电视台硬盘非编制播网络系统分析

电视台硬盘非编制播网络系统分析

刘维宁

随着广播电视技术在数字化、信息化、网络化方面的高速发展,各级电视台正加快电视节目非线编制作和播出机房的改造,即将传统的播出系统改造成硬盘播出方式。在电视节目制作向网络化、数字化、高清化发展的同时,节目制作的设备已经实现了在少投入的前提下,完成标、高清电视数字制作系统方面的全面解决方案。通过对摄录、制作、播出设备的整体改造,采用数字化、网络化的非编硬盘播出系统,淘汰原有模拟制作播出系统,将极大地提高城市电视台电视节目的整体播出质量和技术指标;简化各项生产环节,数字化硬盘播出系统避免了磁带的反复录制,将极大地提高自办节目的信号质量;直接用非线性编辑制作系统进行数字文件交流,实现制作、播出一体化,减少了反复上、下载带来的信号衰减,提高了播出的安全性;同时,网络化非编硬盘播出系统将极大地方便播出节目的顺序调整,可轻松实现新闻、专题片等节目的定时自动播出,实现台标和片花反复播出及广告节目串编的重复插播等。所有这些都将减少播出人员的劳动强度,避免差错,提高节目播出的准确性,使得电视台节目的制作和播出总体水平迈上一个新台阶。

一

通过对国内现有设备系统的调研,我们了解到符合广播电视节目制作标准的数字化制播网络设备,从产品的设计方案上看可分为以下两种情况:

1.以加拿大迈创(Matrox)采集板卡为输入/输出接口进行采集压缩编码的有卡和无卡非线编工作站、硬盘播出工作站和自主开发软件为基础,以硬盘编辑服务器、硬盘播出服务器为核心,以MPEG-2的I帧(类似DVD编码方式)数字压缩指标为编辑格式。通过网络组成在线编辑系统,完成节目制作,并通过编辑服务器磁盘阵列的海量存储,然后通过节目人员的节目播出表编辑,将编辑服务器内的节目再存放到硬盘播出服务器内存储进行电视节目的硬盘播出。该系统由于采用了帧间压缩方式,具有在线编辑码流低、磁盘占用空间少、结构性强、网络构成便利、工作可靠等特点。但由于采用自主开发的软件和进口的采集板卡,设备成本相对较高,利润空间较大。像北京中科大洋、成都索贝数码、北京新奥特等代表厂商的产品,基本上就是采用这种方式。

2.以数字DVCAM原码(数字摄像机磁带上录制)信号为编辑格式,以美国康能普斯(Canopus)公司采集编辑板卡为接口的非线编工作站和以开放的EDIUS编辑软件为主体,构成有卡工作站,以EDIUS编辑软件和工控计算机构成无卡工作站,以符合广播电视标准的播出板卡为核心的硬盘播出工作站和节目存储服务器构成的硬盘编制播出网络系统。该系统的优点是采用帧内压缩的数字原码编辑,信号损失小,设备技术成熟。并且该系统种类齐全,升级方便(加块子卡就可升级为高清),市场占有率较高,设备价格较低且透明,为国内大部分中小电视台所采用。

EDIUS编辑软件界面

分析这两种电视非编硬盘制播网络的模式,各有优势和特点,在国内也不乏成功的案例。其实质是分别引进国外不同公司的采集压缩编辑板卡、软件或自主开发的软件再集成为自己公司的产品,相当于进口散件改进组装。由于产品的利润较高,国内的一些公司纷纷抢占市场。就非编硬盘播出设备市场而言,可以形象地把目前国内非编硬盘制播设备的发展形式和公司的市场竞争态势用“春秋战国”来比喻。

