電視硬盤自動播出系統(tǒng)的實現

李梅

摘 要：隨著計算機網絡技術的不斷發(fā)展，硬盤播出系統(tǒng)已經得到各領域的廣泛應用，相對于傳統(tǒng)的播放系統(tǒng)而言，硬盤播出系統(tǒng)在技術革新方面出現了質的飛躍，本文重點硬盤播出系統(tǒng)的系統(tǒng)結構以及關鍵技術等方面來深入對硬盤播出系統(tǒng)的應用研究。

關鍵詞：播出系統(tǒng)；視頻服務器

全硬盤播出系統(tǒng)，實現了無帶化播出。就是用基于硬盤的視音頻服務器來取代傳統(tǒng)的錄像機，用MPEG-2等格式的數字視音頻文件取代錄像帶，以實現安全、準確、高效的硬盤播出功能。目前武漢廣播電視總臺7+1個數字頻道全部采用數字電視硬盤系統(tǒng)播出全天24小時的電視節(jié)目。

1 總控信號及控制系統(tǒng)

總控系統(tǒng)由一臺Concerto 128X128全數字視頻矩陣和若干接口設備和信號處理設備組成。全部設備主機均安裝于設備機房內，技術人員在總控機房通過遙控面板實現對矩陣、延時器等設備的控制。

總控系統(tǒng)為播出信號中樞，分別與衛(wèi)星接收、數字前端、模擬前端、演播廳、廣告制播等外部系統(tǒng)和本地各頻道播控系統(tǒng)相連接。外部系統(tǒng)信號既有SDI視頻、嵌入音頻信號，也有模擬復合信號、數字視頻模擬音頻分離信號等多種格式。我們在矩陣外部分別對其進行了A/D、D/A轉換和加嵌、解嵌處理。使全部矩陣信號統(tǒng)一為SDI視頻、嵌入音頻信號。

本地各頻道播控系統(tǒng)除了送來播出PGM信號供播出和技術監(jiān)測外，還送來切換臺CLEANFEED信號以實現頻道間信號相互共享。廣告制播系統(tǒng)通過總控實現廣告素材單純向服務器系統(tǒng)上載，播控系統(tǒng)通過總控實現應急上載、線路上載和共享錄像機上載。

CONCERTO矩陣內部配置了主備電源和主備矩陣控制板，從而保證了電源和控制的可靠性。我們選配了4塊32X32交叉點板卡組成128X128矩陣，這樣在其中一塊卡發(fā)生故障不能工作的情況下，另外一塊卡仍可繼續(xù)工作，配合跳線系統(tǒng)仍可發(fā)揮矩陣的部分功能。CONCERTO使用ENCORE控制器完成矩陣網絡控制功能。

ENCORE控制器、通用X-Y控制面板、4個48鍵單母線控制面板、控制PC通過以太網絡連接組成矩陣控制系統(tǒng)。為了實現外來信號與本地系統(tǒng)同步，我們采用了共享幀同步處理方案，即將6塊GVG幀同步卡跨接在矩陣兩端，經過幀同步處理的信號送回矩陣輸入端，供各頻道播控調配使用。這樣的連接方法使幀同步器調配和使用具有極大的靈活性，在一臺幀同步器失效的情況下，可通過簡單更改信號路徑實現幀同步器的快速替換。

另外，為了符合新形勢下所提出的直播延時功能的新要求，本系統(tǒng)中我們使用了6臺D1“Pipeline”數字視頻延時器。延時器同樣跨接在總控矩陣輸入輸出端，因此同樣具備與共享幀同步處理方案相同的優(yōu)點。D1“Pipeline”延時器為硬件延時器，最大延時時間為10秒（625行）。延時器內含2X1開關，應急播出信號（循環(huán)墊片或靜止畫）直接連接到延時器的輔助信號輸入口，通過遙控面板操作，可立即中斷直播信號切換到應急播出信號上。

2 播控信號及控制系統(tǒng)

在多頻道播出系統(tǒng)中，各頻道播控系統(tǒng)（分控系統(tǒng)）的地位和作用的重要性是不言而喻的。播控系統(tǒng)上的人工操作最為頻繁，需要完成節(jié)目編排、節(jié)目播出和切換、調音、字幕疊加、應變處理等功能，是直接下達和執(zhí)行播出指令的系統(tǒng)。因此，該系統(tǒng)的安全性，應急處理手段建立和能否迅速啟用成為主要考慮的問題。

播控系統(tǒng)節(jié)目切換現流行2種方式，一是單純使用切換臺，節(jié)目切換、調音、上下鍵信號等操作均由切換臺完成。二是矩陣加鍵控器，矩陣完成節(jié)目切換操作，鍵控器完成上下鍵信號操作。本系統(tǒng)中，我們采用了THOMSON Maestro切換臺和NETWORK VD1602 16X2矩陣相結合方式，即主播出通道使用切換臺方式，備播出通道則采用矩陣加鍵控器方式。主播出切換臺和備播出矩陣由播控軟件控制實時進行同步切換。這樣的主備同步播出的方式使播出安全性大大提高，同時調音、應急和應變處理、上下鍵信號都非常靈活和方便。

