大连广播电视台高清演播室改造思路

杨光

（大连广播电视台 技术制作中心，辽宁 大连 116022）

大连广播电视台高清演播室改造思路

杨光

（大连广播电视台 技术制作中心，辽宁 大连 116022）

大连台就高标清演播室设计和选型进行了多次技术探讨，并最终形成了高清改造思路。以大连电视台600 m2演播室改造为实例，详细论述了地方电视台大型综艺演播室系统如何规划、设计和选型，以满足高清数字电视的发展趋势。

高清数字化；媒体交互；共享；备份；应急

随着数字高清晰度电视技术的发展，高清电视频道播出在全国已越来越普遍，国家广电总局很早就将高清电视发展作为各地电视台发展的重点。大连广播电视台在2012年已开播一个高清频道，目前大连台新闻、财经频道建设高清演播室，其余的都是标清演播室。依据大连台高清发展的战略规划，陆续对各演播室进行高清改造，2015年各演播室要完成高清数字化改造任务。由于目前电视播出和电视制作还需要保留标清格式，标清电视将与高清电视长期共存，因此电视台在演播室改造中必须满足高、标清同播的技术需求。大连台就高标清演播室设计和选型进行了多次技术探讨，并最终形成了高清改造思路，本文详细阐述先行改造的600m2演播室的设计思路。

1 600m2播室高清改造总体要求

演播室改造总体要求：系统以先进、实用、易用、安全、灵活、共享、开放、可扩展、节约为基础，以达到各使用功能多样性和最大化，设备调整和操作要简便，充分适应文艺节目、大型综合栏目以及赛事的直播和录播[1-2]。这次改造要充分打破传统的设计思路，以全新的理念改造各高清演播室，打破以往演播室独立使用的情况，初步建立起一个演播室集群分控与共享的系统，前期建设先单独改造600m2演播室。

2 600m2演播室改造概述

视频系统采用1 080/50i高清晰度处理内核，构建高清16∶9的制作环境，在系统的视频入出口采用制式上下变换的方式，同时兼顾标准清晰度电视输入、制作、录制和直播的能力。

音频系统分为主、备数字调音台，可录制立体声节目，系统具有灵活的信号输入输出分配功能，具备音频跟随视频功能，能完成大型电视节目直播及录制。

3 系统设计及选型

3.1 输入/输出信号确定

输入输出信号数量统计如图1所示。

图1 600 m2制作演播室系统输入输出数量统计

3.2 视频系统架构

系统按6+2讯道设计和布局（6个有线，2个无线）。2个讯道配备22倍镜头，2个讯道配有4.5广角镜头摄像机，2讯道为配置标准镜头摄像机，外加2讯道配备标准镜头无线摄像机；不少于6路外来信号（带帧同步功能，HD/SD-SDI及模拟复合信号；其中1路配有的多种信号格式的转换设备，支持HDMI、DVI、分量、复合及音频信号转换）；HD/SD-SDI矩阵；HD VTR 2台（1放、2录）；SD VTR 2台（1录）；硬盘录像机2台；VGA转换视频信号2路；制作网非线编工作站2台（1台为精编工作站、1台为上载工作站）；HD在线图文包装机1台（至少2路HD SDI信号处理）；HD字幕机1套；大屏幕背景视频播放系统1套，以及为满足系统要求必须配备[3]的周边设备、信号监视监听设备、同步发生器等设 备[3]。系统图如图2所示。

图2 视频系统连接图

3.3 视频设备及选型

1）摄像机

6台有线摄像机选用高标清兼容SONY HDC2580，主要原因是大连台高清转播车使用的摄像机是SONY HDC1580，这样选择达到了转播车和演播室摄像机互为备份的目的。这款摄像机采用16 bit量化，具有升级至3G光纤传输系统和2倍速慢动作视频拍摄的能力，机身标配提供1路模拟、1路高/标清和1路高清信号，其中2路高清输出端口可以设置返送高清信号。基站可支持最远4 km的光纤传输距离。

