论高标清兼容非编网络的设计及应用

张朝正

摘 要：随着数字科技的不断发展，电视台的设备也不断数字化，制作、播放以及存储逐渐走向一体化，电视节目的高清化已经成为了电视节目的必然发展趋势，为了满足这一要求，高清摄像设备也得到了快速的发展。但我国目前的非编制作系统却跟不上高清设备发展的脚步，这也注定了高清节目必须要以标清信号为基础。因此，对高标清兼容非编网络的分析与研究就显得非常有意义。

关键词：高标清兼容 非编网络 标清信号

中图分类号：TN948 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（c）-0012-02

近年来高清技术逐渐被更多的电视台采用，我国的电视台节目制播系统正经历着由标清向高清过渡的阶段，但高清节目的录播从录制到传送，是一个漫长的改变过程，很多电视台由于高清节目储备量问题、播出系统高清化改造问题等，使得节目还是以标清格式来进行传送。因此，为了长远的发展，既能实现高清节目的编制，又不至于形成浪费，高标清兼容非编网络系统被越来越多的应用，该系统主要由高清非编设备组成，但也能对标清节目进行采集和编辑。该文就是基于这样的情况下，对高标清兼容非编网络的设计和应用进行了研究和分析，具体如下。

1 高标清兼容非编网络的设计

1.1 设计思路

根据我台各自办栏目的具体情况，非编网络的设计规模定为30台站点，30台均为高清工作站，负责高清素材的采集，30台非编都能进行高标清节目的混编和输出。网络架构上采用FC+以太网的双网结构，交换机和核心服务器全部采用主备冗余设计，具备接收远程FTP。文件和节目打包送OA网审片功能，与外网连接部分采用硬件防火墙和杀毒软件两道安全设施隔断，所有非编站点都能在网络断开的情况下转为单机非编设备使用，使之成为一个具备高性能、高可用性、高安全性、可扩展的非线性编辑网络系统。

1.2 非编的选型

通过对众多品牌非编产品的性能分析和对比，结合考虑我台实际情况和使用习惯，非编站点采用了大洋的D3-Edit，它配备了大洋Redbridge数字视音频接口板卡，拥有齐全的模拟及数字视音频接口，内置大洋softcodec，利用CPU的计算能力，可以实现多格式混合编辑和多层实时输出；视频特技的渲染在高速的CPU图形渲染核心中完成，三维特技种类丰富且可以随软件升级得到扩充。系统还内置大洋D3-CG专业图文动画制作软件，并可选配专业音频处理插件，是一个基于高性能视音频编解码器，CPU 真三维特技运算器，Redbridge板载DPS硬件加速器，Redbridge信道编解码器四个核心的高性能全功能编辑系统。

1.3 存储方案的确定

中心存储采用UITBM6800控制器，扩展5个盘柜，每个盘柜16块容量为400G的FC磁盘，总容量为32T，扣除热备冗余和RAID损失部分，实际可用容量为28T，可存储620h的100Mbps高清格式素材，完全可以满足节目制作需要。带宽设定方面，要求每台非编至少能实时编辑4轨标清视频或2轨高清视频，我台平时编辑使用的标清素材码率为50Mbps，高清素材为100Mbps。以平均50Mbps码率的标清素材为例，30台非编同时实时编辑4 轨视频需要的带宽为30×50/8×4=750Mbps，该系统使用的UITBM6800盘阵控制器拥有8个4 Gbps的FC主机端口和8个4Gbps的FC磁盘端口，理论最大传输速率为1600 Mbps，系统建成后在非编站点上用Sanergy软件实测总读写带宽约为850 Mbps，因此带宽完全可以满足需求。

2 高标清兼容非编网络各种功能实现

高标清兼容非编网中的硬件平台采用DELL690专业图形工作站，可在Windows 7下进行，除此之外，系统中还有配备高标清非编软件、内嵌式高清字幕软件、动态图文软件等。

