一.引言
揚州電視臺基于視頻服務器與專業光盤錄像機的數字化播控系統項目獲得了2011年度廣電總局科技創新獎之“科技成果應用與技術革新類”二等獎,我臺數字化播控系統采用了“兩盤”(硬盤+專業光盤)播出,使得視頻服務器與專業光盤錄像機在自動播出控制軟件控制下自動協同地完成電視節目播出工作,該系統自2010年1月8日設計建成投入應用以來,運行一直穩定正常,各項性能和功能指標均達到了設計預期目標,實現了節目編播業務全流程的高安全、高效率、高質量和高管控,滿足了我臺在全臺網環境下4個自辦頻道節目編播業務的各項需求,在編播業務流程方面成功實現了理念創新和模式創新,我們作為系統技術維護與技術管理人員,在數字化“兩盤”播控系統日常技術維護、技術測試與技術管理工作中也積累了不少實踐經驗。
二.測試依據與思路
1.測試依據
我臺對數字化“兩盤”播控系統的硬件技術性能和功能進行測試時,主要依據的是GB3174-1995《PAL-D制電視廣播技術規范》、GY/T165-2000《電視中心播控系統數字播出通路技術指標和測量方法》、GY/T243-2010《標清電視數字視頻通道技術要求和測量方法》、GB/T17953-2000《4:2:2數字分量圖像信號的接口》等技術標準和規范以及我臺關于數字化“兩盤”播控系統的技術需求,測試儀器主要采用了SDI數字視頻信號(嵌入音頻)發生器TEK TG2000、視頻分析儀TEK VM700T、數字視頻波形監視器TEK WFM700和TEK WFM6120以及圖像質量分析儀PQA500等。
2.測試思路
我們重點對GY/T165-2000《電視中心播控系統數字播出通路技術指標和測量方法》和GY/T243-2010《標清電視數字視頻通道技術要求和測量方法》進行了認真研讀,我們決定按照GY/T243-2010規定的標清電視數字視頻通道技術要求對數字化“兩盤”播控系統數字視頻通道的技術性能進行測試,這些技術要求包括:SDI接口特性、SDI信號格式、SDI通道模擬分量視頻特性、圖像質量、SDI嵌入音頻特性等,具體的技術要求與通道的類型有關,歸納起來,標清電視數字視頻通道按照通道特性和測試要求的不同,按上述標準將通道分為A、B兩種類型。
限于本文篇幅,筆者在對一次完整測試的所有測試結果進行歸類、分析之后,對同一類通道(A類或B類)的不同測試鏈路,本文僅僅列出了一到兩組測試結果供讀者參考。
三.同步系統特性測試
數字化“兩盤”播控系統的同步系統選用了主備2臺同步信號發生器(同步機)Tektronix SPG300及1臺同步信號倒換器Tektronix ECO442D。表1列出了對同步系統特性進行測試的結果,可以看出,所測系統同步特性符合GB 3174-1995《PAL-D制電視廣播技術規范》的要求。
1.主同步系統特性測試
主同步機輸出黑場同步信號,經同步倒換器、模擬視頻分配器VDA1,由模擬視頻分配器VDA2輸出送到視頻分析儀VM700T進行測試。
2.備同步系統特性測試
備同步機輸出黑場同步信號,經同步倒換器、模擬視頻分配器VDA19,由模擬視頻分配器VDA20輸出送到視頻分析儀VM700T進行測試。
四.數字視頻通道特性測試
我們對數字化“兩盤”播控系統的數字視頻通道特性和SDI嵌入音頻通道特性進行了測試,測試結果表明,所測的數字視頻通道分量視頻特性符合GY/T243-2010《標清電視數字視頻通道技術要求和測量方法》甲級要求,所測的SDI嵌入音頻指標也正常。
1.主視頻服務器數字視頻通道特性測試
采用標清電視數字視頻測試信號由主視頻服務器的新聞頻道播出通道輸入后,以IMX50編碼方式先上載、再重放輸出,經數字視頻分配器D7、總控矩陣、新聞頻道主播出處理卡,由數字視頻分配器D30輸出送到視頻分析儀VM700T進行測試。4.1屬于B類數字視頻通道的測試鏈路,含有視頻服務器編解碼通道。
2.備視頻服務器數字視頻通道特性測試
