數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)和設(shè)備探析

屈　丹吉林電視臺(tái)，吉林長(zhǎng)春　　130000

數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)和設(shè)備探析

屈丹
吉林電視臺(tái)，吉林長(zhǎng)春130000

摘要隨著人們對(duì)電視節(jié)目質(zhì)量要求的不斷提升，傳統(tǒng)的模擬演播室已經(jīng)不能夠滿足電視節(jié)目制作的需求，先進(jìn)的數(shù)字演播室的建設(shè)被提上了日程。數(shù)字演播室為各個(gè)電視臺(tái)帶來(lái)了發(fā)展的機(jī)遇，同時(shí)也帶來(lái)非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本文就數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和相關(guān)設(shè)備的選型給出自己的意見(jiàn)，希望能夠?yàn)閿?shù)字演播室的建設(shè)提供建議。

關(guān)鍵詞數(shù)字演播室；視頻系統(tǒng)；設(shè)備

演播室是電視節(jié)目制作的主要場(chǎng)所，各個(gè)電視臺(tái)都非常重視演播室的建設(shè)。近些年來(lái)隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，各種先進(jìn)的數(shù)字化設(shè)備逐漸取代了傳統(tǒng)的模擬設(shè)備，由此數(shù)字演播室也應(yīng)運(yùn)而生。特別是2008年奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式高清晰度節(jié)目的播出，讓人們對(duì)數(shù)字電視有了更深入的認(rèn)識(shí)。但是由于數(shù)字化演播室的發(fā)展時(shí)間較短，各項(xiàng)數(shù)字技術(shù)的發(fā)展還不是特別完成，沒(méi)有形成一套完整的建設(shè)模式，導(dǎo)致數(shù)字演播室的投入和產(chǎn)生不成比例，影響電視臺(tái)經(jīng)濟(jì)效益的提升。下面本文就數(shù)字演播室中視頻系統(tǒng)的構(gòu)建以及相關(guān)設(shè)備的選型進(jìn)行探討，給出數(shù)字演播室構(gòu)建的基本思路和設(shè)備選擇過(guò)程中應(yīng)該注意的問(wèn)題。

1　數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)

數(shù)字視頻系統(tǒng)跟傳統(tǒng)模擬視頻系統(tǒng)不同，它是將傳統(tǒng)模擬信號(hào)進(jìn)行取樣、量化和編碼等一系列的處理過(guò)程，得到在時(shí)間和幅度上都離散的視頻信號(hào)，且該視頻信號(hào)只有0和1兩種電平狀態(tài)。經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理后的視頻信號(hào)編碼和解碼跟其信號(hào)采用的編制方式無(wú)關(guān)，便于視頻信號(hào)后期的編輯。通過(guò)數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)具有較高的信雜比和誤碼糾錯(cuò)能力，同時(shí)數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中不容易受周?chē)h(huán)境中電磁信號(hào)的干擾作用，能夠確保電視節(jié)目質(zhì)量。另外數(shù)字信號(hào)能夠方便的進(jìn)行復(fù)制和拷貝，且輸出的節(jié)目信號(hào)質(zhì)量不受復(fù)制次數(shù)的限制。

數(shù)字視頻信號(hào)在傳輸過(guò)程中可以采用串行和并行兩種不同的方式，其中前者是指?jìng)鬏斶^(guò)程中使用一根電纜，視頻信號(hào)按照時(shí)鐘順序依次進(jìn)行傳輸；后者則是采用多跟電纜，同時(shí)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的傳輸。串行傳輸在設(shè)計(jì)過(guò)程中線路比較簡(jiǎn)單，數(shù)字視頻信號(hào)能夠傳輸?shù)木嚯x較長(zhǎng)；并行傳輸則正好相反，所以常被用于計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)信號(hào)的傳輸過(guò)程中。通過(guò)對(duì)我國(guó)各個(gè)電視臺(tái)數(shù)字演播室的調(diào)查，大部分?jǐn)?shù)字演播室采用了串行數(shù)字信號(hào)傳輸方式，視頻信號(hào)、音頻信號(hào)以及時(shí)間碼均通過(guò)SDI口在同一根電纜中傳輸。