二

结合城市台电视节目制作、播出总量和机房结构布局等实际情况,通盘考虑分析硬盘制播网络系统的建设构成。

首先,考虑城市电视台的具体情况和实际特点及制作区域分布情况,其新闻、专题、广告、综艺等前期非线性编辑和播出网络平台,在资金充足的情况下,可以考虑选择索贝、大洋等厂家生产的系统产品(但必须是一个厂家整体制作和播出产品,这样可减少制作与播出系统的接口瓶颈)。该系列产品有一定的市场占有率,具有相当的技术实力。但是由于该系列产品多是国外产品国内集成,其软件均为自主开发,具有一定的自主知识产权,在系统的使用中,不可能将产品的底层交付给最终用户,而更多地依靠厂家的技术支持,并且产品的硬件在升级上缺乏连续性。

对非线性编辑设备而言,视频质量是一个很重要的因素,但总的来说,非线性编辑卡的视频质量要好于传统线性编辑的视频质量。只要我们在选购非线性编辑卡时按照质量第一的原则,视频质量都是有保证的。但我们还应该注意以下的区别。原有的索贝、大洋非编采用了Matrox公司的Digisuite LE编辑卡,运用MJPEG帧内方式压缩,现行的索贝、大洋非编均采用Matrox采集板卡,且都是MPEG-2的I帧间压缩方式(这种方式压缩的MPEG文件既不能实时刻录VCD,也不能做DVD,在刻盘时必须再次打包编码)。而Canopus公司的系列产品采用的是数字DV、DVCAM的帧内压缩方式。那么,我们可以得出结论,如果我们采用模拟信号的输入/输出,那么只有无压缩的M-JPEG最能够保证信号质量(但M-JPEG压缩方式较为落后,数据占有量太大,必将淡出市场);如果我们用DVCAM摄像机数字信号输入/输出,由于Canopus的产品实行DVCAM原码编辑,故可实现视频信号无损编辑。再压缩成符合播出标准的MPEG-2硬盘播出信号。

其次,网络设备的稳定性、兼容性也是我们必须认真考虑的问题,如果选用的设备缺乏稳定性,将会给我们的节目制作带来灾难性的后果。

总之,我们选择非线性编辑时,应该从实际出发,选择适合我们的产品。当然在选购中我们也应注意到其他方面,如产品升级的连续性,是否支持MPEG-2编码和实时特技、扣像的信号完成性等。

近期计算机核心处理器(CPU)的性能发生了很大的变化,由过去的单核心发展成双核心、大二级缓存的中央处理器,使微型计算机的处理速度和能力有了很大的提高,进而也使得非线编系统的性能有了长足的进步,无论是编辑能力还是处理速度都发生了很大的变化。使得对非编板卡性能的依赖大为减少,即过去依赖板卡完成的实时特技、扣像、字幕等功能,如今由于微机性能的提高,通过软件也能很好地完成。

如果资金相对短缺,考虑到设备的应用和成本,以我们目前熟悉掌握的技术水平,可以选用第三代编辑功能的Canopus采集编辑板卡构成的非线编辑和硬盘播出网络系统。该方案大体如下:

Canopus产品采用EDIUS编辑软件作为引擎,通过直观的用户界面传送多种功能,包括无限制视频、音频、字幕和图文轨道、音频波形展示、画外音录制到时间线、无限制取消和重设、实时滤镜、键、PIP处理和二三维之间的转换等,拓展的时间线编辑能力包括3点、4点、波纹、滑动和视频音频分离编辑等,并可输出MPEG -1,MPEG-2,Quick Time,AVI及Windows Media,ASF等多种格式的文件。其关键之处是可方便的实现多格式混编,特别是Canopus产品具有不同级别的设备配置,可根据实际情况采用高低配置(如新闻串编采用NX或XA配置,新闻合成采用SD标清配置,上述配置具有完善的设备接口并可方便地升级为数字高清系统),节目制作完成后通过千兆宽带网传输,合成后的节目即可打包成MPEG-2的数字格式播出或制作成DVD保存,也可实时下载到录像带保存播出。打包成MPEG-2的数字格式文件,通过入库系统,依据合法的用户名和相对应的权限密码,即可对所属栏目的库内文件进行上传存储和播出。它的模糊数据库查询,大大提高了工作效率,并且仅限专职管理人员可对数据库进行添加、删除、修改操作,这样能确保素材管理安全。其预计价格只为大洋、索贝产品的二分之一。

