陜西廣播電視臺(tái)600m2演播室的視頻高清改造

高波+程潔+陶然

【摘要】數(shù)字高清晰度電視是廣播電視技術(shù)高速發(fā)展的產(chǎn)物，是廣播電視技術(shù)發(fā)展的必然方向。隨著各廣播電視臺(tái)數(shù)字高清電視系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)程，數(shù)字高清電視設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用，高清電視設(shè)備現(xiàn)在已經(jīng)配備在眾多電視臺(tái)的高清攝錄編、高清轉(zhuǎn)播車(chē)、高清演播室內(nèi)，故高清演播室是電視臺(tái)發(fā)展的趨勢(shì)。

本文介紹了陜西廣播電視臺(tái)600平方米演播室高清改造后的視頻系統(tǒng)，包括信號(hào)采集、處理、顯示、存儲(chǔ)及通話系統(tǒng)。本系統(tǒng)是全高清數(shù)字電視節(jié)目制作系統(tǒng)，可兼容標(biāo)清制作與播出。

【關(guān)鍵詞】視頻全高清系統(tǒng) HDK-79GX

一.概述

為了弘揚(yáng)陜西文化藝術(shù)、提升廣播電視節(jié)目質(zhì)量，陜西廣播電視臺(tái)于2014年12月將原B段600平方米標(biāo)清演播室改造為全高清演播室，可以完成高清節(jié)目的錄制、直播、制作。

600平方米演播室設(shè)計(jì)時(shí)定位于大中型綜合類(lèi)演播室，如圖1所示，主要用于我臺(tái)大中型綜藝類(lèi)節(jié)目的錄制，也可錄制多人的談話、訪談、辯論，以及舉辦電視類(lèi)新聞發(fā)布會(huì)。

進(jìn)入高清時(shí)代后，計(jì)算機(jī)設(shè)備量增多，設(shè)備發(fā)熱量增大，在導(dǎo)播室的設(shè)計(jì)中，考慮到設(shè)備機(jī)房需要保持在22℃～24℃，我們將設(shè)備工作區(qū)與導(dǎo)播操作區(qū)隔開(kāi)，設(shè)立了強(qiáng)制制冷機(jī)房，如圖2所示，保證設(shè)備在較低溫度下工作，并同時(shí)不影響導(dǎo)播區(qū)工作人員的操作，也避免了機(jī)器噪聲對(duì)節(jié)目錄制的影響，提高了節(jié)目錄制的安全性。

隨著600平方米演播室的改造和投入使用，陜西廣播電視臺(tái)有了制作更高水平、更精良節(jié)目的硬件基礎(chǔ)，我臺(tái)“2015都市快報(bào)萌寶春晚”就在此錄制，如圖3所示。

鑒于600平方米演播室的設(shè)備復(fù)雜多樣，對(duì)燈光、舞美、機(jī)械及音頻部分本文就不再贅述，我們僅就對(duì)高清視頻改造系統(tǒng)做些介紹和討論，不足之處還望同行指正。

600平方米演播室視頻系統(tǒng)的信號(hào)流程整體框架如圖4所示，主要由以下及部分組成：信號(hào)源部分，我們?cè)O(shè)計(jì)為6+4攝像機(jī)訊道，有6個(gè)固定常用攝像機(jī)，并最多能擴(kuò)展4臺(tái)攝像機(jī)。除攝像機(jī)外有2臺(tái)高清錄像機(jī)和4臺(tái)視頻服務(wù)器均可提供節(jié)目信號(hào)；視頻制作部分，由2臺(tái)MVS-3000A切換臺(tái)、2臺(tái)奧威在線包和72*72高標(biāo)清兼容矩陣完成；信號(hào)存儲(chǔ)部分，由錄像機(jī)和視頻服務(wù)器完成，錄像機(jī)我們采用SONY的HDCAM磁帶高清錄像機(jī)和松下P2錄像機(jī)，服務(wù)器我們采用SOBEY555高標(biāo)清兼容視頻服務(wù)器和大洋多軌收錄硬盤(pán)服務(wù)器，根據(jù)節(jié)目需求，可設(shè)計(jì)為同時(shí)進(jìn)行8軌不同信號(hào)錄制；監(jiān)看部分，設(shè)計(jì)為單屏結(jié)構(gòu)電視墻；通話系統(tǒng)，我們使用有36個(gè)端口的ECLIPSE-PICO通話矩陣，滿(mǎn)足各工種之間的工作交流。

