高標清演播室視頻系統經驗與探討

趙 鵬

（作者單位：煙臺市福山有線電視管理處）

1 高清和標清兼容

高清和標清兼容設計是當前標清演播室視頻系統向高清演播室系統過渡的必然內容，目前針對高清和標清兼容，市場上主要有三種設計辦法：高標清切換模式、純高清內核模式及多分辨率同步制作模式。高標清切換模式中的切換臺本身就兼容高清和標清信號處理能力，如果要制作高清電視視頻信號設置為高清狀態即可，反之則設置為標清狀態。這種模式下，其優勢和缺陷都較為明顯。優勢在于能夠充分將當前的標清設備利用起來，信號上下變換的情況能夠有效降低；缺點在于系統設置較為復雜，容易出錯。純高清內核模式切換臺選擇上選擇的是高清切換臺，會將電視視頻信息先統一成高清形式，利用信號末級輸出端變換設備來對信號進行變換，同時輸出高清和標清信號，這種模式優勢在設計極為簡單，維護也容易，但是設備成本普遍偏高；多分辨率同步制作模式的核心是多分辨率同步制作切換臺，在該模式下能夠實現高清和標清同步混合切換，其特點在于并不像前面兩種模式需要在輸入端安裝好信號變換設備，是根據具體的高清和標清信號需求來自由定義輸出端是高清信號還是標清信號，但是這種模式切換臺成本很高。這三種模式下，筆者認為第二種即純高清內核模式的綜合評分要高于第一種和第三種，價格也不是最為昂貴，效果也不是最差，維護也極為方便。

2 信號切換設備

信號切換設備當前也有三種切換方式，分別是雙切換臺模式、雙切換臺和矩陣組合模式、大切換臺和雙面板與矩陣組合模式。雙切換臺模式顧名思義具有兩個切換臺，設置的這兩個切換臺能夠實現備份和功能區分，通常在設計時這兩個切換臺在型號選擇上選擇一致，并配置起了超過兩級的M/E，這兩個切換臺能夠互為對方進行備份。主切換臺將著錄上的PGM信號切換完成后，那么副切換臺就會完成后續的信號調度、輔助切換等工作，由于這種模式并沒有配置相應的矩陣，因此存在著信號調用功能欠缺問題；雙切換臺和矩陣組合模式則在第一種模式基礎上設置了矩陣，有效克服信號調用功能問題，因此其穩定性較好、安全性較高、功能也較為齊全，雙切換臺不僅能夠實現互為備份，矩陣也可以機械備份，確保了信號的安全性。但是，這種模式的成本投入相對較大，系統的復雜性也更高；大切換臺和雙面板與矩陣組合模式則主要是配置起了一個大切換臺和雙切換面板，同時也配置了一個數字矩陣，數字矩陣作用和前面兩種大同小異，兩個切換臺面板公用了一個切換臺主機，資源也是通過內部調控來分配和使用，兩個切換臺面板一主一副，主面板主要的任務是制作PGM信號，副面板的主要任務是進行輔助切換。針對這三種模式，筆者認為，如果演播室的節目是大型節目，則選擇大切換臺和雙面板與矩陣組合模式，如果是中小型節目，則選擇前兩種。

3 監看屏墻

監看屏墻是高清演播室不可缺少的一個內容，當前的監看屏墻主要有以下三種模式，分別是獨立監視器模式、獨立畫面分割器模式和矩陣內嵌式多畫面分割器模式。獨立監視器模式是一種傳統的監看屏墻，由多個獨立的監視器組成，在設計上建議除了PVW和PGM監視器采用尺寸較大的高清監視器（通常可采用25寸監視器），其他的則可以采用17寸的監視器，每個監視器獨立顯示信號并且相互備份，但是這種模式所占的空間較大，消耗的能源較多，整體硬件設備連線復雜；獨立式畫面分割器監視則根據演播室的具體監看需求配置獨立式多畫面分割器，常規的規模有8、16、24路，該模式能夠有效節約能耗和空間，根據監看需求來調整畫面，其特點是安全性高，整體結構較為簡單，其缺陷是監看畫面的像素不高，畫面分割器間的調整有時不靈活；矩陣內嵌式多畫面分割器模式在獨立畫面分割器模式基礎上融入了視頻矩陣，分割模塊利用高速數據線和矩陣相連，優勢在于分割器并不需要單獨的信號輸入進行控制，使整個系統更加高效和簡單，維護量較小，但是存在著集成度高、像素較低的問題。從這三種模式的效果來看，第三種優勢較大，人員可以靈活地配置監看信號，能夠根據實際情況來實時調整監看畫面，所以筆者建議在設計時采用第三種模式。

