一種4K超高清節(jié)目后期制作網(wǎng)設(shè)計(jì)

孫斐然

（蘇州市吳江區(qū)融媒體中心 江蘇省蘇州市 215200）

1 產(chǎn)生背景

由于到來的4K/8K超高清先進(jìn)時(shí)代，持續(xù)出現(xiàn)了新形式的視頻業(yè)務(wù)，而且電視臺(tái)在創(chuàng)建4K/8K超高清節(jié)目中的智能管理系統(tǒng)、采集制作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)、互動(dòng)分發(fā)系統(tǒng)、集成播出系統(tǒng)等的步伐持續(xù)加快，在一定程度上也解決了限制4K電視的產(chǎn)業(yè)發(fā)展與使用的束縛的問題，由于不斷增加的4K節(jié)目供給源，增強(qiáng)了傳遞超高清的覆蓋率，加速了超高清產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與使用。

由于制作4k的業(yè)務(wù)與 4K超高清頻道兩者需要相互配合，所以仍持續(xù)把制作4K節(jié)目的支撐進(jìn)行了推進(jìn)，超高清節(jié)目制作網(wǎng)被創(chuàng)建出來，并且該制作網(wǎng)是集智能管理系統(tǒng)、分布式存儲(chǔ)、超高清工作站為一體的架構(gòu)，該制作網(wǎng)使用戶管理更加完善、流程化制作送播，并把制作節(jié)目的效率提高了[1]。

2 技術(shù)計(jì)劃

設(shè)計(jì)超高清后期網(wǎng)的主要因素，主要有設(shè)計(jì)服務(wù)能力的統(tǒng)一平臺(tái)(智能資源管理)、存儲(chǔ)的配置(桌面存儲(chǔ)+分布式存儲(chǔ))、選擇非編工具集(直接接入多工具)，該系統(tǒng)打破了之前的舊思路，而且具備的功能有送播、滿足審核、制作節(jié)目的服務(wù)等，松藕合架構(gòu)的多工具統(tǒng)一資源管理的平臺(tái)可以符合功能化與多樣化的條件。圖1就是系統(tǒng)方框圖。

圖1：系統(tǒng)方框圖

分布式存儲(chǔ)、智能管理系統(tǒng)、4K超高清工作站點(diǎn)構(gòu)成了系統(tǒng)，其對(duì)應(yīng)提供的功能是基礎(chǔ)存儲(chǔ)、管理、制作，系統(tǒng)的擴(kuò)展性比較好，其整個(gè)規(guī)模的提高能夠經(jīng)過把存儲(chǔ)的節(jié)點(diǎn)增加與設(shè)備的交換來實(shí)現(xiàn)，可以把以后制作的要求也進(jìn)行滿足。與此同時(shí)，系統(tǒng)還具有的能力是多制作軟件的管理、流程的管理，能夠?qū)嵤┒喙ぞ呒夭霓D(zhuǎn)碼、成品打包、協(xié)同制作等。圖2就是4K節(jié)目管理和后期制作網(wǎng)[2]。

圖2：4K節(jié)目管理與后期制作網(wǎng)

4K節(jié)目中SDR 下變換之后不理想的觀看成效的問題是需要超高清頻道進(jìn)行解決的，所以檢測(cè)服務(wù)被提供出來，其檢測(cè)服務(wù)主要是檢測(cè)錄制超高清節(jié)目的技術(shù)質(zhì)量，由于要在未送播已完成的制作而提供的一致的服務(wù)，下變換效果、畫面主體的亮度值、高動(dòng)態(tài)范圍、色彩空間分布情況、噪點(diǎn)值、平均亮度值等是檢測(cè)的主要內(nèi)容。

2.1 4K編輯工作站的結(jié)構(gòu)

在選擇設(shè)備的型號(hào)時(shí)需要考慮許多因素，比如調(diào)色兼容性、HDR監(jiān)看、多幀率、實(shí)時(shí)層數(shù)等；選取的顯示計(jì)劃是4K HDR監(jiān)視器+HD顯示器，確保了4K編輯工作站所編輯的素材真實(shí)的調(diào)色與監(jiān)看。

在工作站中，以下就是編輯設(shè)備所應(yīng)該考慮的，包括存儲(chǔ)、顯存、內(nèi)存、處理器等，特別是響應(yīng)速度較快、特技的渲染與字幕等，多任務(wù)操作受CPU的影響，所以，對(duì)編輯軟件具有重要性的就是其穩(wěn)定性、兼容性與通用性。由于要把實(shí)時(shí)多層的編輯能力讓4K的編輯格式所擁有，最少要使大于實(shí)時(shí)4層的編輯能力Intra(Class300) 500Mbps、MXF-XAVC得以實(shí)現(xiàn)，格式主要由MOV-ProRes、MXF-DNxHR(HQ/HQX)、MXF-AVCUltra。

