高清電視轉(zhuǎn)播車視頻系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

湖北省麻城市融媒體中心：管小娟

由于我國各電視臺數(shù)字高清系統(tǒng)的迅速發(fā)展，高清電視轉(zhuǎn)播車也逐漸發(fā)展起來，隨著科技手段的多樣化發(fā)展，人們對電視的高清度也有了更高的要求，也更加追求大量的數(shù)字高清晰度的電視轉(zhuǎn)播車，因此有一些電視臺以及電視機(jī)構(gòu)開始重視高清電視轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并且對此投入了大量的人力、財(cái)力、物力，致力于在實(shí)際使用中能夠更有效的發(fā)揮出作用，推動我國廣電行業(yè)又好又快的發(fā)展，向著可持續(xù)發(fā)展的方向努力。

1.高清電視轉(zhuǎn)播車視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

隨著我國廣電行業(yè)的迅速發(fā)展以及科技手段的不斷進(jìn)步，將我國數(shù)字高清電視系統(tǒng)發(fā)展推向了更高的發(fā)展層面，人們也開始更加注重電視的清晰度，對于高清晰度的需求逐漸增強(qiáng)，所以國內(nèi)很多電視臺以及電視機(jī)構(gòu)都更加重視數(shù)字電視轉(zhuǎn)播車的建設(shè)，并且加大了投資力度。尤其是對于在設(shè)計(jì)過程中包含的關(guān)鍵技術(shù)，都要開始深入研究和探索，推動電視轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)設(shè)計(jì)向著合理化、高效化、科學(xué)化的方向發(fā)展，能夠更好適應(yīng)現(xiàn)階段社會發(fā)展的實(shí)際需求。

高清電視轉(zhuǎn)播車是一個(gè)由多個(gè)分系統(tǒng)組合成的大型系統(tǒng)，其中涉及到音視頻、通話和配電等多個(gè)相關(guān)的子系統(tǒng)，且在眾多的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，又包含了一些不同的子系統(tǒng)，例如在其中的一個(gè)系統(tǒng)中——視頻就涵蓋了攝像機(jī)系統(tǒng)、字幕系統(tǒng)和切換臺等多個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其主要的工作內(nèi)容就是在視頻系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，進(jìn)行視頻信號的采集、制作工作，并逐步完成其之后的作品錄制以及成品播出的相關(guān)工作。

通過利用先進(jìn)的現(xiàn)代化設(shè)備系統(tǒng)和完善的電視技術(shù)，進(jìn)一步完成高清電視的轉(zhuǎn)播車相關(guān)播出視頻的具體設(shè)計(jì)工作，進(jìn)一步深層次的整合完成電視視頻相關(guān)作品的制作設(shè)計(jì)，進(jìn)而促進(jìn)整個(gè)視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以更好的為高清視頻轉(zhuǎn)播車提供服務(wù)。

2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要的理論依據(jù)

在相關(guān)的視頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，對其高清電視轉(zhuǎn)播車要按照安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)可靠以及靈活多變的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)制作，在此其中更重要的要將相關(guān)的備份措施納入其中，以此有效保障其措施的全面化。對其重要的設(shè)備通過利用一加一的方法進(jìn)行備份，在備份時(shí)絕對不能發(fā)生單調(diào)的饋入和點(diǎn)入等相關(guān)問題出現(xiàn)；還要對其比較關(guān)鍵的設(shè)備在運(yùn)行前要對其進(jìn)行設(shè)置雙份電源，即主電源和備份電源，對其電源模塊可以直接進(jìn)行熱插拔操作，從而提升其維修的方便度；并對于其各個(gè)電視臺以及矩陣等相關(guān)主要的設(shè)備的切換，不論是在其輸入或輸出均可以使用跳線的方法進(jìn)行操作，以此加強(qiáng)其備份設(shè)備的故障維修操作；為了滿足各種格式的信號需求的有效實(shí)現(xiàn)，對其要設(shè)置多個(gè)輸入和輸出的相關(guān)接口；對其要預(yù)留足夠用的擴(kuò)容量，進(jìn)而滿足其系統(tǒng)的整體擴(kuò)展能力；最后對其要制定比較專業(yè)的，且同時(shí)具有較人性化的相關(guān)設(shè)計(jì)方案。通過整車實(shí)際的多種格式的具體制作能力，進(jìn)一步完善其標(biāo)清數(shù)字信號的相關(guān)格式的兼容性。