4 非編網絡功能

高清演播室視頻體系在設計時需要重點考慮的一個問題是非編網絡和演播室連接問題，可以根據高清演播室的具體情況來確定出非編網絡功能。當前，非編功能實現主要有兩種方式：第一種是在后期非編網絡端進行擴展，并不需要設置專門的存儲服務器，而僅僅需要配置出相應的站點即可，如編輯站點、收錄站點；第二種是直接設計出專用非編網絡，該非編網絡根據演播室的特殊需求進行合理配置。第一種的優勢在于成本較低，但功能也較為簡單；第二種無論是安全性還是可靠性都更高，也更加符合演播室的具體需求，但是其成本較高。由于不同地區、不同定位的演播室需求不同，使得非編網絡功能上也有明顯的差異，但是高清演播室視頻系統在設計時其非編網絡要具備以下功能：較為強大的采集功能、較強的包裝功能、良好的剪輯功能、應急播放功能、延時播放功能及快速的回放功能。這些都是高清演播室視頻系統設計中不可或缺的功能。

5 數字演播室發展趨勢

數字演播室發展趨勢主要是網絡化、智能化。演播室的網絡化，是與計算機數據壓縮、傳輸和網絡技術緊密結合的。按照這種技術，攝像機和話筒等前端信號獲取設備會將所得圖像和聲音信號直接轉為數字信號，并可以按照一定格式進行壓縮，然后通過網絡傳給后繼設備，當設備之間很近時，也可以選擇不壓縮而直接通過網絡傳送，使演播室網絡化。一套完整的高標清兼容的演播室設備系統可以使電視節目制作設備從模擬環境平穩過渡到數字環境，能夠制作錄像帶、光盤、標準文件格式等多種媒體資源，達到廣播級電視節目數字標清的制作質量標準，提升電視臺節目制作水平和能力，并為將來設備的升級和擴展留有充分的空間，為將來平穩過渡到數字高清制作系統奠定基礎。

6 虛擬演播室技術的發展及目前存在的問題

虛擬演播室技術最初只是用于演播室節目的制作，但現在它的應用范圍有了很大的擴展，出現了以虛擬演播室技術為基礎的一些新技術，虛擬演播室的優勢是顯而易見的，它可以制作出實際不存在的或難以制作的場景，并可以在瞬間改變場景，因此可創作出更豐富更吸引人的節目。另外，由于場景的制作修改保存等都在計算機上進行，因此可降低節目制作費用，但它的普及和推廣仍有一定的難度虛擬系數機器價格昂貴。設備一次性投資很大，但從長遠來看，這種技術不但能節約大量制作布景的投資，而且還能省掉布景和道具的存儲空間和外景場地。虛擬演播室技術本身是一項不斷發展不斷改進的新技術，具有旺盛的生命力，在日后的節目制作中它將進一步體現其優勢，提高演播室的利用率。

7 結語

隨著人們生活水平不斷提高，人們對于電視節目的追求也越來越高，傳統的標清演播室視頻系統逐漸朝著高清演播室視頻系統發展。本文主要分析的是一些標準的高清演播室視頻系統設計中的一小部分內容，除了上述分析的幾個方面的主要設計內容，還包含了時鐘系統、同步系統、電源系統等，演高清演播室視頻系統設計時要考慮演播室的定位、人們的具體需求、資金、場地、政策等方面，才能設計出符合各項要求的視頻系統。