澎湃新聞視頻敏捷化生產(chǎn)系統(tǒng)

趙 昀

（上海報業(yè)集團 澎湃新聞，上海 200000）

1.背景

在當前社會背景下，我們正見證著信息技術(shù)和傳播方式的深度轉(zhuǎn)型，其中平臺化、移動化和智能化已經(jīng)成為媒體發(fā)展的主要趨勢。[1-2]作為一家權(quán)威的媒體機構(gòu)，澎湃新聞則面臨著一個重要的挑戰(zhàn)，那就是如何適應這些變化，滿足用戶的需求，提升自身的競爭力。

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和社交媒體的不斷發(fā)展和普及，新聞視頻已成為傳播新聞信息的首選方式，也因此受到了大眾的廣泛歡迎和熱烈關(guān)注。用戶對新聞視頻內(nèi)容的需求持續(xù)增長，對內(nèi)容質(zhì)量、獲取速度以及內(nèi)容多樣性的期望也日益提高。因此，新聞視頻制作現(xiàn)在需要更高效、便捷且靈活地采集、傳輸、編輯和發(fā)布視頻素材的方式，以適應各種復雜的場景和平臺需求。[3-4]

然而，傳統(tǒng)的新聞視頻制作方式卻存在著一系列問題和局限。例如：采集過程中需要使用專業(yè)設(shè)備和人員，成本高昂且不易調(diào)配；傳輸過程中需要依賴有線或無線網(wǎng)絡信號，容易出現(xiàn)信號中斷或延遲等問題；編輯過程中需要使用專業(yè)軟件和硬件設(shè)備，操作復雜且不易協(xié)同；互動過程中需要使用第三方平臺或工具，功能單一且不易控制等。

這些問題導致了新聞視頻制作效率低下、質(zhì)量不穩(wěn)定、創(chuàng)意不足等問題。為了解決這些問題，澎湃新聞借助4G/5G、云計算等技術(shù)和產(chǎn)品集成組建澎湃新聞視頻敏捷化生產(chǎn)系統(tǒng)。

2.系統(tǒng)概述

澎湃新聞視頻敏捷化生產(chǎn)系統(tǒng)是澎湃新聞為適應新聞視頻制作的需求和挑戰(zhàn)，利用4G/5G 技術(shù)、云計算技術(shù)等集成組建的創(chuàng)新的視音頻采集制作平臺。該平臺實現(xiàn)了從采集、傳輸、發(fā)布到互動等場景和流程快速實現(xiàn)，提高了新聞視頻制作的效率、質(zhì)量和穩(wěn)定性，提高了用戶參與度和互動性，為新聞視頻采集制作提供了全新的解決方案。系統(tǒng)主要包含以下幾個方面的子系統(tǒng)和技術(shù)內(nèi)容。

2.1 4G/5G 采集傳輸

利用4G/5G 網(wǎng)絡，采用4G/5G 背包或手機直播App 實現(xiàn)高清畫質(zhì)、低延遲、穩(wěn)定可靠的實時音視頻采集與傳輸。設(shè)備支持多個網(wǎng)絡聚合傳輸，并可根據(jù)網(wǎng)絡狀況自動調(diào)節(jié)碼率。在實現(xiàn)盡可能低的視頻傳輸?shù)耐瑫r，最大程度保障視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量和穩(wěn)定性。

2.2 云端制作

使用云端制作系統(tǒng)，配合4G/5G 采集終端或手機直播App 實現(xiàn)輕量、高效以及便捷的實時云端信號接收和制作。

2.3 實時互動

使用云互聯(lián)產(chǎn)品，可搭配各種采集或接入終端，以及本地或云端制作系統(tǒng)。可方便地實現(xiàn)實時互動同時，進行高質(zhì)量的信號制作及播出。

2.4 遠程制作

上述各系統(tǒng)或產(chǎn)品在實現(xiàn)視頻采集傳輸或制作的同時，互相之間有內(nèi)部通話，可形成適用于控制等信號傳輸?shù)腣LAN 通道，實現(xiàn)輕量敏捷的遠程制作。