3.對系統(tǒng)進(jìn)行綜合性的描述

設(shè)計(jì)的相關(guān)依據(jù)：對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，主要依據(jù)電視臺在實(shí)際中的相關(guān)需求以及按照國家制定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以此來完成最終的設(shè)計(jì)。

系統(tǒng)的主要功能：其具備視頻直播的功能和視頻錄制的功能兩種。其兩項(xiàng)功能主要的目的是：為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)并完成對各類大型的綜藝節(jié)目以及重大的體育比賽節(jié)目等內(nèi)容相關(guān)的視頻直播的制作任務(wù)而定。

設(shè)計(jì)內(nèi)容：該系統(tǒng)設(shè)計(jì)要面向高清的方向進(jìn)行設(shè)計(jì)，其主要是使用高清的分辨率以及與之匹配的像素，通過使用上下變換的方式完成其高清的制作目標(biāo)，在制作的過程中按照“一制二”的方式，同時(shí)完成兩項(xiàng)不同的節(jié)目內(nèi)容。

對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，將其整體設(shè)計(jì)成為一項(xiàng)高清的系統(tǒng)，與此同時(shí)還可以制作出相關(guān)的標(biāo)清節(jié)目。對其需要配置兩臺相關(guān)的高速高清的攝像機(jī)以及十臺相關(guān)的高清攝像機(jī)。對其視頻進(jìn)行輸出的時(shí)候，可以運(yùn)用分級輸出的方式進(jìn)行。對其的信號源進(jìn)行設(shè)置時(shí)，可以將其調(diào)成高清模式。且隨著信號源的變化，其源名和相關(guān)的指示也會隨之變化，進(jìn)一步完成其自動化的動態(tài)管理。最后在其調(diào)動外部信號的時(shí)候要對其設(shè)置高清的幀同步器和相關(guān)的變換器。

技術(shù)特點(diǎn)：在進(jìn)行系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)中，主要以高清為準(zhǔn)，具備系統(tǒng)級聯(lián)能力，能夠同時(shí)兼顧標(biāo)清以及高清兩種制作。其中對其進(jìn)行高清制作的時(shí)候?qū)ζ滹@示器一般均選擇的是十六比九的高亮比，而對其進(jìn)行標(biāo)清的制作時(shí)其顯示器均選擇的是四比三的高亮比，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高亮比信號的自動調(diào)動。其主要電源和備份電源在進(jìn)行自動化的調(diào)換時(shí)，同步提供其標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)碼信號。其中環(huán)球媒體光碟的相關(guān)指示系統(tǒng)主要功能是其具備動態(tài)的自動跟隨功能。進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)在實(shí)際的通話中運(yùn)用一種方法解決多種通話，提升其指揮的靈活性。

技術(shù)的相關(guān)難點(diǎn)：其主要的技術(shù)難點(diǎn)是其高清以及標(biāo)清的信號之間的兼容問題，對其設(shè)置外部相關(guān)的變換器，并在內(nèi)核的選擇上要使用純高清的，以此對其信號的輸入輸出可以通過多種方式完成。

4.視頻系統(tǒng)分析

4.1 攝像機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

第一種是廣播級可以便于攜帶的數(shù)字高清攝像機(jī)系統(tǒng)，目前國內(nèi)外已經(jīng)普遍運(yùn)用這種類型的攝像機(jī)，在進(jìn)行攝像機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，對于形式各樣的節(jié)目具體的拍攝要求標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)攝像機(jī)的型號功能，進(jìn)而提升了其高清攝像機(jī)的具體的數(shù)字處理功能，并對其光纜的主要傳送方法以及掃描的方法等相關(guān)也進(jìn)一步提高了其質(zhì)量功能要求。

攝像機(jī)作為整個(gè)視頻系統(tǒng)中最前級的信號采集設(shè)備，所以信號質(zhì)量的優(yōu)劣會在一定層面上直接影響到輸出信號的質(zhì)量，所以，在視頻系統(tǒng)中攝像機(jī)有著至關(guān)重要的地位，在選擇攝像機(jī)系統(tǒng)的時(shí)候，應(yīng)該擇優(yōu)挑選，找到性能較高的高清攝像機(jī)系統(tǒng)，這樣才能夠最大程度上確保信號源的質(zhì)量和效果。選用高清攝像系統(tǒng)，還可以收集到一些短時(shí)間的細(xì)節(jié)畫面。

