融合媒體制作系統(tǒng)技術(shù)實踐

摘? 要：2021年9月，第十四屆全國運(yùn)動會在陜西西安成功舉辦，本次運(yùn)動會的主轉(zhuǎn)播機(jī)構(gòu)（HB）融合媒體制作系統(tǒng)利用了“云，邊，端”架構(gòu)，構(gòu)建了主播機(jī)構(gòu)賽事制作系統(tǒng)和云媒體內(nèi)容生產(chǎn)平臺兩大部分。結(jié)合5G新技術(shù)，提供了包括收錄、場記、編輯、存儲、遠(yuǎn)程制作等滿足多種應(yīng)用場景的服務(wù)，為各持權(quán)轉(zhuǎn)播商提供了線上線下全方位的廣播電視服務(wù)。

關(guān)鍵詞：十四運(yùn);IBC;制作系統(tǒng);云制作

中圖分類號：TP391? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2096-4706（2021）20-0127-05

Technical Practice of Fusion Media Production System

—Take the 14th National Games as an Example

CHEN Cui

（Fujian Media Group， Fuzhou? 350004， China）

Abstract： In September 2021， the 14th National Games was successfully held in Xian， Shaanxi Province. The fusion media production system of the host broadcaster （HB） uses the architecture of “cloud， edge， end”， it has two parts： the anchor organization event production system and the cloud media content production platform. Combined with 5G new technology， it provides services to meet a variety of application scenarios， including recording， editing， storage， remote production and so on. It provides all-round radio and television services online and offline for all licensed broadcasters.

Keywords： the 14th National Games; IBC; production system; cloud production

0? 引? 言

第十四屆全國運(yùn)動會于2021年9月15日至9月27日在陜西省舉行，這是慶祝建黨100周年的一次全國性體育盛會，是首次在中西部地區(qū)舉辦的頂級體育賽事。

本屆運(yùn)動會設(shè)各類場館設(shè)施共53個，分布于陜西全省13個市區(qū)。廣播電視中心（IBC）位于陜西國際體育之窗裙樓的一至三層，是十四運(yùn)賽事視聽信號制作分發(fā)的“心臟”，為各持權(quán)轉(zhuǎn)播商（RHB）提供線上線下全方位的廣播電視服務(wù)。

在IBC，設(shè)置了總控調(diào)度中心，融媒體指揮中心，信號收錄場記中心，開放編輯區(qū)、5G遠(yuǎn)程制作區(qū)。其中，總控調(diào)度中心承當(dāng)了全運(yùn)會各比賽場館信號的匯聚，分配，調(diào)度任務(wù)，能夠看到賽時近200路的高清和超高清直播場館回傳的電視制播信號，各持權(quán)媒體的單邊信號以及最具陜西代表性的歷史文化和地理風(fēng)貌的風(fēng)景攝像機(jī)信號。這些信號匯聚于IBC電視中心，為賽事節(jié)目的生產(chǎn)制作奠定了基礎(chǔ)。

本次運(yùn)動會主播機(jī)構(gòu)（HB）融合媒體制作系統(tǒng)，是由HB賽事制作系統(tǒng)和云媒體內(nèi)容生產(chǎn)服務(wù)平臺兩大部分構(gòu)成，利用“云，邊，端”架構(gòu)，結(jié)合5G新技術(shù)，提供公共信號收錄服務(wù)，場記服務(wù)，超高清融合媒體編輯制作服務(wù)，一體化后臺服務(wù)，在線存儲歸檔服務(wù)，賽事信號匯聚分發(fā)，移動剪輯，云導(dǎo)播切換，融媒體指揮調(diào)度，遠(yuǎn)程制作服務(wù)，滿足HB、RHB制作的高穩(wěn)定、高質(zhì)量、高時效的要求。

1? 私有云

IBC電視中心的超高清融媒體制播系統(tǒng)主要包括收錄子系統(tǒng)，場記子系統(tǒng)，制作子系統(tǒng)、同步子系統(tǒng)，私有云系統(tǒng)框架如圖1所示。

1.1? 收錄子系統(tǒng)

