淺談4K-IP 架構下切換臺與調(diào)音臺智能協(xié)同控制實踐與應用

李 健

（作者單位：貴州廣播電視臺）

1 超高清（4K）全媒體轉播IP 架構平臺制作系統(tǒng)概述

在貴州廣播電視臺超高清（4K）全媒體轉播IP 架構平臺制作系統(tǒng)中，TALLY 服務器與系統(tǒng)中的通用型之輸入輸出（General Purpose I/O, GPI/O）接口單元都接入同一個交換機內(nèi)進行數(shù)據(jù)交換，通過對Tally 服務器寫入相關程序將切換臺的輸入口綁定成一組對應的GPI/O 觸發(fā)信號[1]。在導播使用4K 切換臺進行信號切換的時候，通過Tally 服務器對系統(tǒng)中GPI/O 接口單元發(fā)出GPI 觸發(fā)信號，GPI/O 接口單元在收到GPI 信號之后，便對IP 數(shù)字調(diào)音臺主機內(nèi)部的GPI/O 板卡發(fā)出GPO 信號，調(diào)音臺主機收到觸發(fā)信號后，會根據(jù)調(diào)音臺技術操作人員提前預置好的AFV 參數(shù)，如聲音響度、漸起漸落時間、保持時間等，進行自動化、程序化工作，將音頻信號根據(jù)音頻路由推送到相應的設備。

2 實現(xiàn)步驟

2.1 IP 架構下4K 數(shù)字切換臺音視頻智能協(xié)同的實現(xiàn)

根據(jù)貴州廣播電視臺超高清（4K）全媒體轉播IP架構平臺制作系統(tǒng)的規(guī)劃，現(xiàn)階段選擇XVS-8000 切換臺8 個輸入信號，通過在Tally 服務器內(nèi)將此8 個輸入信號綁定設置為音視頻智能協(xié)同跟隨信號。XVS-8000切換臺這8 個輸入信號源均來自系統(tǒng)核心交換機，這種系統(tǒng)架構規(guī)劃主要考慮的是保證切換臺內(nèi)8 個輸入信號的靈活調(diào)度，極大地增加系統(tǒng)的靈活性和擴展性，切換臺通過GPI-in/GPI-out 觸發(fā)進行通信。當然，在IP 架構下，對于所綁定的XVS-8000 切換臺輸入口可以通過重新寫入程序進行更改，并不局限于現(xiàn)階段的輸入口和輸入數(shù)量，下面介紹切換臺上面的相關設置。

2.1.1 4K IP 視頻流輸入

在XVS-8000 切換臺內(nèi)部首先要對輸入信號進行信號源名的更改，以便于清晰地分辨出切換臺內(nèi)部的每個信號。首先將需要設置音視頻智能協(xié)同跟隨的視頻信號調(diào)入XVS-800 切換臺，貴州廣播電視臺超高清（4K）全媒體轉播IP 架構平臺現(xiàn)階段采用SMPTE 2110 標準，此架構下通過Sony LSM 廣電IP Live 管理系統(tǒng)進行4K IP 信號流的調(diào)度。該管理系統(tǒng)對設備、信號、交換機、網(wǎng)絡等進行統(tǒng)一管理控制，使信號實現(xiàn)端到端[2]。通過LSM 管理軟件，在交換機內(nèi)將需要的4K IP 視頻流信號調(diào)至XVS-8000 切換臺輸入口，進入切換臺菜單對其進行相關操作，點擊Engineering Setup 進入工程菜單，再點擊Panel 進入菜單（7321），然后點擊下方Xpt Assign 進入切換臺交叉點指派菜單（7322），在此菜單下點擊Src Name/Src Color 進入源名輸入菜單（7322.6），找到對應輸入口后，點擊Source Name 對輸入信號源進行命名。

2.1.2 4K IP 視頻流輸入信號V/K 配對

IP 視頻流調(diào)入XVS-8000 切換臺后，必須對輸入信號進行V/K 配對設置，這是切換臺內(nèi)部對輸入信號的基礎底層設置。進入切換臺交叉點指派菜單，點擊V/K Pair Assign 進入配對菜單，在輸入框內(nèi)找到設置智能協(xié)調(diào)的輸入流信號，在V/K 框內(nèi)選擇目標編號進行配對，并在下方Assign 框內(nèi)將Video 與Key 同時點亮，此步驟是V/K 配對的關鍵步驟，最后在Xpt Assign 框內(nèi)點擊Set，再點擊Inhibit 按鍵即可激活此V/K 編號[3]，如圖1 所示：