无线讯道选用英国LINK无线微波系统。LINK HD基于FPGA MPEG-2 4∶2∶2/4∶2∶0编解码技术,能够确保在编码率于20 Mbit/s时回传图像的质量，即使在8 Mbit/s码率时，一样可以传输高质量的高清图像，整个过程均保持全高清解析度和全高清格式。超低延时技术能够确保端到端的延时（视频输入端至视频输出端）为40ms。让无线讯道的信号和有线讯道的信号能够无缝融合，充分并无损地压缩原始图像。LINK调制系统（LMS-T）数据被分配在更多的载波上和更长的时间间隔中。这样能够大大增强对移动应用中常见的突发波束干扰和瞬间衰落的抵抗能力，提高了高速移动的无线摄像机系统的传输抗错性和传输容量，采用更少的载波，这样高速行驶的汽车就可以获得更佳的多普勒性能，并降低无线链路对相位噪声的敏感性。高清无线微波系统可以采用分离/两箱工作模式（而且是双天线，可扩充到4个天线），从而可在2个天线之间完成自动优化的漫游切换，组成双接收天线的系统，使系统可以在不加大发射功率的同时，有效地扩大接收范围。摄像机控制模块兼容已有摄像机控制面板（OCP与MCP）的控制协议，如光圈调整、白平衡调整、伽玛调整等，从而使其在系统组成和操作使用上与普通有线摄像机完全一致。数据发射机提供Tally指示等功能。

2）切换台

切换台选择的是SONY MVS-7000X，这款切换台与原有的标清切换台DVS-9000在操作界面上基本相同，制作人员可直接上手使用。

这款切换台是SONY顶级MVS-X系列中专为中大规模系统配置设计的产品。8RU主机箱，顶配支持3G，3D制作能力，最高1 080p式；最多支持80路输入，48路输出，支持格式转换，最多8CH输入，4CH输出，可灵活配置到最多6M/E，每块M/E板具有8个键控器；全新内嵌式3D DME，最多支持4CH；所有键具有2.5D Resiz⁃er，高质量色键，键边；最多支持16CH帧存，或8CH（1 080P）输出，支持2 000高清帧以上。MVS-7000X，MVS-8000G/GSF和MVS-6000切换台的结构相同，因而可以共享相同的控制面板、遥控面板和外围设备。配置的是32路直切面板、40路输入、24路可选择输出，3级M/E；配置了帧存板；2个辅助母线控制面板。

3）应急/信号调度矩阵

应急/信号调度矩阵选择的是Miranda NV8144 72× 72多格式矩阵，这款矩阵8U机身，矩阵最大是144× 144；冗余电源，支持3G HD、HD、SD和ASI等信号格式；矩阵使用了具有专利的N+1冗余交叉点备份技术，保证了安全性和可扩展性；支持SNMP协议，支持多种控制面板及GUI软件，支持第三方控制，可与其他品牌Tally服务器连接，支持源名跟随功能；矩阵可单独路由，视频、音频也可一起路由；输入输出模块、控制模块以及电源模块等均可热插拔。

NV8144多格式矩阵，是整个系统的信号调度中心，通过矩阵可把各摄像机信号、外来信号、切换台各级M/E、PGM、PVW、CLEAN OUT、AUX等信号送到现场大屏、音频控制区、灯光控制区、领导监看区、候播区、演播室接口箱、测试仪器以及周边演播室。

4）播放、录制、字幕设备

录 制 设 备 选 用 了 SONY HDW-M2100P、HDW-M2000P、MSW-2000高标清磁带录放像机、GV T2-RAID三通道高清硬盘录像机，特点是1录2放，高清150 Mbit/s存储15 h，标清50 Mbit/s存储45 h，支持文件导入/导出，兼容多种非编品牌，播放通道具有剪切、循环播放、playlist制作、实时上下变换HD/SD-SDI（嵌入音频）、DVI-I、分量、模拟/数字音频输入/输出等功能。另外演播室还设置了制作网的非线编站点，可直接把节目录制到非编网内；字幕机选择的是新奥特的A10高清字幕机；在线包装选择的是新奥特的M8系统。

3.4 周边设备

周边设备选用的是各台普遍使用的AXON的“神经元”（Synapse）智能模块信息化处理系统，包括视音频分配放大器，上下变换器，帧同步，音频的加、解嵌，2选1倒换，光收、光发等。“神经元”系统独特的专利总线不需要外部连线，也不需要进行PCB连接或其他任何机械倒换，即可让信号从一块卡传到下一块卡，这种处理方式的优势是卡间电缆连接少，减少了多级串联处理带来的抖动累积。源信号还有2路是VGA/DVI/HDMI信号，选用的设备是美国艾潘泰克（APANTAC）的US3500格式扫描转换器。

演播室系统跳线配置了14个26口数字视频跳线盘和相应数量的音频、时间码跳线盘，所有出入机房的信号要根据需要使用相应的接口板。数字矩阵、视频跳线及相关的视频设备接口留有裕量，以便今后系统功能升级。

