新技術(shù)在電視直播中的應(yīng)用探討

楊勇

摘要：直播是當(dāng)前的廣播電視業(yè)發(fā)展之中的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)之一，其直播節(jié)目的多樣化和常態(tài)化是當(dāng)前電視媒體發(fā)展的趨勢(shì)之一。傳統(tǒng)的廣播電視發(fā)射設(shè)備梯級(jí)極大，無(wú)法在廣播節(jié)目的信號(hào)傳輸之中大范圍的使用。本文針對(duì)當(dāng)前的電視廣播節(jié)目之中所使用的新興技術(shù)進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：新技術(shù)；電視直播：應(yīng)用探討

一、3G和4G移動(dòng)通信技術(shù)

1、移動(dòng)通信技術(shù)概述

3G和4G移動(dòng)通信技術(shù)通俗的說(shuō)就是當(dāng)前在移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展之中較為新興的兩種傳輸技術(shù)，這兩種信息傳輸技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音和數(shù)據(jù)信息的同時(shí)傳輸，且數(shù)據(jù)傳輸速率較高。這兩種移動(dòng)通信技術(shù)的開發(fā)都具有相當(dāng)清晰的開發(fā)目的，極大的提高了移動(dòng)設(shè)備訪問無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的速度。

傳統(tǒng)的電視信號(hào)傳輸模式與3G和4G移動(dòng)信號(hào)傳輸方式相比，其無(wú)線信號(hào)傳輸方式主要是通過衛(wèi)星微波傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)，傳輸成本較高。在傳輸之前，廣播電視臺(tái)的人員需要進(jìn)行提前的申請(qǐng)，其應(yīng)用相當(dāng)不靈活。信號(hào)傳輸質(zhì)量在城市區(qū)域的信號(hào)傳輸之中受建筑物的影響較大，且在微波信號(hào)的長(zhǎng)距離傳輸過程之中需要中繼站進(jìn)行信號(hào)的多段發(fā)送，建設(shè)成本高，不適合與進(jìn)行大規(guī)模的建設(shè)使用。

而3G和4G移動(dòng)信號(hào)傳輸技術(shù)的建設(shè)費(fèi)用低，使用簡(jiǎn)單，其信號(hào)傳輸距離長(zhǎng)。在傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)上，可以將誒支護(hù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商鋪設(shè)的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，在傳輸之中的盲點(diǎn)少，建設(shè)成本低廉。因此，3G和4G傳輸技術(shù)可以滿足在一些交通和電力條件惡劣的地方進(jìn)行直播的要求。

2、該技術(shù)的特點(diǎn)

3G和4G技術(shù)的傳輸鏈路一般是哦體內(nèi)各國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，依賴于運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)的信號(hào)基站建設(shè)來(lái)進(jìn)行信號(hào)的傳輸和交流。在傳輸?shù)倪^程之中，其數(shù)據(jù)的上行和下行的速率一般是不對(duì)稱的，網(wǎng)絡(luò)的下行速率較快。而在直播信號(hào)的傳輸過程之中，一般對(duì)網(wǎng)絡(luò)的上行速率的關(guān)注較多，以國(guó)內(nèi)的聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)的上行數(shù)據(jù)速度為例，其上行理論速率為5.75Mbps，由于中國(guó)移動(dòng)和電信的上行速率，因此，一般在網(wǎng)絡(luò)信息的上傳過程之中較多的使用聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。

目前在我國(guó)的移動(dòng)信號(hào)基站的建設(shè)之中，三大運(yùn)營(yíng)商的基站覆蓋面積正在不斷的擴(kuò)大，由城市向鄉(xiāng)村不斷的拓展，當(dāng)前，我國(guó)城市之中信號(hào)基站的覆蓋率為90%以上，鄉(xiāng)村的覆蓋率為75%左右，在未來(lái)的直播節(jié)目的傳輸應(yīng)用之中，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行企業(yè)應(yīng)該提高信號(hào)基站在鄉(xiāng)村的覆蓋面積，促進(jìn)直播行業(yè)的發(fā)展。

二、數(shù)字微波通信技術(shù)

