戶認證系統(tǒng)，保證登錄和訪問安全；對應用程序本身進行完備的測試，保證在系統(tǒng)上線前解決程序的邏輯錯誤等問題。

系統(tǒng)的實現(xiàn)

根據(jù)上述應用功能框架和安全設計及分社對系統(tǒng)規(guī)模的預期，設計系統(tǒng)整體拓撲如圖2

下面我們將結合系統(tǒng)應用框架設計、安全設計和拓撲結構來詳細闡述系統(tǒng)的實現(xiàn)。

1. 網(wǎng)絡鏈路和存儲服務

系統(tǒng)以兩臺千兆交換機為核心搭建千兆以太網(wǎng)作為系統(tǒng)承載網(wǎng)絡，通過UTM設備與外部網(wǎng)絡互聯(lián)。核心存儲采用兩個IPSAN存儲陣列，其中制作存儲陣列容量32T，媒資存儲陣列容量64T。在媒資陣列中劃出32T作為制作存儲的雙讀雙寫備盤，以提高制作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全性。

根據(jù)規(guī)劃，系統(tǒng)采用標清標準，制作系統(tǒng)采用高、低碼率編輯，其中高碼流文件的碼率為50Mb，低碼流的碼率為800Kb；媒資系統(tǒng)歸檔高碼流文件的碼率為50Mb，低碼流的碼率為800Kb；回傳素材碼率為8Mb；上傳素材碼率為8Mb（均以目前的最高碼率計算）。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)及存儲邏輯分區(qū)，可以計算出本系統(tǒng)所需存儲帶寬入表1：

由表1可以看出，制作存儲體需要提供188.75MB的峰值帶寬，媒資存儲體需要提供245MB的峰值帶寬。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，我們選擇制作存儲體為DFT3016雙控磁盤陣列，配置8以太口，16塊2T硬盤，能提供295MB帶寬；媒資存儲體為DFT3116雙控磁盤陣列，配置12以太口，32塊2T硬盤，能提供450MB帶寬。

圖2 浙江分社制作媒資系統(tǒng)拓撲圖

2. 服務器和操作系統(tǒng)

系統(tǒng)服務器采用Dell機架式PC服務器，全部配備雙電源。除了MDS（元數(shù)據(jù)服務器）采用REDHAT外，其余服務器均安裝操作系統(tǒng)為windows Server 2008。數(shù)據(jù)庫和MDS服務器均采用雙機熱備，以保障系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全。

3. 網(wǎng)絡安全

在防火墻上配置協(xié)議層策略，僅允許80端口的http協(xié)議通過。進入防火墻的數(shù)據(jù)包，由IPS對其進行數(shù)據(jù)分析，對符合特征碼的數(shù)據(jù)包或存在異常行為的數(shù)據(jù)包進行攔截，以防止通過80端口進行非法攻擊。對于FTP訪問，先訪問到安全區(qū)的防火墻，再由防火墻將訪問重新定向到內網(wǎng)的FTP服務器上，在防火墻上配置僅開放FTP的21端口的訪問。接著IPS對FTP傳入的數(shù)據(jù)進行分析，防止惡意代碼進入網(wǎng)內。最后傳入的文件將由服務器上部署的應用模塊完成分揀和入庫。

4. 應用軟件

節(jié)目制作子系統(tǒng)采用了D3-Edit非編制作軟件，該軟件是新一代非線性編輯軟件，它的有以下一些功能特點：

1) 支持多格式混合編輯和高標清混合編輯。2) 使用代理碼流編輯技術。采用代理碼流編輯，能夠較少存儲投資，且其實現(xiàn)主要是使用“高碼流＋代理碼流”雙路采集和導入素材，高碼流為Mpeg2 50Mbps，代理碼流為H.264 4Mbps。使用代理碼流技術，能減少設備投資，提高資源利用率，而畫面質量、編輯瀏覽效果均不受影響。