600 m2演播室设有3个摄像机光缆及视音频电缆接口箱，光缆接口箱预埋6条光缆到600 m2导控室。接口箱信号包括同步信号、PGM、大屏幕信号、多画面信号、切换台、矩阵信号、摄像机返送信号等；接口有无线通话天线接口、无线微波天线接口、通话接口、网络接口、电源接口等。这些信号可分别供现场视音频、现场灯光、大屏幕、现场导演使用，接口箱信号有高标清、模拟及音频信号的入、出端。

3.5 音频系统

考虑到现场直播、现场扩声的安全性、实时性的特点。演播室音频及扩声系统的结构采用双链路设计，主备系统切换快速、简单、有效。系统配置Studer Vis⁃ta1主备调音台，然而为了提高设备的利用率，非直播模式下，演播室备用调音台可以方便安装于飞行箱内流动使用。两种模式下系统的转换可以通过跳线方便地实现。音频系统图如图3所示。

图3 音频系统连接图

3.6 通话系统

采用Clear-com Eclipse-Pico 36×36全编程数字通话矩阵系统和FreeSpeak Base Station无线通话系统（飞行箱）。演播室这次共配置7个通话面板，分别设置在领导监看区、导播区、技监区、音频控制、灯光区、设备机房、演播室大屏调度区等。根据各工位的特点分别配置了1个24键代拨号键盘的按键式通话面板、6个12键Lever通话面板；矩阵4线转2线接口CCI-2、矩阵4线转外接4线接口、矩阵4线转电话线接口各1块，配套耳机及鹅颈话筒7套；Partyline有线单通道腰包及耳机6套；FreeSpeak Base Station无线基站1台、天线3副、无线腰包及耳机共8套。通话系统连接图如图4所示。

图4 通话系统连接图

通过这套系统为600 m2演播室提供高效可靠的通话保障。全台通话系统总体建设是要把600 m2综合演播室、1 500 m2剧场、256 m2演播室和播出总控通话系统建成一个全台通话系统，每个演播室又可以独立作为一个子系统。目前先期只做600 m2、1 500m2剧场和播出通话系统，通话系统系预留了通话端口，具备一定的级联和扩展能力，能够适应广播电视技术未来的发展趋势，具有良好的延展性。

3.7 Tally系统

Tally系统选用的是天视网讯CSTS-1002MU源名跟随Tally控制器，这款Tally控制器具有主备电源应急设置功能，通过与SONY 7000X切换台422接口，利用网线与矩阵互联，读出切换台和矩阵的Tally源名信息通过Tally倒换器一键切换将切换台、矩阵的交叉点信息和Tally信息传输给多画面分割器、摄像机，调相区监视器，使这些设备的Tally信息同步变化，显示红绿色不同的切换状态。Tally系统连接图如图5所示。

图5 Tally系统连接图

3.8 同步系统

演播室的同步系统可以比喻为整个系统的神经系统，若是出现问题，整个系统将瘫痪，无法正常录制节目。演播室同步系统采用主备同步加自动倒换，选用泰克TG8000多格式信号发生器和ECOD422倒换器。视频系统同步采用的是B.B.同步，音频系统的同步信号为Wordclock信号。外来主同步信号由总控提供。同步系统连接图如图6所示。

3.9 时钟系统

时钟系统选用青岛广研所的TVZ3100卫星校时钟及倒计时控制器系统，演播室的时钟是由总控提供的。时钟信号发生器输出的EBU时码经时间码分配器分配到系统的各录像机及音频系统中，以实现绝对时码的记录功能。

图6 同步系统连接图

3.10 监视系统

导播监视区选用了6块50 in（1 in=2.54 cm）Pana⁃sonic高清专业等离子监视器，选用了3个Miranda双头16路输入主备电源的KALEIDO-X16-D多画面所有信号通过72×72矩阵和跳线盘输入到多画面分割器，这样的好处是无论是任意一块大屏还是某一个多画面分割器出现问题时，可以利用其余的大屏和多画面进行切换画面的显示，实际应用中，做了几种显示布局以备应急使用，如图7所示。