1、微波傳輸系統(tǒng)的基本原理

在當(dāng)前的數(shù)字微波發(fā)射系統(tǒng)之中，該系統(tǒng)主要包括微波發(fā)射和接受系統(tǒng)，這兩部分系統(tǒng)都采用了數(shù)字編碼和發(fā)送的方式。數(shù)字編碼是指在發(fā)射之中對(duì)音頻和視頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化的轉(zhuǎn)碼，將其進(jìn)行壓縮和調(diào)制之后進(jìn)行發(fā)射。接收端接受到數(shù)字信號(hào)之后，在對(duì)其進(jìn)行解調(diào)和解壓縮，將其還原為正常的廣播電視信號(hào)。數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)在當(dāng)前的使用之中不再是外部設(shè)備，生產(chǎn)廠家直接將發(fā)射機(jī)安裝在電視攝像機(jī)上，攝像人員在拍攝的同時(shí)就可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)容的信號(hào)傳輸，傳輸?shù)囊曨l和音頻內(nèi)容會(huì)通過發(fā)射機(jī)和光纖傳輸系統(tǒng)進(jìn)行直播，極大的方便了直播的信號(hào)傳輸操作。

2、傳輸系統(tǒng)的組成部分

（1）信源編碼

信源編碼系統(tǒng)主要的作用是處理在現(xiàn)場(chǎng)拍攝過程之中接受的音頻和視頻信號(hào)，通過減少時(shí)長(zhǎng)和空間的多余信息之后，將處理信息的碼率進(jìn)行降低，直至其可進(jìn)行傳輸。目前在無(wú)線傳輸攝影機(jī)之中應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)是MPEG技術(shù)和小波算法。

MPEG技術(shù)是進(jìn)行壓縮和碼率降低的通用標(biāo)準(zhǔn)，主要針對(duì)的是對(duì)全動(dòng)態(tài)視頻和圖像的壓縮。對(duì)視頻和壓縮屬于幀內(nèi)和幀間相結(jié)合的編碼壓縮技術(shù)，其在壓縮之中去除了幀內(nèi)空間的冗余信息，利用圖像處理之中的相關(guān)性向多幀組成一組信號(hào)，有效的減少了視頻時(shí)間軸上的冗余信息，壓縮比可以達(dá)到五十比一，壓縮效率高且兼容性強(qiáng)。

小波變換主要是用于圖像的靈活壓縮，其可以較好的適應(yīng)人類視覺的特性，當(dāng)前已經(jīng)成為國(guó)際直播和視頻壓縮領(lǐng)域的主要研究方向。小波算法在壓縮的過程之中使用的是并行機(jī)算法，其運(yùn)行計(jì)算速度快、復(fù)雜度低，可以在圖像的壓縮過程之中更高質(zhì)量的保存圖片的原本信息。同時(shí)，其幀內(nèi)壓縮的特性可以保證每幀的信號(hào)質(zhì)量相同，提高了解碼和編碼過程的效率。

（2）調(diào)制方式

在微波的傳輸過程之中，其對(duì)信號(hào)的調(diào)制方式采用的是編碼正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)，該技術(shù)的使用較好的解決了信號(hào)移動(dòng)傳輸過程之中的干擾問題。該技術(shù)的基本原理是將高速的數(shù)據(jù)通過串并端口的轉(zhuǎn)換，并分配到傳輸速率較低的子信道之中進(jìn)行傳輸。該技術(shù)使用了自適應(yīng)調(diào)制的方法，在調(diào)制之中會(huì)根據(jù)信道傳輸條件的好壞和質(zhì)量來(lái)選擇不同的信號(hào)數(shù)據(jù)調(diào)制方式。因此，該技術(shù)在當(dāng)前的直播信號(hào)傳輸過程之中得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。

三、DTMB地面數(shù)字電視技術(shù)

1、DTMB標(biāo)準(zhǔn)和直播方式

DTMB標(biāo)準(zhǔn)是指我國(guó)在2006年頒布的中國(guó)地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)之中的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：可實(shí)現(xiàn)快速同步和高效信道估計(jì)的PN序列幀頭、信道編碼糾錯(cuò)碼、系統(tǒng)信息保護(hù)、單頻網(wǎng)應(yīng)用等技術(shù)。在經(jīng)過推廣之后，DTMB標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)逐漸在我國(guó)的廣播電視節(jié)目直播之中被使用，極大的提高了直播節(jié)目的質(zhì)量。