通過該系統(tǒng)可輕松實現(xiàn)實時直播、連線直播、遠程訪談、實時多方互動等應用場景，提高了新聞視頻采集、制作的效率、質(zhì)量和穩(wěn)定性，增加了用戶參與度和互動性，為新聞視頻制作提供了全新的解決方案。

3.系統(tǒng)介紹

3.1 子系統(tǒng)介紹

澎湃新聞視頻敏捷化生產(chǎn)系統(tǒng)各子系統(tǒng)具體組成和介紹如下。

3.1.1 4G/5G 采集傳輸

3.1.1.1 系統(tǒng)組成

此部分整體包含采集傳輸端和接收解碼端和中央管理端三個部分（如圖1）。其中采集部分采用TVU One 直播背包以及TVU Anywhere 手機直播App 實現(xiàn)。采集背包可以聚合包括多達10 個4G/5G 網(wǎng)絡、一個Wi-Fi、一個有線網(wǎng)絡總計12 個鏈路網(wǎng)絡，將來自攝像機或無人機等各種視頻信號進行智能動態(tài)編碼實現(xiàn)低延時、高質(zhì)量的視頻采集回傳；手機直播客戶端可使用手機自帶攝像頭或外接專業(yè)攝像機進行視頻采集，并聚合手機SIM 卡和Wi-Fi 兩路信號進行動態(tài)編碼回傳。

圖1 4G/5G 采集傳輸系統(tǒng)框架圖示

圖2 TVU Producer 云導播界面圖示

圖3 TVU PartyLine 實時交互層及高質(zhì)量回傳制作層配合圖示

圖4 IS+傳輸技術(shù)保障信號傳輸效果

在接收解碼端，TVU 背包接收機可以接收合并采集傳輸端發(fā)送的各鏈路數(shù)據(jù)并進行解碼。解碼基帶信號輸出給電視演播系統(tǒng)或其他相關(guān)設(shè)備。

中央管控系統(tǒng)可統(tǒng)一訪問和管理所有賬戶的前端采集和后端接收解碼設(shè)備。隨時隨地登錄監(jiān)看全部系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備運行狀態(tài)和進行管控。通過中央管控系統(tǒng)，宏觀地對全局進行調(diào)控，隨時掌握第一手的全局信息。

系統(tǒng)框架圖示如下：

系統(tǒng)可實現(xiàn)包括視頻采集回傳、自動錄制、GPS定位和軌跡打點、語音通話、結(jié)合BGAN 或數(shù)據(jù)衛(wèi)星、結(jié)合無人機、中央管控、多路監(jiān)看、權(quán)限管理等功能和應用。

3.1.1.2 技術(shù)特性

3.1.1.2.1 智能VBR 編碼技術(shù)

TVU One 直播背包采用智能VBR 技術(shù)，背包可根據(jù)實時帶寬自動動態(tài)調(diào)節(jié)編碼碼率。從而更好地適配傳輸帶寬，以保障最佳的實時圖像傳輸質(zhì)量。[5-7]

3.1.1.2.2 可變FEC 和動態(tài)重傳技術(shù)

TVU One 采用可變FEC 以及動態(tài)重傳技術(shù)，可以很好地適應帶寬波動，同時在保證網(wǎng)絡延時的基礎(chǔ)上更好地適應移動網(wǎng)絡的高丟包率，保障圖像信號的穩(wěn)定。[5-7]

3.1.1.2.3 高性能雙編碼器技術(shù)

TVU One 直播背包產(chǎn)品配置了高性能雙編碼器，在拍攝并采用IS+技術(shù)傳輸?shù)耐瑫r，設(shè)備會把拍攝影像以高清晰質(zhì)量格式存儲在SSD 中，傳輸和同步錄制互相獨立，不受影響。[5-7]