图7 监控系统连接图

3.11 系统安全要求

系统除了关键设备要考虑应急备份外，还要有如下要求：

1）系统主节目通道以切换台切换为主，高清多码流矩阵作为应急切换器；当切换台出故障时，矩阵可快速接管作为应急切换。

2）主信号和备信号通道都采用具有断电旁通功能的双2×1应急开关，双2×1应急开关设计为联动控制。

3）在输出通道上采用视分、嵌入、下变换、D/A转换双通道并行输出的方式输出高清PGM、带音频嵌入高清PGM、带音频嵌入标清PGM以及模拟PGM的主备信号。

4）为防止矩阵系统崩溃，在系统集成中通过合理的跳线安排和合理的信号源直接接入方式来保证制作播出通道的安全性。

5）对讲系统通话矩阵出故障时，可以单独使用无线通话系统，保证导演和摄像员的通话。

6）所有关键设备要求双电源热备份（切换台、调音台、矩阵、视音频周边模块机箱、上下变换器、分割器、通话、Tally等），分相供电。

7）建立完善的网络监控系统，对系统主要设备出现问题发出报警。

4 改造后的思考

大连台本次高清数字化改造为全台高清数字化的发展和高清节目的储备奠定基础。从2013年8月末到现在，此演播室先后承担全运会和各类节目的直播和录播任务，系统运行稳定可靠，设计实用性较强，通过这次改造后，有以下几点收获：

1）演播室系统资源可充分整合。

系统整合：各演播室摄像机、矩阵、通话、Tally、监视等系统可以共享，实现演播室多视角、多场景演播、多机位、多功能、多演播室级联等特点，可以完成较为复杂的直播及录制任务。

设备整合：对无线微波、无线通话、硬盘录像机、在线包、多通道录制设备、虚拟植入设备等，在系统搭建时可做成飞行箱，便于各演播室及转播车共享使用。

2）系统安全可靠，应急处理功能完备。

系统除了切换台，总控矩阵、同步机、通话系统、录像机、电源、显示系统、字幕机、在线包、传输通路等均有备份，演播室之间部分功能也可做到备份。在系统集成时，通过合理布局，减少信号输入输出的环节，提高信号录制传输的可靠性，合理设置跳线及信号源直接接入方式来保证制作播出通道的安全性。

3）实现全媒体交互演播室。

演播室搭建不仅要兼容传统媒体平台，还更应该兼容新媒体平台；要考虑到现场主持及观众互动、多屏互动、电话互动、短信互动、手机互动、网络互动及跨媒体互动；要考虑对各类信号的兼容性和开放性，不仅要支持HD/SD-SDI及模拟复合信号，还可以支持HDMI、VGA、DVI、手机3G、高清3G、3D等信号及各类信号相互转换。

4）演播室设计开放性强，信号调度灵活。

演播室系统设置灵活性体现在系统信号输入输出调度要灵活，通话系统调度要方便，信号录制格式多样性等几方面。

信号输入输出调度要灵活主要体现在演播室系统矩阵、接口箱跳线设置要灵活，各演播室之间，演播室与外部系统，数字矩阵、视频跳线及相关的视频设备接口要留有裕量，以便今后系统功能升级。

通话系统调度要方便体现在各高清演播室系统内部各工位之间的通联，每个演播室提供高效可靠的通话保障。总体建设是要把所有演播室作为一个通话系统，每个演播室又可以独立作为一个子系统。通话系统覆盖各技术区、演播区及相关的演播室，供导演、导播、摄像、主持人、视频、音频、灯光以及播出总控等人员联系沟通。

信号录制格式多样性体现在信号录制的多样性尤为重要，可以采用多种介质进行记录，如磁带录像机、硬盘录像机、非编网、P2卡等。

5）演播室建设应考虑演播室的虚实结合。

随着电视技术的发展，电视画面制作手段、节目表现的形式不断创新和提升，给观众视觉冲击越来越强。虚拟演播室技术已由蓝箱抠像的纯三维虚拟演播室场景过渡到演播室实景与三维虚拟元素相结合的虚拟植入技术。因此可运用虚拟植入技术可以将三维虚拟图形、动画和主持人合成到演播室实景中。

[1] 王丽娜，陈蕙.高清直播演播室系统改造[J].电视技术，2011，35（11）：36-40.

[2] 郑锐.广东电视台800m2演播室视频系统设计探讨[J].世界广播电视，2013（2）：46-48.

[3]吴晓机.青海广播电视台4讯道高清演播室视频系统设计[J].现代电视技术，2013（12）：73-76.

TN948

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��健男

2014-02-20

【本文献信息】杨光.大连广播电视台高清演播室改造思路[J].电视技术，2014，38（20）.