江蘇臺(tái)100平米演播室高清直播系統(tǒng)改造與實(shí)施

潘琦婕 江蘇省廣播電視總臺(tái)

一、引言

國(guó)家廣電總局在《廣播影視“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中提出提高高清電視的制播能力和加快省會(huì)城市實(shí)現(xiàn)高清電視節(jié)目拍攝制作能力的目標(biāo)。2010年底，全國(guó)共開(kāi)通了十多套高清電視節(jié)目頻道，而在2015年完全實(shí)現(xiàn)高清電視節(jié)目的制作和播出，是省級(jí)電視臺(tái)在“十二五”末實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

為了滿足各頻道大量小型綜藝類(lèi)節(jié)目的錄制或體育賽事的直播，要求100平米演播室高清直播系統(tǒng)不僅僅是一個(gè)制作平臺(tái)，在其全面性、靈活性、安全性和對(duì)環(huán)境的高適應(yīng)性等方面能夠提供更多的便利和條件。改造后的100平米演播室高清直播系統(tǒng)能夠適應(yīng)各種小型綜藝節(jié)目的制作，能確保直播安全進(jìn)行，便于系統(tǒng)故障檢查和維護(hù)。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1. 安全性

作為高清直播演播室，其安全性在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則中的重要性首當(dāng)其沖。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的冗余、安全及備份，并且在系統(tǒng)主要通道的設(shè)計(jì)中有完善的應(yīng)急方案。

2. 高質(zhì)量

系統(tǒng)方案應(yīng)保證系統(tǒng)在新聞、綜藝類(lèi)節(jié)目制作時(shí)滿足功能需求。視音頻質(zhì)量和技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合國(guó)家廣播電影電視總局頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

3. 靈活性

為適應(yīng)各類(lèi)節(jié)目的不同要求，在保證其具有較高一體化的基礎(chǔ)上，還能針對(duì)節(jié)目錄制或者直播的實(shí)際需要進(jìn)行機(jī)動(dòng)改造。

4. 經(jīng)濟(jì)實(shí)用性

在保證系統(tǒng)先進(jìn)、可靠的前提下，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)達(dá)到最佳性價(jià)比。

三、視頻系統(tǒng)構(gòu)成

100平米演播室高清直播系統(tǒng)最核心的視頻部分，信號(hào)源包括：高清攝像機(jī) 4路；放像機(jī)2路；外來(lái)信號(hào)2路；高清字幕機(jī)信號(hào)2路，VGA 信號(hào)轉(zhuǎn)換通道 2 路。主通道各高清數(shù)字信號(hào)（HD-SDI）經(jīng)分配器通過(guò)視頻跳線進(jìn)入數(shù)字切換臺(tái)，標(biāo)清數(shù)字信號(hào)（SD-SDI）先進(jìn)行上變換處理（對(duì)于外來(lái)標(biāo)清信號(hào)必須在上變換后方可解嵌，或通過(guò)交叉上下變換器變成高清信號(hào)），切換臺(tái)（主）、矩陣（備）各兩路PGM經(jīng)過(guò)2個(gè)獨(dú)立應(yīng)急倒換開(kāi)關(guān)后，進(jìn)入加嵌器，最終經(jīng)過(guò)下變換成標(biāo)清信號(hào)（或通過(guò)交叉上下變換器變成標(biāo)清信號(hào)），然后數(shù)字視頻信號(hào)通過(guò)視頻分配放大器，送接口板、記錄設(shè)備、監(jiān)視器等終端，主備數(shù)字視頻信號(hào)同時(shí)傳到總控和分控。

攝像機(jī)、錄像機(jī)、外來(lái)信號(hào)輸出的數(shù)字視頻信號(hào)以及切換臺(tái)輸出的高清節(jié)目、預(yù)監(jiān)和clean節(jié)目輸出等集中送入調(diào)度矩陣，作為系統(tǒng)備份，同時(shí)可以進(jìn)行信號(hào)的監(jiān)控和調(diào)度。

同步信號(hào)使用BB（625／50i）信號(hào)及高清三電平信號(hào)，并能與總控BB信號(hào)鎖定；同步系統(tǒng)采用主備TG700同步機(jī)，ECO 422自動(dòng)倒換器，音頻同步使用BB信號(hào)；對(duì)外來(lái)和單邊點(diǎn)信號(hào)采用幀同步板對(duì)信號(hào)同步。

配備兩個(gè)獨(dú)立的2×1 高清應(yīng)急切換開(kāi)關(guān)，當(dāng)主切換臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，按下VIDEO和TALLY應(yīng)急按鈕，在應(yīng)急狀態(tài)下，經(jīng)備用切換臺(tái)（矩陣）切換的信號(hào)保持TALLY的跟隨，并使用矩陣進(jìn)行切換。應(yīng)急切換開(kāi)關(guān)具有BYPASSS旁通功能。為確保應(yīng)急切換通道播出節(jié)目的質(zhì)量，備切換系統(tǒng)提供1路下游鍵，確保節(jié)目的完整性。

