【摘要】 數(shù)字高清晰度電視是廣播電視技術高速發(fā)展的產(chǎn)物，是廣播電視技術發(fā)展的必然方向。隨著各廣播電視臺數(shù)字高清電視系統(tǒng)的發(fā)展進程，數(shù)字高清電視設備得到了廣泛應用，高清電視設備現(xiàn)在已經(jīng)配備在眾多電視臺的高清攝錄編、高清轉(zhuǎn)播車、高清演播室內(nèi)，故高清演播室是電視臺發(fā)展的趨勢。
本文介紹了陜西廣播電視臺600平方米演播室高清改造后的視頻系統(tǒng)，包括信號采集、處理、顯示、存儲及通話系統(tǒng)。本系統(tǒng)是全高清數(shù)字電視節(jié)目制作系統(tǒng)，可兼容標清制作與播出。
【關鍵詞】 視頻全高清系統(tǒng) HDK-79GX
一、概述
為了弘揚陜西文化藝術、提升廣播電視節(jié)目質(zhì)量，陜西廣播電視臺于2014年12月將原B段600平方米標清演播室改造為全高清演播室，可以完成高清節(jié)目的錄制、直播、制作。
600平方米演播室設計時定位于大中型綜合類演播室，如圖1所示，主要用于我臺大中型綜藝類節(jié)目的錄制，也可錄制多人的談話、訪談、辯論，以及舉辦電視類新聞發(fā)布會。
圖1 600平方米演播廳布局圖
進入高清時代后，計算機設備量增多，設備發(fā)熱量增大，在導播室的設計中，考慮到設備機房需要保持在22℃~24℃，我們將設備工作區(qū)與導播操作區(qū)隔開，設立了強制制冷機房，如圖2所示，保證設備在較低溫度下工作，并同時不影響導播區(qū)工作人員的操作，也避免了機器噪聲對節(jié)目錄制的影響，提高了節(jié)目錄制的安全性。
圖2 600平方米導播室布局圖
隨著600平方米演播室的改造和投入使用，陜西廣播電視臺有了制作更高水平、更精良節(jié)目的硬件基礎，我臺“2015都市快報萌寶春晚”就在此錄制，如圖3所示。
圖3萌寶春晚錄制現(xiàn)場
鑒于600平方米演播室的設備復雜多樣，對燈光、舞美、機械及音頻部分本文就不再贅述，我們僅就對高清視頻改造系統(tǒng)做些介紹和討論，不足之處還望同行指正。
600平方米演播室視頻系統(tǒng)的信號流程整體框架如圖4所示，主要由以下及部分組成：信號源部分，我們設計為6+4攝像機訊道，有6個固定常用攝像機，并最多能擴展4臺攝像機。除攝像機外有2臺高清錄像機和4臺視頻服務器均可提供節(jié)目信號；視頻制作部分，由2臺MVS-3000A切換臺、2臺奧威在線包和72*72高標清兼容矩陣完成；信號存儲部分，由錄像機和視頻服務器完成，錄像機我們采用SONY的HDCAM磁帶高清錄像機和松下P2錄像機，服務器我們采用SOBEY555高標清兼容視頻服務器和大洋多軌收錄硬盤服務器，根據(jù)節(jié)目需求，可設計為同時進行8軌不同信號錄制；監(jiān)看部分，設計為單屏結(jié)構(gòu)電視墻；通話系統(tǒng)，我們使用有36個端口的ECLIPSE-PICO通話矩陣，滿足各工種之間的工作交流。
圖4 600平方米演播室的視頻系統(tǒng)的信號流程整體框架
二、視頻系統(tǒng)
1.攝像機
600平方米演播室屬于大型多功能演播室，我們在整個演播廳設計有13個攝像機接口點位（如圖5所示），更多的攝像機機位可以使電視導演有更靈活的調(diào)度。根據(jù)我臺的實際情況，我們設有10個訊道，固定常用的有6個機位，另有4個訊道可根據(jù)節(jié)目需要增加單機，并根據(jù)導播對機位的要求在600平方米演播室內(nèi)的13個預留點位來選擇攝像機的擺放位置。
圖5 600平方米演播室攝像機點位圖
攝像機選型方面，我們選用池上最新的16比特全數(shù)字高清攝像機HDK-79GX。根據(jù)我臺節(jié)目常規(guī)需求，我們設計為2臺為廂式鏡頭座機，4臺為便攜機。HDK-79GX的主要性能特點有：
?。?）2/3英寸2.3M像素AIT, 優(yōu)化后的IT CCD結(jié)構(gòu)具有超低的垂直光斑，優(yōu)于FIT。
