集成化高标清硬盘播出技术实现

马珺 吴杰 常州市金坛区广播电视台

一、引言

硬盘播出系统随着计算机网络技术的迅速发展，已经得到电视媒体的广泛认可和应用，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。对于电视台频道节目而言，播出系统最重要的要求是安全、可靠、优质，同时部分节目也需要定时播放、即时插播、临时调整等功能。中小型电视台播出系统需要具有安全可靠、扩展便捷、性价比高的优点。

当前电视播出系统正处于高标清过渡阶段，中小型电视台还存在大量标清素材，实现高标清同播还有很多细节问题。高清播出系统为实现高清播出，须将标清素材上变换为高清素材，再经高清服务器和周边设备播出高清信号；同时还要将高清信号下变换为标清信号，才能实现高标清同播。这样，原来的标清素材就经过了上、下两次变换，节目信号质量严重劣化，影响播出效果。传统高标清同播系统框图见图1。

我台选用了“卓越”新优播出系统，能够实现高标清同步播出，标清信号不通过高清信号下变换产生，而是直接同步播出高清、标清信号，标清节目素材无需上、下变换而直接进入播出通道，从而最大限度保证了标清节目的信号质量。

二、系统简介

高标清同播系统主要组成部分有高标清视频服务器、数据库服务器、高标清矩阵、上下变换器、上载播出控制站，以及A/D、D/A转换器等。播出系统的核心是视频服务器和硬件播出卡，采用硬盘播出方式，系统部署灵活，安全可靠。

图1 高标清同播系统

电视台在选择播出系统时关注的重点有：（1）符合广电总局相关要求及行业标准，符合广播电视规范要求；（2）视音频播出质量指标达到广播级要求；（3）播出系统7×24小时运行，双机备份，要求安全、稳定。

“卓越”新优播出系统，使用SPlayer Box标清集成化周边和Hplayer Box高清集成化周边，完成模/数、数/模转换、台标、字幕叠加、同步、音频均衡等功能，系统部署简单、维护方便。是目前国内集成度最高、功能强大、性价比优越的电视播出系统。“卓越”集成化高标清播出系统主要特点有：

（1）播出系统无周边，稳定可靠。

“卓越”播出系统摒弃传统播出系统中的切换器、帧同步器、键混器、响度控制器、字幕机、台标机等设备，创新性地设计出新一代的无周边播出系统。系统将众多周边设备功能集于一体，减少了故障隐患节点数量，备份手段更加完备、简便，提升了系统整体的安全性、可靠性。

（2）播出系统完全镜像备份

“卓越”播出系统实现了包括视频服务器及周边功能的完整备份，并且可以轻松实现所有功能的完整第二备份，可以轻松实现双份镜像备份播出。播出系统的镜像备份架构简洁，调度方便，安全性得到了很大提升。

（3）高标清同播，保证信号指标，适合高、标清过渡阶段。

“卓越”播出系统在实现高标清同播时，标清信号不通过高清信号下变换产生，而是直接同步播出高清、标清信号，原始标清节目素材无需上、下变换，降低了信号指标的损失，信号质量最大程度得以保证。

（4）台标字幕没有层数限制，叠加效果更好。

“卓越”播出系统的台标、字幕通过播控软件生成和叠加，与播出信号的叠加处理也通过软件实现，从而无需调整键延时，不会出现信号叠加紊乱的“花边”现象；没有多级硬件处理和传输，保证信号质量和指标；多层台标、字幕实时叠加，增强型字幕软件模块，添加台标、字幕层数不受限制，同时精确对接播出节目单，保证台标、字幕的播出准确无误。

（5）传承传统播出操作习惯

“卓越”播出系统在上载、播控、编单、日志查询、权限管理等功能模块及工作流程上进行了传统延续和科学优化，对素材的采集、审片、上载、编单等业务流程梳理整合和优化，并可与媒资系统、节目生产管理系统、制作系统等模块实现业务流程的互联互通。操作习惯和软件界面上，“卓越”播出系统继承了传统播出系统的简单、直观、易用、易维护等特点，提高了操作人员对集成化系统使用操作的适应性。

（6）先进的播出软件平台

播出系统传承了传统播出的架构和特点，基于网络数据库进行数据共享的各功能模块，提升了系统的先进性和智能化。

播控软件模块：支持常用的触发、顺序、顺延插播、定时等多种播出类型，可实现插播节目的多重嵌套，播出方式应用灵活；支持多种播出服务器的控制，包括进口服务器、国产服务器。业内先进的“一套模板两种场景”的字幕模板制作技术，轻松实现一套模板同时支持标清和高清两种应用场景。直观易用的软件界面，提供模拟切换器面板，软件可直接对切换器进行控制。实时对播控服务器和周边设备进行状态监测，出现系统、硬件或网络故障时及时告警。可以自定义或实时手动记录线路信号的声音响度输出，保证各线路信号响度一致。精准可靠的自动调单功能，可实现隔天及多天的节目单自动定时调取，降低值守人员工作强度和工作量。