3.1.1.2.4 低延時、高保真

TVU One 直播背包采用TVU 專利的IS+技術(shù)，可以同時聚合多個網(wǎng)絡鏈路進行數(shù)據(jù)傳輸，來保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。同時配合TVU 高效的壓縮編碼算法，有效降低點對點傳輸延時。

3.1.1.2.5 視頻傳輸加密功能

TVU One 傳輸數(shù)據(jù)中，擁有自己特有的加密機制。未經(jīng)授權(quán)的接收服務器無法接收視頻信號。

3.1.2 云端制作

3.1.2.1 系統(tǒng)組成

云端制作采用TVU Producer 云導播服務，該服務是一款面向廣電新媒體、制作團隊等可支持多機位的專業(yè)導播產(chǎn)品。TVU Producer 云導播可實現(xiàn)內(nèi)容從信號采集、低延時傳輸、精確制播，到多平臺的信號分發(fā)，可應對和滿足各種傳播需求。TVU Producer 云導播還支持高級音頻混音器、豎屏模式制播和分發(fā)、多任務協(xié)同工作等多項前瞻技術(shù)。無論在成本和使用的靈活性上都非常友好。[8]

3.1.2.2 技術(shù)特性

3.1.2.2.1 支持橫屏、豎屏、橫屏豎屏同步直播模式

支持橫屏豎屏同步直播回傳模式的應用，應對當下興起的豎屏直播拍攝模式與觀眾橫屏豎屏同步觀看模式，實現(xiàn)橫豎屏信號源同步直播制作。

3.1.2.2.2 豐富的信號源接入

支持多種格式IP 信號源，包括常見的RTMP、HLS 等IP 流，也支持現(xiàn)在比較流行的SRT 等信號源以及TVU 的ISSP 信號源。此外也可以直接接收TVU采集產(chǎn)品發(fā)送的視頻源，例如TVU Anywhere 移動終端APP、TVU One 直播背包、TVU MLink 車載直播機的視頻源。

3.1.2.2.3 支持多通道信號錄制與回放

支持同時錄制包括所有信號源以及PGM 輸出的視頻源。錄制的視頻可以通過控件進行即時查看和回放。

3.1.2.2.4 互聯(lián)網(wǎng)直播分發(fā)與共享

支持多平臺、多協(xié)議的信號分發(fā)能力。

3.1.2.2.5 使用先進技術(shù)，保障高質(zhì)量回傳自作的整體性能和效果

使用TVU 專利技術(shù)IS+技術(shù)進行高質(zhì)量信號傳輸。應對解決公共網(wǎng)絡和3G / 4G/5G 網(wǎng)絡中的帶寬問題和QoS（服務和質(zhì)量）障礙。

3.1.2.2.6 多路信號同步

使用TVU Timelock 技術(shù)實現(xiàn)多路回傳信號同步。

3.1.2.2.7 Tally 提示

支持Tally 功能，在手機直播軟件終端可以顯示當前Tally 狀態(tài)。

3.1.3 云端互動

3.1.3.1 系統(tǒng)組成

云端互動采用TVU PartyLine 云互聯(lián)服務，該服務在進行高質(zhì)量、高保障廣播級信號回傳及制作的同時增加一個實時交互層（Real Time Interactive Layer -RTIL）。它可以讓主持人和嘉賓、制作人員、技術(shù)人員等實時交互，實現(xiàn)所有參與者之間的實時通信或者與特定人員的定向通信。同時TVU PartyLine 實時交互層可以和高質(zhì)量的視音頻回傳和制作同步結(jié)合在一起。滿足實時互動同時以完全同步和廣播質(zhì)量的音頻和視頻制作節(jié)目需求。[9-11]