二.視頻系統(tǒng)

1.攝像機(jī)

600平方米演播室屬于大型多功能演播室，我們?cè)谡麄€(gè)演播廳設(shè)計(jì)有13個(gè)攝像機(jī)接口點(diǎn)位（如圖5所示），更多的攝像機(jī)機(jī)位可以使電視導(dǎo)演有更靈活的調(diào)度。根據(jù)我臺(tái)的實(shí)際情況，我們?cè)O(shè)有10個(gè)訊道，固定常用的有6個(gè)機(jī)位，另有4個(gè)訊道可根據(jù)節(jié)目需要增加單機(jī)，并根據(jù)導(dǎo)播對(duì)機(jī)位的要求在600平方米演播室內(nèi)的13個(gè)預(yù)留點(diǎn)位來(lái)選擇攝像機(jī)的擺放位置。

攝像機(jī)選型方面，我們選用池上最新的16比特全數(shù)字高清攝像機(jī)HDK-79GX。根據(jù)我臺(tái)節(jié)目常規(guī)需求，我們?cè)O(shè)計(jì)為2臺(tái)為廂式鏡頭座機(jī)，4臺(tái)為便攜機(jī)。HDK-79GX的主要性能特點(diǎn)有：

（1）2/3英寸2.3M像素AIT，優(yōu)化后的ITCCD結(jié)構(gòu)具有超低的垂直光斑，優(yōu)于FIT。

（2）最新開(kāi)發(fā)的FPGA16比特模數(shù)轉(zhuǎn)換，16比特模數(shù)轉(zhuǎn)換可得到高銳度的精細(xì)畫(huà)面，特別是可忠實(shí)還原畫(huà)面暗部的層次和細(xì)節(jié)，并且16比特?cái)?shù)據(jù)量是10比特的64倍，可實(shí)現(xiàn)理想的模/數(shù)轉(zhuǎn)換。

（3）可真實(shí)達(dá)到61dB的高信噪比，非后期電路降噪，故可在畫(huà)面先期處理時(shí)充分添加輪廓補(bǔ)償（DTL），使畫(huà)面清晰感提高。其他攝像機(jī)采用后期電路降噪的攝像機(jī)也可達(dá)到60dB信噪比，但會(huì)損失畫(huà)面細(xì)節(jié)。

（4）優(yōu)化的拐點(diǎn)功能，可選擇自動(dòng)拐點(diǎn)、平滑拐點(diǎn)和超級(jí)拐點(diǎn)。拍攝時(shí)選擇平滑拐點(diǎn)，可得到正確還原的高光部分，這得益于超級(jí)動(dòng)態(tài)范圍壓縮系統(tǒng)；拍攝時(shí)選擇超級(jí)拐點(diǎn)，可使動(dòng)態(tài)范圍>600%。

（5）優(yōu)化的輪廓補(bǔ)償功能，增加了新皮膚輪廓補(bǔ)償功能，僅去除面部皮膚上高頻部分的輪廓補(bǔ)償，使面部看起來(lái)更加美觀；以及新增的尋像器聚焦輔助輪廓補(bǔ)償，使攝像人員更容易聚焦。

（6）聚焦輔助功能，這是在尋像器聚焦輔助輪廓補(bǔ)償功能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高畫(huà)面聚焦窗口中的畫(huà)面邊緣信號(hào)，使得攝像人員可以更加方便精準(zhǔn)的聚焦。

（7）鏡頭相差校正功能，可減少由于鏡頭相差引起的畫(huà)面中的模糊部分和彩色邊緣。

（8）2個(gè)用戶(hù)自定義色彩功能，可以很容易的改變畫(huà)面中任意選中顏色的色調(diào)和飽和度，而無(wú)需改變彩色矩陣的設(shè)置。

（9）攝像機(jī)編號(hào)顯示功能，攝像機(jī)編號(hào)可通過(guò)白色LED顯示在光纜適配器上，并支持OCP/CCU自動(dòng)指定編號(hào)功能，當(dāng)攝像機(jī)/CCU接入攝像機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，攝像機(jī)顯示編號(hào)可自動(dòng)被系統(tǒng)指定。

