电视台融媒体演播室的视音频系统及集成部分设计研究

孙龙涛

（盘锦市融媒体发展中心，辽宁 盘锦 124010）

0 引言

随着数字化、网络化和多媒体技术的飞速发展，传统电视台正面临前所未有的挑战和转型需求。媒体融合不仅是趋势，更是一种必然，要求电视台在内容制作、传播方式以及技术应用上进行全面改革。融媒体演播室作为顺应变革的核心环节，对于提升电视台的综合竞争力至关重要。现代视音频技术的快速发展，为电视台融媒体演播室的视音频系统及其集成设计和运作带来了新的可能性，也提出了更高的要求。如何在保持传统媒体特色的同时，有效融入最新技术，是研究探索的核心问题。

1 设计方案

以盘锦市融媒体发展中心的融媒体演播室设计项目为例，制订以下设计方案。

1.1 系统定位与功能模块

在电视台融媒体演播室的系统定位与功能模块设计方面，核心目标是构建一个集成高效、功能全面的高清演播环境。此系统以3G-SDI 为核心架构，支持传输高带宽信号，确保内容的无损处理与传输。融媒体演播室的系统定位与功能模块如图1 所示。

图1 融媒体演播室的系统定位与功能模块

功能模块主要包括控制系统、远程操作系统、Tally 系统、高清晰度音频系统、视频系统及同步系统。控制系统负责整个演播室设备的统一调度与管理。远程操作系统支持在不同地点对演播室进行控制，增强灵活性与应急响应能力。Tally 系统能够处理和转换各种视频格式，适应不同传输与存储需求，支持实时图像合成、特效生成等。高清晰度音频系统包括多通道麦克风和高保真音频处理器，支持多通道音频采集与处理。视频系统包括高清讯道摄像机、高清多格式切换台和高分辨率的图像处理设备，支持高分辨率视频采集、编辑与播出。同步系统用于保障音视频内容同步，避免延迟或失步。

1.2 视频与音频系统要求

视频与音频系统在电视台融媒体演播室设计中占据核心地位，尤其在满足高清制作需求方面。视频系统应确保动态范围符合混合对数伽马（Hybrid Log-Gamma，HLG）格式要求，以提供更广阔的亮度范围和更丰富的色彩细节。同时，系统必须支持至少50 P 的帧率，并能兼容60 P 的帧率，以适应多样化的节目制作需求。此外，视频系统需要达到1 920×1 080 的高清分辨率，并符合BT.709 色域标准，以确保图像的色彩真实性和视觉冲击力[1]。

音频系统方面，要求包括多通道麦克风输入和具有高保真度的音频处理器，以支持复杂的音频采集和处理需求。系统应具备高级音频混音功能，涉及多通道音频接口、高品质前置放大器、数字音频工作站（Digital Audio Workstation，DAW）的配置，能处理多种音频格式，并支持环绕声和3D 音效处理，能够为观众提供沉浸式的听觉体验。此外，音频同步技术也是关键，应确保音视频同步精准，避免出现音画不同步问题。

1.3 运行模式与操作流程

在电视台融媒体演播室的运行模式与操作流程设计中，核心是确保系统能够稳定运行[2]。运行模式主要围绕高清软件无线电（High Definition Software Defined Radio，HDSDR），要求系统能够灵活切换并处理不同分辨率和动态范围的内容。操作流程设计强调自动化和集成化，以提升演播室的工作效率和响应速度。具体而言，系统需要集成先进的高清视频音频处理器，支持实时信号处理、混音和图像合成。操作台设计应简洁直观，配备多画面显示器和高级控制软件，以便导播和技术人员快速响应节目制作需求。远程控制和监控系统也是关键，应允许技术人员在不同地点对演播室进行实时监控和管理，增强系统的灵活性和应急响应能力。同时，系统需要支持多平台内容发布，包括传统广播、网络直播、社交媒体，以适应多元化的传播渠道。

2 设计实施

2.1 视频系统设计

电视台融媒体演播室的视频系统设计至关重要，尤其在处理高清内容方面。在案例项目中，视频系统的核心设备包括6 套高清摄像机和1 套一体化广播级云台摄像机，确保图像捕捉的高清晰度和专业性；配备4 台硬盘录像机和相机，用于存储内容和辅助拍摄；配备无轨虚拟高清演播合成系统和3 套混合现实有轨跟踪演播系统，用于提升节目的视觉效果，增强观众的沉浸感。同时，为了满足未来升级和扩展的需求，可以布设2 套机动摄像信道，支持接入多种信号源和外接设备[3]。