所有PartyLine 參與者都可以通過共享的鏈接地址訪問Partyline 的權(quán)限。鏈接可以從電腦、手機、Pad等各種設(shè)備上進行，參與者可以看到返回的PGM 視頻或特定返送視頻。TVU PartyLine 可以任意搭配多種TVU 的廣播級采集及制作設(shè)備或系統(tǒng)如TVU One 直播背包、TVU Anywhere 手機直播軟件、TVU Producer 云導播等實現(xiàn)實時交流和協(xié)同制作的同時，進行高可靠高質(zhì)量的廣播級信號的制作。

TVU PartyLine 實時交互層及高質(zhì)量回傳制作層互相配合實現(xiàn)高低雙碼率的制作。在實時交互層的所有互動和操作可以幀精確對應在高質(zhì)量回傳制作層。系統(tǒng)還具有回音消除技術(shù)以及聲音控制按鍵，可以消除PGM 返回信號的聲音干擾或?qū)崿F(xiàn)不同工作性質(zhì)人員聲音隔離。

3.1.3.2 技術(shù)特性

3.1.3.1.1 任何人都可以通過鏈接輕松加入直播互動環(huán)節(jié)通過使用主持人提供的鏈接或會議ID 可輕松使用瀏覽器加入直播間，也可以使用安裝TVU Anywhere 移動終端App 的智能終端加入。

3.1.3.1.2 極低的視音頻延遲

視音頻交互延時約為300 毫秒，極低的延時極大增強了實時交互的體驗效果。

3.1.3.1.3 系統(tǒng)包含實時交互層和高質(zhì)量回傳制作層

系統(tǒng)綜合考慮實時交互和高質(zhì)量信號的需求，包含實時交互層和高質(zhì)量回傳制作層并完美配合。實現(xiàn)實時交互的同時獲得高質(zhì)量的回傳信號或?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的節(jié)目制作。

3.1.3.1.4 實時交互層同高質(zhì)量回傳制作層視頻幀精確對應

系統(tǒng)實時交互層同高質(zhì)量回傳制作層視頻幀精確對應。使得在實時交互層的所有交互和操作都可以精確的對應在高質(zhì)量的回傳信號或制作信號上。

3.1.3.1.5 回音消除和聲音控制

多方通話和PGM 信號的返送使系統(tǒng)的聲音比較復雜，TVU 考慮消音技術(shù)使PGM 返回視頻聲音不會影響正常的協(xié)作或訪談聲音。此外，系統(tǒng)可以通過聲道隔離或聲音控制實現(xiàn)不同工作性質(zhì)人員技術(shù)人員和主持人及嘉賓的聲音的隔離。

3.1.3.1.6 使用先進技術(shù)，保障高質(zhì)量回傳自作的整體性能和效果

使用TVU 專利技術(shù)IS+技術(shù)進行高質(zhì)量信號傳輸。應對解決公共網(wǎng)絡和3G / 4G/5G 網(wǎng)絡中的帶寬問題和QoS（服務和質(zhì)量）障礙。

3.1.3.1.7 視頻返送可實現(xiàn)所有參與者實時查看節(jié)目視頻源

系統(tǒng)可以將PGM 返送給所有參與者，以便所有參與者實時查看播出效果。

3.2 系統(tǒng)方案特性

3.2.1 先進性

3.2.1.1 使用TVU IS+專利技術(shù)保障信號傳輸

Inverse StatMux （IS）為TVU Networks 擁有的專利技術(shù)，通過IS 算法將單路信號分成多路并通過多個通道來傳輸。也就是說一個視頻流可被分隔成小的數(shù)據(jù)包，這些數(shù)據(jù)包可以通過所有可用的連接來進行傳輸。IS 算法同時監(jiān)控每個連接的帶寬，并根據(jù)每個連接的可利用率來傳輸對應數(shù)量的數(shù)據(jù)包。傳輸數(shù)據(jù)在接收終端經(jīng)過排序后重新聚合。[10]

