广州电视移动直播车视音频系统设计和集成

肖幸伟

（广州广播电视台 发射传送部，广东 广州 510010）

1 项目概述

广州广播电视台数字电视移动演播直播车的系统设计应具备功能完备、兼容扩展性强的特点，并符合国家有关数字电视标准，按照数字化、网络化、智能化、模块化的设计思路，满足安全、完善和快捷操作的直播要求。

广州数字电视移动演播直播车项目主要是配置一台可在移动中实现电视直播功能的直播车，要求有：电视直播演播室功能；视音频切换、录像、放像功能；电视信号移动传输覆盖；通过可靠技术手段和技术方式在市区范围内实现移动过程中同步传输信号；在发生突发事件时能实时将现场信号传输至与电视台连接的各指挥中心。

该车能实现个性化资讯服务、突发事件信息传输、简单要求现场直播等功能。直播车分为车体、视音频系统、车载发射传输系统、接收回传系统等子系统。本文只介绍视音频系统设计和集成。

2 系统设计和集成

本项目要求配置一套3讯道车载演播室视音频系统，系统以飞行箱的方式安装，按照数字电视移动演播直播车视音频系统集成项目技术要求进行系统设计和集成。

2.1 视频系统

视频通路主要分为两大部分，如图1所示，一部分以视频切换台为中心的主通道，另一部分是以16×16矩阵为中心的应急通道。摄像机信号、录像机信号、硬盘录像机信号、字幕机信号、外来经延时器或帧同步机信号和同步发生器信号等分别接入视频切换台和数字视频矩阵，视频切换台的输出信号和视频矩阵的第一路输出信号经帧同步板和加字幕后，再经视频2选1开关接入数字视频分配放大器，它输出4路供给外部接口板SDI输出，一路供给微波发射机主输入，一路供给视频矩阵IN12输入，一路供给车载移动发射机编码器输入，一路供给PGM监视用。

图1 视频系统方框图

CCU输出、帧同步机输出、录像机输出、硬盘录像机输出、字幕机输出、延时器输出均可由4联4液晶显示器监看。系统还有跳线排作为主通道和应急通道的信号调配和技术监测，因此在直播和节目录制过程中可方便地跳开故障设备而不影响正常操作。与此同时，为了增加系统的安全性和可靠度，预留增加备份视频2选1切换开关、备份同步发生器、备份4联4液晶监视器的功能。

2.1.1 系统信号源

系统信号源设置如下：

1）视频系统设计配置3讯道，包括1台便携式演播室摄像机、1台摄录一体机（配合万向微波系统使用）、1台室外摄像机（安装于车顶）。

选用1台14 bit标清广播级演播室摄像机BVP－E30P，适配器选用CA－590P，控制单元选用CCU－590P，遥控面板选用RCP－750。该摄像机运用ADSP数字处理技术，画面质量异常出色，CCD单元采用120万像素POWER HAD EX CCD，灵敏度达到F11，水平清晰度达到900线，信噪比达到65 dB，调制深度超过80%，拖尾电平达到－145 dB。

万向微波系统的发射单元采用Gigawave产品，其发射频率范围为2.1～2.5 GHz，发射功率为100 mW，信号传输方向为水平全向/垂直半球，输入视频信号为SDI/CVBS/BARS，输入音频为模拟，平衡600 Ω，嵌入音频，本机测试1.8 kHz，整机功耗为18 W，直流电源来源为摄像机电源/外接电源（如摄像机电源适配器），工作电压范围为11～16 V。信道调制方式为COFDM DVB－T 2k（编码正交频分复用）。

室外摄像机采用Panasonic的AW－E750MC，总像素大约为795×596。信噪比为65 dB（开启DNR）。水平清晰度为850线（开启DTL，中央区域）。配备AW－PH650MC室外防雨防尘云台。配备AW－PB504MC功能卡，用于SDI接口设备的SDI输出卡。

镜头选用广播级内聚焦数字镜头Fujinon A18X7.6BERM－MC，其变焦倍率为18X。最小物距为0.6 m。配备半伺服控制系统MS－11。

2）系统设计配置2台帧同步机、1台带延时器、1块帧同步板用作外来信号扩展。

采用Leitch的X75－DPS575－2帧同步机。其具有模数、数模信号转换，上下、交叉变换和宽高比变换，模拟视频信号处理，自动时基校正，自动检测多格式（PAL－B，PAL－M，NTSC/SECAM），SDTV与 HDTV自动降噪等功能。

延时器采用波视TB2000D－EB，其带宽为6.0 MHz，视频取样频率为13.5 MHz，取样方式为4∶2∶2。

3）录、放像系统设计配置1台3通道数字硬盘录像机，1台单通道数字硬盘录像机，1台Digital BETACAM格式编辑录像机（兼容SP，SX，IMX等格式磁带重放）。