2　數(shù)字視頻系統(tǒng)應(yīng)該具有的功能

為了確保數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)建設(shè)完成之后能夠具有較高的性能，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該確保設(shè)計(jì)完成之后，視頻系統(tǒng)具有如下幾個(gè)功能。

1）攝像機(jī)和錄像機(jī)要具備多路數(shù)字信號(hào)輸出接口，避免系統(tǒng)中單獨(dú)設(shè)置視頻分配放大器。

2）矩陣能夠同時(shí)完成8路信號(hào)到切換臺(tái)的輸入，且信號(hào)可以任意選擇一路進(jìn)行輸入，為視頻系統(tǒng)后續(xù)的升級(jí)和擴(kuò)展提供保證。

3）當(dāng)切換臺(tái)工作過(guò)程中出現(xiàn)故障現(xiàn)象時(shí)，視頻系統(tǒng)能夠自動(dòng)將矩陣的第一路作為信號(hào)備份通路進(jìn)行輸出。

4）矩陣能夠方便的為錄像機(jī)改變輸入信號(hào)源，便于錄像機(jī)進(jìn)行不同信號(hào)的錄制。

5）能夠完成對(duì)字幕的輸入，且不會(huì)影響整個(gè)電視節(jié)目的完整性。

所以在數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)我們確定的設(shè)計(jì)思路是：采用采集的數(shù)字化設(shè)備，確保演播室各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)；數(shù)字演播室能夠完成電視節(jié)目的錄制和直播，確保電視節(jié)目圖像質(zhì)量；能夠?qū)崿F(xiàn)16:9和4:3兩種電視節(jié)目信號(hào)格式的兼容；每個(gè)數(shù)字設(shè)備都具有操作和維護(hù)方便的特點(diǎn)，并且具有較好的擴(kuò)展空間。

3　設(shè)備選型

對(duì)于數(shù)字演播室來(lái)說(shuō)，其節(jié)目的錄制同樣離不開(kāi)攝像機(jī)、切換臺(tái)、錄像機(jī)、矩陣以及其他外圍設(shè)備等，不同的是這些設(shè)備都是數(shù)字化設(shè)備，采集和處理的信號(hào)都是量化的數(shù)字碼流。

1）攝像機(jī)。

攝像機(jī)是信號(hào)采集的主要工具，是電視節(jié)目制作的第一個(gè)環(huán)節(jié)，其信號(hào)采集質(zhì)量的高低直接關(guān)系到后續(xù)電視節(jié)目的播出質(zhì)量。如果攝像機(jī)采集到的信號(hào)質(zhì)量較差，那么后期無(wú)論如何處理都難以得到清晰的電視節(jié)目質(zhì)量。目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的攝像機(jī)生產(chǎn)廠家有索尼、飛利浦、松下以及日立等，其產(chǎn)品都采用了12字節(jié)的模數(shù)轉(zhuǎn)換和16字節(jié)的數(shù)據(jù)處理，確保了數(shù)字信號(hào)的質(zhì)量。數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后其信號(hào)的長(zhǎng)寬比為16:9，但是我國(guó)現(xiàn)階段電視機(jī)的長(zhǎng)寬比為4:3，因此在進(jìn)行信號(hào)播出之前需要進(jìn)行信號(hào)比例的切換。飛利浦廠家采用了4:3的CCD元件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)16:9信號(hào)的兼容；索尼廠家則恰恰相反，采用了16:9的CCD元件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)4:3信號(hào)的兼容，但是需要通過(guò)轉(zhuǎn)換鏡片來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像視角變化的調(diào)整?？紤]到視頻系統(tǒng)構(gòu)建成本的限制，在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以選擇飛利浦廠家生產(chǎn)的LDK20攝像機(jī)。