錄像機信號、總控來經過幀同步器或延時器處理的轉播信號、循環(huán)墊片、靜止畫等信號分別送至主切換臺和備切換矩陣（后接一臺Snell&Wilcox下游鍵控器），切換后的信號經過2X1倒換器通過主播出傳輸線上傳播出。同時備切換矩陣信號經下游鍵控器處理后通過備傳輸線播出。主備播出通道完全獨立。臺標信號經過分配分別送至主切換臺和備切換矩陣做鍵控處理，使主備播出通道均可播出臺標。與此同時，網絡字幕機信號送至主切換臺用以播出字幕角花，它也可以在臺標機發(fā)生故障時代替播出臺標。

播控系統(tǒng)的機器控制分為2個部分。一部分機器是播控工作站直接控制，即由主備播控工作站分別發(fā)出422控制信號經422倒換后直接控制IMX、Digital-S、Dvcpro50等各型錄像機、MAESTRO切換臺、NETWORK VD1602切換矩陣、PVS1100服務器播出通道。以頻道1為例，主備播出控制工作站通過422控制接口盒分別發(fā)出422控制信號，經過422倒換器選擇輸出422控制信號至控制主切換臺、備切換矩陣、播出主備服務器播出通道及播出錄像機。

另外一部分是播控工作站通過共享服務器間接控制上載錄像機，使之可供播出使用，實現了錄像機的上載和應急播出共享。仍以頻道1為例，主備播控工作站、上載工作站、主備共享控制服務器通過以太網連接，主備共享控制服務器通過接口盒分別發(fā)出422控制信號，經過倒換器選擇輸出控制信號分別兩臺錄像機。這兩臺錄像機平常用于上載，一旦播控工作站規(guī)定某一臺上載錄像機做播出，則由于播出優(yōu)先原則，系統(tǒng)可屏蔽上載工作站指令，并給出警示信息。

為了滿足大量字幕和角花在節(jié)目中播出，且節(jié)目切換時字幕須準時上下鍵的需求。我們采用了字幕與節(jié)目播出聯動的方式播出字幕。具體實現方法是在字幕機與播控工作站之間建立一個RS232聯接，同時通過鎖時系統(tǒng)將兩者統(tǒng)一鎖定在同一時間基準上。在各頻道網絡制播字幕機上有我們事先編排的字幕或角花播出模版，在播控工作站發(fā)出節(jié)目切換命令同時即可精確地觸發(fā)字幕播出事件的開始或結束。字幕網絡化播出避免了人工播出字幕時由于人腦反應延時和注意力不集中造成的上下鍵時間上的差錯。

3 服務器系統(tǒng)

硬盤播出系統(tǒng)的特征就是使用服務器存儲播出節(jié)目，已存儲的節(jié)目根據編排

的時序從服務器相應通道播出。每臺服務器配滿8個通道，該服務器由于使用了CODEC技術，每個通道既可做編碼器，也可做解碼器。這樣的特性給通道設計帶來了很大的靈活性。在服務器功能分配上，我們把3、4號服務器分配給2個主頻道播出和廣告部使用，組成完全主備鏡象服務器子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)中上載審看在本機進行，上載的素材只需傳輸給另一臺服務器即可形成素材鏡象備份；另外4臺服務器分配給其他6個頻道使用，其中1、2號服務器作為上載使用，5、6號服務器作為播出使用，組成上載播出分離服務器子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)中上載服務器中所上載的素材需分別向2臺播出服務器遷移以形成素材鏡象備份。

在每個播出服務器上均設有應急上載通道，在上載系統(tǒng)發(fā)生故障時可以用這個通道直接向播出服務器上載節(jié)目供應急播出。廣告素材上載后即在3、4號服務器上形成鏡象備份，可長期保存，并隨時供各頻道播出使用，使廣告素材的安全性得到了極大的保證。

4 播出信號傳輸系統(tǒng)

為了保證信號傳輸質量，本系統(tǒng)采用了數字視頻電纜和光纖相結合的混合傳輸系統(tǒng)，主要傳輸兩個方向的信號，一是從播出系統(tǒng)發(fā)出上傳至模擬、數字前端和無線微波系統(tǒng)的信號，二是衛(wèi)星和光纖接收系統(tǒng)發(fā)出下傳至播出系統(tǒng)的信號。前者為日常播出所用，后者為直播轉播使用，同為重要播出信號。實際系統(tǒng)中我們采用了主播出信號使用光纖、備播出信號使用數字視頻電纜，10路直播轉播信號通道采用5路光纖5路數字視頻電纜傳輸兩者配對使用的方案。光纖敷設時使用了60芯光纜，因此有大量的光纖冗余，當某根光纖出現問題時通過使用光纖配線器系統(tǒng)可快速調換。