选用Thomson TURBO－1数字硬盘录像机，其为广播级3通道视频服务器，配备使用方便的功能软件。其具有一录两放通道，操作方便灵活。具有SDI视频输入/输出，模拟或数字音频输入/输出，独立的模拟音频单元。可以每路录两通道音频输入，每路放两通道音频输出。

数字BETACAM编辑录像机选用Sony DVW－M2000P。其数字BETACAM记录格式可兼容重放Betacam/Be⁃tacam SP/Betacam SX/MPEG IMX磁带。可记录4声道20 bit数字音频信号。

4）系统设计配置1台数字字幕机，要求性能可靠，操作方便，适合直播需要。本台选用了大洋电视图文创作系统（数字型）。

2.1.2 视频切换系统及周边设备

系统设计切换台为16路输入、8路输出、1级M/E的标清切换台，切换台主机及面板均要求配置双电源。视频切换台输入有CCU1输出信号、万向微波输出经帧同步机输出信号、车顶室外摄像机输出信号、CCU4输出信号、磁带录像机输出信号、主备硬盘录像机输出信号、字幕机输出信号、外接口板输入经延时器和帧同步机输出信号、同步发生器输出信号。视频切换台输出有：PVW MON信号，2路PGM信号分别送给2个视频2选1开关，1路SDI输出给字幕机，2路SDI输出给外接口板，2路SDI输出给16×16矩阵。

选用Sony MFS－2000作为视频切换器。其主输入为16路，SMPTE292M（HDTV），SMPTE259－C（SDTV）。主输出为8路，SMPTE292M（HDTV），SMPTE259－C（SDTV）。具有多格式配置。其利用成熟技术处理高清和标清的视频信号。1 M/E控制面板，19 in机架宽，12个直切键按钮，1 M/E配置提供了2个全功能键和2个下游键，每个全功能键都可以设置为线性键、亮键、色键和模式键，并且具有边缘调整和遮挡的功能。由于采用了专门的帧存，在调整键边缘宽度时不会有任何的键下垂，功能全面的M/E划像包括增强型划像模式，并且支持快拍和宏调用。拥有M/E和特技的快拍记忆功能。采用先进的宏调用功能，可以设计一系列的操作，进行编辑，然后设置到控制面板的按键上，用于今后便捷的调用。

系统设计配置一台16×16标清数字视频矩阵，主机要求配置主备双电源。该视频矩阵用作信号调度、技术监视，其中一个输出通道用作切换台的应急备份，此通道输出端应配置带帧存的键控器。视频矩阵输入有CCU1输出信号、万向微波输出经帧同步机输出信号、CCU4输出信号、磁带录像机输出信号、主备硬盘录像机输出信号、字幕机输出信号、外接口板输入经延时器和帧同步机输出的信号、FNL PGM1、FNL PGM2、F.B1信号、同步发生器输出信号。视频矩阵输出有：1路经帧同步板和键控器给视频2选1开关一的应急输入，1路给预留的波形监视器输入，1路给视频2选1开关二的应急输入，1路给磁带录像机输入，1路给备份硬盘录像机输入，2路给监视编码器输入，4路给画面分割器输入，5路给外接口板输出。

选用LEITCH的P16X16SRO作为数字视频矩阵。其SDI输入数量为16。信号类型为SMPTE 259M，SMPTE 344M，SMPTE 292M Signal Formats（HS only）。主机具备双电源，选用所配矩阵1路作为应急通道，在通道上配置了带帧存和单字幕数字下游键设备。

系统设计周边设备（包括视音频分配、D/A、帧同步板等）选用品质高、稳定的国际知名品牌，采用集成度高、可混插的机箱板卡结构。机箱双电源备份，安装有散热扇，可充分散热。设备模块化设计、方便检查和维护。

2.1.3 同步系统

同步信号发生器采用Tektronix的SPG300。它为车内的CCU1、CCU4、帧同步机1、室外摄像机控制器、磁带录像机、主硬盘录像机、备硬盘录像机、视频切换器、备硬盘录像机、16×16矩阵、编码器、帧同步板、键控器、预留波形监视器、主备微波设备提供黑场色同步信号作为同步源，同时为视频切换器和16×16矩阵提供测试信号，为字幕机提供数字信号作为基准。备份同步机SPG300通过ECO－4220来实现主用同步机SPG300在故障情况下的系统同步。

2.1.4 监视系统

主监/预监采用广播级8.4 in液晶监视器2台，SDI输入。4 in 4联液晶监视器2台，模拟复合输入，用于信号源的监看。8.4 in液晶监视器1台，SDI输入，用于主持人监看。4画面分割器及37 in液晶监视器各1台，用于车内壁挂监视器。

