數(shù)字播控技術(shù)在電視臺播出控制中的應用

池恒

【摘要】隨著數(shù)字化時代和信息化時代的到來，廣播電視行業(yè)也迎來了一次巨大的發(fā)展機遇，其中數(shù)字化播出技術(shù)正是在此背景下誕生并得到推廣應用的。當前許多大型電視臺已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)字播控，建立了一套以視頻服務器為核心的新型播控模式。本文介紹了廣播電視節(jié)目的播出流程，分析了數(shù)字播控中心的功能結(jié)構(gòu)，探討了數(shù)字播控技術(shù)在視音頻信號處理、自動化播出控制和系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)控等方面的應用。

【關鍵詞】數(shù)字化;播控系統(tǒng);電視臺;播出控制

中圖分類號：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.21.001

電視播控中心是電視臺的核心組成部分，播控技術(shù)的先進性則在很大程度上反映了電視臺的綜合技術(shù)水平。現(xiàn)代播控系統(tǒng)要求相關設備和軟件具有高可靠性、高穩(wěn)定性，以保證全天候安全播出。隨著信息技術(shù)的進步，數(shù)字播控系統(tǒng)開始被廣泛應用，推動著播控技術(shù)走向一個全新的發(fā)展階段，進一步提高了播出質(zhì)量和播出效率。數(shù)字播控技術(shù)可以說是現(xiàn)代信息技術(shù)、計算機技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)融合發(fā)展的產(chǎn)物，是當前廣播電視播出控制的主要技術(shù)手段。

1. 電視臺節(jié)目播出流程分析

電視節(jié)目制作完成后，編輯人員首先會將其送到數(shù)字播控中心的磁帶庫中，然后由導播人員根據(jù)不同頻道的預播節(jié)目單到磁帶庫中提取出相關的節(jié)目文件。送播的磁帶必須是標清原廠，如果導播在審核過程中發(fā)現(xiàn)不滿足技術(shù)要求，則會直接退回要求重新制作，直到滿足播出要求才能正常辦理磁帶入庫手續(xù)。導播在收到播出磁帶后，會根據(jù)節(jié)目的版面對信息進行核對，只有滿足要求的才能進入磁帶準備系統(tǒng)，否則會被退回返修。一般來說，如非特殊情況，所有節(jié)目必須提前一天或以上時間入庫備播，否則導播可能會出于安全性的考慮做出拒播的決定。一旦播出磁帶進入播出中心并完成建庫，值班人員就要做好保管工作，禁止隨意取用，以保證磁帶安全。當節(jié)目播出完成之后，才可以進行磁帶交接。對于經(jīng)過審查的磁帶，導播會提取素材并打印標簽，根據(jù)節(jié)目單，通過播控系統(tǒng)將節(jié)目播放出來，使人們可以通過熒屏收看電視節(jié)目。可見，電視臺節(jié)目的播出流程是比較復雜的，不僅需要嚴格的人工審核，而且需要采用高性能的播控系統(tǒng)對播出過程進行可靠控制。

2. 數(shù)字播控中心的總體結(jié)構(gòu)

數(shù)字播控系統(tǒng)功能十分強大，是大型電視臺節(jié)目播出的關鍵技術(shù)支撐。數(shù)字播控系統(tǒng)由導播軟件和控制軟件兩大部分構(gòu)成，可以完成版面編輯、設備控制、總控調(diào)度、設備管理等任務。數(shù)字播控系統(tǒng)是在播控中心進行使用的，播控中心在數(shù)字播控系統(tǒng)的支持下完成一系列復雜功能。首先，數(shù)字播控中心可以完成全臺節(jié)目播出、演播室信號調(diào)度、以及現(xiàn)場直播信號處理，這也是數(shù)字播控中心的核心功能。其次，數(shù)字播控中心還需要對全臺的播出設備進行日常維護、升級改造，確保播出系統(tǒng)的正常運行。最后，為了促進數(shù)字播控技術(shù)的發(fā)展，還需要定期或不定期與其它電視媒體進行技術(shù)交流，提升整個行業(yè)的技術(shù)和管理水平。