采用標清電視數字視頻測試信號由備視頻服務器的新聞頻道播出通道輸入后,以IMX50編碼方式先上載、再重放輸出,經數字視頻分配器D11、總控矩陣、新聞頻道備播出處理卡,由數字視頻分配器D32輸出送到視頻分析儀VM700T進行測試。4.2也屬于B類數字視頻通道的測試鏈路,含有視頻服務器編解碼通道。
(1)SDI接口特性

表1 SDI接口特性測試結果
(2)SDI通道模擬分量視頻特性

表2 SDI通道模擬分量視頻特性測試結果
測試所用標清電視數字視頻測試信號源分別為:75%彩條信號,用于測試通道的增益(輸出輸入幅度差)。正弦平方波和條脈沖信號,用于測試通道線性失真中的K系數。多波群信號,用于測試通道線性失真中的幅頻特性。斜波信號,用于測試通道的信雜比。五階梯波信號,用于測試通道的非線性失真。蝴蝶結信號,用于測試亮度通道與色差通道間的色亮時延差。
先將上述信號源分別送到被測通道,再將被測通道輸出信號送到數字視頻波形監視器WFM700,將SDI信號轉化為模擬分量信號后,再送到視頻分析儀VM700T進行測試,在VM700T上分別讀出輸出幅度、幅頻特性、非線性失真、信雜比、K系數、色亮時延差等技術指標數據。需要注意的是,在正式測試之前,必須先將上述信號源分別直接送到WFM700,再將WFM700輸出的模擬分量信號送到VM700T直接測試,以校準WFM700在“SDI→模擬分量”D/A解碼轉換過程中帶來的誤差。
(3)SDI嵌入音頻特性

表3 SDI嵌入音頻特性測試結果
3.專業光盤錄像機數字視頻通道特性測試
采用標清電視數字視頻測試信號由城市頻道的專業光盤錄像機PDVR1輸入后、以IMX50編碼方式先記錄、再重放輸出測試信號,經數字視頻分配器D37、總控矩陣、城市頻道主播出處理卡,由數字視頻分配器D39輸出送到視頻分析儀VM700T進行測試,測試結果如下。4.3屬于B類數字視頻通道的測試鏈路,含有專業光盤錄像機編解碼通道。
4.主外來線路信號數字視頻通道特性測試
采用標清電視數字視頻測試信號由新聞演播室信號主通道端口輸入,經幀同步機FS12、數字視頻分配器D5、總控矩陣、生活頻道主播出處理卡,由數字視頻分配器D48輸出送到視頻分析儀VM700T進行測試,測試結果如下。4.4屬于A類數字視頻通道的測試鏈路,不含有視頻服務器編解碼通道或專業光盤錄像機編解碼通道。需要指出的是,為了便于與B類數字視頻通道測試鏈路的測試結果進行對比,也為了驗證A類數字視頻通道的有關結論,我們也對A類數字視頻通道測試鏈路的SDI通道模擬分量視頻特性進行了測試。
5.備外來線路信號數字視頻通道特性測試
采用標清電視數字視頻測試信號由新聞演播室信號備通道端口輸入,經幀同步機FS13、數字視頻分配器D6、總控矩陣、商務頻道備播出處理卡,由數字視頻分配器D59輸出送到視頻分析儀VM700T進行測試,測試結果如下。4.5也屬于A類數字視頻通道的測試鏈路,不含有視頻服務器編解碼通道或專業光盤錄像機編解碼通道。
(1)SDI接口特性[page]
注:數據略
(2)SDI通道模擬分量視頻特性
注:數據略
(3)SDI嵌入音頻特性

表4 SDI嵌入音頻特性測試結果
五.圖像質量客觀測試
我們對數字化“兩盤”播控系統的標清圖像質量進行了客觀測試,標清測試圖像序列由主視頻服務器的新聞頻道播出通道以IMX50編碼方式上載,再由主視頻服務器重放輸出,經數字視頻分配器D7、總控矩陣、新聞頻道主播出處理卡,由數字視頻分配器D30輸出送到圖像質量分析儀PQA500進行測試,該測試鏈路屬于B類數字視頻通道的測試鏈路,含有視頻服務器編解碼通道。圖像質量客觀測試結果如下,可以看出,在圖像質量客觀測試中,PQR平均值為1.4。通常在圖像質量客觀測試中,PQR值越小,圖像質量越好。PSNR值越大,圖像質量越好。當PQR值=1時,圖像質量基本沒有損傷。當PQR值=3時,圖像質量損傷可察覺但不明顯。當PQR值=10時,圖像質量損傷明顯。

