多功能直播演播室的設計與實踐

1、多功能直播演播室的設計與實踐一. 概述 近十年來隨著數字電視技術、IT技術的迅猛發(fā)展，傳統的廣播電視技術與IT技術的融合，使電視節(jié)目的表現形式和手段也越來越豐富。電視直播室作為電視臺節(jié)目直播和錄制、制作的重要場所，建設一個融入IT技術，功能齊全、高效運行的直播室越來越受到城市電視臺重視和關注。從去年初開始，根據我臺生活頻道伴您平安行欄目直播的需求，我們對建設直播室的功能和使用方式進行了探索，使用一個直播室來模擬兩個工作場景，并且讓網絡與電視的結合，使網絡為演播窒提供第二現場，實現了節(jié)目的延伸和輻射。筆者以伴您平安行直播節(jié)目為例子，從技術方面探討綜合直播室如何實現模擬兩個演播室的工作場景，如何實

2、現IT與電視的融合。 伴您平安行作為貼近百姓、貼近生活、現場互動強的直播節(jié)目，由電視直播室、福州市道路交通“全球眼”監(jiān)視系統和福州市公安局110指揮中心信息平臺等三個部分組成。直播的兩個場景分別是福州市公安局110指揮中心和電視臺直播室，“兩個演播室”要有連線互動，“兩個演播室”與福州市區(qū)各個交通路口的出鏡記者之間的連線互動，“全球眼”監(jiān)視系統和110指揮中心信息平臺要接入演播室系統成為輸入信號來源之一。 二. 演播室設計的要求 我們在直播演播室設計中，不僅要全面實現演播室的多功能性，充分發(fā)揮演播室的使用效率，提高綜合節(jié)目制作的質量,提高演播室制作系統技術的可靠性和安全性, 還要充分利用有限的

3、資金，降低節(jié)目制作的成本，提高節(jié)目的生產效率。根據欄目的要求，經過論證在一個演播室內可以模擬兩個演播室場景，這就使我們減少了一個演播室的搭建費用，降低了以后節(jié)目制作的成本。因此在設計演播室時就要遵循先進性、開放性、可靠性、穩(wěn)定性、經濟性及可擴展性的設計原則，主要考慮以下幾個方面問題： 1.要采用技術先進，擴展能力強，能滿足不同節(jié)目制作的要求。 2.由于要求該演播室要滿足電視直播的要求，這就要求設備選型上的可靠性和穩(wěn)定性。而且系統設計時要考慮核心設備的熱備份，應急手段要完備。 3.該演播室要實現對“全球眼”監(jiān)視系統和110指揮中心信息平臺的接入，同時還要對周邊兩個新聞直播演播室進行配套和補充，因

4、此必須要具有良好的開放性和兼容性。 4.考慮到未來的電視臺事業(yè)和技術發(fā)展的前景，在系統設計時還要預留足夠的擴展空間。 三. 直播系統的構成 電視直播室主要由視頻系統、網絡平臺系統，音頻系統、內部通話系統、燈光和電源系統構成，這里重點討論視頻系統、音頻系統和通話系統的設計和具體實施。（一） 演播室的視頻系統主要有三個部分組成。1.由切換臺、攝像機、色鍵器組成的直播視頻通路。2.有兩個數字視頻矩陣，分別實現視頻信號調度和數字視頻信號應急切換。3.是由控制服務器，視頻服務器和電視圖文/視頻點評系統為中心組成的網絡系統，如圖1所示：圖1 視頻信號流程1.數字切換臺選用的是SONY公司的MFS-2000

5、，配置為16路SDI輸入，1.5級M/E的面板提供了M/E級上的兩個全功能鍵和P/P級上的兩個下游鍵，主機和面板均為雙電源工作，增加了系統的穩(wěn)定性。切換臺視頻輸入包括3路色鍵器、4臺錄像機、1路電視圖文/視頻點評信號、2路字幕信號、2路矩陣信號。該切換臺通過升級軟件可直接升級為高清切換臺，為以后系統的升級預留可擴展空間。 攝像機選用了Sony廣播級演播室攝像機BVP-E30，BVP-E30攝像機提供了全新的14bit A/D 轉換電路，具備高靈敏度、抗干擾和低拖尾特性，完全可以滿足高質量節(jié)目的制作要求。 色鍵器選用了3臺ULTIMATTE公司的ULTIMATT-500數字色鍵器，它們既互為備份

