高清硬盘播出系统中素材采集方式的选择与 技术要求视音频格式和上载系统设计

江苏省东台市融媒体中心：曹煦春

东台市融媒体中心自办的东台一套、东台二套电视节目频道播出系统设备，是使用近17年的标清硬盘播出系统，节目素材采集为1∶1实时采集，设备老化，超期服役，急需更新为高清硬盘播出系统。随着技术的发展和多媒体相互融合，电视台业务流程的数字化、网络化进入了新的阶段，全程文件化制编播逐步形成主流，例如制播一体网、全台网，同时随着电视台各子系统的不断丰富发展，各类节目素材的导入，开放端口、媒资系统、总编系统、非编系统与播出系统不断融合，导致整个系统庞大、复杂，安全风险不断叠加，从而对安全播出提出新的挑战。

1.高清播出系统中素材采集方式的选择

由于电视台的社会属性、社会影响，安全播出是播出系统的最终目标，业内行话说“播出无小事”。各地电视台服务当地政府和社会的需求有差异，政府在设备系统及运维中财力的投入差距较大，因此各地电视台新投入的播出系统的技术架构与技术设计要充分考虑系统安全性、可靠性、实用性、网络维护等方面情况，建立符合本台实际的播出系统架构。

通过前期的充分技术讨论、交流、论证和实际评估，结合我台已建成较大规模的非编系统现状，新上的播出系统如果采用全文件传输方式，则必须将非编系统与硬盘播出系统网络连接，成为一个整体的大的制播系统，这对原非编系统的素材导入的开放端口和非编系统自身安全风险会直接传导到播出系统。经充分论证，现确定播出系统素材采集采用文件传输方式加实时采集两种方式。大量的外购影视剧、社教类节目素材，采用文件传输加技术审查进行采集。采集完毕后打点入库至二级储存器。这种采集方式大大缩短了节目素材上载时间，同时保证了素材的完整性，不出现马赛克。而本地新闻、专题综合类节目生产量不大，但播出时间紧迫性，高采集容错率为零。特别是东台新闻栏目，当日新闻当日播出，社会影响巨大，因而这些节目则采用能看得见听得到的实时采集方式则更为可靠，简化了硬盘播出系统的技术构架和安全防范等级，从而实现安全播出无事故，提高了工作效率的同时，也降低了系统安防设备的资金投入。

2.高清硬盘播出系统的技术要求

高清硬盘播出系统的技术要求必须严格遵循广电总局制订的相关技术规范、技术标准、技术要求，各级指标必须达到广播评级标准。

高清硬盘播出系统总体的性能要求，设计原则应该遵循并具备以下几项：

2.1 安全性

安全性是任何设备系统的生命线和根本要求。由于我国国情和特色以及广电肩负的社会职责影响，往往使安全性超出了技术范畴，具有社会政治影响。因此，高清硬盘播出系统各关键节点、要害应具备完备的冗余备份，系统性能能具备安全检测、监控、报警、防范修正、恢复、备份无缝切换、记录等功能，保证高可靠性、高稳定性，有多节点安全防范，充分冗余备份，确保无单一性能薄弱点，有多重应急手段和抢修抢通方法。

2.2 实用性

一切从实际出发，从我台的实际电视播出业务情况流程特殊需求，以及发展规划出发，设计我台高清硬盘播放系统的系统规模、配置、功能，特别是应用程序，可操作性、针对性、完成性，把总的需求逐级量化到具体技术端口节点。从技术的每个细节做起，做到既使用安全，又没有技术性能瓶颈。

2.3 兼容性

我台新上的高清硬盘播放系统，当前还仅仅是局部技术业务，设备系统随着技术的迅猛发展，地方经济以及事业的发展，以后有可能与新的信息平台交换新媒体业务，与制作系统媒资系统连接组成全台网系统。因此，高清硬盘播放系统的兼容性、开放性就显得特别必要和重要，也是当前设备投资利用率的经济要求。

2.4 可扩展性

高清硬盘播放系统的扩展性主要是扩容，主要是未来增加播出频道，增加播出时长，增加节目栏目，增加二级存储空间，增加编排工作中采集上载工作站，增加安防设备交换设备。未来原设备正常使用，新设备正常接入。

2.5 视音频格式

视频服务器所支持的封装格式为MXF，要考虑到我台有部分MPG封装格式的素材，所以提供了MPG的转码。转码只是简单意义上的进行封装格式的转码，不进行深层次的重新编解码。所以用来进行导入的MPG文件和MXF文件，需要符合编解码的规范具体格式如下：