2.切換臺(tái)endprint

在視頻制作部分，我們選用SONY的MVS-3000A切換臺(tái)，該切換臺(tái)有兩級(jí)ME，32路輸入，16路輸出，每級(jí)ME可提供4個(gè)全功能鍵控器，并能使用鍵控器做出3D效果的窗口，此外切換臺(tái)還新增了多畫(huà)面顯示功能，提供4分屏、10分屏和16分屏。MVS-3000A切換臺(tái)面板和主機(jī)、DME處理器之間用網(wǎng)線直連，省去了交換機(jī)等冗余設(shè)備，提高了安全性?？紤]到節(jié)目制作的安全性和多樣性，我們?cè)O(shè)計(jì)了主備切換臺(tái)，主備切換的兩臺(tái)主機(jī)一樣，便于調(diào)換和應(yīng)急使用，只是控制面板略有區(qū)別。

3.在線包

我們選用奧威的morpho3D三維一體包裝系統(tǒng)，它同時(shí)集成了強(qiáng)大的三維實(shí)時(shí)圖文渲染、快捷的圖文制作、靈活的播出。Morpho3D采用基于模版的應(yīng)用模式，通過(guò)十分簡(jiǎn)單的操作就能創(chuàng)建非常復(fù)雜的三維圖文效果。600m2演播室很多情況會(huì)用于直播，而奧威的Morpho有專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的軟件和硬件的BYPASS旁通功能，能確保輸出視頻始終不會(huì)處于中斷。該在線包裝系統(tǒng)能滿(mǎn)足我們電視臺(tái)快速、易操作的工作流程，并提供了較高的安全性。

三.監(jiān)看部分：

在導(dǎo)播墻的改造中，我們回歸了單屏結(jié)構(gòu)，如圖6所示。監(jiān)看墻由18個(gè)SONY LMD-A220監(jiān)視屏和2個(gè)SONY LMD-A240監(jiān)視屏組成。這兩款監(jiān)視器具有全高清分辨率，采用了輕便、小巧的設(shè)計(jì)，比老款監(jiān)視器在重量、厚度和功耗上均降低了很多。每個(gè)監(jiān)視屏均有兩路輸入信號(hào)，A路輸入矩陣信號(hào)，B路輸入固定信號(hào)源，可根據(jù)節(jié)目需要或在特殊應(yīng)急時(shí)，調(diào)用不同的信號(hào)。我們選用單屏結(jié)構(gòu)，使可視面積增大，每個(gè)屏所顯示的分辨率比使用畫(huà)面分割方式的每個(gè)小屏的分辨率增高，便于高清畫(huà)面清晰度的顯示。另外，選用單屏結(jié)構(gòu)顯示，可避免畫(huà)面分割器一旦出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致多路信號(hào)無(wú)法正常監(jiān)看這種情況發(fā)生，因此提高了節(jié)目制作的安全性。

技術(shù)監(jiān)視器我們選用SONY的PVM-A250顯示器，PVM-A250搭載了TRIMASTERELOLED顯示面板。TRIMASTEREL的每個(gè)單獨(dú)像素都能夠還原出精確的黑色，使用戶(hù)能夠精確評(píng)估各種畫(huà)面的信號(hào)質(zhì)量，其灰度到灰度切換的速度（以微秒計(jì)算，μs）比液晶屏幕（以毫秒計(jì)算，ms）要快很多，有利于在體育賽事轉(zhuǎn)播的使用。OLED有機(jī)發(fā)光二極器件的核心層厚度很薄，厚度可以小于1mm，為液晶的1/3，這使顯示器的機(jī)身更纖薄、輕便，重量?jī)H為6.1kg。OLED為固態(tài)機(jī)構(gòu)，沒(méi)有液體物質(zhì)，因此抗震性能更好，不怕摔。大多數(shù)OLED材料亮度大于10000cd/m，因此可以提供明亮的畫(huà)面。主動(dòng)發(fā)光的特性使OLED幾乎沒(méi)有視角問(wèn)題，視角一般可達(dá)到160度，具有較寬的視角，從側(cè)面看也不會(huì)失真，技術(shù)人員可以從不同的角度、同時(shí)觀看監(jiān)視器，使得內(nèi)容制作、操作更加便捷。OLED采用的二極管是主動(dòng)發(fā)光的，因此不需要背面光源，發(fā)光轉(zhuǎn)化效率高，能耗比液晶低，并且它是通電后自發(fā)光，能夠做到超輕超薄，其顯示效果比液晶顯示器更清晰、柔和。OLED發(fā)光顏色豐富，其發(fā)光顏色可覆蓋整個(gè)可見(jiàn)光區(qū)，近紫外區(qū)及紅外波段，而且由于沒(méi)有背光燈的影響，所以當(dāng)像素在顯示黑色時(shí)，也可以達(dá)到全黑畫(huà)面，在對(duì)比度上有優(yōu)勢(shì)，不僅能夠看清楚黑色部分的細(xì)節(jié)，還可以清晰辨別低亮度畫(huà)面的各種色彩。

