目前,中國的廣電行業將呈現日益激烈的競爭態勢,廣播電視從業人員需要創作出更豐富多彩的新節目,以滿足廣大觀眾的視聽需求。無論是從現場帶來的一線新聞報道。還有互動性、參與性要求很高的娛樂節目,以及精彩刺激的體育競賽等等,一直深受廣大電視觀眾喜愛。另外,伴隨廣電網絡數字化的發展,及高清平板電視的普及,傳輸領域和收視終端的瓶頸已逐漸被打破,高清化已迫在眉睫,如何用較低的成本,較靈活的方式,實現節目源制作的高清化,是我們需要著重思考的。投資和使用成本較低的中小型高清轉播車不僅可以廣泛應用于高清電視節目制作,更為培養我臺新一代高清制作人才和多媒體技術的應用提供了實踐的平臺。為今后我臺向高清發展豐富高清節目素材和高清節目制作人才的儲備做好有力的技術支撐。
南京廣電集團4訊道高清轉播車主要承擔重大新聞采訪、訪談節目、中小型娛樂節目及體育比賽的錄直播任務。中小型轉播車,車體大小適中,受場地限制小,靈活方便,使用成本低。一直承擔南京電視臺繁重的日常直錄播工作。在設計中,從本臺的實際情況出發,既考慮與本臺現有制作設備完美兼容,又要有前瞻性,符合廣電技術發展的潮流。
一.設計要求
由于車體空間和投資金額的限制,中小型轉播車系統設計不可能做到面面俱到,而是從實際需要出發,有所為,有所不為,做到好用夠用。為此提出以下設計要求:
1.緊跟廣電技術發展潮流,全面采用全高清電視制作設備,按全高清電視制作系統的標準做好規劃設計,又必須完全兼容現階段的標清數字電視格式。將來,僅更換少量設備,即可以升級為全高清電視制作系統。
2.在大型活動的轉播方案中,往往需要多輛轉播車協作完成。既要求本車能獨立承擔大型活動分現場的轉播,又能夠將每一個機位信號送往其它轉播車,做統一的切換調度。同時做好TALLY信號,通話信號的通聯設計。
3.系統設計結構簡單,安全可靠。著重考慮功能擴展,在主路設計上,盡量減少環節,減少故障點。關鍵設備,必須考慮應急備份。另外,在車體結構設計上,要方便維修維護和故障排除。
4.做新技術、多媒體應用的有效嘗試。
二.方案設計
1.視頻核心系統設計
在轉播車視頻系統的方案中,首先攝像機、切換臺、矩陣、硬盤服務器、板卡、線材等等核心系統設備要按照標準的高清視頻系統架構來設計,以HD-SDI作為信號傳輸的主要格式,符合廣電技術發展的潮流,滿足全高清電視的制作要求,具備技術前瞻性。其次,考慮到標清電視的制作仍是當前電視制作的主流,在設計高清視頻系統為主要構架的情況下,怎樣完全與現階段的制作設備相兼容,就成為系統設計時關注的重點。在核心設備選型時著重關注對標清SDI信號兼容。系統采用的Shell Kahuna高清切換臺、多碼流數字視頻矩陣、K2-SOLO視頻服務器以及畫面分割器都可以直接接收標清SDI信號作為輸入源直接輸入無需對信號進入上變換。在設計時,盡量減少標清/高清變換環節,避免圖像質量的劣化。標清格式的錄放像機也可以直接接入系統,制作人員就像使用標清系統一樣,用現有的標清磁帶格式放資料、錄像,完成節目制作。將來,僅需要更換高清格式的錄放像機,就可以升級成全高清制作系統。另外,采用核心設備(切換臺、畫面分割器、錄像機等)雙備份,并行工作方式,任何單臺設備故障都不影響轉播車的正常錄制。
2.統一監控
為了便于轉播車技術主管對全車的設備進行統一的監控。我們整車建立了基于SNMP協議的統一監控系統。設備選型時,統一要求技持SNMP協議,整車通過安裝網絡交換機,將切換臺、矩陣、板卡機箱、TALLY控制器、畫面分割器等主要設備連接成局域網,通過普通的筆記本電腦就可以對全車主要設備進行統一監控、設置和調試。
3.轉播車一級級聯
隨著節目制作手段多樣化,對轉播車的功能設計提出更高的要求。在復雜的大型轉播活動中,多臺轉播車分工合作成為轉播中的常見的工作方式。與其它轉播車的一級級聯工作,也成為這次轉播車系統設計的重點。系統不僅將PGM信號、矩陣母線信號等常用接口信號以高清、標清、模擬復合三種格式輸出,還創新地在本車接口板上安裝了每一個機位的HDSDI和SDI信號輸出以及TALLY系統輸出輸出接口和通話系統接口。做到既可以獨立完成現場的轉播,又可以作為更大轉播系統的一個子系統,直接接受上一級大型轉播車對本車每一個信源的調用以及TALLY顯示,通話互通。同時本車也能作為主車外接控制一套EFP系統。
4.多媒體嘗試
為直播安全和節目創意提供強有力的技術保證。特別是在外場的新聞采訪中,時效性和現場感就是新聞價值的體現。轉播車配備了3G新聞直播系統,通過電信運營商提供的3G網絡該系統可以實現最多8路3G視音頻信號的接入,使得遠處第二現場的記者可以通過3G系統終端轉播車系統連接。同時將轉播車上的3G終端,與臺里演播室3G服務器,也可以構成一個直播信號傳輸的應急手段。在不具備轉播條件的地點,將現場畫面直接傳回臺里。3G新聞直播系統依托3G移動數據通信平臺,同時以4路高帶寬的3G信道 (包括CDMA2000、WCDMA等)為接入設備CPE,通過分時機制實現多個CPE鏈路聚合,以提高整體傳輸速率;采取優化H.264編碼,實現廣播級720x576分辨率的實時穩定傳輸。攝像機客戶端具有TALLY、對講、以太網功能,滿足導播與攝像、主持人與出鏡記者之間的通聯,可以作為轉播車的外源機位使用。對某化工廠爆炸事件的采訪中,由于道路戒嚴,轉播車無法到達現場。只有加裝3G客戶端的機位深入一線,將現場救災指揮、人員疏散、醫療救護等畫面實時傳回臺里,取得令人震撼的直播效果。