3) 支持三維字幕特效。軟件自帶大量字幕模板，可以利用模板物件導入文字，實現(xiàn)快速化制作。同時，還支持導入3D Max 和DirectX等第三方文件。

4) 內嵌專業(yè)音頻處理功能，全面支持立體聲、5.1環(huán)繞聲實時混音，聲像定位完全可控。

5) 提供高級備份和恢復機制。軟件提供多步恢復列表，并在意外退出后仍然保留故事板的所有歷史操作記錄，以供恢復使用。

6) 實現(xiàn)智能后臺合成。后臺合成插件在后臺自動運行，正在被編輯的故事板出現(xiàn)不實時的區(qū)域時，后臺合成插件將自動定位不實時區(qū)域，并在不中斷用戶編輯的情況下完成對不實時區(qū)域的合成。

媒資管理子系統(tǒng)能完成對各類音視頻資料、文字、圖片等媒體資料的存儲、編目管理、檢索查詢、上下載和轉碼輸出等功能。其特點是：

1) 實現(xiàn)了多種對象的統(tǒng)一管理，可以對音視頻、圖片、文字等一體化關聯(lián)管理，節(jié)目串聯(lián)單、條目新聞、文稿等關聯(lián)歸檔。2) 高/標清多格式全面兼容。3) 編目效率較高。軟件通過提供多種常用編目詞庫、多種編目模板、不同的切分片段模板、拼寫檢查和圖像處理等方面的功能來提高編目效率。

交互子系統(tǒng)主要由內部交互和對外交互兩部分組成。

1) 內部交互是實現(xiàn)制作和媒資兩個子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互，以滿足節(jié)目保存和調用的需求。當制作系統(tǒng)工作站提交素材“非編入媒資”的請求后，自動產生一個轉碼任務，轉碼服務器收到任務后將素材的元數(shù)據(jù)信息轉碼產生XML文件，并將XML文件以及視音頻實體AVI共同通過轉碼服務器傳輸至媒資系統(tǒng)開放的存儲路徑上。媒資系統(tǒng)實時監(jiān)測該存儲路徑的文件，當發(fā)現(xiàn)有新文件產生時，自動啟動轉碼程序，識別XML文件，解析元數(shù)據(jù)并寫入媒資數(shù)據(jù)庫。2) 對外交互作為對外的文件收集和分發(fā)平臺，能進行文件的異地上傳、瀏覽和下載功能，實現(xiàn)了遠程文件的統(tǒng)一共享傳輸。文件上傳時通過客戶端將音視頻文件和綁定的文稿、圖片等上傳至服務器端，服務器端采用WEB服務的方式對外發(fā)布系統(tǒng)中的素材，并以FLV低碼流瀏覽的方式供客戶端檢索。選定素材之后，在后臺將高碼流的文件傳輸至客戶端。

表1

結束語

視頻作為信息攜帶量最大的媒體表現(xiàn)形式在新媒體中占據(jù)了重要的地位，視頻節(jié)目的編輯制作和內容管理也越來越受到重視，而這些都離不開專業(yè)系統(tǒng)設備的支持。

浙江分社非編制作和媒資管理系統(tǒng)建成運行后，分社平均每天制作各類節(jié)目時長約一個小時，其中包括新聞類、專題類、生活服務類等節(jié)目，以滿足各業(yè)務平臺的不同需求。新系統(tǒng)強大的編輯和包裝功能使編輯手法更多樣化，后期包裝效果更加出色。因而節(jié)目質量有了很好的提升，自辦欄目更具有特色，極大地豐富了分社視頻節(jié)目內容，為分社多媒體業(yè)務發(fā)展提供了有力的保障。同時，本系統(tǒng)解決了分社長期以來音視頻歷史資料無法安全、規(guī)范保存的情況，提高了歷史素材的利用效率，便于成品節(jié)目的再加工，為分社媒體資產的保值、增值打好了基礎。