电视硬盘自动播出系统的实现

李梅

摘 要：随着计算机网络技术的不断发展，硬盘播出系统已经得到各领域的广泛应用，相对于传统的播放系统而言，硬盘播出系统在技术革新方面出现了质的飞跃，本文重点硬盘播出系统的系统结构以及关键技术等方面来深入对硬盘播出系统的应用研究。

关键词：播出系统；视频服务器

全硬盘播出系统，实现了无带化播出。就是用基于硬盘的视音频服务器来取代传统的录像机，用MPEG-2等格式的数字视音频文件取代录像带，以实现安全、准确、高效的硬盘播出功能。目前武汉广播电视总台7+1个数字频道全部采用数字电视硬盘系统播出全天24小时的电视节目。

1 总控信号及控制系统

总控系统由一台Concerto 128X128全数字视频矩阵和若干接口设备和信号处理设备组成。全部设备主机均安装于设备机房内，技术人员在总控机房通过遥控面板實现对矩阵、延时器等设备的控制。

总控系统为播出信号中枢，分别与卫星接收、数字前端、模拟前端、演播厅、广告制播等外部系统和本地各频道播控系统相连接。外部系统信号既有SDI视频、嵌入音频信号，也有模拟复合信号、数字视频模拟音频分离信号等多种格式。我们在矩阵外部分别对其进行了A/D、D/A转换和加嵌、解嵌处理。使全部矩阵信号统一为SDI视频、嵌入音频信号。

本地各频道播控系统除了送来播出PGM信号供播出和技术监测外，还送来切换台CLEANFEED信号以实现频道间信号相互共享。广告制播系统通过总控实现广告素材单纯向服务器系统上载，播控系统通过总控实现应急上载、线路上载和共享录像机上载。

CONCERTO矩阵内部配置了主备电源和主备矩阵控制板，从而保证了电源和控制的可靠性。我们选配了4块32X32交叉点板卡组成128X128矩阵，这样在其中一块卡发生故障不能工作的情况下，另外一块卡仍可继续工作，配合跳线系统仍可发挥矩阵的部分功能。CONCERTO使用ENCORE控制器完成矩阵网络控制功能。

ENCORE控制器、通用X-Y控制面板、4个48键单母线控制面板、控制PC通过以太网络连接组成矩阵控制系统。为了实现外来信号与本地系统同步，我们采用了共享帧同步处理方案，即将6块GVG帧同步卡跨接在矩阵两端，经过帧同步处理的信号送回矩阵输入端，供各频道播控调配使用。这样的连接方法使帧同步器调配和使用具有极大的灵活性，在一台帧同步器失效的情况下，可通过简单更改信号路径实现帧同步器的快速替换。

另外，为了符合新形势下所提出的直播延时功能的新要求，本系统中我们使用了6台D1“Pipeline”数字视频延时器。延时器同样跨接在总控矩阵输入输出端，因此同样具备与共享帧同步处理方案相同的优点。D1“Pipeline”延时器为硬件延时器，最大延时时间为10秒（625行）。延时器内含2X1开关，应急播出信号（循环垫片或静止画）直接连接到延时器的辅助信号输入口，通过遥控面板操作，可立即中断直播信号切换到应急播出信号上。

2 播控信号及控制系统

在多频道播出系统中，各频道播控系统（分控系统）的地位和作用的重要性是不言而喻的。播控系统上的人工操作最为频繁，需要完成节目编排、节目播出和切换、调音、字幕叠加、应变处理等功能，是直接下达和执行播出指令的系统。因此，该系统的安全性，应急处理手段建立和能否迅速启用成为主要考虑的问题。

播控系统节目切换现流行2种方式，一是单纯使用切换台，节目切换、调音、上下键信号等操作均由切换台完成。二是矩阵加键控器，矩阵完成节目切换操作，键控器完成上下键信号操作。本系统中，我们采用了THOMSON Maestro切换台和NETWORK VD1602 16X2矩阵相结合方式，即主播出通道使用切换台方式，备播出通道则采用矩阵加键控器方式。主播出切换台和备播出矩阵由播控软件控制实时进行同步切换。这样的主备同步播出的方式使播出安全性大大提高，同时调音、应急和应变处理、上下键信号都非常灵活和方便。