2）切換臺(tái)。

切換臺(tái)是電視節(jié)目制作的主要設(shè)備，且能夠方便和計(jì)算機(jī)連接在一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻信號(hào)的聯(lián)網(wǎng)操作。目前市場(chǎng)上切換臺(tái)的功能大同小異，只是M/E的數(shù)量和DSK鍵控器個(gè)數(shù)不同。在選擇切換臺(tái)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)所要建設(shè)演播室的大小和功能進(jìn)行選擇。一般情況下切換臺(tái)中M/E級(jí)數(shù)和信號(hào)的輸入路數(shù)成正比，路數(shù)越多，切換臺(tái)擁有的功能越豐富，設(shè)計(jì)人員切不可盲目追求切換臺(tái)級(jí)數(shù)的增加，而導(dǎo)致其資源的浪費(fèi)。

3）錄像機(jī)。

錄像機(jī)能夠完成對(duì)制作電視節(jié)目的保存功能，目前數(shù)字演播室中能夠選擇的錄像機(jī)有D1、D5和BETACAM DVW系列，其中最后一種攝像機(jī)能夠得到的圖像質(zhì)量較高，同時(shí)其購(gòu)置成本也較高?？紤]到中小電視臺(tái)節(jié)目制作成本問(wèn)題，在選擇過(guò)程中也可以選擇市場(chǎng)上價(jià)格相對(duì)比較便宜的數(shù)字壓縮錄像機(jī)。

4）數(shù)字矩陣。

矩陣是隨著演播室功能的不斷擴(kuò)展而發(fā)展起來(lái)的，它能夠完成對(duì)切換臺(tái)輸入通道的擴(kuò)展、電視節(jié)目監(jiān)視信號(hào)的排布以及對(duì)視頻制作過(guò)程中各種設(shè)備輸入源的選擇等功能。目前市場(chǎng)上生產(chǎn)矩陣的企業(yè)越來(lái)越多，矩陣工作過(guò)程中的穩(wěn)定性也得到了不斷提高，在設(shè)備型號(hào)選擇過(guò)程中要根據(jù)所建設(shè)數(shù)字演播室規(guī)模和功能的不同進(jìn)行選擇，一般情況下6訊道的視頻系統(tǒng)要選擇32x32的矩陣。另外在數(shù)字視頻信號(hào)傳輸給過(guò)程中，由于信號(hào)會(huì)出現(xiàn)不同步的現(xiàn)象，為了確保電視節(jié)目質(zhì)量需要為每個(gè)信號(hào)配置一個(gè)幀同步設(shè)備，導(dǎo)致視頻系統(tǒng)的構(gòu)建費(fèi)用增加。矩陣的使用能夠提高幀同步設(shè)備的利用率，降低系統(tǒng)構(gòu)建成本。

5）其他設(shè)備。

對(duì)于數(shù)字演播室來(lái)說(shuō)，同步機(jī)在視頻節(jié)目制作過(guò)程中具有非常重要的應(yīng)用，完成對(duì)演播室中所有設(shè)備信號(hào)的同步處理。目前在同步機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域，泰克公司產(chǎn)品具有較高的優(yōu)勢(shì)，能夠完成對(duì)演播室中數(shù)字信號(hào)的精確監(jiān)測(cè)，在設(shè)備選擇過(guò)程中可以從該公司選擇合適的型號(hào)。如常用的SPG-422同步機(jī)，它能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)10種電視節(jié)目信號(hào)的測(cè)試，且具有信號(hào)輸入定時(shí)和校正功能。

另外數(shù)字演播室在建設(shè)過(guò)程中還要選擇A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)分配器、視頻跳線器以及視頻電纜和連接器等外圍設(shè)備。

4　結(jié)論

數(shù)字演播室是當(dāng)前演播室發(fā)展的主要形式，目前大部分電視臺(tái)都建立了自己的數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)，能夠完成高清數(shù)字電視節(jié)目的錄制。但是由于建設(shè)過(guò)程中積累的經(jīng)驗(yàn)較少，導(dǎo)致數(shù)字演播室建設(shè)過(guò)程中花費(fèi)的成本較高，但是實(shí)用性較差。為此本文就數(shù)字演播室所要完成的功能進(jìn)行了分析，并且給出了攝像機(jī)、錄像機(jī)、切換臺(tái)以及數(shù)字矩陣等設(shè)備的選型，為數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)的構(gòu)建提供了可以參考的依據(jù)。

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中圖分類(lèi)號(hào)G2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1674-6708（2015）141-0069-02