一、前言
隨著經濟全球化進程的加快和信息技術的迅猛發展,信息傳播的方式正在發生質的變化。傳媒行業面臨深刻變革,“多樣化、網絡化、數字化、異構化、高清晰化”成為當今傳媒行業變革和發展的趨勢和主題。面對新的激烈競爭,新廣電的發展趨勢必將呈現統一網絡一體化運營。“三網融合”是十二五時期乃至今后重點發展的高新技術,在新技術的發展下,“媒介融合”已經成為一種有著巨大影響、無所不在的大趨勢。
與此同時,由于MPEG 2、MPEG 4、H.264以及各類音頻標準的專利許可制度,每年國內的設備制造廠商、運營商、內容提供商甚至終端用戶,將為此付出巨額的費用,嚴重制約了產業的發展。而基于AVS的國產高清非線性編輯系統、節目制作網絡系統、編解碼、傳輸以及解碼設備,從研發、應用到整體解決方案的完善,對我國高清數字電視產業、音視頻產業、視聽產業和文化創意產業具有重大意義。
二、新聞制播平臺
基于AVS的高清新聞制播平臺需要支持節目的收錄、回傳、編輯、包裝、上載、儲存管理、節目直播等功能,同時支持國內自主知識產權的AVS標準。該平臺的開發,及其在各省級電視臺大型新聞網和媒體行業電視節目制播中的應用,將大幅度地超越目前國內同類產品,完全擁有自主知識產權。
高清新聞制播平臺主要應用在電視臺日常新聞節目、新聞類專題制作、晚會類綜藝節目制作、節目包裝、節目審片打包、演播室節目回錄、數字電視廣播(DVB)節目平臺的內容加工等制作環境。
三、系統模塊組成
(一)概述
目前AVS技術標準已成功應用到Himalaya高清非線性編輯系統和制播網絡系統中。如:
關鍵系統包括高清非線性編輯系統、網絡化節目制作系統、網絡化集群演播系統。
能夠支持AVS格式AVI 、TS流的打包和采集
打包和采集的畫面質量高,滿足用戶在高清工程下編輯視頻的要求
實時性滿足非線性編輯系統的要求
能夠實現多軌實時播放
如圖1所示為AVS格式采集界面:

圖1
如圖2所示為AVS編碼打包合成界面:

圖2
如圖3、圖4所示為AVS視頻封裝成AVI和TS流的參數設置界面:

圖3

圖4
(二)高清網絡化制播關鍵技術
1、高清攝像機的選擇
攝像機是電視節目的源頭,對于高清電視而言,更需要有高質量、高性價比、高適應性的高清攝像機,同時,所選擇的攝像機必須得到廣泛的配套支持,如:所支持的制式、編碼格式、存儲介質、上下載及多種輸出形式、線性或非線性編輯系統等。根據我國高清晰度電視標準,Himalaya HD非線性編輯系統已經支持了目前市場上主要的高清攝像機及其采用的半導體存儲介質、支持的高清編碼格式,如表1所示。
表1 使用半導體介質的高清攝像機
廠商 |
高清攝像機 |
半導體存儲介質 |
拍攝格式 |
高清編碼格式 |
松下 |
P2 HD |
P2 Flash Memory |
720p/59.94Hz
720p/60Hz,1080/50i |
DVCPRO HD
P2 HD
AVC-Intra |
索尼 |
XDCAM EX
XDCAM HD |
Professional Disc
SxS Pro Memory Card |
1080/50i,1080/60i |
HDCAM
MPEG 2 HD |
湯姆迅·
草谷 |
Infinity |
REV PR
CompactFlash media |
480i60, 576i50, 720p50/60, 1080i50/60 |
JPEG 2000
MPEG-2 |
池上 |
EditCam HD |
GFPAK |
1080i/480i
720p/480p |
MPEG-2 HD
DNxHD |
2、高清編碼格式的選擇
對于無壓縮格式的數字電視信號,高清信號的傳輸帶寬大概是標清信號傳輸帶寬的6倍,達到1.5Gbps,這么大的數據量無論對于傳輸、記錄還是對于存儲、編輯、播出都是一個巨大的挑戰,世界各主流廣播電視設備廠商都在大力發展相關的技術,試圖通過對高清信號的編碼降低對用戶制作高清的成本,其中最重要的就是選擇適合高清的編解碼格式。
目前,攝像機廠商采用的高清編碼格式有DVCPRO HD、AVC-Intra、MPEG 2 HD、DNxHD、JPEG 2000、AVCHD等,如表2所示,這些成熟的高清編碼格式,可以應用到無磁帶高清制作流程中,并使利用存儲網絡制作高清節目成為可能,其核心在于高清非編工作站能夠支持多軌實時網絡編輯。除JPEG 2000外,目前,新奧特Himalaya HD非線性編輯系統已經全面支持這些格式。
表2 各種高清編碼格式簡要對比分析
|
DVCRPO HD |
AVC-Intra |
MPEG 2 HD |
DNxHD |
JPEG2000 |
AVCHD |
圖像解析度 |
1920×1080
1280×720 |
1920×1080 |
1920×1080 |
1920×1080
1280×720 |
1920×1080 |
1920×1080
1440×1080 |
比特率 |
8bit |
8bit、10bit |
8bit、10bit |
8bit、10bit |
8bit、10bit |
8bit |
亮色采樣 |
4:2:2 |
4:2:2 |
4:2:2 |
4:2:2 |
4:2:0
4:2:2 |
4:2:0 |
碼流 |
100M |
50M、100M |
25M、35M
50M、100M |
120M、185M |
60,80M
50,75,100M |
18Mbps |
3、高清非編網絡存儲的選擇
跟標清非線性編輯網絡一樣,高清非編存儲網絡系統由存儲設備、網絡設備和非編主機三個部分組成,所有高清非編工作站共享式地訪問核心存儲系統,通常每臺高清工作站以50Mbps~400Mbps的恒定碼率訪問存儲設備,高清非編網絡對穩定帶寬的要求較大,而IOPS壓力相對較小。考慮大多數網絡設備和非編主機本身不會成為瓶頸,因此,存儲設備的可用帶寬越大,該存儲網絡系統就能支持更多數量的高清非編工作站。如表3所示為一個二十臺高清非編組成的網絡存儲帶寬要求簡要分析。
表3 某高清非編網絡存儲帶寬要求分析
高清格式
碼流大小 |
5個單碼流站點
(高清草編) |
10個雙碼流站點
(高清精編) |
5個四碼流站點
(高清包裝) |
所需存儲帶寬 |
MPEG HD Long Gop 50Mb
AVC-Intra 50 |
5×50M |
10×50M×2 |
5×50M×4 |
281.25 MB/s |
DVCPRO HD
AVC-Intra 100
MPEG HD I Frame |
5×100M |
10×100M×2 |
5×100M×4 |
562.5 MB/s |
SMPTE VC-3
DNxHD |
5×120M |
10×120M×2 |
5×120M×4 |
675.0 MB/s |
通常,高清非編網絡的存儲一般都會選擇主機端口多、帶寬大的存儲設備;一般會通過增加存儲設備的主機通道、磁盤、擴展柜或跨擴展柜創建RAID組等方式,最大限度地利用存儲控制器前端和后端的總可用帶寬,使得磁盤、磁盤通道、主機通道等的總帶寬大于控制器的總帶寬,這樣在高清非編工作站訪問時存儲設備時,才能最大地發揮出控制器的帶寬性能。
Himalaya高清非線性編輯系統及節目制播管理平臺,已經全面支持各種主流的存儲系統,并可以構建SAN、IP-SAN、NAS、智能IP存儲以及其混合形式的高標清節目制作網絡系統。
4、無磁帶高清網絡制播流程
結合無磁帶高清攝像機及網絡化高清制播要求,高清數字電視網絡制作系統,已經支持可以采用如下圖所示的兩種高清網絡制播流程。