3. 數(shù)字播控技術(shù)在播出控制中的應用

當前大型電視臺的數(shù)字播控系統(tǒng)廣泛采用服務器集群構(gòu)建分布式網(wǎng)絡和開放式數(shù)據(jù)交換模式，采用磁盤陣列數(shù)據(jù)冗余安全技術(shù)，引進服務器集群鏡像，提高播出的安全性能。數(shù)字播控系統(tǒng)還具備強大的智能監(jiān)控功能，可以確保全天候的連續(xù)安全播出。本文主要探討數(shù)字播控技術(shù)在視音頻信號處理、自動化播出控制和系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)控等方面的應用。

3.1 視音頻信號處理

要實現(xiàn)數(shù)字化的播出控制，首先要求播控系統(tǒng)具備視音頻信號的處理能力。一套典型的視音頻系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上主要包括信號源轉(zhuǎn)換、播出矩陣、信號源分配、信號切換等模塊。其中信號源轉(zhuǎn)換模塊可以完成A/D轉(zhuǎn)換和音頻嵌入，信號源經(jīng)過分配之后，會有序地進入主、備切換系統(tǒng)。播出矩陣可以實現(xiàn)多路信號共享，所有頻道都可以使用這些信號資源。視音頻信號處理可以采用多種設備來完成，這里以比較常見的Leitch系列產(chǎn)品為例。播出切換臺采用Leitch OPUS設備，通過Aux-Preview軟件實現(xiàn)各路輸入信號的監(jiān)聽。通過自動播控系統(tǒng)的切換開關完成主切換臺同步切換。下游鍵可以為視頻疊加字幕和臺標。

在傳統(tǒng)的播出控制系統(tǒng)中，主要采用了磁帶作為記錄介質(zhì)，在數(shù)字播控系統(tǒng)中則廣泛采用數(shù)字化硬盤。系統(tǒng)的核心硬件包括視頻服務器、廣告視頻服務器和循環(huán)視頻服務器。播出視頻服務器可以完成高碼率的編解碼，通過兩組負載平衡服務器實現(xiàn)熱備，互為鏡像。廣告視頻服務器也采用主、備鏡像結(jié)構(gòu)，可以完成廣告上載與廣告節(jié)目串聯(lián)單制作等功能，上載的廣告素材可以由光纖線路鏡像到播出視頻服務器中，具備至少40個小時節(jié)目的存儲能力。循環(huán)視頻服務器可以緊急循環(huán)播放應急節(jié)目。

3.2 自動化播出控制

自動化播出控制是數(shù)字播控系統(tǒng)的核心功能，它可以盡可能地減少人為的干預，保證節(jié)目播出的安全和穩(wěn)定。播控系統(tǒng)是一種互聯(lián)互通的網(wǎng)絡化結(jié)構(gòu)，可以通過網(wǎng)絡的搭建把文件服務器、節(jié)目單編輯工作站、磁帶準備工作站和播出工作站等服務器設備連在一起，實現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)的共享。其中文件服務器采用磁盤陣列和雙機熱備技術(shù)，確保數(shù)據(jù)的安全。所有信息和數(shù)據(jù)均采用SQL數(shù)據(jù)庫進行管理，任何計算機只要連進所在的局域網(wǎng)，就可以實現(xiàn)信息交換。

在控制模式上，數(shù)字播控系統(tǒng)采用兩級控制結(jié)構(gòu)，即上級機器與下級機器。其中前者負責節(jié)目單入庫、編輯串聯(lián)單和數(shù)據(jù)發(fā)送，而播出設備的自動控制、實時監(jiān)測與報警則由下級機執(zhí)行完成。播控系統(tǒng)根據(jù)各頻道控制機提交的命令請求，對錄像機、播出矩陣、服務器等硬件設施進行遠程控制，從而完成播出矩陣的調(diào)配、控制和播出。如果播出系統(tǒng)未實現(xiàn)網(wǎng)絡互聯(lián)，則上載機器會把節(jié)目單自動串編輸出到錄像機進行錄制，這樣就可以采供錄像帶播出的形式，最壞的情況下，還可以采用手動播放，進而保證播出的連續(xù)性和安全性。