圖1 切換臺V/K 配對

2.1.3 數(shù)字切換臺面板設置

IP 視頻輸入流信號在切換臺內(nèi)完成配對后，需要將輸入信號綁定在面板按鍵上。在節(jié)目制作過程中，為了達到節(jié)目的效果，導播會在切換面板上對輸入流信號進行切換，當導播切到此“綁定信號”時，切換臺通過控制交換機和Tally 服務器對GPI/O 接口單元發(fā)出觸發(fā)信號，GPI/O 接口單元接收到觸發(fā)信號后，才能對調(diào)音臺發(fā)出相應的觸發(fā)信號。點擊Table Button Assign 進入面板按鍵指派菜單，右側V/K Pair 框內(nèi)選擇剛才完成配對V/K 編號，在Table Button Assign 框內(nèi)點擊選擇一個按鍵編號，點擊Set，再點擊Inhibit 按鍵即可將按鍵激活，如圖2 所示：

圖2 切換臺面板按鍵指派

2.2 IP 架構下數(shù)字調(diào)音臺音視頻智能協(xié)同的實現(xiàn)

根據(jù)貴州廣播電視臺超高清（4K）全媒體轉播IP架構平臺系統(tǒng)的規(guī)劃，LAWO mc256 IP 數(shù)字調(diào)音臺配備Nova 73 數(shù)字音頻矩陣板卡。該板卡可實現(xiàn)音頻系統(tǒng)信號的自由調(diào)度?，F(xiàn)階段，LAWO mc256 IP 數(shù)字調(diào)音臺主機內(nèi)的GPI/O 板卡已接入來自XVS-8000 切換臺的GPI/O 觸發(fā)通信信號[4]，在調(diào)音臺內(nèi)每個觸發(fā)信號對應其一個AFV 編號，可以將多個音頻信號設為同一個AFV 編號編為同一組音視頻智能協(xié)同。

2.2.1 數(shù)字調(diào)音臺音頻輸入設置

當音頻信號接入調(diào)音臺后，需要在調(diào)音臺內(nèi)對其進行相應的設置，根據(jù)常規(guī)使用習慣來說，一般首先對音頻信號進行命名，以便技術操作人員對系統(tǒng)內(nèi)的音頻輸入信號進行整理和分類。在LAWO mc256 IP數(shù)字調(diào)音臺操作面板上面找到Screen Control 操作區(qū)域，點擊Signal 鍵，此時調(diào)音臺屏幕上會出現(xiàn)調(diào)音臺音頻輸入信號設置菜單，菜單內(nèi)左側Source 框內(nèi)的Directory 目錄下可以找到調(diào)音臺內(nèi)所有的音頻輸入信號以及對應的音頻輸入板卡，找到需要設置的智能協(xié)調(diào)的音頻信號輸入并雙擊，可對此輸入的標簽名稱進行重命名。

2.2.2 數(shù)字音頻通道配對

在調(diào)音臺內(nèi)對輸入音頻信號進行設置之后，還需要對其進行通道的配置。在音頻信號菜單內(nèi)找到需要配對的音頻輸入信號，在目的地框內(nèi)的Directory（目錄）下找到Input（輸入）通道，每一個Input 通道都有自己的編號，根據(jù)音頻系統(tǒng)工程實際情況選擇某個Input 通道，點擊選擇Input 通道，再點擊Connect 即可完成配對。

為實現(xiàn)音頻信號的可視化操作，則需要將音頻信號定義至調(diào)音臺操作面板上。在調(diào)音臺臺面的Screen Control 區(qū)域，點擊Access/Assign 按鍵后，便會在調(diào)音臺顯示屏內(nèi)顯示通道指派菜單，點擊菜單內(nèi)的Inp按鈕，輸入對應編號之后，點擊Eenter 即可選擇該通道。

