數字電視播出系統方案設計

鄧云桂 賀菊香

電視信號數字化后方便存儲和復制，信號處理可多樣化，提高了信號質量，抗干擾能力強。數字技術的發展已從標清時代邁向高清時代，標清電視向高清電視的過渡不僅僅是設備更新，也是從節目采集、編排、播出、傳輸到接收等各環節的完整方案。對于數字電視播出系統來說，要利用先進的技術，來設計更加合理的方案。

1 高標清播出系統的架構設計

1.1 高標清播出系統的同步方案

高標清播出系統的建設，選擇帶輸出高清三電平同步信號以及BB同步信號的同步信號發生器，之后再使用標清播出系統的BB同步加鎖，從而達到高標清播出都同步的目的，高標清混合同步圖如圖1所示[1]。

圖1 高標清混合同步圖

1.2 高標清播出系統的播出方案

高清電視的推廣，主要問題在于高清電視信號與標清電視信號格式不兼容，高清電視在幅型比、畫面分辨率、視音頻格式、編碼碼率等方面與標清電視有很大不同。高清主干兼容標清播出方案，是新建設一個高清播出系統，替換原有的標清播出系統，內部的視頻流、文件流均為統一的高清信號格式。標清格式的視頻流、文件流在進入系統前需要進行信號上變換或文件轉碼。在系統的輸出末端，既可以輸出高清信號，也可以根據需要對高清信號下變換播出標清信號。高清主干兼容標清播出如圖2所示。

圖2 高清主干兼容標清播出圖

高標清同播的播出方案，是一個穩步進行的過程。采用高清系統兼容標清系統的系統架構，高清系統可以兼容標清系統的播出，達到高清、標清同播。

2 存儲遷移的系統方案

2.1 系統的存儲方案

高清電視的推廣發展，會使高清系統的存儲壓力逐漸加大。在新建高清系統時，需要給高清系統的存儲留較大的冗余，存儲盤陣應該使用合理的RAID分組進行數據安全性備份，重要的數據文件進行鏡像備份。

分布式存儲，是指多個存儲設備（或視頻服務器單機），分別承擔多個頻道素材文件的存儲任務。分布式存儲相較于集中式存儲，可以較好地分擔播出和有儲的風險。但是，分布式存儲對于網絡的依賴性較大，需要進行大量的素材遷移。網絡傳輸的及時性和完整性會帶來新的安全問題，所以分布式存儲需配備較大容量的二級緩存。

2.2 系統的遷移方案

文件遷移是在網絡化環境下進行文件的傳輸，是在網絡化和全臺網的環境下，文件從制作到播出需要經過多重審核、遷移和轉碼，在文件遷移的環節需要耗費大量的時間和資源。播出系統在文件遷移帶寬的分配上，應該綜合考慮遷移的安全性和高效性，在保證文件傳輸安全的前提下盡可能提高傳輸效率。對于重要的視頻服務器，應該以遷移安全性為準則，按照視頻服務器建議的讀寫安全帶寬門限，限定視頻服務器對外連接時的讀寫帶寬。

2.3 高標清存儲互聯方案

高清系統與標清系統使用共享存儲互聯。高清系統與標清系統可以訪問共享的存儲。如果需要進行高清系統與標清系統素材遷移，源系統將素材先遷移到共享存儲，再由共享存儲遷移到目的系統。高標清存儲互聯圖如圖3所示[2]。

圖3 高標清存儲互聯圖

3 數字電視播控系統方案

3.1 矩陣概念和方案

矩陣的概念出自線性代數，一般指在多路輸入的情況下有多路的輸出選擇播出系統的總控矩陣，將全臺的節目信號，包括外來信號，分配到各個播出頻道，如圖4所示。在高清頻道建設的時候，新建一套高清的總控矩陣，高標清信號系統通過上下變換互為備份，提高了安全性，在標清系統下線的時候不影響高清系統正常播出，在建設系統的時期也不會對標清系統造成影響。

3.2 播出切換系統方案

播出切換系統有切換臺、矩陣加鍵控器、切換開關加鍵控器等幾種形式。矩陣和切換開關不帶靜切換功能，使用這兩種設備作為播出切換系統時，須嚴格調整各路信號的輸入同步，保持行場定時一致，以防止信號通道切換時造成輸出畫面抖動，并且需要在輸出端加鍵控器，以完成臺標時間的疊加切換臺內置切換特效、靜切換、臺標時間鍵控等功能，操作方便，在播出切換系統中常用切換臺的形式。根據高標清播出系統的同播形態分析，選擇獨立高清播出切換系統方案，在播出通道最終輸出端通過下變換設備輸出標清信號。

圖4 播出總控矩陣系統簡圖

3.3 數據庫系統方案

數據庫服務器由許多數據模塊組成。素材索引庫是存儲服務器的素材索引；檔案庫是存儲資料的數據管理；播出模塊是記錄制作的播出表單以及已播出的數據；廣告模塊是記錄廣告編排內容的。為了提高系統可靠性，主備服務器需要雙機熱備份，一臺服務器出現了故障，可自動切換和修復[3]。

3.4 視、音頻質量監測系統

監測系統監控硬件設備和軟件狀態，設備和軟件出現問題及時報警，設備要對系統中不同品牌和不同接口的硬件兼容，并且能遠程監測。監測系統便于操作人員很快發現故障，快速診斷和處理故障，提高系統的安全性。

4 結語

本文結合電視播出技術的發展，提出了一套電視臺高清、標清同步播出的系統解決方案。該方案根據電視臺高清、標清同播的需要，搭建出了相對合理的播出系統架構，系統播出的安全性高、結構完善。

[1]方德葵.電視數字播控技術[M].北京:人民郵電出版社,2009.

[2]卞德森,李韶紅.電視播出系統的現狀和發展趨勢探討[J].廣播與電視技術,2007,20(12):80-82.

[3]貴州電視臺.電視臺高標清播出系統技術性和安全性規范[Z].2008.