現(xiàn)階段能夠使用的高清攝像是有很多種選擇的，比如索尼的高清系列，在其攝像機(jī)的相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)時(shí)，其攝像機(jī)在完成室外的相關(guān)體育比賽的具體拍攝任務(wù)的同時(shí)，對于其室內(nèi)的相關(guān)綜藝節(jié)目等的拍攝任務(wù)也要一并完成，且拍攝的質(zhì)量要滿足其實(shí)際的需求，進(jìn)而其攝像機(jī)就要對其安裝廣播級別的相關(guān)數(shù)字高清攝像機(jī)，其攝像機(jī)的功能設(shè)置中對于數(shù)字處理的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要不小于十四比特的標(biāo)準(zhǔn)要求，其音量抗噪音的比例要大于六十分貝，并對其采用標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間碼作為其主要的光纜輸送方法，其顯示器還要同時(shí)實(shí)現(xiàn)十六比九的高亮比和四比三的高亮比兩種不同的制作方式方法。且對于其攝像機(jī)設(shè)備的配備，要滿足其尋像器以及遮光罩等要求。

4.2 切換臺制作系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析。

在整個(gè)轉(zhuǎn)播車視頻系統(tǒng)中最主要最核心的設(shè)備系統(tǒng)就是切換臺系統(tǒng)，在實(shí)際的運(yùn)用中，主要負(fù)責(zé)大部分視頻信號制作工作，其中包含前級攝像機(jī)信號以及外來信號等所有的信號源。在進(jìn)行切換臺的時(shí)候主要是完成對不同視頻源的信號進(jìn)行換面轉(zhuǎn)換、疊加以及掃描等，接著將各種不同的畫面進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，能夠提升畫面信息的多樣化，最后再完整的展現(xiàn)在電視群眾面前。

目前的切換臺基本上已經(jīng)達(dá)到了數(shù)字化管理的程度，數(shù)字切換臺通常是由兩種結(jié)構(gòu)組成，一種是一體式結(jié)構(gòu)，另一種是分體式結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)階段，在實(shí)際過程中通常會采用的數(shù)字切換臺系統(tǒng)一般都為分體式結(jié)構(gòu)，這也就表明采用的系統(tǒng)包含獨(dú)立的切換臺主機(jī)以及操作面板的。

目前數(shù)字化一體式切換臺在使用的過程中，大型切換臺的主機(jī)、面板通常體積都是比較大的，主機(jī)和操作面板能夠直接安裝在相應(yīng)的位置上，這也增強(qiáng)了在使用過程中的靈敏性。

大型切換臺通常需要大量的輸入、輸出接口，分體式切換臺的接口通常都會設(shè)置在切換臺的基站主機(jī)上，這樣能夠更加方便將設(shè)備進(jìn)行連接以及信號線的鋪設(shè)工作。

分體式切換臺面板中包括電源線、控制線都需要進(jìn)行連接處理，在進(jìn)行切換臺更換工作中，切換操作面板操作會更加簡便和容易。

在運(yùn)用分體式切換臺進(jìn)行連接處理工作中，與此同時(shí)還要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化操作，物理輸入以及輸出接口不用和切換臺操作面板的按鈕進(jìn)行一個(gè)一個(gè)的匹配工作，直接可以運(yùn)用相關(guān)的軟件設(shè)置完成匹配工作。還有一些切換臺是可以運(yùn)用分體式切換臺直接進(jìn)行制式和格式等圖像參數(shù)的設(shè)計(jì)過程，將傳統(tǒng)工作方式的流程變得更加簡單，可以準(zhǔn)確的控制其變化的大小，這樣系統(tǒng)使用起來能夠更加的簡單，便于操作。