系統(tǒng)內(nèi)部監(jiān)看以高清信號(hào)為主，屏幕墻上源信號(hào)監(jiān)看應(yīng)為進(jìn)切換臺(tái)前最后一級(jí)，系統(tǒng)輸出為高清信號(hào)，下變換為標(biāo)清信號(hào)后輸出到播出機(jī)房，技術(shù)工位能夠同時(shí)監(jiān)看到高標(biāo)清通道的所有狀態(tài)。

100平米演播室視頻系統(tǒng)架構(gòu)見(jiàn)圖1。

四、主要設(shè)備選型

1. 攝像機(jī)

攝像機(jī)是整個(gè)視頻系統(tǒng)的最前端設(shè)備，其圖像采集質(zhì)量的優(yōu)劣，直接關(guān)系到整個(gè)視頻系統(tǒng)圖像質(zhì)量的好壞。在本系統(tǒng)中，我們選用了 panasonic公司的14比特高清攝像機(jī)AK-HC3500MC， 這款攝像機(jī)在同等攝像機(jī)中，性能價(jià)格最優(yōu)。首先，它有豐富的輸出接口，可輸出4路高清信號(hào)，分別進(jìn)切換臺(tái)、矩陣和兩臺(tái)分割器， 輸出2路標(biāo)清信號(hào)分別進(jìn)分割器和訊道監(jiān)看，這樣既節(jié)省了高、標(biāo)清視頻放大分配器，又降低了系統(tǒng)集成的費(fèi)用；其次，它采用松下電器獨(dú)特的高靈敏度、低拖尾 2/3 英寸 220 萬(wàn)像素 IT-3CCD ，松下的CCD傳感技術(shù)和先進(jìn)的片上透鏡技術(shù)，帶來(lái)了2000 lux照度下F11的高靈敏度，低拖尾電平以及60dB的高信噪比。

2. 切換臺(tái)

在視頻系統(tǒng)部分，切換系統(tǒng)是重中之重。本系統(tǒng)中視頻主通道我們選用了 Grassvalley公司的KayakDD數(shù)字切換臺(tái)。KayakDD是面向未來(lái)的多格式視頻處理系統(tǒng)，采用最新技術(shù)和超高設(shè)計(jì)理念，可以廣泛應(yīng)用于高水平的高標(biāo)清演播室、轉(zhuǎn)播車(chē)、大型后期制作等系統(tǒng)。根據(jù)往年的使用情況總結(jié)出，此款切換臺(tái)硬件、性能都十分穩(wěn)定。考慮到實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，我們選用1.5 M/E規(guī)模，48路輸入，24路輸出，每級(jí)M/E上有4個(gè)鍵控器，面板選用16路直切鍵面板，主機(jī)和面板均配置雙電源，保證系統(tǒng)的安全性。

3. 矩陣

考慮到矩陣在信號(hào)調(diào)度上的靈活性和方便性，我們選用矩陣作為整個(gè)視頻切換系統(tǒng)的備通道，這樣的應(yīng)用也在各大電視臺(tái)的演播室中有過(guò)成功應(yīng)用，并且逐步成為主流搭配。為了與切換臺(tái)有更好的兼容性，我們選用了 Miranda公司的CP1602矩陣，規(guī)模為16*16，矩陣的視頻輸入信號(hào)包括切換臺(tái)的全部輸入信號(hào)，以及切換臺(tái)的主備通道PGM、輔助母線等輸出信號(hào)。在矩陣輸出母線的應(yīng)用上，主要考慮了以下幾點(diǎn)：

（1）選用1路母線作為備份播出通道，在此通道上，配置一塊下游鍵板卡，用于鍵信號(hào)的疊加。

（2）考慮到矩陣調(diào)度的靈活性，接8路母線進(jìn)入電視墻監(jiān)看系統(tǒng)，這樣通過(guò)矩陣的切換面板，就能靈活調(diào)度電視墻顯示信號(hào)；其余接入監(jiān)看設(shè)備、收錄設(shè)備和演播廳接口板。

4. 同步系統(tǒng)

系統(tǒng)的同步是視頻環(huán)節(jié)中最基本也是最嚴(yán)格的一項(xiàng)要求。系統(tǒng)中的每一設(shè)備（如攝像機(jī)、錄像機(jī)、切換臺(tái)等等），必須處于同步狀態(tài)，這樣才能保證制作和傳輸?shù)靡哉＿M(jìn)行，正確再現(xiàn)視頻圖像和音頻信息。系統(tǒng)采用的所有設(shè)備除切換臺(tái)使用高清三電平同步信號(hào)之外其余都支持BB同步信號(hào)，因此用2臺(tái)泰克公司TG700同步機(jī)做為主備同步信號(hào)發(fā)生器，并通過(guò)ECO-422進(jìn)行同步信號(hào)的自動(dòng)切換，保證在節(jié)目制作過(guò)程中的安全性。