圖5 無磁帶高清網絡制播總體架構
第一種無磁帶高清網絡制播流程。P2、藍光、GFPAK及REV PR存儲介質,通過USB或IP方式實現對素材的瀏覽、挑選,同時進行草編(初級非線性編輯工作)形成節目初級時間線,最后將需要的素材按草編完成的初級時間線要求,有選擇性的復制拷貝到網絡存儲中。此后,在高清網絡化制播系統中實現后續的“File-Based Workfow”,包括精編、審核、合成、送播出服務器,也可以通過USB或IP方式回寫到上述存儲介質中,進行后續的備播、播出及歸檔,從而完成整個高清節目的采、制、播。
第二種無磁帶高清網絡制播流程。P2、藍光、GFPAK及REV PR存儲介質,首先通過USB或IP方式,挑選整端素材,集中拷貝復制并登記到網絡存儲中,此后,在非編網絡中實現后續的“File-Based Workflow”,包括在網絡存儲中實現對高清素材的瀏覽、初級編輯、精編、審核、合成、送播出服務器等,也可以通過USB或IP方式回寫到上述存儲介質中,進行后續的備播、播出及歸檔,從而完成整個高清節目的采、制、播。
四、關鍵技術指標
在“采、編、播、存、管”等整個電視工藝流程中,全面實現“數字化、信息化、網絡化”,提高媒體資源的利用率和節目畫面清晰度,降低系統集成成本,使得數字電視節目更加精彩。可支持國內自主的AVS視音頻標準,結合完善的業務管理,構建了一整套真正面向運營、面向新媒體的綜合運營服務平臺,為電視臺和其他行業用戶提供綜合性信息化服務奠定堅實基礎。
主要技術指標:
采集:支持單采集、批采集、定時采集、定長采集和重采集;采集時轉場分析;采集時加字幕、10bit無壓縮視頻采集。
錄制:可進行手動錄制、打點遙控錄制、插入及組合錄制。
文件導入:AVI、MOV、MP3,PS流,TS流、WMV、NVE、TGA序列等格式。
合成輸出:支持合成屬于DVCPRO HD AVI、MPEG2-I HD AVI、DVCPPRO AVI、MPEG2-I AVI、無壓縮AVI、WMV、MOV、DVD、PS流、TS流、M2V、字幕合成帶通道的無壓縮AVI視頻文件。
編輯:支持覆蓋、插入、微調等編輯模式; Undo/Redo,操作歷史記錄,自定義快捷鍵和素材倍速瀏覽。
加工:支持二次制作并統一流程管理;后臺視頻云處理,統一編排和調度打包、轉碼和技審等服務;系列節目同步編目。
管理分發:支持多個平臺對接,與有線互動電視、OTT、IPTV、手機電視及網絡電視在內的運營平臺對接;內容的多屏發布。
結束語:
廣大的電視工作者一直在孜孜追求著高效率、高質量的節目制作工藝,一直在尋求著內容的創新、方式的創新和業務流程的創新,本項目采用基于AVS全方位的高清節目制播系統、全流程的文件制播存儲網絡設計,一定會極大地推動我國高清數字電視制播的發展。