覆蓋高清和4K全賽時公共信號的高、中、低三碼信源的主備收錄，可通過收錄控制端進(jìn)行收錄任務(wù)編單。

主、備收錄在異構(gòu)系統(tǒng)上實現(xiàn)，更大程度地保障了系統(tǒng)的安全。收錄開始后，收錄文件便實時寫入核心存儲的指定路徑。收錄子系統(tǒng)與制作子系統(tǒng)緊耦合，在收錄開始15秒之后，收錄素材即可在媒體內(nèi)容庫被發(fā)現(xiàn)，用戶可在制作終端對未封口的收錄素材進(jìn)行瀏覽、剪輯，合成，實現(xiàn)邊采邊編邊合成輸出，大大地提高了制作系統(tǒng)的時效性。收錄服務(wù)如圖2所示。

1.2? 場記子系統(tǒng)

場記系統(tǒng)實現(xiàn)了公共信號場記信息的實時錄入，覆蓋比賽當(dāng)日最大并發(fā)量，支持自定義場記模板導(dǎo)入，保證了場記信息的準(zhǔn)確。場記點與收錄文件的時碼對齊，用戶可在線下媒體內(nèi)容庫根據(jù)場記點快速定位素材進(jìn)行高效的預(yù)覽，也可以根據(jù)場記點信息直接拖拽對應(yīng)的片段素材上線剪輯，極大地提高了制播的便捷性與時效性。另一方面，在云端，場記點信息可以作為用戶檢索的關(guān)鍵字進(jìn)行匹配，從而進(jìn)行更加精準(zhǔn)快速的定位。如圖3所示，用戶在瀏覽云端內(nèi)容庫素材時，也可查看素材對應(yīng)的場記點信息，并根據(jù)場記點進(jìn)行快速搜索、打點、挑選。

1.3? 制作子系統(tǒng)

制作子系統(tǒng)是面對HB（主轉(zhuǎn)播商）與RHB（持權(quán)轉(zhuǎn)播商），提供超高清節(jié)目的制作、包裝、信號傳輸?shù)鹊囊惑w化服務(wù)。其后臺的核心支撐服務(wù)包括內(nèi)容核心管理，空間管理、平臺管理、內(nèi)容檢索、門戶、資源管理服務(wù)、核心代理服務(wù)等，這些服務(wù)以虛機(jī)的形式，構(gòu)建在刀片類服務(wù)器、集群存儲等基礎(chǔ)資源上，使用虛擬化平臺對后臺服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)資源的自動化調(diào)度，這種統(tǒng)一調(diào)管的方式能夠更好地為上層應(yīng)用服務(wù)，虛擬機(jī)之間完全隔離，任何一臺虛機(jī)發(fā)生故障，其它虛機(jī)不受影響，同類應(yīng)用層服務(wù)，只需一臺存活，便可保證業(yè)務(wù)的不間斷進(jìn)行。

制作子系統(tǒng)提供的終端類型包括：常規(guī)HL編輯工作站，虛擬化編輯工作站，遠(yuǎn)程素材挑選工作站，校色工作站、審片工作站、配音工作站，播出工作站、網(wǎng)管工作站。常規(guī)編輯工作站具有良好的UHD/HD/SD編碼兼容性，支持多層、多格式、多層特技的實時混編，在萬兆網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，實現(xiàn)6層實時的4K混合編輯不卡頓。支持各種主流的字幕特技，提供多步恢復(fù)列表，在意外退出軟件后仍然保留時間線的歷史操作記錄，以供恢復(fù)。

虛擬化編輯工作站以瘦終端為載體，使用基于VDI（virtual desktop insgrastructure）架構(gòu)的桌面虛擬化產(chǎn)品，對虛擬化的桌面組件進(jìn)行統(tǒng)一的管理，集中控制。為用戶提供與胖終端類似的使用體驗。用戶退出虛機(jī)后，殘留在虛機(jī)上的痕跡被清除，在這種VDI模式下，由于終端上沒有任何的數(shù)據(jù)與應(yīng)用，只需要簡單的連接虛擬桌面功能即可，所有維護(hù)工作集中在服務(wù)器端，在終端基本不需要維護(hù)，有利于系統(tǒng)的安全性提升。通過此方法部署的虛擬工作站，經(jīng)測試可以實現(xiàn)至少4層4K素材混編不卡頓。同時，回放窗口畫面以流方式編碼推送到遠(yuǎn)端進(jìn)行實時預(yù)監(jiān)。

RHB挑選工作站提供給各家RHB在演播室使用，用戶登錄門戶挑選素材后，后臺集群合成，高碼率文件推送至RHB的專屬內(nèi)容庫，根據(jù)不用用戶，不同組織機(jī)構(gòu)進(jìn)行多個維度的賬戶權(quán)限控制，形成不同的專屬下載工作區(qū)，以便于區(qū)分管理和使用，同樣，支持公共信號高、中、低三碼率下載。

