文/宋杰
隨著新華社視頻高清項目建設完成,視頻高清系統于2017年3月開始全面上線使用。視頻高清系統的使用,為我社的視頻移動報道創新發展也提供了良好的契機。基于新平臺系統的互聯網化、移動化和便捷性,結合視頻移動報道需求和移動報道前方新聞中心的實際IT資源條件,我們在視頻直播傳輸、收錄采集、制作共享、多渠道發布等報道全生產流程中進行了一定的創新和實踐,開啟新華社視頻移動報道的新模式,在一帶一路、金磚峰會、兩會、國慶報道等重大戰役性報道中為視頻報道業務提供了安全可靠的技術支撐保障。
2017年對于新華社視頻報道來說,是一個重要的轉折節點,前方視頻報道模式從以單一直播為主轉向直播和發稿并行的報道方式,這大大提高了協同工作效率和新聞時效性,但也要求技術保障團隊在技術上全面轉型:在綜合考慮技術投入、生產效能和業務運營安全的基礎上,同時考慮設備輕量化、部署搭建方便等特點,全方位保障重大報道時前方新聞中心的視頻直播、信號傳輸、節目錄制、視頻采編發等業務,以及與后方演播中心的協同直播報道。

圖1 視頻移動報道系統圖
前方移動報道需要考慮視頻采、存、編、發的全流程,包含視頻SDI信號、IP流、數據文件等多種形式,同時在大型報道中還需要考慮到多聲道的錄制、監聽和使用。移動報道系統以單機組網的方式進行,通常配備15臺移動非編工作站、2臺共享存儲、1臺直播調度切換系統、4套編解碼器、2臺高清監視器、1臺多畫面大屏,共同組成前方高清制作系統,提供收錄、存儲、制作和發布等功能。視頻移動報道系統如圖1所示。
視頻直播作為新華社視頻移動報道的重要報道方式,通常包括行進式直播報道、突發事件直播報道、會議式固定多點位直播報道等業務形態。如何將視頻直播信號實時可靠安全地從拍攝地傳回后方信號調度與分發中心,則是每次視頻報道中需要考慮解決的技術問題。
針對行進式直播報道來說,因拍攝時不受地點和區域的限制,攝像所處位置和被拍攝對象處于不斷變化的狀態,無法通過將傳輸線路和設備固定在某一處,一般情況下采用直播背包來解決拍攝時視頻傳輸的問題。直播背包所具備的多種傳輸方式寬帶(3G/4G/5G、微波、衛星、Wifi、BGAN和以太網)、支持H.264和HEVC壓縮編碼、支持4K 50/60P視頻傳輸、支持多達8聲道輸入、移動便攜的特性,成為新華社在全球移動直播報道中的重要技術選擇之一,通常以800Kbps的壓縮帶寬即可傳輸1080p60的視頻信號。在實際應用中,把背包作為一個專門的移動網絡熱點和移動供電設備,在報道現場發生突然斷電、斷網故障時,發揮了重要作用,確保了直播與發稿報道業務的正常進行。
在突發事件報道時,傳統的電視直播報道往往受時間和空間的限制,需要大量的專業設備、人員和較長的時間進行直播準備。隨著4G的普及和5G的到來,手機直播、海事衛星、無人機航拍因為它的便攜性成為移動互聯時代突發事件直播報道的第一選擇,目前移動app也實現了與無人機、云臺相機的集成使用,通過移動網絡將現場直播信號實時采集后直接傳輸至總社后端的信號接收系統,實現跨地域傳播與實時直播,滿足新聞報道的傳播需求,提高新聞時效性,第一時間為受眾展現現場動態。
會議式固定多點位直播需求以每年兩會、黨代會的直播報道為主,傳輸通道多為裸光纖,需要解決多路視頻信號現場實時監控、信號切換、傳輸和錄制等問題。在實際工作中,同時還存在著單路光傳輸設備部署不便、可靠性低,接入視頻線纜過長導致信號有衰減等問題。為解決這些問題,我們針對視頻領域內的主流視頻光傳輸設備、線纜的均衡能力進行了測試,并根據實際測試結果進行設備選型,自主設計了一套高清視頻現場傳輸系統,將高清切換矩陣、多聯高清監視器、高清光電轉換模塊、高清錄制設備集成在一個8U的防震保護箱內,同時滿足6路視頻信號切換、監控、傳輸、錄制的需要,并確保直播中常用的100米佳耐美 L-5CFB視頻線纜在高清視頻傳輸衰減的“安全”極限使用長度內。

