吳江區(qū)廣播電視臺外購高清節(jié)目媒資系統(tǒng)定制開發(fā)設計思路

董淑喬 周曉偉 吳江區(qū)廣播電視臺

1．前言

吳江區(qū)廣播電視臺從2012年開始，投入4500多萬元，按照總局相關文件要求，用三年時間分三步走的方式，先后對節(jié)目生產流程中的錄、制、存、播、傳、收等各技術環(huán)節(jié)進行高清數字化、網絡化建設和改造，并于2015年1月起正式在有線數字網內試播自辦高清頻道節(jié)目（機頂盒需特別授權才能接收）。同時依照總局“雙百”（節(jié)目100%同播率和100%高清率）等要求積極申請開設高標清電視同播頻道。為了適應高清頻道開播的需要，我臺于2015年起不再購買標清版本的電視劇等外購節(jié)目，全部統(tǒng)一購買高清版本。為了保證高清電視劇等外購節(jié)目一定的儲備量，如何存儲外購高清節(jié)目成為擺在我們面前的一個亟待解決的問題。為此，我們聯(lián)合相關軟件開發(fā)商，定制開發(fā)了一套基于BS架構的適合我臺實際情況的外購高清節(jié)目媒資系統(tǒng)，圖1所示是外購高清節(jié)目媒資系統(tǒng)首頁。到目前為止，外購高清節(jié)目媒資系統(tǒng)里已存儲了6000多集高清電視劇。下面介紹整個系統(tǒng)的定制開發(fā)設計思路。

2．與現有全臺節(jié)目媒資系統(tǒng)分離的設計

（1）源碼保存，存儲空間壓力大

圖1　外購高清節(jié)目媒資系統(tǒng)首頁

我臺每年的首播電視劇3000集左右，外購的片源一般是50Mbps索尼標準藍光MXF Op1a封裝格式，電視劇的版權一般為2年，考慮到經典劇集的長久存放，所以存儲容量的設計要求是能存放6年的高清電視劇。高清電視劇每集約20G（按時長45分鐘計），若存放源碼文件，總存儲空間需要352T。

（2）無需再剪輯，適合轉碼保存

現有全臺節(jié)目媒資遵從“原進原出”的原則，盡量減少中間環(huán)節(jié)轉碼的損失，所以我們是源碼保存。節(jié)目媒資經常要回遷再加工，源碼保存有利于再剪輯。而我臺的電視劇集內是不剪輯的，不像大臺那樣需要再加工，所以適合采用轉碼的方式進行存儲。綜合以上原因，我臺決定將外購高清節(jié)目媒資與現有全臺節(jié)目媒資相互獨立，用后臺轉碼的方式進行存儲,這樣大大節(jié)約了存儲空間，降低了存儲成本。通過多人次主觀盲測，以主觀圖像和源碼沒有明顯差別為原則，最后確定轉碼保存的格式為H.264編碼、8Mbps碼率、封裝格式MP4。按設計要求存儲容量只需47T。實際存儲盤陣采用RAID 6方式，在線存儲總空間86T，很好地滿足了系統(tǒng)設計需求。

3．轉碼系統(tǒng)的選用思路

（1）業(yè)務與轉碼服務分離的架構

轉碼服務對硬件資源特別是CPU的占用資源很高，為了保證媒資主服務（WEB服務）的效率,本系統(tǒng)采用了媒資主服務與轉碼服務分離的架構，兩者互不影響。采用多轉碼核心并發(fā)服務的方式來解決轉碼效率，這樣的架構既可以實現轉碼服務核心的靈活擴展，又可以做到轉碼核心服務的負載均衡。轉碼核心服務可以根據服務器的硬件資源開單個或多個線程，同時還可以通過增加硬件服務器的方式來增加轉碼核心的并發(fā)數，以實現更高效率的轉碼。初期我們配置了2臺轉碼服務器，開了4個轉碼線程。在劇集列表中能看到4個并發(fā)轉碼任務，劇集列表頁面如圖2所示。

（2）轉碼服務器采用linux操作系統(tǒng)，采用開源的轉碼核心FFMPEG

linux操作系統(tǒng)運行更穩(wěn)定，操作系統(tǒng)本身對硬件資源的占用較少，任務調度能力也比windows強，在一定程度上提高了轉碼效率。開源的轉碼核心FFMPEG有非常強大的視頻格式轉化功能，適合二次開發(fā)。

（3）轉碼流程的設計

結合BS架構的媒資系統(tǒng)，為了有一個更好的用戶體驗，我們設計所有節(jié)目入庫時后臺轉碼生成高、低碼文件各一份，高碼（H.264 MP4 8M）用于播出，低碼（H264 MP4 2M）用于在線瀏覽審核。轉碼流程是源碼50M轉高碼8M，然后高碼8M再轉低碼2M，這樣在低碼審核時，只要低碼沒問題，就能保證高碼也沒問題。