4.3 視頻矩陣設(shè)計(jì)分析。

視頻矩陣功能主要的任務(wù)就是更好調(diào)整音頻、視頻信號以及拓展切換臺有限輸入與輸出通道，音頻、燈光制作監(jiān)視源的選擇等各個(gè)操作過程完成的設(shè)計(jì)。對于各個(gè)工位的主要信號源的相關(guān)視頻的矩陣選擇，在選擇的時(shí)候要將其視頻矩陣的相關(guān)音頻和視頻進(jìn)行有效的融合，以此更好完成同步直播，增強(qiáng)資源的有效利用率，能夠把制作流程的監(jiān)視設(shè)備運(yùn)用SD格式。這樣就能夠準(zhǔn)確把控各認(rèn)識設(shè)備格式的特征，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)其視頻的顯示源的自動化的動態(tài)管控，對其進(jìn)行控制的時(shí)候，主要通過控制其相關(guān)的矩陣和其分割器等設(shè)備，提升其大屏顯示的功能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)其他的相關(guān)動態(tài)管理的具體操作。

4.4 監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析。

在高清發(fā)展的過程中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從標(biāo)清轉(zhuǎn)換為高清的轉(zhuǎn)變，并且創(chuàng)建了標(biāo)清和高清都可以使用的系統(tǒng)，在狹小的車內(nèi)空間需要達(dá)到監(jiān)聽視角以及位置等多個(gè)層面的需求。同時(shí)還要確保可以符合其他對應(yīng)功能上的要求，所有工作人員都要從不同的監(jiān)視需求以及不同寬度高度比例大小、輸入輸出需求等做種層面進(jìn)行綜合性考慮并設(shè)計(jì)。進(jìn)而完成了整個(gè)監(jiān)視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程，能夠?qū)?biāo)清直接轉(zhuǎn)換為高清。

4.5 錄像系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析。

數(shù)字設(shè)備在使用和發(fā)展的過程中，選擇能夠可以兼顧高清與標(biāo)清的節(jié)目內(nèi)容，錄像系統(tǒng)也要挑選對應(yīng)的高清錄像設(shè)備，可以有效的完成對錄制圖像的處理操作。不僅如此，也在很大程度上實(shí)現(xiàn)了聲音方面的提高，可以單獨(dú)完成輸入和輸出工作以及其他頻道的編輯工作。

4.6 高清數(shù)字的相關(guān)字幕機(jī)

在視頻的傳播車的具體使用過程中，其不僅僅單一用于視頻錄像，還會用其進(jìn)行節(jié)目的直播使用，所以對其進(jìn)行設(shè)置相關(guān)的字幕系統(tǒng)的時(shí)候，均將其雙字幕機(jī)和雙線上包裝的相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行綜合的考量分析，或者對其進(jìn)設(shè)置時(shí)，運(yùn)用一對一方法進(jìn)行，即：一臺字幕對一臺線上包裝系統(tǒng)，這些都需要結(jié)合電視臺的經(jīng)濟(jì)實(shí)力以及實(shí)際需求來決定。對其在配備其以上相關(guān)的設(shè)備時(shí)，對于其廠家的選擇也要選擇相同的廠家，若發(fā)生其字幕系統(tǒng)的廠家不是同一個(gè)廠家的時(shí)候，如出現(xiàn)字幕機(jī)的廠家是新奧特，但是其線上包裝系統(tǒng)是大洋的廠家此類問題時(shí)，就這樣就會出現(xiàn)兩個(gè)廠商的系統(tǒng)不兼容，在實(shí)際的工作中，想要同時(shí)制作兩個(gè)版本需要花費(fèi)更多的時(shí)間和人力。

4.7 其他系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

除了上述描述的系統(tǒng)功能之外，還包括了其他的管理系統(tǒng)，也都是現(xiàn)階段大部分高清電視轉(zhuǎn)播車視頻系統(tǒng)常用的系統(tǒng)，在進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)和研究時(shí)，也要結(jié)合實(shí)際的需求來進(jìn)行對應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

高清電視轉(zhuǎn)播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不光為了達(dá)到日常轉(zhuǎn)播功能的需求，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了一車多用的效果。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)播任務(wù)是需要用兩套或者更多套的設(shè)備來完成，現(xiàn)階段經(jīng)過對高清電視轉(zhuǎn)播車視頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究，只需要運(yùn)用一輛轉(zhuǎn)播車就能夠完整的完成各種操作，使整個(gè)轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)的效率得到大大的提升。