圖2 高清視頻現場傳輸系統集成箱視圖
直播系統作為高清視頻系統的一部分,構建了基于IP架構的高清視頻信號采集、傳輸、接收、調度、分發于一體的后端直播技術系統,實現100路規模的高標清、多格式視頻在線調度管理,為包括專線、光纖、背包、海事衛星、手機等多類型的視頻信號來源接收匯聚、格式/制式轉換、調度、分發和管理提供直播支撐。
在視頻移動報道的前方新聞中心,通常需要對自拍、公共信號、后方返送演播室PGM clean等多路視頻信號進行實時收錄、共享,一方面是滿足節目制作的快編需要,多名視頻編輯可以迅速調用收錄采集后的視頻文件,另一方面對重大報道的珍貴視頻資料進行存儲備份,保證素材的完整性,便于日后查閱使用。
對于視頻收錄,通常功能包括:
2.2.1 多類型信號源的邊采邊編
針對不同格式的信號源,通過直播調度切換系統將各類型直播信號切換到響應的IP或者SDI格式后,接入到前方視頻發稿中心的移動非編工作站進行現場實時采集,滿足視頻快編的需求。收錄應支持MPEG-2 I、 MPEG-2 IBP、H.264、 DV/DVCPRO/DVCPRO 50/DVCPRO HD、AVC-Intra、 XDCAM/XDCAM HD等常用后期制作格式。在實際測試時發現,對于小型便攜的移動非編工作站(CPU配置:Intel Corei7-6700@3.40GHz)來說,在將視頻信號收錄為H.264格式時,設備的CPU利用率幾分鐘后即迅速竄升至90%以上,收錄的視頻文件出現丟幀現象。所以在實際使用時,通常選擇收錄為MPEG-2 IBP 50Mbps 1080/50i MXF格式的文件。
2.2.2 多格式錄制備份
對于實時快編來說,要求視頻源、收錄格式、制作等可以根據節目制作的需要進行個性化配置,同時考慮到移動報道時設備運輸和系統搭建要具有便攜、易搬運等特點,所以選用了工作站方式。對于視頻資料的錄制備份來說,通常采用嵌入式收錄設備,代表設備包括Sony、AJA、Blackmagic等品牌的收錄設備。其優點在于設備小、功耗低、操作便攜、穩定性好。可以滿足非實時類視頻節目的制作需求,在收錄時可以提前設定格式、分段時間,最后以網頁方式提供下載。

圖3 多通道高清視頻錄制文件下載
為提供視頻收錄采集后的共享存儲功能,我們采用hp微型塔式存儲服務器作為局域網內的Windows主共享存儲服務器,主要用于視頻信號采集收錄的寫入、視頻共享文件的讀取和視頻文件的存儲,實際共享網絡環境為千兆局域網,按照RAID 1+0設置,實際存儲大小為8T,可以存儲大約380小時左右的50Mbps高清視頻數據文件。經過實際存儲讀寫測試,在同時3路讀寫時存儲吞吐總帶寬達到峰值,帶寬在785Mbps左右,可以滿足前方報道視頻發稿中心視頻數據共享讀寫的需求。

圖4 存儲吞吐總帶寬
在設置共享存儲進行測試時,遇到win7系統訪問win2012共享目錄文件比較慢的問題,最后通過在網卡屬性關閉“大型傳送分載 v2(IPv4)”和在“Windows功能”中關閉“遠程差分壓縮”解決該問題。
對于日常視頻節目生產來說,有新華社視頻高清系統作為支撐平臺,系統依托于萬兆IP網運行,視頻節目生產與發布的自動化程度較高。對于重大報道來說,在前方新聞中心一般為視頻移動報道提供百兆互聯網的接入條件,視頻制作時以單機非編工作站為主,以Windows共享方式掛載本地網絡存儲,然后再單機非編應用軟件調用共享存儲中的視頻文件,對視頻節目進行剪輯制作、包裝,最后輸出生成視頻發布所需要的多格式實體視頻文件。基于互聯網B/S模式開發和運行的統一發布系統,為在互聯網環境下隨時隨地進行視頻節目提供了技術支撐。經過采、編、審后的視頻稿件最終通過發布系統進行多渠道多終端發布,將視頻節目發布至新華社視頻供稿網站、客戶端、海外社交媒體、資料庫等平臺。
隨著新華社視頻業務的不斷發展和技術的演進,視頻移動報道技術保障與支撐模式也在不斷的進步與創新。視頻移動報道從前方新聞報道以音頻發稿為主轉向視頻直播為主,再到現在高清直播與發稿并行,實現后方的中英文直播、互聯網直播供稿、CNC頻道播出、全球直播連線、海媒直播等臺、線、網多屏多渠道傳播。從技術上來說,視頻生產制式從標清升級至高清再到4K,視頻發稿從以衛星為主全面轉向了互聯網化的生產與發布,視頻直播也隨著網絡的發展全面覆蓋衛星、專線、互聯網/移動互聯網。隨著5G+云計算+AI技術的不斷發展與投入使用,新聞技術還將有更大的發展變化,我們需繼續追蹤技術,關注業務,擁抱未來。