上载软件模块：素材管理查询方式丰富，基于数据库的素材信息管理方式，提供素材时长、编码方式、导入时间以及自定义的关键信息等内容的查询与管理。可根据自动播出单、串联单或手动建立传输任务队列进行素材到服务器的传输，实现无人值守。智能的素材检测机制，支持缺陷素材的自动检测和重新转码，确保播出安全。多种响度控制机制，支持播出端音量的实时控制与调节。

编单软件模块：编单过程中实时检查并提示播出表单的编排错误和警告，例如播出间隙大、素材丢失等故障。支持远程对正播表的实时编辑，编辑完成后自动提示播控机进行实时更新；支持播出表单模板制作，新建节目单可基于模板自动生成。

网络字幕软件模块：支持对全台的字幕素材进行管理和传输，实现全台字幕资源的共享；支持台标字幕自动启动、自动调单、自动播出等功能；与播出节目单精准对接，保证台标、字幕播出准确无误。

配置管理模块：单点完成整个系统的配置，参数配置统一高效；多种日志检索查询方式，日志查找更快捷；详尽的权限管理，让用户管理更科学细致；支持对播出服务器、播控服务器、字幕机等关键主机实时状态监测。

（7）完备的技审功能

“卓越”播出系统内置技审功能，提供自动和手动技审方式，从根本上解决了因素材缺陷对播出系统的影响，为安全播出提供了有力保障。多级别素材缺陷检测机制，有效保证文件在读写和流转过程中的正确性，支持自定义设定技审策略，提高技审的效率，自动和手动方式相结合的技审手段有助于提高工作效率。

（8）智能音量均衡机制

结合播出的实际应用场景，保证最佳的均衡效果。系统采用文件级非实时自动响度控制策略，有效解决了播出系统中的响度高低不均和不统一的问题；较高质量的响度调整效果，符合人耳听觉，采用国际标准进行素材响度计算，保留了原有节目动态范围和艺术效果。支持音频的自定音淡入淡出切换，保证素材切换时观众的听觉体验。快速高效的响度计算策略，提升操作人员的使用体验；差异化的响度计算流程，提高响度计算效率。多种响度调整方式的并存，保证了线路源、素材源相互切换时视音频播出的听觉效果。

（9）自动播出检测

毫秒级的主备自动切换响应精度，最大限度保障播出的安全性；实时对播出时码进行同步，同步精度达到帧级别，保证在主备设备切换时观众的观看体验。

（10）完善的网络安全保障和病毒防范机制

系统可与IP隔离墙、USB隔离墙等设备无缝衔接，依靠隔离墙“白名单”过滤机制和私有加密协议等高安全措施，有效防护来自网间和网内的攻击和恶意程序的入侵，保障数据之间交互和传输的安全性。

“卓越”播出系统软件界面见图2。

图2 “卓越”播出系统软件界面

三、“卓越”高标清同播播出系统架构

“卓越”高标清同播播出系统架构见图3。

四、总结

计算机软硬件、高速编解码技术的快速发展，催生了电视播出技术的新革命，集成化、智能化、高清化是今后电视播出系统的发展方向。我台实施使用的“卓越”播出系统，在实现高标清同播时，标清信号直接同步播出无需下变换，保证了标清节目素材的播出信号质量，达到优质播出的效果。

图3 “卓越”高标清同播播出系统架构

“卓越”播出系统技术先进，功能强大，同时具备先进的系统监测功能，可对核心设备（总控矩阵、服务器、分控设备、周边板卡）和重要节点信号指标（黑场、静帧、行场相位、视频丢失、EDH、音频丢失、静音等）进行监控监测和报警，可对异常情况快速范围定位，并提供多种直观的系统工作状态显示功能模块：包括系统图、机架物理位置图等，确保信号的稳定和安全。

该项目系统构建经济安全可靠且易维护，满足了我台（县级电视台）日常播出的实际需求，有较高的性价比。系统运行稳定，减轻了一线值机人员的工作压力，提升了电视节目播出质量，有力保障了电视的安全播出，同时降低了运维成本，为下一步我台规划实现高清制作、播出的整体升级提供了基础支撑。