对于采用Matrox公司的Digisuite LE编辑卡系列非线编,属于M-JPEG`压缩格式的非线性编辑系统。由于该格式的压缩方式陈旧,无法进行符合广播电视技术要求的数字硬盘播出,所以应当将其集中为一个频道使用,并配置相应的转码板卡的上载工作站,在完成节目制作后将其转换成符合数字硬盘播出的MPEG-2格式数字信号传入硬盘播出系统,进行编表播出。

对于电视剧类节目可通过总编审片上载工作站系统,将各类磁带、光盘信号采集压缩符合为硬盘播出的MPEG-2数字信号,存储在服务器硬盘阵列中,以方便媒体资产管理。各类制作完成的节目,通过审片系统进行审片播出,没有审片的节目硬盘播出系统将拒绝其播出。

整体系统分为上载、在线编辑、自动收录、审片、编单、播出、存储(编辑和播出)、网上播出等几部分。

总体来说,在播出方式上采用分布式上载、集中分时播出的方式。分布上载大大提高了系统的灵活性,上载可以分布在台内的不同部门,各个部门之间互不干扰,同时信号传输没有距离要求,提高了播出的安全性,非常适合市级电视台播出。

整个系统根据部门编辑间分成多个局域网络系统,每个系统采用千兆网络交换机连接内部传输。以交换机为枢纽,交换机与交换机之间考虑其背板带宽和距离应采用多模光纤传输。理论上在每个交换机高峰期以50兆/秒速率传输(实际上DVCAM摄像机的数字信号为25兆/秒)计算,最多可连接20台设备,而交换机与交换机之间通过光纤连接,带宽为2G(20千兆)。这样通过多个交换机就完全可以满足整个网络系统工作的需用。传送的关键是控制交换机内连接的设备数量,同时,在综合布线时,交换机之间除布设光纤外还应多布设两条千兆网线以备应急之用,这样就可以完全满足电视节目网络制作的要求。

播出中心则采用新近研发的播控软件,采用创HT-PLAY主备播出工作站,其所实现的功能在国内尚属领先。该套设备在播出节目的同时,可任意控制多路或一路视频信号叠加静态图文、飞滚图文动画标志,并可做到多达数层字幕的同时播出不同速度的图文左飞效果,控制静态图文冻结,叠加台标、角标,热键操作方便灵活、控制准确可靠。双机自动播出同一个频道的播出表,主备通道独立控制,任何一路出现故障即可完成自动切换,保证了播出安全。通过IBP帧的实时监测,备机自动同步主机的各种操作,备机在正常情况下无须手工操作,如果主机出现故障,备机则自动解除锁定,改为备机播出。在主机修复之后,可以立即在线恢复主备播出模式。这一结构具有良好的安全性,做到了软件和硬件的双重保护,具有主备独立控制、实时同步的优点。

且HT-PLAY播出服务器所采用的核心硬件是专门为长时间播放而设计的多通道TOPLACG MPEG-2广播级字幕回放一体卡,质量稳定可靠。经过严格测试后,证明该硬件完全达到广播级甲级指标,能胜任超长时间地不间断播出。

该套方案解决了电视台内新闻、广告、各频道制作、播出、数字化上载、保存、共享利用的安全管理问题,实现了自办栏目制作网、播出网、新闻网、办公网的完美融合。其运用先进的数据库管理、应用采集整体、转码中心、编目、检索、存储管理、系统管理等的总体设计,为我们提供了一套功能全面、安全可靠的网络解决方案,真正体现了电视台媒体资产安全管理的先进性、实用性、开放性、可扩充性和安全性。