表5 圖像質量客觀測試結果
六.遷移性能測試
我們對數字化“兩盤”播控系統二級存儲與在線存儲之間的素材遷移性能進行了測試。
首先,測試從二級存儲主硬盤陣列分別遷移一條素材到在線存儲主硬盤陣列(主視頻服務器)和在線存儲備硬盤陣列(備視頻服務器)時的性能,結果如下。

表6 遷移性能測試結果
其次,測試從在線存儲主、備硬盤陣列分別回遷一條素材到二級存儲主硬盤陣列時的性能,結果如表7。

表7 遷移性能測試結果
表中在線主指在線存儲主硬盤陣列,在線備指在線存儲備硬盤陣列,二級主指二級存儲主硬盤陣列。上述測試結果,所測二級存儲主硬盤陣列到在線存儲主、備硬盤陣列的遷移總性能為54.4MB/s。在線存儲主、備硬盤陣列到二級存儲主硬盤陣列的遷移總性能為93.9MB/s。
七.關鍵設備和服務冗余可靠性功能測試
對數字化“兩盤”播控系統關鍵設備和服務冗余可靠性功能進行測試非常必要,這是驗證和評估數字化“兩盤”播控系統安全可靠性功能的必要手段。按照我臺數字化“兩盤”播控系統業務流程的技術需求,下表所列關鍵設備和服務必須具備冗余備份功能,我們對系統關鍵設備和服務冗余可靠性功能的測試結果請見下表,可以看出,播出視頻服務器、播出數據庫和播控工作站、二級存儲、在線存儲等關鍵核心設備和服務均具備冗余備份功能。
值得一提的是,我臺數字化“兩盤”播控系統主、備關鍵設備和服務冗余備份均采用手動方式進行切換或倒換,因為我們認為手動方式比起自動方式進行切換或倒換具有一些明顯的優勢:(1)手動方式下系統配置相對簡單,自動方式下系統配置相對復雜。顯然,系統配置越簡單,系統運行越可靠。(2)手動方式下人工應急處理的可控性比起自動方式明顯要強。(3)手動方式下不存在系統自動誤動作的可能性,因此手動方式下系統運行的可靠性比起自動方式下明顯要高。(4)手動方式進行切換或倒換可以逼迫或提醒播控值機人員和技術保障人員熟悉、掌握播控業務技能,避免自動方式下遇到應急情況時往往“靠天收”的窘境,所謂忘戰必憂,說的就是這個道理。

表8 關鍵設備和服務冗余可靠性功能測試結果
八.體會[page]
揚州電視臺數字化“兩盤”播控系統采用硬盤結合專業光盤(簡稱“兩盤”),實現了視頻服務器與專業光盤錄像機混合播出。該系統采用了“素材上載與審看→段落編輯→節目單編制→節目單審看→播控執行”的編播業務流程,長節目由專業光盤錄像機直接進行播出,廣告等短節目先上載到二級存儲陣列,再遷移到視頻服務器中,然后由視頻服務器進行播出,那么在專業光盤錄像機與視頻服務器混合播出的“兩盤”播控技術體系下,如何才能做好電視節目安全播出工作呢?
1.安全播出要有強烈的責任感
電視節目安全播出是電視臺播控部門的最重要工作,是電視播控人員的最主要任務。安全播出工作日復一日、年復一年,很多人覺得枯燥平淡,但安全播出工作責任重大,電視播控人員必須牢記“安全播出是生命、安全播出無小事”,對待安全播出工作必須要有強烈的責任感,在思想上高度重視安全播出工作。安全播出工作的實時性和不可重復性決定了電視播控人員的任何馬虎大意都有可能導致不可挽回的播出差錯或播出事故,電視播控人員應以主動、積極、自信的姿態迎接安全播出工作中的各種壓力和挑戰,要能夠將工作壓力轉化為勤奮工作的動力,細致、踏實地認真履行安全播出職責,才能實現安全播出工作目標。
2.與編播業務流程其他環節做好銜接
電視播控人員應該主動與編播業務流程其他環節的工作人員做好銜接,電視播控人員必須盡最大努力避免因節目編排錯誤、光盤(供播出用的專業光盤)送播手續不全甚至送錯待播專業光盤、節目片頭始播點位置不準、節目片長計時不準、光盤送播不及時等因素或隱患可能引起的播出事故。在播控值班過程中要盡可能發現問題并及時解決,如果是節目單出現問題應及時與編播人員溝通,如果是待播專業光盤未能正常送到,應及時咨詢送盤人員,同時要將相關情況上報部門主管,并在值班記錄上進行簡要記錄。