2.2 信号源设计

电视台融媒体演播室的信号源设计对于满足高清制作需求至关重要，应确保能够高效处理各种格式的信号。在案例项目中，信号源设计旨在保障演播室系统结构的稳定性。首先，采用 “6+1” 模式设计信道规模，组合一体化高清云台摄像机和6 套高清摄像机，增强演播室的灵活性和响应速度。其次，系统内部布设包装图文在线视频字幕系统模块，支持直播节目的字幕制作和在线包装功能，提升节目的视觉效果和信息传递能力[4]。再次，通过布置混合式有轨跟踪演播系统，提高节目制作的多样性和创新性。最后，在视频系统的构建过程中，设计8 通道的格式处理装置。其中：2 个内部通道用于转换各种节目的输入输出信号，满足格式转换需求；其余6 个外来信号接收通道用于满足视频系统的色彩校正和格式处理要求，确保图像质量和色彩准确。

2.3 切换设备

切换设备的设计关键在于确保高效、灵活的信号处理能力，特别在处理高清内容方面。首先，布设一台高清切换台装置，作为电视台相关节目日常切换与制作的主要设备。其次，配备2 台高清切换台，每台装置的3G-SDI 信号接入接口数量超过16 路，一台外部布设于飞行箱，主要服务于户外节目录制，另一台则安装在演播室内，作为备用装置，以应对各种突发情况。最后，在全程高清模式下，每级切换台配备至少4 个键位，并基于系统结构布设不少于8 通道的动态视频存储装置，以保证节目制作的多样性和灵活性。

2.4 监控系统设计

在电视台融媒体演播室设计项目中，监控系统设计至关重要，不仅要保障演播室正常运行，还应确保节目质量和制作安全。首先，可通过配置多台多画面16 通道分割装置，满足12 块不同监控大屏的监控需求，实现多角度、多场景的实时监控。其次，布设高性能监视器，确保能够同步监控多种演播画面，增强监控系统的全面性和实时性。最后，配备广播级高性能监视器，用于显示各个分区演播设备的信号质量及运行状态，确保技术监控的准确性和及时性。在工位监看区域布设的常规型监视器，主要用于监控外来信号与延时信号，增强对节目播出过程的控制能力。

2.5 通道设计

电视台融媒体演播室的通道设计是确保信号高效传输和处理的关键环节，涉及多通道信号处理，包括视频和音频信号的接收、转换、分配和输出。首先，通道设计必须支持高带宽的3G-SDI，以适应高清内容的要求。每个通道应具备从信号捕捉、转码到分发的完整处理能力，确保信号的稳定性和可靠性。其次，在视频通道方面，设计应包括多路视频输入和输出通道，支持多格式视频信号的接入和处理，如从标准清晰度（Standard Definition，SD）到高清晰度（High Definition，HD）[5]。同时，通道设计还应考虑视频信号的实时处理需求，如实时图像合成、色彩校正和格式转换。最后，音频通道设计需要考虑多通道音频信号的捕捉、混音和输出，包括数字音频混音台的多通道输入和输出，以及音频信号的数字化处理和分发。此外，音频通道设计还需要支持高质量的音频信号同步和处理，保障音视频内容能够同步。为了提高通道设计的灵活性和扩展性，系统应支持模块化的信号处理和路由配置，允许根据不同的制作需求灵活配置通道。通道设计应考虑系统的冗余和备份机制，确保在关键设备故障时能够快速切换，保证演播室持续运行。

2.6 音频系统

电视台融媒体演播室的音频系统设计关键在于实现高保真、多通道、灵活的音频处理。首先，核心设备包括多通道数字音频控制台，支持高动态范围处理和多格式音频处理，确保音频信号的清晰 度。此外，应集成先进的音频处理器和音效生成器，支持环绕声和3D 音效处理，提供沉浸式听觉体验。其次，在音频信号采集方面，应配备多种高品质麦克风，包括无线麦克风、领夹式麦克风和枪式麦克风，以适应不同的录音环境和需求。此外，音频系统还包括DAW，用于实现音频编辑、混音、特效添加等后期处理功能。为了确保音频同步精准，可采用高级音视频同步技术，避免音画不同步问题。同时，音频监控设备，如专业监听音箱和耳机，用于实时监控音频质量。最后，考虑到信号的路由和分配，可通过数字音频网络技术实现灵活的信号管理和分发，确保音频信号在演播室内部的高效传输。

3 结语

打造高效、智能、互动的现代化媒体播出环境，是当前电视台融媒体演播室视音频系统及集成部分设计的重要目标。研究通过具体实例，详细探讨了视频系统设计、信号源设计、监控系统设计、通道设计以及音频系统等关键环节的实施策略，以期为电视台未来的技术升级和内容创新提供参考。