在調(diào)音臺臺面Strip Assignment 區(qū)域，點擊此區(qū)域內(nèi)的Assign 按鍵，調(diào)音臺音頻操控推子上方的Sel 鍵會閃爍綠光，點擊Sel 鍵則可完成音頻信號通道配對。

2.2.3 數(shù)字調(diào)音臺音視頻協(xié)同控制參數(shù)的設置

在調(diào)音臺臺面上找到Screen Control 區(qū)域中的Chan Config 鍵，點擊后在調(diào)音臺中屏上就進入此音頻通道的設置界面。設置界面內(nèi)的Modules（插件模塊）框有各種對音頻設置的插件，如EQ、GATE、LIMITER 等，找到AFV 并將其點亮，這樣就可以打開該音頻通道的音視頻智能協(xié)同功能。打開后，屏幕上會顯示關于該功能的所有可設置的參數(shù)。

音頻信號在AFV 音視頻智能協(xié)同功能里主要有8個參數(shù)可進行設置，詳解如下：

EVENT：設置音視頻智能協(xié)調(diào)功能的編號。此編號是一一對應XVS-8000 切換臺的GPO 觸發(fā)信號，但需要明白的是，多個推子可以同時綁定同一個編號。換言之，就是可以實現(xiàn)XVS-8000 切換臺的一個GPO觸發(fā)信號對應調(diào)音臺的多個音頻信號。

RISE TIME：音頻信號漸起的時間。這個時間表示的是當音頻推子從開始推起到推倒相應的最高電平值的時間，該參數(shù)也代表聲音漸起的時長。當此參數(shù)設置為0ms 時，即沒有漸起時間，直接將音頻信號送出。

ON LEVEL：音頻信號的電平值。其指的是當調(diào)音臺智能協(xié)調(diào)功能被觸發(fā)時，音頻推子智能控制的最高電平位。

ON TIME：切換臺切為其他視頻信號，調(diào)音臺失去觸發(fā)信號后，音頻信號保持時長。換言之，這個參數(shù)表示當切換臺切為別的視頻信號后，音頻推子保持設定音頻電平值多長時間才開始音頻自動漸落的動作。

OFF LEVEL：切換臺不對調(diào)音臺發(fā)出觸發(fā)信號后的音頻最低電平值。

FALL TIME：音頻推子落下的時間。這個時間表示的是當調(diào)音臺失去觸發(fā)信號后，音頻多長時間降低，該參數(shù)也可以理解為是音頻漸落的時長。當設置為0 ms 時，就是沒有漸落時間，直接將音頻信號切斷。

HLD TIME：切換臺切入后的延長時間。該參數(shù)表示，在調(diào)音臺智能協(xié)調(diào)功能被觸發(fā)后，音頻信號可以延長一段時間再送出。

MAX TIME：音頻推子的最大推起時間。該參數(shù)設置的時長為音頻信號送出的最大時長，當音頻信號到了設置的最大時長后，無論調(diào)音臺是否還接收到來自切換臺的GPO 觸發(fā)信號，該音頻信號也會強制切斷。

在調(diào)音臺臺面上AUX SENDS/AUDIO FOLLOW VIDEO 區(qū)域內(nèi)點擊AFV 按鍵，即可為該區(qū)域內(nèi)的8 個旋鈕依次設置AFV 參數(shù)。在對音頻信號開啟音視頻智能協(xié)調(diào)功能后，可根據(jù)節(jié)目需求對其參數(shù)進行靈活設置調(diào)整，音視頻協(xié)同控制參數(shù)設置頁面如圖3 所示：

圖3 音視頻協(xié)同控制參數(shù)設置頁面

3 實踐應用

以貴州廣播電視臺2020 年《“家的味道”首屆網(wǎng)絡春晚》直播為例，此次晚會直播，使用超高清（4K）全媒體轉播IP 架構轉播車進行晚會直播，晚會的主會場設立在臺內(nèi)的1 000 m2演播大廳。根據(jù)當時晚會的流程，在演播大廳主會場外還設立了一個臨時的直播棚作為分會場。節(jié)目組邀請到一名網(wǎng)紅嘉賓來到直播棚進行貴州特產(chǎn)的直播推介，如圖4 所示：