5. 錄放設(shè)備

本系統(tǒng)配備了4臺(tái)DVCPRO錄像機(jī)，2臺(tái)作為現(xiàn)有標(biāo)清素材的放像源，通過(guò)上變換板卡后高清信號(hào)輸入至系統(tǒng)。2臺(tái)作為錄機(jī)，一臺(tái)可錄PGM信號(hào)，另一臺(tái)可錄矩陣信號(hào)或切換臺(tái)輸出的CLEAN信號(hào)。另外本系統(tǒng)還配備了2臺(tái)松下P2機(jī)，既可作高清素材的放機(jī)用，又可錄制高清節(jié)目信號(hào)。

6. 周邊設(shè)備

周邊設(shè)備我們均選用MIRANDA公司的DENSITE系列產(chǎn)品，其性能穩(wěn)定，指標(biāo)高，且性價(jià)比高的特點(diǎn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性提供了強(qiáng)有力的系統(tǒng)保證能力。當(dāng)其中的一個(gè)模塊出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可將備份的同型號(hào)模塊插入DENSITE機(jī)箱后，自動(dòng)的將記憶在網(wǎng)卡上的各項(xiàng)指標(biāo)恢復(fù)新的模塊中，減少的每次都需要調(diào)整的煩瑣工序。另外DENSITE在機(jī)箱上增加了液晶屏幕，技術(shù)人員可以通過(guò)液晶屏幕實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到機(jī)箱中每個(gè)模塊的狀態(tài)和各項(xiàng)指標(biāo)。采用中間風(fēng)扇的物理結(jié)構(gòu)，不僅使循環(huán)風(fēng)在機(jī)箱中間形成對(duì)流，而且使機(jī)箱兩端的溫度保持一致。

數(shù)字視頻跳線滿足了信號(hào)調(diào)度和應(yīng)急需求。

五、系統(tǒng)的安全性設(shè)置

作為可直播高清演播室，系統(tǒng)安全性的設(shè)置至關(guān)重要，具體設(shè)計(jì)如下：

（1）從單機(jī)到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在安全性方面都有極為周全的考慮；

（2）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用切換臺(tái)和矩陣并聯(lián)的方式，系統(tǒng)簡(jiǎn)潔明了，易于操作；

（3）系統(tǒng)采用雙路 2 選 1 倒換的方式，提高了系統(tǒng)的安全等級(jí)；

（4）系統(tǒng)圖上每塊板卡都標(biāo)有所在機(jī)箱及卡槽位置，機(jī)箱上在相應(yīng)位置也標(biāo)有板卡名稱，便于技術(shù)人員在最短時(shí)間內(nèi)找到故障板卡進(jìn)行排查，增強(qiáng)了系統(tǒng)安全性；

（5）為方便監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀況，實(shí)時(shí)監(jiān)看系統(tǒng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)工作狀況，我部門(mén)員工自行研發(fā)出的系統(tǒng)監(jiān)控軟件使得系統(tǒng)各個(gè)部分運(yùn)行狀況一目了然。（不同連接線不同顏色代表運(yùn)行狀態(tài)是否正常）

100演播室監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控界面見(jiàn)圖2。

六、系統(tǒng)的靈活性運(yùn)用

1. 為了使該演播室適應(yīng)我臺(tái)各類(lèi)小型節(jié)目的要求，在演播室內(nèi)兩面墻上設(shè)置了包含不同類(lèi)型視頻接口的接口板（高清、標(biāo)清、模擬），信號(hào)源包括PGM信號(hào)、切換臺(tái)母線及矩陣母線，便于演播室內(nèi)調(diào)用各種類(lèi)型信號(hào)。

2. 導(dǎo)控室內(nèi)，盡量以系統(tǒng)改動(dòng)最小為原則適應(yīng)不同節(jié)目需求。近期在我臺(tái)衛(wèi)視頻道播出的《超級(jí)戰(zhàn)隊(duì)》節(jié)目就是在該100平米演播室進(jìn)行二次包裝播出的。由于此節(jié)目主打觀眾互動(dòng)環(huán)節(jié)，所以需要在系統(tǒng)中增加在線包裝系統(tǒng)并增加兩臺(tái)P2作為高清播放設(shè)備。為保證系統(tǒng)安全及穩(wěn)定性，將主備兩臺(tái)P2機(jī)代替原先的外來(lái)信號(hào)接入設(shè)備；將現(xiàn)有的主備兩臺(tái)Vizrt在線包裝系統(tǒng)接入原先的CG通道，新增兩個(gè)通道作為原CG通道。系統(tǒng)改動(dòng)不大，系統(tǒng)恢復(fù)便捷，但完全能滿足節(jié)目播出需求并能最大程度保證系統(tǒng)安全性。

七、結(jié)束語(yǔ)

為滿足江蘇廣電總臺(tái)對(duì)小型新聞、綜藝類(lèi)及體育賽事直播節(jié)目不斷增加的高清制作需求，100平米演播室高清直播系統(tǒng)不僅僅是一個(gè)制作平臺(tái)，其全面性、安全性、靈活性和對(duì)環(huán)境的高適應(yīng)性等方面為節(jié)目制作提供了更多的便利和條件。