录像机信号、总控来经过帧同步器或延时器处理的转播信号、循环垫片、静止画等信号分别送至主切换台和备切换矩阵（后接一台Snell&Wilcox下游键控器），切换后的信号经过2X1倒换器通过主播出传输线上传播出。同时备切换矩阵信号经下游键控器处理后通过备传输线播出。主备播出通道完全独立。台标信号经过分配分别送至主切换台和备切换矩阵做键控处理，使主备播出通道均可播出台标。与此同时，网络字幕机信号送至主切换台用以播出字幕角花，它也可以在台标机发生故障时代替播出台标。

播控系统的机器控制分为2个部分。一部分机器是播控工作站直接控制，即由主备播控工作站分别发出422控制信号经422倒换后直接控制IMX、Digital-S、Dvcpro50等各型录像机、MAESTRO切换台、NETWORK VD1602切换矩阵、PVS1100服务器播出通道。以频道1为例，主备播出控制工作站通过422控制接口盒分别发出422控制信号，经过422倒换器选择输出422控制信号至控制主切换台、备切换矩阵、播出主备服务器播出通道及播出录像机。

另外一部分是播控工作站通过共享服务器间接控制上载录像机，使之可供播出使用，实现了录像机的上载和应急播出共享。仍以频道1为例，主备播控工作站、上载工作站、主备共享控制服务器通过以太网连接，主备共享控制服务器通过接口盒分别发出422控制信号，经过倒换器选择输出控制信号分别两台录像机。这两台录像机平常用于上载，一旦播控工作站规定某一台上载录像机做播出，则由于播出优先原则，系统可屏蔽上载工作站指令，并给出警示信息。

为了满足大量字幕和角花在节目中播出，且节目切换时字幕须准时上下键的需求。我们采用了字幕与节目播出联动的方式播出字幕。具体实现方法是在字幕机与播控工作站之间建立一个RS232联接，同时通过锁时系统将两者统一锁定在同一时间基准上。在各频道网络制播字幕机上有我们事先编排的字幕或角花播出模版，在播控工作站发出节目切换命令同时即可精确地触发字幕播出事件的开始或结束。字幕网络化播出避免了人工播出字幕时由于人脑反应延时和注意力不集中造成的上下键时间上的差错。

3 服务器系统

硬盘播出系统的特征就是使用服务器存储播出节目，已存储的节目根据编排

的时序从服务器相应通道播出。每台服务器配满8个通道，该服务器由于使用了CODEC技术，每个通道既可做编码器，也可做解码器。这样的特性给通道设计带来了很大的灵活性。在服务器功能分配上，我们把3、4号服务器分配给2个主频道播出和广告部使用，组成完全主备镜象服务器子系统。该子系统中上载审看在本机进行，上载的素材只需传输给另一台服务器即可形成素材镜象备份；另外4台服务器分配给其他6个频道使用，其中1、2号服务器作为上载使用，5、6号服务器作为播出使用，组成上载播出分离服务器子系统。该子系统中上载服务器中所上载的素材需分别向2台播出服务器迁移以形成素材镜象备份。

在每个播出服务器上均设有应急上载通道，在上载系统发生故障时可以用这个通道直接向播出服务器上载节目供应急播出。广告素材上载后即在3、4号服务器上形成镜象备份，可长期保存，并随时供各频道播出使用，使广告素材的安全性得到了极大的保证。

4 播出信号传输系统

为了保证信号传输质量，本系统采用了数字视频电缆和光纤相结合的混合传输系统，主要传输两个方向的信号，一是从播出系统发出上传至模拟、数字前端和无线微波系统的信号，二是卫星和光纤接收系统发出下传至播出系统的信号。前者为日常播出所用，后者为直播转播使用，同为重要播出信号。实际系统中我们采用了主播出信号使用光纤、备播出信号使用数字视频电缆，10路直播转播信号通道采用5路光纤5路数字视频电缆传输两者配对使用的方案。光纤敷设时使用了60芯光缆，因此有大量的光纤冗余，当某根光纤出现问题时通过使用光纤配线器系统可快速调换。