2.5.1 视频格式：标清

表1

2.5.2 视频格式：高清

表2

2.5.3 音频格式

表3

双声道，可选如下：

1.CH1、CH2声道为电平、相位、内容一致的混合播出声道。

2.CH1、CH2声道为一组立体声声道，其中CH1为立体声左声道、CH2为立体声右声道。

2.5.4 封装格式

表4

其他注意事项：

1.素材为高清节目，直接按照16∶9制作和播出，标清按照4∶3制作。上变换为高清时，采用两边加边方式，确保在高清播出时画面不变形。

2.对于老标清节目里上下已经采用折服处理的素材，在上变换之前最好进行幅宽处理，尽量避免出现周围都是黑边的情况。

3.播出系统中上载系统设计

3.1 上载系统设计

东台电视台高清硬盘播放系统总的上载子系统配置上载工作台。先期设计配备4台，进行新闻、专题、综艺、影视剧、社交类等各类节目的采集上载。采集后的文件由了解各工作站的千兆以太网存入盘塔二级存储阵列或传至播出视频服务器存储空间，系统确保快速迁移，存储到位。

播出视频服务器是待播节目的存储空间，它一方面可直接接收，指定播出内容，如当地新闻专题等播出时间紧迫性要求高的节目；也可由迁移服务器根据播出节目单，从盘塔二级存储空间迁移至播出视频服务器，这类节目一般是次日待播节目，时间长播出时间紧迫性低的节目，如大量的影视剧。为了确保播出安全性，每隔播出节目频道播出视频服务器，结构上采用高配性能一致主备双待播出模式或热备份无缝切换。

每隔播出节目频道，播出软件控制程序应具有提前播和播出前审看功能，播出控制系统还应具有应急上载和应急播出功能。

系统架构原理图，如图1所示。

图1

3.2 上载系统采集卡性能

①采用进口高标清SDI视音频采集板卡。

②素材打包支持MXF OP1a标准、采用MPEG2编码格式。

③支持FTP上传功能。

④提供实时技审功能，可以检测黑场、静帧、彩场、彩条及静音、爆音、音频丢失等问题。

图2 ：上载软件界面

⑤软审看功能支持对技审结果的查看。

⑥兼容高标清SDI信号。

⑦支持文件自动技审，检测取样率，比特率，通道数，每一通道的音频丢失及音量过高或过低等。

3.3 播出系统中编播流程

3.3.1 节目上载

东台电视台四个频道的节目源统一由总编室采购，经人审片通过后交上载部进行上载，每一位上载员均有自己的用户账号和密码，不同格式的节目素材采用不同的采集途径，采集完毕后，打点入库。不同类型的节目素材选择不同类型分类保存，系统自动进行批量软审，通过后保存至二级存储器，为节目编单做好提前准备。在上载过程中，所有刚采集完毕的素材，要通过审看面板，头尾审看，监视监听，查看有无马赛克现象，有无音画不同步现象等等，把好质量保障的第一道关口。

3.3.2 编单

节目单编辑分成两部分内容：一是节目单编辑，二是广告单编辑。上载员严格按照总编室提供的节目表内容进行编单，从通过素材名称进行搜索，逐一将应播节目调入节目单中，保存并提交后，务必检查已编辑好的节目单，是否精确无误，节目与下一条节目之间是否无缝连接，确保在播出过程中无安全事故发生。广告单的编辑与节目单的编辑情况类似。

3.3.3 播出

播出机房工作人员，加载节目单，自动关联上载的素材，即可进行播出活动，在播出过程中做好应急处理准备，手动添加新节目或按照领导指示删除特殊情况下有时间冲突的部分节目。

4.结束语

作为地方电视台，当地新闻、专题、综合类节目的采、编、制、播的实际生产运行状态的要求，当地财政承担能力，系统技术维护保障能力，对高清硬盘播出系统的技术构架、方案选择有较大的影响。高安全性，高性价比的系统架构和素材采集方式，是非发达地区电视台系统设备更新的明智选择，新上设备系统的安全性、实用性、可扩展性、兼容性是根本要求，兼容性和可扩展性能保证在未来新设备系统中得到充分利用。上载系统的设备配置要根据各地电视台业务部门划分，自办节目频道数、自办节目栏目数、播出时长做出相应的配置。