配音工作區(qū)除了提供常規(guī)傳統(tǒng)的配音工作站，還部署了簡易的解說平臺，解說員觀看公共信號的同時進(jìn)行畫面解說，后臺獲取音源信息后，與視頻源做一個加嵌處理，推送給目標(biāo)系統(tǒng)。

文件化播出服務(wù)工作站，使用聯(lián)動集群控制，主備通道交叉熱備，與收錄服務(wù)子系統(tǒng)及超高清制作服務(wù)實現(xiàn)緊耦合，實現(xiàn)“邊采集，邊剪輯、邊送播”的一體化業(yè)務(wù)流程。

1.4? 同步子系統(tǒng)

HB超高清融合系統(tǒng)依托于IBC機(jī)房私有云，西安邊緣云和公有云平臺，三朵云之間協(xié)同工作，同時面向用戶，必然需要將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)一起來。如圖4所示，我們在IBC電視中心機(jī)房部署了多節(jié)點的分布式集群存儲，在公有云上使用電信提供的資源池，兩塊存儲通過云同步服務(wù)、遷移服務(wù)等，實時同步包括場記信息，低碼率收錄數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)、智能處理數(shù)據(jù)等方面的信息，使公有云媒體平臺所展示的公共信號素材與線下內(nèi)容庫保持一致，云上和線下的交互保持暢通。其次，西安邊緣云作為IBC私有云的異地容災(zāi)備份，我們通過云數(shù)據(jù)備份服務(wù)，實現(xiàn)西安邊緣云與IBC私有云的雙向全量同步，包括素材高低碼率信息，元數(shù)據(jù)信息，節(jié)目制作信息等等。

2? 公有云

云計算是一種將可伸縮，彈性，共享的物理和虛擬資源池以按需的自服務(wù)方式供應(yīng)和管理，是計算機(jī)科學(xué)與互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的產(chǎn)物，天翼云采用創(chuàng)新的“云網(wǎng)融合”模式，提供云主機(jī)，云存儲等核心產(chǎn)品，通過構(gòu)建云管端協(xié)同，將網(wǎng)絡(luò)作為一種可配置，按需調(diào)用的服務(wù)提供給用戶。

本次運(yùn)動會云端IBC借力天翼云網(wǎng)技術(shù)，部署了主要面對新媒體用戶的應(yīng)用服務(wù)，云媒體內(nèi)容庫的公共信號收錄與IBC線下內(nèi)容庫自動同步，用戶可實時觀看高清＼4K賽時場館清流及風(fēng)景攝像機(jī)的回傳信號，為用戶提供了包括素材檢索、挑選、下載，移動編輯、流媒體匯聚分發(fā)、新媒體直播等功能的服務(wù)，滿足了用戶不同場景下的多層次需求。公有云系統(tǒng)框架如圖5所示。

云端服務(wù)主要包括：

云挑選下載：互聯(lián)網(wǎng)上的授權(quán)用戶在任何有足夠帶寬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，可登錄云平臺，進(jìn)入內(nèi)容庫瀏覽場館賽時公共信號，檢索、打點挑選、加挑選籃，用戶提交轉(zhuǎn)碼后，由云端后臺服務(wù)發(fā)起轉(zhuǎn)碼請求，轉(zhuǎn)由IBC本地服務(wù)調(diào)用對應(yīng)的高碼素材進(jìn)行轉(zhuǎn)碼，轉(zhuǎn)碼完成后遷移到云端資源池，為用戶提供下載。圖6為云平臺的內(nèi)容庫。

移動非編：提供移動非編工作站，支持以筆記本電腦為載體，接入云媒體內(nèi)容庫，并輔以本地素材，進(jìn)行移動化的天地混編，合成后節(jié)目文件一鍵回傳IBC廣播電視中心。ENG團(tuán)隊可通過上載器上載攝像機(jī)拍攝的高質(zhì)量素材，回傳IBC媒體資源庫。

云切換：獲得授權(quán)的移動端制作團(tuán)隊可以通過WEB門戶登陸，按需動態(tài)申請云端資源匹配模板，進(jìn)入云導(dǎo)播臺，用戶可以自定義拉流地址作為信源輸入，支持RTC、SRT、RTMP、HTTP等通信協(xié)議，可以調(diào)用本地文件作為墊片信號，支持創(chuàng)建以RTC通信協(xié)議為基礎(chǔ)的云端連線，可進(jìn)行多通道調(diào)音，音頻跟隨，疊加字幕，多視窗等包裝合成。支持以H.264、H.265編碼輸出視音頻信號，支持以UDP/RTMP傳輸協(xié)議推送進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)新媒體直播。