6、，又獨立操作，確保3路摳像能夠采用不同的背景，Ultimatte-500的數字色鍵處理是在前后景間作混合而非切換，前后景先分別處理，然后再相加產生合成圖象。它與傳統的色鍵處理相比ULTIMATTE-500的數字色鍵處理具有以下特點：1.用完全相加混合前景與背景，可以再生象透明物體上的倒影那樣的清楚效果。2.采用特有的算法產生遮罩（matte）信號，可以更好地從前景物體中區(qū)分出背景。3.采用抑制襯底及平抑蘭溢出的算法處理前景的同時，在前景上再現蘭色陰影。 2.矩陣系統采用LEITCH的16X8和16X16構成的兩級矩陣，其中16X8矩陣的視頻輸入信號包括播出切換臺的全部輸入信號，主要用于播出切換

7、臺的備份，當播出切換臺出現故障時，可用16X8矩陣來進行應急切換，矩陣輸出1口和一臺字幕輸出經過獨立數字鍵混疊加后，再通過2*1 應急開關與播出切換臺的主信號進行備份，這也提高了系統的可靠性和穩(wěn)定性。如圖2所示。矩陣其它輸出送燈光音響監(jiān)視、數字波形監(jiān)視器進行監(jiān)測和監(jiān)視。圖2 應急系統LEITCH的16X16SO矩陣主要用于視頻信號的調度，信源共有14路（備份2路共16路）。輸入：1-2路為視頻服務器提供的“全球眼”交通路況信號；3路為市交通指揮大廳背景信號作為扣像背景；4路為非編信號（既可以當扣像背景也可以當備份播出的信號源）；5-6路為3-4號錄像機播出信號（既可當扣像背景也可以當備份播出的

8、信號源）；7-8路為VGA轉視頻信號，供電腦視頻處理，可充當播出信號源，也可以充當扣像背景；9-10路為衛(wèi)星收錄信號，供衛(wèi)星車聯動直播使用；11路為測試信號（主同步機產生）；12路為預留備份路由；13路為新聞110演播室接入信號、14路為福州新聞演播室接入信號；15-16路為PGM、PGM DLY回采信號（供今后硬盤播回采）。輸出信源：1-3路分別送到色鍵處理器，作為色鍵扣像獨立背景；4-6路分別送色鍵處理器，作為色鍵的遮擋信源（供將來的虛擬演播室使用）；7-8路作為3-4號錄像機輸入信號，9路作為非編信號上載源；10-12路作為線路信號源分別送三臺數字幀同步機進行信號的幀同步、音頻解嵌及音頻

9、的D/A等處理，最后分別分配后視頻送到切換臺、應急矩陣的10-11路，解嵌及D/A處理的模擬音頻（2聲道）分別送主備調音臺。13-14路送入演播室供主持人回看的信號源。15-16路為預留備份路由.由于使用了該矩陣使演播室系統信號調度靈活，功能增強，同時也增加了演播室系統的開放性兼容性。3.網絡系統是由控制服務器，視頻服務器和電視圖文/視頻點評系統為中心組成的網絡系統，是根據欄目的要求將福州市公安局“全球眼”監(jiān)視系統和110指揮中心信息平臺提供的各種信號接入演播室，這增加了節(jié)目時效性，使網絡為演播窒提供第二現場，實現了節(jié)目的延伸和輻射?！叭蜓邸北O(jiān)視系統是電信與交警合作建立的路況監(jiān)視系統，是基于