2.2 时钟系统

采用模块化时钟设计，各功能采用模块化方式。时钟系统采用GPS授时控制器的方式。工作区有1U双窗6位时钟显示，正计时显示和倒计时功能。

2.3 通话系统

系统设计导演区配置1台4通道通话主站，给摄像机等设备配备对应的2/4线转换设备1台，如图2所示。采用美国Telex的MCE－325作为4通道通话主站，Telex的SSA－324作为2通道2线/4线转换器。

图2 通话系统方框图

系统设计无线单向发射机1台，主持人的单向IFB腰包2套。采用Telex的TT－16无线单向发射机。无线IFB只听腰包选用TR－16。

系统设计无线对讲机系统为中继转发器1台，双工器（装入中继站）1套，无线对讲机4套。无线对讲系统设计要求能够接入通话系统，无线通信范围半径大于300 m。中继转发器选用Motorola的GR3118。无线对讲机选用Motorola的GP328。系统配置无线对讲机系统收发天线及安装附件。

2.4 音频系统

系统设计设备与视频系统配套，符合立体声广播级标准要求。音色应符合专业人员的主观评价要求。系统结构类似于视频系统，同样由1个调音台和1个音频矩阵为中心的设备组成，如图3所示。采用稳定可靠的模拟系统，调音台的音源输入可分为3个部分：第1部分为MIC输入，1路车内MIC信号，2路车外MIC信号，预留1路MIC信号，它们都以提供现场拾音；第2部分为LINE输入，1路为磁带录像机输出信号，1路为外接口板输入经延时器输出的信号，1路为CCU1 MIC输出信号，由摄像机提供现场音频信号；第3部分为主备硬盘录像机和外接口板输入经帧同步机输出的音频信号。调音台的输出信号也可分为3个部分：第1部分为监听MON信号，这部分信号被送至2个监听音箱；第2部分为MIX信号，这部分信号被送至立体声音频2选1开关，并送至音频分配放大器，经分配放大器分配后被送至微波、主备硬盘录像机、磁带录像机、DVD和INTERCOM使用；第3部分为AUX信号。音频矩阵的输入为磁带录像机和DVD输出音频信号。

图3 音频系统方框图

系统设计采用广播级模拟调音台1台，模拟输入8路以上，4个立体声输入，不少于8个输入物理推子，具有3个辅助输出。调音台应界面简洁，操作简便。系统配置1台8×8模拟音频矩阵带面板作为备份。监听采用专业有源监听音箱1对及高质量监听耳机1付。现场拾音传声器2个。

模拟调音台选用英国SOUNDCRAFT的FX8，具有8路模拟输入，4路立体声输入，多声道记录的直接输出，4个AUX输出，8个输入物理推子等功能。其拥有专利Ul⁃traMic传声器放大器。内置广播级的Lexicon莱思康效果器，双效果，可编程，可修改参数。

模拟音频矩阵选用挪威NETWORK的A0808CP。其为8×8模拟音频矩阵，机身带面板。

2.5 接口系统

系统设计考虑了与其他系统的级联，包括视频、音频、Tally、通话、同步、时钟和计算机网络接口。转播车外接口盘视频输入为1路数字外来输入、1路BB黑场信号输入。转播车外接口盘除了配置常规接口外，还包括1个三同轴接口盘（该接口可内连CCU，外连电缆盘上的三同轴电缆）。考虑到今后的发展和灵活的配置，外接口盘预留足接口。视频有数字和模拟输入接口、数字和模拟输出接口。音频有模拟输入接口、模拟输出接口、传声器输入接口、综合电缆接口。联络有Tally、通话、电话、时钟和网络接口等。

2.6 飞行箱

直播车内所有设备箱体采用国内知名品牌，550 mm深6RU 19 in标准机柜箱4个，550 mm深8RU 19 in标准机柜箱8个，所有箱体配备相对应的带轮滑板车，可固定于直播车内。

2.7 系统集成

项目由具有丰富的集成经验、并完成过同等规模工程项目的系统集成项目的集成商完成。系统按3讯道设计，并预留一路数字万向微波的接入通道。系统安装要求合理、可靠，视音频电缆、视音频连接器、视频跳线、连接头、音频跳线及工程辅料等均采用国际名牌产品。并与车体改装厂合作良好，施工工艺精良。要求布局科学，布线合理规范，线号清晰。

3 总结

广州数字电视移动演播直播车于2009年5月基本完成安装并进行试用。这一全新的模式开创了电视业界移动演播直播的先河，在每场移动直播的过程中都得到上级领导的极大关注和指导。一年多来，本台数字电视移动演播直播车圆满完成了一系列全国各省市党政考察代表团移动直播接待任务，尤其是在广州亚运会、亚残会火炬在中山传递、佛山传递和广州传递等重大节目中发挥了重要作用，多次受到上级领导的肯定和赞赏。