（4）轉碼隊列優(yōu)化功能的設計

FFMPEG轉碼單線程一集需要1.5小時。按現在的4個并發(fā)線程配置，1.5小時可以轉4集電視劇，一天（24小時）可以轉64集。轉碼效率完全滿足常規(guī)入庫需求。為了應對突發(fā)入庫任務，我們還設計了轉碼隊列優(yōu)先級調整功能，可在待轉任務列表里通過最右側的移動列來提高相應任務的轉碼優(yōu)先級，待轉任務頁面如圖3所示。

圖2　劇集列表頁面

圖3　待轉任務頁面

圖4　權限配置頁面

4．業(yè)務流程的簡單靈活性設計

（1）權限

如圖4權限配置頁面所示，權限對應著角色管理，分管理員、入庫、審核、下載和維護五個角色，采用疊加的權限配置方式，配置靈活方便。只有管理員才能進行權限配置。

（2）入庫

采用BS架構，通過萬兆以太網由3臺專用PC負責完成，上傳頁面如圖5所示。片源介質如果是專業(yè)藍光盤，采用索尼藍光讀卡器PDW-U2上載。20G的一集高清電視劇，入庫大概需要11分鐘，速度約為30MB/s，瓶頸在藍光讀卡器。按照這個速度，滿算8小時一人一天可以上傳40集電視劇。如果是移動硬盤，上載一集大概3分鐘，速度約為110MB/s，瓶頸在USB3.0接口上，滿算8小時一人一天可上傳100集以上電視劇。這個入庫速度滿足一天入庫一部電視劇的設計要求。

（3）審核

我們在全臺防火墻做了一定策略，辦公網段也能直接通過BS方式訪問外購高清節(jié)目媒資系統(tǒng)，審核人直接在自己的辦公電腦通過WEB瀏覽器就能輕松完成審核。

審核頁面默認是低碼審核，如果要高碼審核，可通過內置播放器上的畫質選項進行選擇，審核頁面如圖6所示。而右側按鈕提供了兩種方式上傳圖片作為該部電視劇的封面圖片，左側按鈕可以截取審核時的暫停畫片，右側按鈕可以直接上傳本地圖片。

圖5　上傳頁面

圖6　審核頁面

審核里我們做了邏輯限制，當入庫人也有審核權限時，不能審核自己入庫的電視劇，防止慣性思維錯誤的發(fā)生。

（4）下載

審核完的劇集才能下載，下載人員通過專用PC直接下載到移動硬盤，然后通過藍光播放機盒子等硬件轉成SDI信號實時上載到播出服務器，進行最后一道人工審核流程。

電視劇下載支持迅雷的批量下載，迅雷批量下載頁面如圖7所示。日常的8集基本量10分鐘內就能輕松下載完成（直接下載到移動硬盤），實測通過USB3.0直接下載到移動硬盤的速度為42MB/s。對于單集劇集還支持打點下載。

（5）維護

圖7　迅雷批量下載頁面

圖8　劇集頁面

圖9　劇集列表頁面

圖10　操作日志頁面

維護人員的權限可以刪除已審核通過的劇集，對已審核通過劇集的操作需要慎之又慎，所以特地開了專門的權限來賦予特定人員，防止錯刪誤刪。

5．人性化細節(jié)的考慮

（1）轉碼進度實時掌握

劇集列表里能看到轉碼的實時進度（見圖2），在該劇劇集頁面里通過鼠標停留也能顯示其轉碼進度，如圖8所示。

（2）轉碼設置便捷

轉碼設置只需設定一個轉碼碼率下限。高于該下限碼率的源文件啟動轉碼入庫，低于該下限碼率的源文件采用直接拷貝入庫的方式。

（3）一目了然的劇集列表

如圖9所示，劇集列表依次顯示建庫人、建庫時間、上傳時間、審核人和審核時間，劇集的來龍去脈一清二楚。

（4）操作日志查詢便捷

系統(tǒng)管理員才能看到操作日志。對于某一劇集的一般操作信息在劇集列表中查看比較直觀（如圖9）。操作日志頁面如圖10所示，操作日志不僅提供了劇集駁回、修改和刪除的操作信息，還可根據操作員和操作時間進行精準定位。

6．結語

在整個系統(tǒng)設計中，除了根據實際情況量身打造外，我們也引入了更多地人性化考慮。系統(tǒng)上線一年時間，運行穩(wěn)定，得到了總編室人員的一致認可。高清電視是大勢所趨，該較為開放、高效和人性化的外購高清節(jié)目媒資系統(tǒng)，緊跟吳江區(qū)廣播電視臺全面高清化的發(fā)展步伐，也必將更好地助力吳江電視事業(yè)邁上一個新臺階。