3.作流程和管理規范進行操作
在播控值班過程中,電視播控人員必須嚴格按照臺里制定的《數字化“兩盤”播控系統崗位培訓綱要》、《電視播控值機員崗位職責》、《電視播控值機長崗位職責》、《電視節目數字化播出工作流程》、《廣告全文件化播出管理及工作流程》、《電視節目數字化播出值機管理規范》、《電視節目安全播出應急處置預案》等規定的工作流程和管理規范進行操作,做到嚴格要求、嚴格執行、嚴格管理。
4.做好前后班交接工作
電視播控當前輪次值班人員在臨近下班時必須克服松懈情緒,要注意交班時是否有節目切換,要及時確認是否有注意事項交代給下一輪次值班人員。
接班時要主動詢問前一輪次值班人員有無需要注意的事項,播控系統設備、播控程序是否正常,待播的視頻服務器節目素材、專業光盤、直播節目的線路信號源是否就緒、是否預卷完畢,等等。
5.關注節目切換前后播出情況
在播控值班過程中,在節目切換前后,電視播控人員必須注意主備播控工作站是否正常,主備視頻服務器節目素材、專業光盤是否就緒、是否預卷完畢,要充分利用專業光盤錄像機提前30分鐘預卷的情況,密切關注專業光盤錄像機是否正常預卷。在往專業光盤錄像機中放入專業光盤時要仔細核對盤號、節目名稱、播出(首播、重播)日期,嚴格檢查盤盒、盤芯、盤盒卡片、電子節目單、紙質節目單等是否“五”統一,還要注意檢查專業光盤節目的片頭和片尾的TC碼及畫面。
6.掌控節目播出進程
在節目播出過程中,電視播控人員要勤動手、勤動腦、勤觀察、勤檢查、勤詢問,要動態地掌控節目播出進程,動態地掌握播控程序和播出信號是否有任何報警,要認真監聽、監看在播節目,仔細檢查下一條待播節目是否預卷完畢,后幾條將播節目是否備妥就緒,注意檢查播控軟件界面中顯示的播控主機與相關服務器的連接情況,并在播控軟件界面的左上角檢查兩臺專業光盤錄像機的標識是否出現異常情況,還要在播控軟件界面的狀態欄查看有沒有出現報警,如有報警內容,應及時做出相應的處理。要注意觀察軟件狀態燈,綠燈代表程序正常運行,黃燈代表程序存在一般性錯誤報警,如節目存在重疊、空隙等,紅燈表示程序存在嚴重的錯誤,如程序的編排出錯、專業光盤錄像機出現空置、視頻服務器素材不存在等,這些都需要電視播控人員進行及時判斷和處理。
要注意加載節目單與追加節目單的區別,加載節目單是指清除當前節目單,重新建立并加入新節目單,追加節目單則是在當前節目單的最后加入新節目單。一般是在每天下午17:30左右追加當天晚間的節目單和第二天白天的節目單,在追加的時候要注意選擇相應的頻道,并在追加完成之后檢查視頻服務器節目素材是否存在,如有問題應及時與編播人員聯系并解決。
對在線播出字幕機的操作,要注意在對本頻道播出節目單進行修改之后,要及時選擇更新本頻道相應的字幕播出單,以確保字幕播出與節目播出能夠同步。
7.利用好智能監控系統
令人欣慰的是,我臺數字化“兩盤”播控系統建立了一套智能監控系統,該系統的主要功能是實時監控數字化“兩盤”播控系統中各主要功能節點的狀態信息、在播信號傳輸技術質量,以及設備機房各個機架內的溫度濕度等,當播控系統出現故障或在播信號出現問題時,智能監控系統能夠及時自動報警,據此電視播控人員就能夠動態地分析掌控播控系統設備運行狀態。智能監控系統是電視播控人員五官觸角的延伸,是用先進技術手段提高播控值班的效率和針對性,能夠有效地減少播出事故的發生,還可以有效地減少人為判斷失誤,因此我們在播控值班過程中必須充分利用好智能監控系統。
8.靈活冷靜地執行好應急處置預案
如果在播出過程中出現播控系統設備或網絡故障或人為差錯等意外情況,電視播控人員必須靈活冷靜地執行好應急處置預案,及時進行應急處理,盡力保證在播信號傳輸通路不中斷或中斷時間最短。如果是專業光盤錄像機未能正常啟動,則應立即進行人工干預,手動啟動專業光盤錄像機,如果手動也無法啟動專業光盤錄像機,應立即關、開其電源,再手動啟動專業光盤錄像機,如果還是無法啟動專業光盤錄像機,應將專業光盤錄像機中專業光盤退出并更換另一臺專業光盤錄像機播出,只有在光盤無法退出或損壞的情況下,才能啟動并播出下一個節目。
