数字电视硬盘播出系统的设计与实现

2015-04-13郭丽娜

中国科技纵横 2015年3期

关键词：节目单视音频硬盘

郭丽娜

(河南有线电视网络集团有限公司濮阳分公司,河南濮阳　457000)

数字电视硬盘播出系统的设计与实现

郭丽娜

(河南有线电视网络集团有限公司濮阳分公司,河南濮阳457000)

本文就当前电视技术发展方向及城市电视台播出系统现状,结合电视台现有播出系统的特点和存在的问题进行分析,介绍电视台硬盘播出系统重建的设计理念与实现。

播出系统系统设计服务器

1　硬盘播出系统概述

硬盘播出系统采用嵌入数字音频的视音频链路为基础，以硬盘阵列存储为中心，以全硬盘播出服务器为核心，采用计算机控制。播出方式为盘带结合，以硬盘播出为主，录像机作为应急备份，由视频服务器、上载/审片、播控、预监时、时钟系统和数据库服务器等子系统组成。系统采用技术成熟和高质量设备，安全可靠，无单一崩溃点，充分满足两个频道每天24小时新闻、广告、电视剧、文艺专题、转播、直播、插播的播出，实现系统控制自动化，具备600小时以上节目的存贮空间。对关键设备备份、数据冗余，有相应的延时播出、信号情同步监视、预警报警、应急控制等安全措施。用户操作界面简便、灵活，易于维护。播出通道的视频、音频、同步等系统指标符合电视中心播控系统数字播出通路技术标准(GY/T165-2000)。系统整体及与之配套的设备均应具有明显的技术先进性和良好的前瞻性，系统应具备充分的频道扩展性、足够的通道带宽调整空间，以适应未来数字电视制播要求。

2　系统设计与实现

硬盘播出系统由硬件和软件两大部分组成。

2.1硬件系统

硬件设备的选型非常重要，它直接关系到系统的性价比。每个台的实际情况不一样，硬件系统配置考虑也有所不同。对中小型电视台来说，在指标满足相关标准的前提下，还要考虑经济成本和系统能适应近几年的业务发展要求，并确保系统在今后较长一段时间内留有扩展余地，能为全台网实现互联互通提供标准化接口。下面就对电视台播出系统核心硬件的选型和性能进行简述。

2.2视频服务器

数字硬盘播出系统的核心设备是视频服务器。视频服务器的选型最能体现整个系统的性价比。进口视频服务器一般性能优越、稳定性强，但价格较贵。国产视频服务器成本较低。随着近几年的发展，国产视频服务器的硬盘质量、稳定性、磁盘阵列的容错功能和播出功能等都已经有了很大的提高，而且管理和维护费用较少。可以满足各市县级地方电视台的需求。鉴于当前视频服务器的技术，需要更新的设备多，资金有限的特点，我们对国内视频服务器进行了比较后选择格非公司的视频服务器。格非公司的 MagiStream是一款将MPEG-2编码器、解码器结合为一体的多通道视音频服务器，该视频服务器支持热插拔电源，支持热插拔的Raid5磁盘阵列、热插拔的风扇。MagiStream视频服务器采用嵌入式操作系统，从硬件结构和操作系统上充分保证服务器稳定工作。MagiStream视频服务器具有开放式软硬件平台和标准接口协议，性能稳定，灵活方便。M agiStream视频服务器内置1G光纤Ethernet网络接口和100M Ethernet网络接口，具有强大、方便的联网功能。

2.3二级存储

硬盘播出系统发展到如今，其功能已变得越来越全面，所涵盖的内容也越来越广泛。硬盘播出系统服务器的存储空间有限，素材无法大量存储，于是播过就删除，再播出又再上载，重复工作造成人力的浪费。加上视频服务器价格相对昂贵，将大量的节目素材均存放于视频服务器势必大幅度提高成本。而且节目中有相当多的一部分素材需要共享和长期反复使用，如广告素材、栏目、公共宣传片、不同频道不同时间播出的电视剧等，视频服务器多频道节目素材共享困难，还有多重角色的扮演让服务器负荷过重，效能低下，于是视频服务器不适合建立大量的存储空间。综合考虑在建立新系统中引进了二级存储。二级存储在功能上已经涵盖了播出服务器近线存储功能;内容浏览(文件级审看)功能;向视频服务器迁移素材功能;完成二级存储素材生命周期管理功能以及实现与将来的新闻直播网、制作网及全台网的连接。二级存储系统作为正常播出流程中节目素材文件中转、存储、分发的重要环节，对于其稳定性、可靠性都有极高的要求，能提供稳定的大数据量的文件读写带宽，有完备冗余备份措施，确保正常工作。引进二级存储后节省了大量的人力，减轻了工作人员的工作量，提高了视频服务器的运行稳定性。