2.1 兼容及支持功能

高标清兼容非编网络中所包含的每一个工作站都能进行各种格式、制式以及分辨率的兼容，还配备实时视频编码解码器，可以对各种视频和音频格式进行支持，如M-JPEG、MPEG-1、AVC、AVC-intra、Flash 、WAV、WMA、MP3、MP4等，此外，还能够图片的格式、大小以及各种文件的格式等。

2.2 编辑功能

高清多种格式时间线能够在高标清兼容非编网络的同一个项目之下建立起来，高清包括1920×1080、1440×1080、1280×720等，标清有720×576等，同时还有对不同格式的素材进行实时混合编辑的能力，从而实现高清与标清素材的完美融合。此外，高标清兼容非编网络能够对分辨率、宽高比等都可以自动进行合适的配置选择，这样就能够在标清节目与高清节目进行切换的时候进行实时的上下变换，非常方便用户的使用及下载。

2.3 上传和下载功能

高标清兼容非编网络能够与IT接口进行良好的融合，提供非常强大的上传和下载功能，能够实现P2DVCPR025/50、P2 DVCPRO HD、XDCAM、JPEG2000等多种类型、格式、效果的素材通过USB接口非常方便的上传和下载。而XDCAM IMX、XDCA，M HD等的上传和下载则通过以太网接口来实现。而USB2.0借接口能够实现P2 50M 格式素材的4倍速度上传和2倍速度下载。

2.4 字幕与合成功能

高标清兼容非编网络具备多层次、多格式的视频混合编制、合成等功能，能够进行二维、三维等特殊技术以及多层字幕的输出、叠加等功能。能够实时做出10层以上二维DVE、50M码流标情，5层以上三维 DVE，5层以上100M码流高清与二DVE，3层以上三维DVE。

3 使用中容易出现的问题及策略

3.1 上下变换对构图的影响

高标清兼容非编网络的高清下变换以及标清上变换工作，都是以处理图像（如裁剪、缩放等）来实现的，而在对图像进行处理的过程中就可能会对原图画面造成损害，影响原始画面的最后展示效果。为了避免这类问题的发生，在拍摄前期就应该对最终展现的效果进行构思，要对构图进行调整，对于重要的画面信息不要放在可能被裁剪处理的区域，尽可能保证画面在上下变换后受到最小影响。

3.2 上下变换对于画面质量的影响

无论是高清还是标清，其上下变换都通过插值或抽值等对视频进行重采样，该过程会对画质造成一定的影响，且是不可逆的，如果画面经过多种不一样的设备多次上下变换的话，一定会对画面质量造成严重的影响。可以通过两种方法尽量降低这种影响降：（1）制作时尽量节省环节，避免多次的高标清变换；（2）提高需要进行变换的标清素材的编码质量和码率，尽量使用原始素材进行上下变换。

3.3 多次上下变换后画面的匹配问题

高清节目引用标清素材制作是经常用到的手段，这需要对其进行连续的上变换和下变换，如果变换方式选择不当就会导致画面损失、变形，甚至到来更严重的后果。针对这种情况，可采用AFD标识信息对视频画面进行智能的上下变换，再辅以人工调整手段，能够最大限度的保持画面的原始性，保证节目的质量。

4 结语

高标清兼容非编网络具有独特的技术优势，能够让蓝光、P2等设备，在高清和标清进行非常良好和完美的融合。很好的解决了电视台由于资金等因素而造成的摄像设备落后的问题，高标清兼容非编网络中的高清模式拍摄及制作功能，能够让价格比较低廉的摄像设备显示出质量较高的画面。我国目前的很多电视台都是将要播出的视频、音频等做成标清格式，然后再由播出系统进行播出，但高标清兼容非编网络的应用，提升了我国的电视台节目整体的层次。在未来，电视台必然朝着高清化的方向发展，个人认为，随着我国电视台下一步播出系统的高清化，在这个过渡阶段，高标清兼容非编网络能够很好的解决电视台高清节目储备量、播出系统高清化改造问题等，促进我国电视台发展的进程，加快发展的脚步，提升电视节目播出的质量。

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