四.輔助周邊系統(tǒng)

本系統(tǒng)主要選用AXON周邊，包括上下變換器、幀同步器，視音分、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、高標(biāo)清四畫(huà)面分割器、模擬音頻解嵌器、模擬音頻加嵌器等。該產(chǎn)品為神經(jīng)元系列模塊化信號(hào)處理系統(tǒng)，選配雙電源，支持熱插拔，支持網(wǎng)絡(luò)控制，具備聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控能力。

神經(jīng)元系統(tǒng)配有專(zhuān)業(yè)智能化軟件Cortex，它是一款集成工具，在設(shè)備安裝調(diào)試、日常操作和升級(jí)維護(hù)時(shí)，發(fā)揮著重要作用；Cortex為神經(jīng)元系統(tǒng)提供完善的配置、監(jiān)看、控制管理和維護(hù)等工具，集成了AXON所有產(chǎn)品的控制，非常人性化圖形化的操作界面，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)備份，同時(shí)升級(jí)維護(hù)多塊板卡，提供詳細(xì)的設(shè)備日志等等。

五.通話系統(tǒng)

改造后600平方米演播室以大型綜藝節(jié)目為主，涉及了很多的人員和工種。與傳統(tǒng)演播室一般只要求導(dǎo)播與攝像師和主持人通話相比，大型綜藝節(jié)目對(duì)通話的要求很高，不但要求有穩(wěn)定的通話質(zhì)量和寬廣的覆蓋面，還要求有靈活的通話編組設(shè)置和通話面板按鍵設(shè)置。經(jīng)過(guò)多方面的考察和比較，我們最終選用了CLEARCOM公司的ECLIPSE-PICO通話矩陣。此款通話系統(tǒng)外觀緊湊，僅占用1RU空間，擁有多達(dá)36個(gè)的端口，均可以提供優(yōu)質(zhì)的全雙工通信方式。每一個(gè)通話面板都具有一個(gè)話筒、喇叭，既是音頻信源，又是音頻信宿。每一個(gè)通話面板與通話矩陣相互雙向物理連接，通話矩陣負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)各通話面板、其他通話點(diǎn)之間音頻信源、信宿的連接。

除了通話矩陣，我們還架設(shè)有兩個(gè)對(duì)講基站和6對(duì)無(wú)線腰包通話天線，實(shí)現(xiàn)了在600平方米演播室內(nèi)無(wú)縫無(wú)死角的通話，全方位覆蓋有利于各方面的調(diào)度，并且還可以和總控進(jìn)行信號(hào)調(diào)度。

六.結(jié)束語(yǔ)

陜西廣播電視臺(tái)600平方米演播室全高清改造在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面做了積極的、有益的嘗試和探索，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的科學(xué)測(cè)試和節(jié)目制作實(shí)踐，系統(tǒng)表現(xiàn)良好，符合優(yōu)質(zhì)制作與安全播出的要求，為陜西廣播電視臺(tái)發(fā)展全高清演播室積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。隨著全高清時(shí)代的到來(lái)，三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)的大力發(fā)展，觀眾對(duì)電視節(jié)目質(zhì)量日益提高的要求，廣電行業(yè)伴隨機(jī)遇與挑戰(zhàn)，陜西廣播電視臺(tái)600平方米全高清演播室必將發(fā)揮日益重要的作用，為陜西廣播電視臺(tái)高質(zhì)量節(jié)目制作提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。B&Pendprint