Inverse StatMux Plus （IS+）技術(shù)為進一步優(yōu)化IS 算法后的新專利技術(shù)。此技術(shù)結(jié)合Smart VBR 技術(shù)和動態(tài)前向糾錯（FEC）算法。通過TVU 的Smart VBR（動態(tài)編碼）技術(shù)系統(tǒng)能對一個定好延時的傳輸進行動態(tài)地管理傳輸碼率。通過IS+ FEC 持續(xù)監(jiān)測實時的連接狀態(tài)，并發(fā)送足夠數(shù)量的提前數(shù)據(jù)量來保證數(shù)據(jù)包能被收到而不會產(chǎn)生潛在的丟包，這類似同時預計重傳需求。沒了重傳的需求，使用IS+技術(shù)的傳輸方案能在移動環(huán)境中做到低延時的超高清畫質(zhì)的實時傳輸。[10]

和其他公網(wǎng)傳輸協(xié)議相比IS+技術(shù)FEC 的支持和處理更靈活、對丟包率的容忍度更高，以及支持多個鏈路的捆綁。此外IS+支持先進的Smart VBR，可以對一個定好的延時進行動態(tài)地管理傳輸碼率。因此，IS+技術(shù)在網(wǎng)絡條件較差或者移動過程網(wǎng)絡條件不斷變化的情況下，將有更好的表現(xiàn)效果。此外，通過多個鏈路的聚合也可以幫助獲取更高的傳輸速率和更穩(wěn)定的傳輸效果。[12]

系統(tǒng)中采集背包、云導播、云互聯(lián)等產(chǎn)品和服務系統(tǒng)使用TVU IS+技術(shù)達到最優(yōu)的視音頻傳輸。

3.2.1.2 多樣化傳輸網(wǎng)絡，多運營商多鏈路捆綁傳輸

系統(tǒng)TVU One 直播背包、TVU Anywhere 手機直播軟件等最核心的功能即采用移動網(wǎng)絡將直播視頻流傳輸?shù)脚c其配對的接收機或云導播中，設(shè)備或軟件支持移動、聯(lián)通、電信、廣電等網(wǎng)絡；同時還支持Wi-Fi、以太網(wǎng)、熱點，保證視頻傳輸穩(wěn)定、快速。[6]

3.2.1.3 TimeLock 多路同步

使用TVU Timelock 技術(shù)實現(xiàn)多路回傳信號同步。

上述系統(tǒng)中的TVU 在直播背包、云導播等產(chǎn)品或服務均采用Timelock 技術(shù)來保持系統(tǒng)時鐘與時鐘服務器同步更精確。TVU Timelock 讓多個終端利用時間戳校正保持同步。這樣增強了多路信號回傳節(jié)目的效果表現(xiàn)。[10]

3.2.2 可擴展性以及可升級性

本系統(tǒng)軟件和硬件平臺均具有良好的擴充、擴展能力，方便進行系統(tǒng)升級和更新，適應各種業(yè)務的不斷發(fā)展。

3.2.2.1 可擴展性

可增加系統(tǒng)節(jié)點部署，實現(xiàn)系統(tǒng)擴容；可增加單體如背包等設(shè)備，實現(xiàn)系統(tǒng)能力的增強。

3.2.2.2 可升級性

支持通過軟件升級方式實現(xiàn)系統(tǒng)或設(shè)備性能的提升；支持通過軟件升級的方式實現(xiàn)系統(tǒng)或設(shè)備功能的增加。

3.2.3 安全性

私有協(xié)議傳輸保障傳輸安全性。本系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備采用基于TVU 專利技術(shù)IS+技術(shù)協(xié)議，安全可靠。

多路聚合傳輸。本系統(tǒng)內(nèi)傳輸使用多個鏈路聚合方式，信號通過多個鏈路分散傳輸，并在接收端匯聚處理。傳輸過程單一鏈路數(shù)據(jù)丟失不影響整體安全性。

采用配對或賬號方式不暴露公網(wǎng)IP 地址。本系統(tǒng)設(shè)備之間以及設(shè)備和服務直接采用配對或賬號方式，不暴露公網(wǎng)IP 地址，保障在公網(wǎng)上的安全性。