2.4上载编单审片工作站

素材上载是将节目素材通过采集方式存储于服务器或盘塔的硬盘中供播出使用。上载是根据总编室给出的节目单进行素材采集工作。包括素材采集和素材编辑，可以将采集的节目直接进行审片操作，并且支持在上载素材的同时对已上载的素材进行编辑审核。

2.5播控工作站

播控工作站是硬盘播出系统的关键环节。系统采用了主备镜像两套视频服务器并行工作的方式运行，一旦主视频服务器出现故障时，备视频服务器立即启动，完全接管主播工作站的所有工作。应急播出能做到同步切换，无延时。播出工作站主要用于播出节目单在线和离线编辑、制作，以及向各种相关设备发出相应的各种控制命令。硬盘输出、外来信号、测试卡信号均在播出服务器的控制下实时完成。播出工作站可据此进行节目单的全自动播出，无需人工干预。在一个播出表播放结束后，系统还将把实际播放的内容形成记录表，保存到数据库中，用户可在控制台中方便地查询。

2.6外设及周边设备

根据实际在原系统上配齐补足系统所需周边设备，每个频道配置有字幕机、台标机、键混器、切换器、2×1应急切换器、音频响度控制器、视音频加嵌解嵌、视音频分配器、监视系统等。键混器的3路键都具有软切换功能，可由软件控制上下，其中2路键分别用于控制台标与字幕信息的叠加，能够对叠加图文进行有效增强，去除闪烁等缺陷。切换器选用双时基切换器，避免切换时画面跳动，格非硬盘播出系统采用了主备切换器，当主切换器出现问题或需维护时使用，备切换器切换接管主切换器的所有工作。视音频加嵌解嵌、周边设备机箱支持视音频分配器等板卡的混合插入。

3　软件系统设计

软件是整个硬盘播出系统的重要组成之一。优质可靠的硬件设备选定后，硬盘播出系统的安全性以及播出质量、播出实效更大程度地取决于播出系统软件。软件要考虑随硬件的发展更新易于升级及兼容，支持第三方软件的应用，支持主流的国际标准协议。

(1)总编室节目串联单是播出节目上载、迁移和播出工作站进行正常工作的操作依据。节目单编辑界面主菜单包括有:节目单、编辑、查询、查看。

(2)上载软件将播出节目通过采集后存储到服务器或盘塔。上载软件的自动技审可将节目播出隐患防范于流程前端。检测到的信号差错，如黑场、彩底、静帧、静音等可提供相应的报警信息。系统可以根据用户实际情况设置报警域值。系统预置了模板功能，应对不同的上载素材，同时还具备强大的模板学习功能。

(3)播出软件将通过审核的节目编辑制作成播出节目单，并通过播出节目单向各相关设备发出相应的控制命令。节目播放结束后，系统将把实际播放的内容形成记录，保存到数据库中。播出软件具有精确的计时和切换触发机制，能够完成各种信息处理和控制动作。播出界面包含三部分，在线编辑、在线播出、离线编辑三部分。在线编辑是对当天播出内容作修改，包括内容的增删、验证、播出方式及播出设备的改变;在线播出是播控界面，完成对播出内容的监视、控制及应急处理等;离线编辑是对当天以后节目的修改，完成内容的增删、验证、播出方式及播出设备的改变等。

(4)素材迁移服务软件是将素材由任意的存储设备向没有此条素材记录的其它存储设备中迁移的软件。素材迁移软件由迁移服务程序、迁移代理两部分软件构成。迁移软件正常工作时需将迁移服务程序与迁移代理同时开启。