高标清同步播出的技术实现及其应急处理系统设计

魏 峰

从黑白到彩色、从模拟到数字、从标清到高清，科学技术的不断进步促进了电视领域更新变革。高清电视的播出，给人们带去了更强烈的现场感、逼真性，提升了电视的传播力和影响力，能更好地满足人们群众日益增长的物质文化需要。在现有播控条件下，为实现我台电视频道的高清化播出，必须控制人力、财力、物力成本，并且做到资源优化利用。因此，播出系统的设计思想是：一套播控系统，实现高标清同步播出，并且拥有一套快捷、高效、完善的应急处理体系。

1 系统设计方案

随着我国经济的发展，科技的进步，人们生活水平的提高，观众对电视节目的质量要求越来越高，电视节目的制作、播出、传输高清化是发展的必然趋势。由于传统电视播出都是标清格式，那么我们必须对现有播控系统进行高清化升级改造，拟实现高标清节目同步播出。高标清同播系统设计原则：①必须保证系统安全播出；②由于当前很多频道是高清或标清单独播出，因此要优化播出流程，控制系统改造成本；③尽量减少高标清信号上下变换的频率，保证电视播出质量；④确保系统的可靠性、开放性与可扩展性。随着高清播控系统的推进，高清制作设备的普及，以及高清素材的丰富，我们可以预见未来的视频节目都将是高清化，甚至达到超清。所以我们在设计高标清同步播出系统的过程中，确定以高清播出为主播出，再通过其下变换实现标清播出的同步播出方式来满足播出需求。

高标清同播系统有四种信号传输方式，即高清信号源高清输出、高清信号源标清输出、标清信号源高清输出、标清信号源标清输出。我台影视文艺频道高标清同播系统设计如图1所示，播控系统只使用了一条高清播出链路，并兼容标清播出。不同格式的视频信号，需要在系统前端调整为适合播出标准的高清格式。然后对高清格式信号进行台标、时钟、图文的叠加，生成我们想要的PGM信号。在系统播出末端，高清即可通过PGM信号直接播出，再根据标清的播出要求，将高清PGM信号通过下变换设备进行变换即得到标清播出信号。

高清主干播出兼容标清播出的设计方案，实现了高标清同步播出的需求。伴随着全台网的建设，以及播出系统网络化，智能化的发展趋势，这种方案设计简洁，信号链路清晰，改造成本较低，且整个系统的工作流程简单，工作效率较高。做到了一套播出系统，实现两个频道播出，也节约了设备成本、人力成本。但是此套系统也存在一些弊端，信号上下频繁的变换，将影响视频质量，对于视频流、文件流格式转换设备的稳定性、安全性要求较高，同时转码带来的播出安全隐患有可能增多。因此为了保障电视节目安全播出，必须建立完备的应急处理系统，并加强工作人员的培训，提高他们的工作技能，且做好设备定期和非定期的检修与维护，将安全隐患做到可知、可控，并消除在萌芽状态。

2 高标清同播应急处理系统设计

目前电视播控系统实行数字化、网络化、IP化，以及高标清同步播出，播控系统更加复杂，影响安全播出的因素众多，任何一个环节的故障，对整个系统的安全播出都会造成影响。所以健全、高效的播出应急处理系统设计，是做好安全播出工作的重要保障。如图2所示，从高标清同步播出的系统结构图可以看出，播控系统的安全可以从信号源、播出通道、传输设备以及相关应用软件等几方面进行考虑。

在高标清同播系统中，为了播出安全，我们必须对相关信号进行监看、监听。在播出系统的监看大屏上，需要对涉及播出的信号进行时刻显示，其中包括主备ON AIR信号、服务器信号、演播室信号、中央台的光纤和卫星信号、垫片信号、VTR信号、其他直播信号，以及台标、时钟、字幕信息等，且对播出后的机顶盒信号进行回传监看，确保整个播出系统可视化运行。我们可以通过电视墙上的显示信息，以及报警系统提示，能够第一时间发现信号是否彩条、黑场、静帧等错播、劣播、漏播现象。然后根据错误信息，做出是否进行主备播出服务器的切换、下键、垫片，以及采用VTR进行应急播出等方式对事故进行处理。同时对信号的认真监看是必不可少的，当信号源出现问题时，我们可以快速、方便、准确的进行信号的切换、调度处理，将播出事故降低到最小，甚至零事故。

高标清同步播出系统采用播控服务器进行主控主，备控备的工作方式，即主播控工作站控制主系统播出，备播控工作站控制备系统播出，并用二选一开关，进行主备系统的切换，实行播出通道的选择工作。如果当前播出系统出现问题，能够快速、方便的通过二选一开关进行主备系统的切换，保证播出正常，然后对故障系统进行检修。由于采用模块化的系统设计，且能够对播出的各个节点进行监控，那么很容易对故障实施排查，恢复系统播出正常。

图1 高清主干播出兼容标清播出

图2 高标清同播系统结构图

在播控系统中，整个系统采用网络化、智能化对素材进行传输和播出，保障信号的安全传输至关重要。如果相关工作站、视频服务器和数据库网络连接出现异常，素材将无法自动完成同步、迁移、回迁等传输任务，值班工作人员需要进行手动操作，使素材到达本地播出服务器，或者采用VTR进行上载播出，然后对交换机、传输链路等设备进行故障排查，恢复素材的正常传输。由于采用计算机网络对素材进行传输处理，网络安全尤为重要，必须严格按照广电总局的信息安全等级保护思想做好相关安全防护工作。

强大的播控系统在运行过程中，离不开相关软件的管理、控制。播出软件实行主备系统同步播出，能实现主控、备控、完全主接管、完全备接管，并能通过软件实现校准BB卡、上下键、重连数据库等操作，且在应急播出过程中能够对相关信号源进行调取，并对其参数进行设置。在播出软件或切换台上都可以进行主备字幕机的切换，保障图文的正常播出。校时软件可以对时钟发生跳变的故障进行紧急处理，恢复系统时钟与播出时钟一致。上载工作站用于调取、控制录像机，并能进行素材的上载、审看，以及对任何播出素材实施审查，确保播出素材安全。播出管理控制台软件能够对播控数据库的记录进行管理，比如“系统日志”“素材任务”“播后数据”以及“垃圾素材”等，另外还支持“人员工作量统计”的功能，且可以定期对播控数据库进行整理，确保播控数据库高效、稳定地运行。播出策略服务器软件用于制定素材拷贝、删除素材拷贝等策略，根据策略配置实现不同存储区素材的拷贝、删除，满足播出素材需求。所以播出系统相关软件的正常运行必不可少，其充分保障了播出工作各个环节的有序进行。

3 结语

电视播出系统是电视台节目输送的末端环节，也是最重要的环节，播出过程中一丁点差错，将直接影响用户收看电视节目的质量。在为用户提供高质量电视节目的同时，安全播出工作至关重要，保障安全播出是每位广电人一项基础性、长期性、根本性的工作。

[1]百度文库.高标清同播设计方 案[EB/OL].(2017-10-15)[2017-12-29]. https://wenku.baidu.com/view/4728816389eb172ded63b7a2.html.

[2]任克勤.电视播出系统的运用及应急预案[J].数字传媒研究,2015(4):52-54

[3] 北京中科大洋科技发展股份有限公司.D-Cube-Air播出管理控制台软件使用手册V2.8[Z].2017.