4K制作為了使灰階信息得到保障，通常選取的拍攝模式是LOG，此模式在后期進(jìn)行調(diào)整時(shí)的余量會(huì)比較大，可以被很多曲線所使用，HDR制作需要logC、REDlog、S-log等格式?？墒乔€拍攝的使用，在后期設(shè)備方面的要求比較高，不但有比較大的數(shù)據(jù)量，還有比較復(fù)雜的編輯過程，主要有降噪、剪輯、包裝、字幕、調(diào)色、特技等工序，并且降噪、實(shí)時(shí)調(diào)色等工作也需要支持。有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)降噪，分別是獨(dú)立調(diào)色軟件與非編。所以，系統(tǒng)不能限制于編輯工具的單一，其能夠集智能管理系統(tǒng)來構(gòu)成制作網(wǎng)，而且制作網(wǎng)擁有的功能是配合網(wǎng)絡(luò)制作。多工具集受支持于智能資源管理器，主流編輯工具主要有新奧特、Pr(Adobe)、索貝、EDIUS、大洋、FCP(蘋果)等。

以下就是4K所具備的特點(diǎn)，包括高量化、高動(dòng)態(tài)HDR、幀率比價(jià)高、色域比較寬、分辨率比較高等，當(dāng)制作時(shí)，有不少的難題會(huì)被遇到，比如709色域和2020色域的轉(zhuǎn)換、SDR和高動(dòng)態(tài)的轉(zhuǎn)換、高噪點(diǎn)等，所以，提高了編輯工具的要求，因?yàn)楝F(xiàn)在編輯工具的特點(diǎn)不同，所以多工具配合制作的要求是仍需著重關(guān)注的，通常制作超高清節(jié)目的完成可以由Davanoi調(diào)色+編輯軟件等就可以實(shí)現(xiàn)，能夠輸出標(biāo)準(zhǔn)的格式文件和第三方軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配合制作。

2.2 存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

混合應(yīng)用本地的雷電桌面存儲(chǔ)+網(wǎng)絡(luò)的分布式存儲(chǔ)就是設(shè)計(jì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的主要思路，該思路的優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)展性比較高、較高的擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)能力、分布式存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)、獨(dú)立的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與元數(shù)據(jù)及較好索引大量的小文件的功能，監(jiān)控日志與網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理，而且適用于配合編輯制作。桌面存儲(chǔ)被系統(tǒng)所使用，較快的雷電存儲(chǔ)，能夠配合網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)一起應(yīng)用，可以適用于包裝十分復(fù)雜的節(jié)目，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)互補(bǔ)于本地存儲(chǔ)。

分布式與存儲(chǔ)相融合，能夠擴(kuò)展基礎(chǔ)架構(gòu)的存儲(chǔ)容量，并有很多的訪問協(xié)議被支持，如S3、FTP、NFS、CIFS、iSCSI等。在分布式存儲(chǔ)中，通常超高清站點(diǎn)剪輯每3臺(tái)所需要支撐的節(jié)點(diǎn)就只有1個(gè)，存儲(chǔ)讀寫總帶寬由節(jié)點(diǎn)數(shù)來確定。

按照存儲(chǔ)的地方的不同，要求的性能也不同，以下文件就是媒體文件存儲(chǔ)系統(tǒng)中需要存儲(chǔ)的主要數(shù)據(jù)，包括代理碼率視音頻文件、高標(biāo)清/超高清碼率音頻文件、高標(biāo)清超高清/超高清碼率視頻文件等，播放與編輯視音頻是數(shù)據(jù)主要的訪問措施，高帶寬是存儲(chǔ)應(yīng)該提供的。

按照第二進(jìn)程頻道播出節(jié)目的方案，對(duì)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)容量和有效存儲(chǔ)容量的計(jì)算、每天生產(chǎn)成品節(jié)目的量、存儲(chǔ)的期限、成片比等相關(guān)，由于要把4K編輯客戶端的所有需求進(jìn)行滿足，所以各個(gè)站點(diǎn)的編輯能力要在4層500Mbps以上。