?。?）最新開發(fā)的FPGA16比特模數(shù)轉(zhuǎn)換，16比特模數(shù)轉(zhuǎn)換可得到高銳度的精細畫面, 特別是可忠實還原畫面暗部的層次和細節(jié)，并且16比特數(shù)據(jù)量是10比特的64倍，可實現(xiàn)理想的模/數(shù)轉(zhuǎn)換。
（3）可真實達到61dB的高信噪比，非后期電路降噪，故可在畫面先期處理時充分添加輪廓補償(DTL)，使畫面清晰感提高。其他攝像機采用后期電路降噪的攝像機也可達到60dB信噪比，但會損失畫面細節(jié)。
（4）優(yōu)化的拐點功能，可選擇自動拐點、平滑拐點和超級拐點。拍攝時選擇平滑拐點，可得到正確還原的高光部分，這得益于超級動態(tài)范圍壓縮系統(tǒng)；拍攝時選擇超級拐點，可使動態(tài)范圍> 600% 。
?。?）優(yōu)化的輪廓補償功能，增加了新皮膚輪廓補償功能，僅去除面部皮膚上高頻部分的輪廓補償，使面部看起來更加美觀；以及新增的尋像器聚焦輔助輪廓補償，使攝像人員更容易聚焦。
（6）聚焦輔助功能，這是在尋像器聚焦輔助輪廓補償功能的基礎上進一步提高畫面聚焦窗口中的畫面邊緣信號，使得攝像人員可以更加方便精準的聚焦。
（7）鏡頭相差校正功能，可減少由于鏡頭相差引起的畫面中的模糊部分和彩色邊緣。
（8）2個用戶自定義色彩功能，可以很容易的改變畫面中任意選中顏色的色調(diào)和飽和度，而無需改變彩色矩陣的設置。
?。?）攝像機編號顯示功能，攝像機編號可通過白色LED顯示在光纜適配器上，并支持OCP/CCU自動指定編號功能，當攝像機/CCU接入攝像機網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，攝像機顯示編號可自動被系統(tǒng)指定。
2.切換臺
在視頻制作部分，我們選用SONY的MVS-3000A切換臺，該切換臺有兩級ME，32路輸入，16路輸出，每級ME可提供4個全功能鍵控器，并能使用鍵控器做出3D效果的窗口，此外切換臺還新增了多畫面顯示功能，提供4分屏、10分屏和16分屏。MVS-3000A切換臺面板和主機、DME處理器之間用網(wǎng)線直連，省去了交換機等冗余設備，提高了安全性?？紤]到節(jié)目制作的安全性和多樣性，我們設計了主備切換臺，主備切換的兩臺主機一樣，便于調(diào)換和應急使用，只是控制面板略有區(qū)別。
3.在線包
我們選用奧威的morpho 3D三維一體包裝系統(tǒng)，它同時集成了強大的三維實時圖文渲染、快捷的圖文制作、靈活的播出。Morpho 3D采用基于模版的應用模式，通過十分簡單的操作就能創(chuàng)建非常復雜的三維圖文效果。600㎡演播室很多情況會用于直播，而奧威的Morpho有專門設計的軟件和硬件的BYPASS旁通功能，能確保輸出視頻始終不會處于中斷。該在線包裝系統(tǒng)能滿足我們電視臺快速、易操作的工作流程，并提供了較高的安全性。
三、監(jiān)看部分：
在導播墻的改造中，我們回歸了單屏結(jié)構(gòu)，如圖6所示。監(jiān)看墻由18個SONY LMD-A220監(jiān)視屏和2個SONY LMD-A240監(jiān)視屏組成。這兩款監(jiān)視器具有全高清分辨率，采用了輕便、小巧的設計，比老款監(jiān)視器在重量、厚度和功耗上均降低了很多。每個監(jiān)視屏均有兩路輸入信號，A路輸入矩陣信號，B路輸入固定信號源，可根據(jù)節(jié)目需要或在特殊應急時，調(diào)用不同的信號。我們選用單屏結(jié)構(gòu)，使可視面積增大，每個屏所顯示的分辨率比使用畫面分割方式的每個小屏的分辨率增高，便于高清畫面清晰度的顯示。另外，選用單屏結(jié)構(gòu)顯示，可避免畫面分割器一旦出現(xiàn)故障，會導致多路信號無法正常監(jiān)看這種情況發(fā)生，因此提高了節(jié)目制作的安全性。
圖6 600平方米演播室監(jiān)視墻
