數(shù)字電視播出系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

鄧云桂 賀菊香

電視信號(hào)數(shù)字化后方便存儲(chǔ)和復(fù)制，信號(hào)處理可多樣化，提高了信號(hào)質(zhì)量，抗干擾能力強(qiáng)。數(shù)字技術(shù)的發(fā)展已從標(biāo)清時(shí)代邁向高清時(shí)代，標(biāo)清電視向高清電視的過渡不僅僅是設(shè)備更新，也是從節(jié)目采集、編排、播出、傳輸?shù)浇邮盏雀鳝h(huán)節(jié)的完整方案。對(duì)于數(shù)字電視播出系統(tǒng)來說，要利用先進(jìn)的技術(shù)，來設(shè)計(jì)更加合理的方案。

1 高標(biāo)清播出系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 高標(biāo)清播出系統(tǒng)的同步方案

高標(biāo)清播出系統(tǒng)的建設(shè)，選擇帶輸出高清三電平同步信號(hào)以及BB同步信號(hào)的同步信號(hào)發(fā)生器，之后再使用標(biāo)清播出系統(tǒng)的BB同步加鎖，從而達(dá)到高標(biāo)清播出都同步的目的，高標(biāo)清混合同步圖如圖1所示[1]。

圖1 高標(biāo)清混合同步圖

1.2 高標(biāo)清播出系統(tǒng)的播出方案

高清電視的推廣，主要問題在于高清電視信號(hào)與標(biāo)清電視信號(hào)格式不兼容，高清電視在幅型比、畫面分辨率、視音頻格式、編碼碼率等方面與標(biāo)清電視有很大不同。高清主干兼容標(biāo)清播出方案，是新建設(shè)一個(gè)高清播出系統(tǒng)，替換原有的標(biāo)清播出系統(tǒng)，內(nèi)部的視頻流、文件流均為統(tǒng)一的高清信號(hào)格式。標(biāo)清格式的視頻流、文件流在進(jìn)入系統(tǒng)前需要進(jìn)行信號(hào)上變換或文件轉(zhuǎn)碼。在系統(tǒng)的輸出末端，既可以輸出高清信號(hào)，也可以根據(jù)需要對(duì)高清信號(hào)下變換播出標(biāo)清信號(hào)。高清主干兼容標(biāo)清播出如圖2所示。

圖2 高清主干兼容標(biāo)清播出圖

高標(biāo)清同播的播出方案，是一個(gè)穩(wěn)步進(jìn)行的過程。采用高清系統(tǒng)兼容標(biāo)清系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)，高清系統(tǒng)可以兼容標(biāo)清系統(tǒng)的播出，達(dá)到高清、標(biāo)清同播。

2 存儲(chǔ)遷移的系統(tǒng)方案

2.1 系統(tǒng)的存儲(chǔ)方案

高清電視的推廣發(fā)展，會(huì)使高清系統(tǒng)的存儲(chǔ)壓力逐漸加大。在新建高清系統(tǒng)時(shí)，需要給高清系統(tǒng)的存儲(chǔ)留較大的冗余，存儲(chǔ)盤陣應(yīng)該使用合理的RAID分組進(jìn)行數(shù)據(jù)安全性備份，重要的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行鏡像備份。

分布式存儲(chǔ)，是指多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備（或視頻服務(wù)器單機(jī)），分別承擔(dān)多個(gè)頻道素材文件的存儲(chǔ)任務(wù)。分布式存儲(chǔ)相較于集中式存儲(chǔ)，可以較好地分擔(dān)播出和有儲(chǔ)的風(fēng)險(xiǎn)。但是，分布式存儲(chǔ)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的依賴性較大，需要進(jìn)行大量的素材遷移。網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)募皶r(shí)性和完整性會(huì)帶來新的安全問題，所以分布式存儲(chǔ)需配備較大容量的二級(jí)緩存。

2.2 系統(tǒng)的遷移方案

文件遷移是在網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境下進(jìn)行文件的傳輸，是在網(wǎng)絡(luò)化和全臺(tái)網(wǎng)的環(huán)境下，文件從制作到播出需要經(jīng)過多重審核、遷移和轉(zhuǎn)碼，在文件遷移的環(huán)節(jié)需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和資源。播出系統(tǒng)在文件遷移帶寬的分配上，應(yīng)該綜合考慮遷移的安全性和高效性，在保證文件傳輸安全的前提下盡可能提高傳輸效率。對(duì)于重要的視頻服務(wù)器，應(yīng)該以遷移安全性為準(zhǔn)則，按照視頻服務(wù)器建議的讀寫安全帶寬門限，限定視頻服務(wù)器對(duì)外連接時(shí)的讀寫帶寬。