由于收錄系統(tǒng)、打包合成與4K站點(diǎn)給存儲(chǔ)讀寫所帶的壓力，在測(cè)算之后得知，需要的存儲(chǔ)總讀寫帶寬要在7.5GB/s以上。由于冗余等原因被考慮進(jìn)去，所以系統(tǒng)設(shè)置的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)一共有12個(gè)，設(shè)置的用作系統(tǒng)組網(wǎng)的接口25Gbps。各個(gè)節(jié)點(diǎn)都設(shè)置了6TB SATA硬盤，而且數(shù)量是35塊，還把SSD閃存盤進(jìn)行了設(shè)置，該SSD閃存盤的作用是緩存讀寫熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，使其讀寫功能得到了提高。并把硬盤的實(shí)際容量與標(biāo)稱值之間的差額及系統(tǒng)的預(yù)留空間、熱備空間都考慮進(jìn)去，可用的實(shí)際容量在1.1PB左右。

系統(tǒng)支持應(yīng)用開放協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)協(xié)議系統(tǒng)；兼容操作系統(tǒng)，如Linux、Mac與Windows；兼容主流非編軟件，按照實(shí)際使用的服務(wù)來優(yōu)化性能。

2.3 智能管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

經(jīng)過建設(shè)智能管理系統(tǒng)，使制作網(wǎng)審核流程化及分權(quán)限制作、用戶管理的統(tǒng)一、管理統(tǒng)一素材資源庫等得以實(shí)現(xiàn)。開放性是系統(tǒng)應(yīng)該具備的性能，而且還支持接入工具中的第三方，系統(tǒng)接口的提供一定是開放的、標(biāo)準(zhǔn)的，能夠?qū)觿e的系統(tǒng)。系統(tǒng)的管理方法應(yīng)該是以頻道、欄目、用戶為基礎(chǔ)的，能夠管理與設(shè)置權(quán)限的；能夠?qū)徲?jì)網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)登錄的實(shí)際狀況，能夠統(tǒng)計(jì)應(yīng)用設(shè)備中的頻道、欄目、用戶等狀況。存儲(chǔ)庫、AI、擴(kuò)展、基礎(chǔ)等模塊構(gòu)成了制作網(wǎng)智能管理系統(tǒng)，圖3就是功能模塊。

圖3：主要功能模塊圖

2.3.1 功能模塊的構(gòu)成

工作流配置、流程化制作審核送播、多工具統(tǒng)一資源庫、統(tǒng)一用戶認(rèn)證構(gòu)成了基礎(chǔ)模塊，使管理多工具、自定義配置業(yè)務(wù)流程及接入多存儲(chǔ)等得以實(shí)現(xiàn)。

對(duì)應(yīng)能力模塊構(gòu)成了擴(kuò)展模塊，其提供的功能主要用于采集上傳視頻、技術(shù)審核的自動(dòng)化、集群轉(zhuǎn)碼、視頻處理、核算價(jià)值等，能力系統(tǒng)按照其業(yè)務(wù)過程運(yùn)行在全部工作流內(nèi)，有利于處理數(shù)據(jù)功能的提供。

屬于擴(kuò)展部分的是AI處理，能夠把服務(wù)引擎進(jìn)行提供，而且服務(wù)引擎是智能化的，并按第三方的人臉、語音識(shí)別引擎等進(jìn)行整合。

存儲(chǔ)庫（基礎(chǔ)硬件服務(wù)）按照業(yè)務(wù)將其視音頻的主要內(nèi)容分成了3種，即為播出版成品、工作版、素材，由于內(nèi)容不同所以相應(yīng)的業(yè)務(wù)的階段也不相同，各個(gè)階段的價(jià)值、作用、管理模式也不同。而且審片所支持的模式是CS、BS等。資源庫能夠使共享欄目之間的所有資源，使能夠被新媒體/UHD/HD使用與查找。

2.3.2 具體功能的構(gòu)成

以下構(gòu)成了功能模塊，主要由4K信號(hào)收錄、用戶管理、智能語音識(shí)別、資源管理、智能拆條、內(nèi)容審核、預(yù)約管理、工作流配置、計(jì)時(shí)管理、監(jiān)控、文稿管理、集中上載、技術(shù)審核、后臺(tái)轉(zhuǎn)碼等。

統(tǒng)一登錄服務(wù)模塊、角色、分組（欄目）、用戶等模塊、構(gòu)成了多平臺(tái)用戶統(tǒng)一認(rèn)證，對(duì)接人臉識(shí)別系統(tǒng)，使以攝像頭為基礎(chǔ)的用戶認(rèn)證得以實(shí)現(xiàn)。