2、DTMB直播系統(tǒng)的主要設(shè)備

（1）攝像機(jī)掛接式發(fā)射機(jī)

在電視直播信號(hào)傳輸之中所使用的掛接式發(fā)射攝像機(jī)石油視頻編碼、調(diào)制、濾波等模塊組成，在直播現(xiàn)場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)將攝影內(nèi)容直接進(jìn)行壓制和轉(zhuǎn)碼之后進(jìn)行傳輸。在實(shí)際的工作之中，技術(shù)人員在直播現(xiàn)場(chǎng)要先對(duì)直播環(huán)境之中電磁頻譜進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)試，并提前選擇適合的工作頻率。

（2）接收機(jī)

DTMB接收機(jī)的主要結(jié)構(gòu)包括高頻頭、調(diào)制解調(diào)器等模塊組成，在接收機(jī)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)之中，為了改善信號(hào)接受的效果，會(huì)在接收機(jī)之中加入分集接受的功能。該接收機(jī)的解調(diào)功能主要是由單片ASIC組成，為了方便對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，一般會(huì)提供未解碼的ASI碼流輸出。

（3）轉(zhuǎn)發(fā)式發(fā)射機(jī)

在直播過程之中，轉(zhuǎn)發(fā)式發(fā)射機(jī)的使用功能和掛接式發(fā)射機(jī)相似，不同之處主要是在信號(hào)傳輸過程之中，為了方便信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)和發(fā)送，該發(fā)射機(jī)提供ASI碼流的輸入，發(fā)射過程之中不需要進(jìn)行視頻編碼，可以直接進(jìn)行調(diào)制。這樣就可以極大的加快視頻編碼和解碼的效率，方便車載使用。

2、DTMB直播系統(tǒng)的主要應(yīng)用方式

（1）衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)

衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用的過程之中，攝像師首先會(huì)攜帶可以進(jìn)行視頻信號(hào)發(fā)射的攝像機(jī)進(jìn)入直播節(jié)目的錄制現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)畫面進(jìn)行拍攝。在得到音頻和視頻信號(hào)之后，會(huì)將這些信號(hào)傳輸至攝像機(jī)內(nèi)部的掛接式發(fā)射機(jī)之中，將音視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為DTMB信號(hào)，然后將該信號(hào)使用某一特定發(fā)射頻率發(fā)射出來(lái)，經(jīng)過直播現(xiàn)場(chǎng)的衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車時(shí)，信號(hào)會(huì)被其內(nèi)部的接收機(jī)進(jìn)行接受。之后，該接收機(jī)會(huì)將音視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為ASI碼流發(fā)送給衛(wèi)星發(fā)射機(jī)，再由衛(wèi)星將信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到電視臺(tái)，電視臺(tái)的接受設(shè)備對(duì)其進(jìn)行解碼和解壓縮之后就可以進(jìn)行剪輯和播出。衛(wèi)星傳輸?shù)膫鬏斁嚯x和信號(hào)傳輸質(zhì)量都較高，適合于直播信號(hào)的傳輸。

（2）車載轉(zhuǎn)發(fā)

與衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)式應(yīng)用類似，不同之處在于收到掛接式發(fā)射機(jī)的信號(hào)之后，不是用衛(wèi)星發(fā)射機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)，而是用車載發(fā)射機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)，接收天線與DTMB接收機(jī)之間插入接收濾波器，發(fā)射天線與車載發(fā)射機(jī)之間插入發(fā)射濾波器，收發(fā)頻率至少錯(cuò)開32MHz以上，為兩個(gè)濾波器留出足夠的過渡帶，保證收發(fā)隔離度。

四、結(jié)語(yǔ)

直播過程新興技術(shù)的運(yùn)用開始變得更為頻繁，隨著新技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和普及，傳統(tǒng)的廣播電視領(lǐng)域也隨著技術(shù)的發(fā)展開始變得更為高效。信號(hào)傳輸技術(shù)在廣播電視領(lǐng)域之中的應(yīng)用極為廣泛，除了在廣播節(jié)目的發(fā)射監(jiān)控之中的應(yīng)用之外，還在廣播電視工作的傳輸以及制作等多個(gè)領(lǐng)域之中有著獨(dú)特的作用。