另外我臺規定,在播控工作站上對節目單進行追加之后,如果需要對節目素材或節目單進行修改,此時如果時間緊迫(離播出時間小于30分鐘),則規定由編播人員下達指令,由電視播控人員進行修改;此時如果時間富余(離播出時間大于60分鐘),則規定由電視播控人員在播控工作站上刪除已追加的節目單,由編播人員撤回重新編排、發送后,再由電視播控人員重新追加。
在兩盤”播控技術體系下,我臺播出線上除主備視頻服務器之外,每個頻道只配置了兩臺專業光盤錄像機參與播出,在播出過程中,一盤專業光盤在播放完畢之后,電視播控人員要及時更換下一盤專業光盤,以避免發生誤播事故。在每天節目播出結束之后,需要關閉兩臺專業光盤錄像機的電源,或在以視頻服務器播出模式下,關閉專業光盤錄像機的電源,讓其休息。
9.接受安全播出培訓
電視播控人員應該主動適應“兩盤”播控技術體系要求,主動接受臺里和部門組織的安全播出培訓,積極參加應急處置預案演練。需接受培訓的內容包括安全播出意識培訓、事故預防性教育、設備操作使用培訓和應急播出演練,要嚴格執行各項操作規范、規程、流程,防止誤操作造成錯播、漏播、停播事故,要有針對性地解決異常情況下應急操作過程中“心慌、手忙、程序亂”等具體問題,在遇到弄不懂的技術難題時要主動向部門主管請教解決辦法,以不斷提高自身綜合技能。
10.偶發事故作為教訓認真吸取
電視播控部門在安全播出定期或不定期例行會議上,要注重以事明理,既講安全播出大道理,又講安全播出操作規范,要用大道理統一日常操作規范,堅持正確的安全播出行為。要長期、持續、旗幟鮮明地反對一切有害、錯誤的思想和行為,通過日常安全播出工作中發生的事情,統一安全播出思想,提高安全播出意識,使電視播控人員明確應該怎樣做,不應該怎樣做。務必將偶發事故作為教訓認真吸取,要分析事故或故障的現象特征,查找原因。對于操作失誤,必須查找、分析問題根源,要從錯誤中總結經驗教訓,思考最佳的處置辦法是什么,舉一反三,觸類旁通,以便遇到類似情況時不重滔覆轍,不犯別人曾經犯過的錯誤。
11.播控系統設備進行定期技術維護
電視播控人員應該堅持參加部門組織的對播控系統設備的定期技術維護,要按計劃、按流程、按步驟地完成播控系統設備定期技術維護,通過主動巡檢、測試,提前發現事故隱患。根據設備不同以及維護內容不同,定期進行日檢、周維護、月維護、季維護。日檢是每天做好三次以上設備狀態巡檢,查看是否有異常告警等。周維護每周進行一次,主要是重啟各類工作站。月維護每月進行一次,主要是針對各類工作站、各類服務器定期進行清塵、重啟等,并做好專業光盤錄像機保養和維護工作,保證專業光盤錄像機正常運行。季維護每三個月進行一次,主要是對播控系統主要設備和主要通路進行技術指標測試、分析和比較,排查各類安全隱患。
結語
以上是從電視播控人員的視角,就在專業光盤錄像機與視頻服務器混合播出的“兩盤”播控技術體系下如何做好電視節目安全播出工作,談了一些心得體會,希望能夠給兄弟電視臺播控部門的同行提供一些啟發。我深信,只要我們電視播控人員保持高度的責任感和踏實的工作作風,只要我們懷有一顆認真、細致的心,我們一定能夠煉就一手高超的播控專業綜合技能,在播出過程中無論遇到什么突發情況或者事故隱患,都能夠妥善處理,從而圓滿完成電視節目安全播出工作。
此外,作為數字化“兩盤”播控系統日常技術維護與技術管理工作的一項不可或缺的重要內容,同時為了動態掌控、全面驗證和正確評估數字化“兩盤”播控系統的各項技術性能和功能,我們對數字化“兩盤”播控系統的硬件技術性能和軟硬件功能實施了定期每個半年一次的客觀測試。本文介紹的對數字化“兩盤”播控系統硬件的同步特性、數字視頻通道特性、圖像質量、遷移性能、冗余可靠性功能所作測試的總結與思考,希望能夠給兄弟電視臺的同行提供有益的啟發。B&P