技術監(jiān)視器我們選用SONY的PVM-A250顯示器，PVM-A250搭載了TRIMASTER EL OLED顯示面板。TRIMASTER EL的每個單獨像素都能夠還原出精確的黑色，使用戶能夠精確評估各種畫面的信號質(zhì)量，其灰度到灰度切換的速度（以微秒計算，μs）比液晶屏幕（以毫秒計算，ms）要快很多，有利于在體育賽事轉(zhuǎn)播的使用。OLED有機發(fā)光二極器件的核心層厚度很薄，厚度可以小于1mm，為液晶的 1/3，這使顯示器的機身更纖薄、輕便，重量僅為6.1kg。OLED為固態(tài)機構(gòu)，沒有液體物質(zhì)，因此抗震性能更好，不怕摔。大多數(shù)OLED材料亮度大于10000cd/m ，因此可以提供明亮的畫面。主動發(fā)光的特性使OLED幾乎沒有視角問題，視角一般可達到160度，具有較寬的視角，從側(cè)面看也不會失真，技術人員可以從不同的角度、同時觀看監(jiān)視器，使得內(nèi)容制作、操作更加便捷。OLED采用的二極管是主動發(fā)光的，因此不需要背面光源，發(fā)光轉(zhuǎn)化效率高，能耗比液晶低，并且它是通電后自發(fā)光，能夠做到超輕超薄，其顯示效果比液晶顯示器更清晰、柔和。OLED發(fā)光顏色豐富，其發(fā)光顏色可覆蓋整個可見光區(qū)，近紫外區(qū)及紅外波段，而且由于沒有背光燈的影響，所以當像素在顯示黑色時，也可以達到全黑畫面，在對比度上有優(yōu)勢，不僅能夠看清楚黑色部分的細節(jié)，還可以清晰辨別低亮度畫面的各種色彩。
四、輔助周邊系統(tǒng)
本系統(tǒng)主要選用AXON周邊，包括上下變換器、幀同步器，視音分、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、高標清四畫面分割器、模擬音頻解嵌器、模擬音頻加嵌器等。該產(chǎn)品為神經(jīng)元系列模塊化信號處理系統(tǒng)，選配雙電源，支持熱插拔，支持網(wǎng)絡控制，具備聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控能力。
神經(jīng)元系統(tǒng)配有專業(yè)智能化軟件Cortex，它是一款集成工具，在設備安裝調(diào)試、日常操作和升級維護時，發(fā)揮著重要作用；Cortex為神經(jīng)元系統(tǒng)提供完善的配置、監(jiān)看、控制管理和維護等工具，集成了AXON所有產(chǎn)品的控制，非常人性化圖形化的操作界面，能實現(xiàn)系統(tǒng)設置參數(shù)備份，同時升級維護多塊板卡，提供詳細的設備日志等等。
五、通話系統(tǒng)
改造后600平方米演播室以大型綜藝節(jié)目為主，涉及了很多的人員和工種。與傳統(tǒng)演播室一般只要求導播與攝像師和主持人通話相比，大型綜藝節(jié)目對通話的要求很高，不但要求有穩(wěn)定的通話質(zhì)量和寬廣的覆蓋面，還要求有靈活的通話編組設置和通話面板按鍵設置。經(jīng)過多方面的考察和比較，我們最終選用了CLEARCOM公司的ECLIPSE-PICO通話矩陣。此款通話系統(tǒng)外觀緊湊，僅占用1RU空間，擁有多達36個的端口，均可以提供優(yōu)質(zhì)的全雙工通信方式。每一個通話面板都具有一個話筒、喇叭，既是音頻信源，又是音頻信宿。每一個通話面板與通話矩陣相互雙向物理連接，通話矩陣負責實現(xiàn)各通話面板、其他通話點之間音頻信源、信宿的連接。
除了通話矩陣，我們還架設有兩個對講基站和6對無線腰包通話天線，實現(xiàn)了在600平方米演播室內(nèi)無縫無死角的通話，全方位覆蓋有利于各方面的調(diào)度，并且還可以和總控進行信號調(diào)度。
結(jié)束語：
陜西廣播電視臺600平方米演播室全高清改造在系統(tǒng)設計方面做了積極的、有益的嘗試和探索，經(jīng)過嚴格的科學測試和節(jié)目制作實踐，系統(tǒng)表現(xiàn)良好，符合優(yōu)質(zhì)制作與安全播出的要求，為陜西廣播電視臺發(fā)展全高清演播室積累了寶貴的經(jīng)驗。隨著全高清時代的到來，三網(wǎng)融合業(yè)務的大力發(fā)展，觀眾對電視節(jié)目質(zhì)量日益提高的要求，廣電行業(yè)伴隨機遇與挑戰(zhàn)，陜西廣播電視臺600平方米全高清演播室必將發(fā)揮日益重要的作用，為陜西廣播電視臺高質(zhì)量節(jié)目制作提供堅實的基礎。