AES 加密。本系統(tǒng)設(shè)備傳輸支持AES 加密傳輸，提升傳輸安全性。

3.2.4 易操作易維護

3.2.4.1 一鍵操作

本系統(tǒng)設(shè)備充分考慮現(xiàn)場使用體驗，可一鍵操作開啟直播。最大限度地方便前方人員操作。

3.2.4.2 界面簡單專業(yè)

本系統(tǒng)設(shè)備用戶界面友好、專業(yè)，操作靈活方便，貼近操作者使用習慣。界面支持中英文切換，方便各種應用場景。

3.2.4.3 易維護

本系統(tǒng)建設(shè)方案從運行環(huán)境、操作系統(tǒng)平臺等方面考慮同時結(jié)合實際操作，方便后續(xù)操作和維護。

3.2.5 開放兼容

高標準化。本系統(tǒng)包括主機系統(tǒng)、網(wǎng)絡平臺和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的選型以及應用軟件的設(shè)計開發(fā)均采用開放、成熟的標準和規(guī)范。整個系統(tǒng)的所有軟件、硬件均符合相關(guān)的國際、國內(nèi)標準。

高兼容性。整個系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計原則，不同軟件、硬件以及平臺之間具有良好的兼容性。

3.3 系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新點

澎湃新聞視頻敏捷化生產(chǎn)系統(tǒng)充分采用5G、云等關(guān)鍵新技術(shù)，有效集成相關(guān)技術(shù)的各產(chǎn)品或服務。從采集、傳輸、發(fā)布到互動等場景和流程快速實現(xiàn)，提高了新聞視頻制作的效率、質(zhì)量和穩(wěn)定性，增加了用戶參與度和互動性。為新聞視頻采集制作提供了全新的解決方案，實現(xiàn)一定創(chuàng)新。從技術(shù)角度主要包含：采用5G 網(wǎng)絡作為采集傳輸平臺，突破了傳統(tǒng)有線或無線網(wǎng)絡的限制，實現(xiàn)了高清、低延遲、多點對多點的音視頻傳輸；采用云計算平臺作為制作編輯平臺，突破了傳統(tǒng)設(shè)備或軟件的限制，實現(xiàn)了在線、協(xié)同、跨平臺的音視頻編輯；采用云互動平臺作為內(nèi)容形式平臺，突破了傳統(tǒng)單向或雙向傳播等。

4.應用情況

澎湃新聞視頻敏捷化生產(chǎn)系統(tǒng)自上線以來，在各類重大新聞事件中發(fā)揮了重要作用。以及成功應用于多個領(lǐng)域和場景，例如：

時政報道：利用5G 采集傳輸功能，記者可以快速采集并上傳現(xiàn)場視頻素材，并通過遠程連線功能參與直播或錄制節(jié)目。例如，在2022 年全國“兩會”期間，澎湃新聞記者利用5G 技術(shù)對“兩會”現(xiàn)場進行了全方位的報道，并與多位專家學者進行了遠程連線交流。

社會報道：利用遠程制作功能，編輯可以在任何地點對視頻素材進行剪輯、合成、配音等操作，并通過云制作功能生成適合各種平臺的視頻內(nèi)容。例如，在2022 年上海車展期間，澎湃新聞編輯利用5G 技術(shù)對車展現(xiàn)場的視頻素材進行了快速處理，并發(fā)布到各大平臺上。

文化報道：利用云互動功能，用戶可以通過手機或平板電腦觀看并參與文化類節(jié)目的互動環(huán)節(jié)。例如，在2022 年春節(jié)期間，澎湃新聞推出了一檔名為《春晚說》的文化評論節(jié)目，并邀請用戶通過5G 技術(shù)在線觀看并發(fā)表評論。

此外也應用在包括進博會全方位報道、長征五號運載火箭發(fā)射等眾多重大新聞事件為用戶提供了豐富多樣的新聞視頻內(nèi)容。