10、IP平臺的視頻傳送。在演播室安裝兩臺控制服務器，工作人員可通過電信以太網，操作控制服務器向全球眼監(jiān)視系統調用福州市各路口的實時路況視頻信號，同時工作人員通過控制服務器還可對全球眼進行推、拉、搖的控制。全球眼系統根據控制服務器的指令，向演播室的視頻服務器傳送所需的各路全球眼的實時路況視頻信號，每臺視頻服務器可同時傳輸4路全球眼的實時路況視頻。視頻服務器將收到的“全球眼”監(jiān)視視頻信號分別經過數字幀同步機和電視圖文/視頻點評系統后再進入演播室視頻系統。電視圖文/視頻點評系統，由素材采編工作站、點評播放工作站、數字視頻圖像處理器組成。素材采編工作站接收視頻服務器提供的實時“全球眼”監(jiān)視信號和收集每日需

11、要更新點評的信息并進行編輯，對將要點評的素材進行編單，通過網絡將素材傳輸給點評播放工作站，主持人可在點評播放工作站上進行點評操作，點評播放工作站輸出的VGA信號經過數字視頻圖像轉換器轉換成SDI信號送到切換臺。VGA信號到視頻SDI信號的轉換的指標會影響到整個演播室的技術指標，為了讓IT和電視有效地融合，在轉換器的選擇上我們使用了Ananlog Way公司的XTD 825D1轉換器，它的輸入分辨率最高可以接受1280×1024掃頻到85Hz，具有外同步鎖相功能，同時能夠根據輸入分辨率的不同，顯示的畫面不同，來調整黑電平和RGB的增益，具有7級閃爍抑制功能，高質量解決了VGA信號轉換成

12、視頻SDI信號的掃描速率轉換和編碼。如圖3圖3 網絡系統二）演播室的音頻系統設計主要考慮了直播時系統的可靠性。我們采用了雙備份。整個系統選用了英國的VENICE 320調音臺和備用的SONY的MXP-210調音臺。當主調音臺發(fā)生故障時，則由備用調音臺應急切換。主備信號由二選一切換選擇。由于視頻信號比音頻信號的傳輸鏈路長，且鏈路上有較多的視頻設備，因此視頻信號相對音頻信號就會產生累積的時間延遲，經過泰克VM-700T測試，發(fā)現視頻信號對音頻信號會產生40MS延時，因此我們在音頻的PGM總線上加了一個音頻延時器，這樣就保證了視頻和音頻的同步。 （三）通話系統選用的是CLEAR-COM的系統，是由一

13、套通話主站（供導播使用）和3套通話分站（供燈光系統、音頻系統、視頻系統調整時使用）組成。通話主站與本臺播出部總控現有的TELEX 矩陣通話系統連接，實現導播室和播出部總控、分控通話系統對講，與3路演播室攝像機對講，與4路播音員單向通話，與2路電話接入耦合器連接,為演播室與新聞衛(wèi)星直播報道車或電話連線報道提供可靠的電話連線通話，與2路遠程公安局控制系統通話，2路與本臺其他兩個演播室相連接，實現與這兩個演播室互動直播，通話分站均須能向演播室單向鍵控呼叫，能與4路播音員單向通話，與3路攝像員對講通話。該通話系統具有方便、快捷選擇（矩陣切換式），通話質量高，抗干擾能力強，實現了多方自由實時通訊，提高了

14、直播的應變調度功能，確保安全播出。 四. 演播室具體應用 下面我們具體介紹在該演播室中是如何實現伴您平安行節(jié)目中要求的模擬兩個演播室場景的。 首先，在市公安局交通指揮大廳架設一臺攝像機，通過光端機將指揮大廳的全景信號傳到演播室，通過演播室的LEITCH16X16SO調度矩陣將信號調入色鍵器，做為模擬指揮大廳演播室的背景，進行摳像。其次制作一個虛擬演播室場景調入另一臺色鍵器，做為模擬電視臺演播室的背景，進行摳像。兩臺色鍵器的輸出信號進入SONY MFS-2000切換臺，通過切換臺的1.5級M/E控制面板模擬出兩個演播室的連線。在演播室內主持人可以通過點評系統對實時交通路況和110指揮中心提供的信息進行點評。 五. 演播室指標 本演播室在完成系統集成后經廣電總局測試，該系統的視頻通道數字接口特性符合GB/T17953-20004:2:2數字分量圖像信號的接口和GB/T14857-1993演播室數字電視編碼參數規(guī)范的要求；模擬通道視音頻指標符合GY/T1