圖4 《“家的味道”首屆網(wǎng)絡春晚》臨時直播棚

由于直播棚搭建在演播大廳之外，為避免直播棚中的聲音串入而形成干擾，在直播過程中必須當畫面切入直播棚時，才將直播棚內(nèi)的音頻信號推送進直播，而畫面切出后要立即關閉直播棚內(nèi)的聲音，切回至演播大廳現(xiàn)場音頻信號。出于播出安全考慮，錄制技術部門在音頻系統(tǒng)設計時就提出了采用音視頻智能協(xié)同控制的方案[5]。

貴州廣播電視臺IP-4K 超高清轉播車上配置的是XVS-6000 和XVS-8000 兩個切換臺，將XVS-6000 設置為高清模式，XVS-8000 設置為4K 模式，晚會全程采用高清直播，4K 收錄。由于調(diào)音臺內(nèi)的8 個智能協(xié)同控制編號綁定的是XVS-8000 的153 號輸入口至160號輸入口，因此根據(jù)超高清（4K）全媒體轉播IP 架構平臺制作系統(tǒng)的規(guī)劃，將XVS-6000 設置為主切換臺，XVS-8000 進行聯(lián)動跟隨切換，利用XVS-8000 切換臺對調(diào)音臺發(fā)出觸發(fā)信號。直播棚的攝像機信號為1080 50i 的高清信號，圖像信號進入系統(tǒng)后通過信號交叉變換器可以將信號分為兩路信號，一路為上變換的4K 信號，通過交換機調(diào)入XVS-8000 的153 號輸入口，一路為原生高清信號，調(diào)入XVS-6000 的49 號輸入口；再將XVS-6000 的49 號輸入信號聯(lián)動XVS-8000 的153 號輸入信號，以保證2 個切換臺能同時切到直播棚的畫面信號。

直播棚的音頻信號接入演播廳音控室，通過音控室調(diào)音臺進行一級調(diào)音，直接送入轉播車音頻接口箱，在轉播車上的LAWO mc256 IP 數(shù)字調(diào)音臺進行二級調(diào)音。直播棚音頻信號進入轉播車，定義到推子上后，將此推子AFV 功能打開，編號設為EVENT 1，根據(jù)實際情況設置其他各項相關參數(shù)。將ON TIME、HLD TIME 和MAX TIME3 個參數(shù)都設置為0，才能保證切換臺畫面切入直播棚時直播聲音能立即切入，切換臺畫面切出后調(diào)音臺能夠同步智能協(xié)同跟隨將直播棚內(nèi)聲音推出。

當導播使用XVS-6000 將畫面切直播棚信號時，XVS-8000 也跟隨切入直播棚信號并發(fā)出觸發(fā)信號，LAWO mc256 調(diào)音臺收到GPO 信號后觸發(fā)AFV 功能中編號為EVENT 1 的推子推起。在實際使用后發(fā)現(xiàn)該功能非常實用，調(diào)音臺自動化操作方面表現(xiàn)可靠、安全，適用于各大節(jié)目制作與播出。

4 結語

貴州廣播電視臺超高清（4K）全媒體轉播IP 架構平臺制作系統(tǒng)4K 數(shù)字切換臺與IP 數(shù)字調(diào)音臺之間的音視頻智能協(xié)同控制功能通過Tally 服務器將切換臺的輸入口綁定，畫面切入時對GPI/O 接口單元發(fā)出GPI信號，觸發(fā)接口單元對調(diào)音臺發(fā)出GPO 信號，調(diào)音臺收到觸發(fā)信號后立即對所協(xié)同控制設計的AFV 編號通道進行自動化、程序化智能協(xié)同操作，并根據(jù)參數(shù)作出相應的反應。音視頻智能協(xié)同控制功能在很多轉直播中極大地簡化了調(diào)音臺的操作，在節(jié)目中穿插采訪、播片等需要對調(diào)音臺進行應激反應時應用良好，在節(jié)目制播過程中避免出現(xiàn)失誤、操作更加安全，同時還減輕了技術操作人員的工作壓力，以自動化的方式提升了工作效率，保證了播出安全。