圖1 3G傳輸鏈路示意圖
三.主要設備技術特點[page]
1.核心系統設備
在核心設備選型方面,選擇已被大多數高清系統采用的成熟產品。著重從考慮設備的技術先進性、拓展性、多功能應用等方面,必須滿足高標清兼容的要求。現將部分設備的技術特點列舉如下:
(1)攝像機
在信號流程的最前端,系統配備4臺池上HDK-79EXIII高清廣播級演播室攝像機,采用新開發的2/3" 230萬象素1080i AIT CCD。此外,新開發的CCD驅動電路和CCD采樣電路實現了更高的圖像穩定性。裝配采用0.18μm設計規則實現高度信號處理能力最新開發的數字處理大規模集成電路(ASIC)。因采用14b模/數轉換、最高內部處理(演算)可達38b,HDK-79EXIII的圖像信號及白成陰補償、伽碼補償等非線性處理在攝像機頭內完成了數字化,用光纖同軸電纜將高清視頻傳輸到CCU,因此實現了穩定的高質量圖像、高性能、高可靠性。
(2)切換臺和矩陣
切換臺是整個視頻系統的核心設備,成為信號流程的中心。英國Snell Kahuna系列切換臺打破了傳統固定M/E, 固定資源和固定格式真正的多格式切換臺,它可以用同一個主機、同一個控制面板同時提供高清和標清的操作。它的最新的格式融合技術(FormatFusion技術),可以做到全功能和全格式支持。 Kahuna 的巨大突破是在相同的制作環境中具有可混切HD, SD信號源的功能,同時還可以提供多個SD/HD信號源輸出,滿足用戶對節目制作的自由創意構想。
與切換臺并列的是SNELL 34x34數字高清矩陣,具備34路SD/HD輸入輸出母線,本車系統配備1塊X/Y面板,2塊單母線面板,分別作為Kahuna切換臺的備份和技術監視。其余母線分別作為錄像機信號源選擇、硬盤視頻服務器信號源選擇、高清幀同步器信號源選擇、現場大屏幕信號源選擇及畫面分割器信號源選擇。可見34x34數字高清矩陣是實現多功能制作,信號靈活調度的核心設備,對可靠性有非常高的要求。
(3)硬盤視頻服務器
K2 SOLO是一款緊湊、高性價比的廣播級2通道獨立多格式高清視頻服務器,可以記錄和存儲20小時的HD視頻和40小時的SD視頻。標配的內置2通道多畫面輸出用戶僅需1臺VGA顯示器、1套鼠標鍵盤就可以完成所有功能操作。K2 SOLO提供兩路DVCPRO 25/50 & DVCPRO HD錄、放雙向通道, 并且每個通道都支持播放MPEG-2格式視頻。通過配備的K2 DYNO操作面板可以完成的硬盤服務器操作和慢動作制作。慢動作制作是體育賽事轉播不可或缺的部分,通過操作面板(K2 DYNO)可以完成慢動作和精彩集錦的編輯和回放。
2.視頻監視設備
轉播車工作區并排壁掛2臺分辨率為1920x1080的松下TH-42PF20C 42寸全高清等離子監視器作為整個視頻系統的主監。信號源由34x34數字高清矩陣母線選擇輸出,接入Miranda KALEIDO-X16 16路輸入畫面分割器,由畫面分割器整合輸出2路1080p的HDMI信號,分別送入2臺主監視器,可以顯示信號源圖像、Tally、信號源名稱、嵌入音頻、GPS時鐘。在畫面分割器中設定分割方案,可以根據需要調用最佳最精煉的顯示方案。由于畫面分割器是系統的關鍵設備,所以配備1臺格非MVS-16-2-HD16路輸入畫面分割器作熱備份。系統另配1臺SONY LMD-2050W 20英寸高清液晶監視器作為技術監視。
3.Tally設備
視頻系統的Tally信號是由切換臺送至TSL TM2 Tally控制器,由Tally控制器輸出主切(紅)、預切(綠)送畫面分割器顯示。當矩陣母線輸出的信號源發生改變時,Tally控制器輸出的Tally信號和信號源名稱也作出同步的改變。
數字高清電視是當今世界的潮流,目前高清設備上的應用也日趨廣泛,廣電領域的全面高清轉換也就在可以觸擊的將來,電視制作的全面高清時代即將來臨,也對高清制作設備和人才培養提出了挑戰。投資少,功能全面,安全可靠的小型高清轉播車廣泛應用于高清電視節目制作,更為培養高清制作人才提供了實踐的舞臺。投入使用至今共轉播70多次,經歷包括《兩會報道》《佛頂骨舍利盛世重光》等重大直播活動的考驗,圓滿完成轉播任務。說明本車設計科學合理,系統穩定可靠,功能完善,得到使用部門的一致好評。項目榮獲南京市2011年度廣播電視科技創新獎一等獎、25屆華東電視技術年會技術進步獎一等獎等榮譽,受到業內專家的肯定。
以上所述,是對前一階段設計工作的回顧和總結,難免有疏漏之處,請業界同行指正。B&P


圖2 南京廣電集團1號高清車輛內實景圖