云采編/Web編輯如圖7所示：手機(jī)，PAD的授權(quán)用戶可隨時隨地在智能終端通過專用APP接入云媒體平臺，查看云端推送的賽場公共信號，進(jìn)行挑選下載，素材上傳等。在手機(jī)/PAD端，支持以RTC等低延時的方式進(jìn)行移動拍攝，拍攝素材可上傳云媒體平臺，作為素材補(bǔ)充。如圖7所示，在云媒體平臺，還提供JOVE ONE輕量化模板剪輯工具，無須下載可直接使用云庫的內(nèi)容資源，支持低碼云合成，可用于新媒體視頻的制作發(fā)布。

云分發(fā)：如圖8所示，云平臺提供了EPG電子節(jié)目單服務(wù)，EPG電子節(jié)目單與每日賽程安排相對應(yīng)，獲權(quán)用戶可獲取賽事信息，拉流地址等。天翼云承擔(dān)公共賽事/ENG信號的流匯聚分發(fā)，支持并發(fā)40路高清流媒體接受能力，100路的高清流媒體分發(fā)能力。

公有云端的交換素材有高、中、低三種碼率供用戶選擇，即可滿足新媒體輕體量，高效性，便捷性的特性需求，又可滿足用戶深度編輯的需求。

3? 邊緣云

邊緣云計算，就是將云計算能力拓展至距離終端更近的邊緣側(cè)，并通過云邊端的統(tǒng)一管控實現(xiàn)云計算服務(wù)的下沉，是中心云的延伸，邊緣云與中心云形成“云邊協(xié)同”的技術(shù)構(gòu)架，通過把部分工作放在邊緣處理，降低響應(yīng)時延，降低帶寬成本，并能提供全網(wǎng)調(diào)度、算力分發(fā)等云服務(wù)。如圖9所示，本次運(yùn)動會在西安邊緣云部署的超高清融合媒體虛擬化后臺服務(wù)，有效地利用了邊緣云技術(shù)“大帶寬，低延時”的特點，實現(xiàn)了為西安區(qū)域內(nèi)的授權(quán)用戶提供線上超高清剪輯服務(wù)，邊緣云與IBC電視中心共享存儲，全量同步，統(tǒng)一用戶認(rèn)證，用戶可以使用瘦終端登錄邊緣云的虛擬機(jī)門戶，獲取與線下同步更新的媒體內(nèi)容庫，使用非編進(jìn)行素材檢索、剪輯、場記查看、輸出等操作，完成電視節(jié)目生產(chǎn)。通過將HDR監(jiān)看畫面流化后推送到本地瘦終端，解決虛擬終端預(yù)監(jiān)的問題，節(jié)目成品同樣可以一鍵同步到公有云。

另一方面，我們利用邊緣云做了一個IBC超高清制作服務(wù)的異地容災(zāi)，當(dāng)IBC后臺核心制作服務(wù)出現(xiàn)不可控的事故，可由邊緣云上的后臺服務(wù)進(jìn)行接管，保證制播任務(wù)的不間歇進(jìn)行。最大限度地保障制播安全。

4? 結(jié)? 論

HB超高清融媒體系統(tǒng)于2021年9月1日在陜西西安十四屆全國運(yùn)動會正式投入使用。在十四運(yùn)報道期間，系統(tǒng)總體運(yùn)行情況良好，各項技術(shù)指標(biāo)與功能均達(dá)到了預(yù)期計劃，收錄、場記、編輯等子系統(tǒng)工作穩(wěn)定，公有云、邊緣云、私有云三朵云協(xié)同合作，在保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，為用戶提供了適應(yīng)多場景的應(yīng)用，滿足不論是新媒體用戶還是傳統(tǒng)媒體的多樣化需求。本項目利用了大量最新的技術(shù)手段，開創(chuàng)了賽事制播的新模式，是一次全新的探索。9月27日，隨著十四運(yùn)閉幕式的完美落幕，此次制播系統(tǒng)也圓滿地完成了其使命，從立項到此歷時4個月，畫上了完美的句號。

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作者簡介：陳翠（1983.12—），女，漢族，福建福州人，本科，工程師，主要研究方向：電視工程。