智能化結(jié)果展示、資源內(nèi)容管理服務(wù)、標(biāo)簽檢索、文件上傳管理、內(nèi)容全文檢索、內(nèi)容描述、標(biāo)簽管理、截取關(guān)鍵幀等構(gòu)成了多工具統(tǒng)一資源管理，在多工具統(tǒng)一的資源庫中兼容了內(nèi)容面板中的插件與軟件這2種方法。完成以插件模式為基礎(chǔ)的資源庫內(nèi)容面板，把相應(yīng)的菜單增加到了非編軟件中的擴(kuò)展菜單中。關(guān)于非編軟件完成以工程與應(yīng)用程序的素材之間的交互為基礎(chǔ)，創(chuàng)建以資源庫內(nèi)容面板為基礎(chǔ)的工程，在工程被創(chuàng)建時(shí)，首選工程類，比方說4K、HD等，若想把工程文件打開只需雙擊即可。

在流程化制作審核送播功能內(nèi)，審核主要由智能內(nèi)容審核與技術(shù)審核，經(jīng)過分析音頻數(shù)據(jù)與幀畫面，能夠使自動(dòng)化技術(shù)審核的審核指標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。部署Mac與Windows雙平臺(tái)、視頻上的監(jiān)視器等被技術(shù)審核的界面所支持，審核流程應(yīng)擁有的功能就是簽名，資源庫記錄了全部的故障點(diǎn)。關(guān)于故事版、智能內(nèi)容審核素材的審核都是統(tǒng)一的，在審核時(shí)，AI處理引擎被使用；針對(duì)視頻里的所有字幕的審核，都由視音頻來實(shí)現(xiàn)。

在監(jiān)控與工作流配置內(nèi)，流程是通過樹形來體現(xiàn)的，自定義流程；設(shè)置的節(jié)點(diǎn)，把其快捷按鈕顯示到統(tǒng)一的資源庫內(nèi)容面板中，使工程、素材視頻在節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的流轉(zhuǎn)等功能得以實(shí)現(xiàn)。在全臺(tái)的全部節(jié)目制作中，統(tǒng)一資源庫是最根本的支撐資源的平臺(tái)，使檢索、管理、編目資源得以實(shí)現(xiàn)，與內(nèi)容的再利用支撐，而且還和媒資系統(tǒng)進(jìn)行了對(duì)接。

集中素材上下載的作用就是以復(fù)制文件的方法為基礎(chǔ)，若為局域網(wǎng)并快速復(fù)制時(shí)，讓欄目存儲(chǔ)接收本地文件，并把本地文件目錄UPLOAD內(nèi)；以FTP的方法為基礎(chǔ)，若網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜時(shí)，讓欄目存儲(chǔ)接收本地文件，并把本地文件目錄UPLOAD內(nèi)；以Mediainof為基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)格式內(nèi)核識(shí)別，若想內(nèi)容的過濾得以實(shí)現(xiàn)就要按照黑白名單來完成。新建資源可以頁面B/S內(nèi)進(jìn)行，而且還把文件上傳上去，媒體文件+XML描述文件同樣支持。

統(tǒng)一打包功能所創(chuàng)建的統(tǒng)一打包中心，是以超高清制作網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)創(chuàng)建的，支持的打包方法是分布式合成打包法，進(jìn)而把打包的速度提高了。在超高清制作網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)里，統(tǒng)一打包功能被編輯站點(diǎn)所使用，主要有新奧特、索貝、大洋、EDUIS、Premiere等，經(jīng)過該功能的打包來使分配得以實(shí)現(xiàn)。

對(duì)本地語音識(shí)別服務(wù)器進(jìn)行部署的功能是語音識(shí)別功能，該功能應(yīng)該擁有的引擎能夠識(shí)別離線語音，在確保離線是以安全為基礎(chǔ)的場(chǎng)景時(shí)，把接收的全部語音全部轉(zhuǎn)變?yōu)槲淖?，供給升級(jí)免費(fèi)落地離線計(jì)劃。語音轉(zhuǎn)寫關(guān)于的是對(duì)語流實(shí)施識(shí)別語音轉(zhuǎn)寫；轉(zhuǎn)寫歷史音頻是把歷史音頻導(dǎo)入并迅速的進(jìn)行離線轉(zhuǎn)寫。導(dǎo)入批量錄音文件的功能是語音識(shí)別功能。

收錄互聯(lián)網(wǎng)RTMP與基帶的收錄方就是收錄功能，而且還支持收錄NDI FULL/HX、收錄4K源及高清。

3 結(jié)論

建設(shè)的4K超高清節(jié)目制作網(wǎng)由于要把臺(tái)內(nèi)4K節(jié)目制作的所有需要進(jìn)行滿足，按照制作臺(tái)節(jié)目人員的習(xí)慣，并和新型的人工智能技術(shù)相結(jié)合，對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行優(yōu)化，使制作4K超高清節(jié)目的效率得到提高，用戶的體驗(yàn)上升，打好基礎(chǔ)以便于更快走進(jìn)4K節(jié)目制作的時(shí)代。