3.3 系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)控

數(shù)字播控系統(tǒng)雖然功能強大，但作為一套復雜的數(shù)字化系統(tǒng)，長期運行的情況下難免出現(xiàn)故障，如果這些故障不能及時解決，將直接影響廣播電視的安全播出。因此，系統(tǒng)運行狀態(tài)的監(jiān)控也應作為數(shù)字播控技術(shù)的重要技術(shù)保證。技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)通過24小時監(jiān)測，采用多畫面處理器同時監(jiān)控多路信號，對數(shù)字播出通道的圖像和聲音進行動態(tài)監(jiān)測。通道上的A/D、D/A、音頻嵌入和解嵌、視音頻分配、幀同步等一系列的信號處理過程以及板卡的工作狀態(tài)都將得到持續(xù)的跟蹤。通過數(shù)字示波器的應用，還可以準確地監(jiān)測信號質(zhì)量。此外，在播顯示器、視頻服務器、播出矩陣等關鍵設備的狀態(tài)監(jiān)測也是技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)的重要任務。系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)控是通過監(jiān)控大廳的監(jiān)控平臺來實現(xiàn)的，它是數(shù)字播控體系的重要組成部分。監(jiān)控平臺的值班人員可以通過PC終端上的播控軟件對播出進行控制，控制的方式是通過界面操作向受控設備發(fā)送控制命令，命令通過以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)發(fā)到達目標設備，目標設備對指令進行解析后執(zhí)行相應操作，典型的操作包括網(wǎng)絡狀態(tài)查詢和異常報警、設備增益控制和電平控制、自動設備識別和狀態(tài)自動更新、還可以實時查詢設備類型、位置、版本等基本信息。

3.4 多頻道硬盤播出

在現(xiàn)代化數(shù)字播控系統(tǒng)中，還可以實現(xiàn)分布式在線存儲共享的多頻道硬盤播出方式。這種方式對硬件資源有很高的要求，因此配套建設了多服務器集群，為多頻道硬盤播出提供了充足的計算和存儲資源。在多頻道硬盤播出技術(shù)的應用過程中，首先要將提交至服務器的節(jié)目素材進行編碼傳輸，系統(tǒng)根據(jù)各服務器當前的負荷情況，由IOP板卡將這些節(jié)目素材均勻、平衡地分配到服務器集群中的所有節(jié)點，在數(shù)據(jù)處理過程中，可以通過各服務器節(jié)點上的分布式實時操作系統(tǒng)進行節(jié)點間的數(shù)據(jù)交互。完成素材編碼處理后，系統(tǒng)會將所有節(jié)點上的素材片段重新匯聚起來，再通過特定的解碼器進行解碼，從而實現(xiàn)節(jié)目素材的高效處理。這種設計還可以進下保證數(shù)據(jù)的安全性，因為各服務器節(jié)點都可以設置成相互備份的形式，存儲的節(jié)目素材可以在集群內(nèi)共享，節(jié)目的上傳可以由任一服務器來完成，并不依賴于特定的節(jié)點，因而可以線性增加視音頻通道與存儲容量，在確保數(shù)據(jù)安全的基礎上，有效增加播出頻道的數(shù)量。

4. 結(jié)語

隨著計算機、多媒體、網(wǎng)絡通信等技術(shù)的進步，電視媒體行業(yè)實現(xiàn)全臺網(wǎng)建設已經(jīng)成為一個重要的發(fā)展方向，但要實現(xiàn)這個目標，就必須充分利用數(shù)字化播控技術(shù)的強大優(yōu)勢，充分整合電視臺的現(xiàn)有資源，不斷促進電視媒體行業(yè)向新的臺階邁進。唯有如此，才能更好地引導社會輿論，傳播社會正能量，從而滿足人民群眾日益增長的精神文化需求。

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