2.3 高標(biāo)清存儲(chǔ)互聯(lián)方案

高清系統(tǒng)與標(biāo)清系統(tǒng)使用共享存儲(chǔ)互聯(lián)。高清系統(tǒng)與標(biāo)清系統(tǒng)可以訪問共享的存儲(chǔ)。如果需要進(jìn)行高清系統(tǒng)與標(biāo)清系統(tǒng)素材遷移，源系統(tǒng)將素材先遷移到共享存儲(chǔ)，再由共享存儲(chǔ)遷移到目的系統(tǒng)。高標(biāo)清存儲(chǔ)互聯(lián)圖如圖3所示[2]。

圖3 高標(biāo)清存儲(chǔ)互聯(lián)圖

3 數(shù)字電視播控系統(tǒng)方案

3.1 矩陣概念和方案

矩陣的概念出自線性代數(shù)，一般指在多路輸入的情況下有多路的輸出選擇播出系統(tǒng)的總控矩陣，將全臺(tái)的節(jié)目信號(hào)，包括外來信號(hào)，分配到各個(gè)播出頻道，如圖4所示。在高清頻道建設(shè)的時(shí)候，新建一套高清的總控矩陣，高標(biāo)清信號(hào)系統(tǒng)通過上下變換互為備份，提高了安全性，在標(biāo)清系統(tǒng)下線的時(shí)候不影響高清系統(tǒng)正常播出，在建設(shè)系統(tǒng)的時(shí)期也不會(huì)對(duì)標(biāo)清系統(tǒng)造成影響。

3.2 播出切換系統(tǒng)方案

播出切換系統(tǒng)有切換臺(tái)、矩陣加鍵控器、切換開關(guān)加鍵控器等幾種形式。矩陣和切換開關(guān)不帶靜切換功能，使用這兩種設(shè)備作為播出切換系統(tǒng)時(shí)，須嚴(yán)格調(diào)整各路信號(hào)的輸入同步，保持行場(chǎng)定時(shí)一致，以防止信號(hào)通道切換時(shí)造成輸出畫面抖動(dòng)，并且需要在輸出端加鍵控器，以完成臺(tái)標(biāo)時(shí)間的疊加切換臺(tái)內(nèi)置切換特效、靜切換、臺(tái)標(biāo)時(shí)間鍵控等功能，操作方便，在播出切換系統(tǒng)中常用切換臺(tái)的形式。根據(jù)高標(biāo)清播出系統(tǒng)的同播形態(tài)分析，選擇獨(dú)立高清播出切換系統(tǒng)方案，在播出通道最終輸出端通過下變換設(shè)備輸出標(biāo)清信號(hào)。

圖4 播出總控矩陣系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

3.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)方案

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器由許多數(shù)據(jù)模塊組成。素材索引庫是存儲(chǔ)服務(wù)器的素材索引；檔案庫是存儲(chǔ)資料的數(shù)據(jù)管理；播出模塊是記錄制作的播出表單以及已播出的數(shù)據(jù)；廣告模塊是記錄廣告編排內(nèi)容的。為了提高系統(tǒng)可靠性，主備服務(wù)器需要雙機(jī)熱備份，一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)了故障，可自動(dòng)切換和修復(fù)[3]。

3.4 視、音頻質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控硬件設(shè)備和軟件狀態(tài)，設(shè)備和軟件出現(xiàn)問題及時(shí)報(bào)警，設(shè)備要對(duì)系統(tǒng)中不同品牌和不同接口的硬件兼容，并且能遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)便于操作人員很快發(fā)現(xiàn)故障，快速診斷和處理故障，提高系統(tǒng)的安全性。

4 結(jié)語

本文結(jié)合電視播出技術(shù)的發(fā)展，提出了一套電視臺(tái)高清、標(biāo)清同步播出的系統(tǒng)解決方案。該方案根據(jù)電視臺(tái)高清、標(biāo)清同播的需要，搭建出了相對(duì)合理的播出系統(tǒng)架構(gòu)，系統(tǒng)播出的安全性高、結(jié)構(gòu)完善。

[1]方德葵.電視數(shù)字播控技術(shù)[M].北京:人民郵電出版社,2009.

[2]卞德森,李韶紅.電視播出系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)探討[J].廣播與電視技術(shù),2007,20(12):80-82.

[3]貴州電視臺(tái).電視臺(tái)高標(biāo)清播出系統(tǒng)技術(shù)性和安全性規(guī)范[Z].2008.