安徽广电新中心公共频道演播厅视频系统简析

2015-06-20郑振

电视技术 2015年6期

关键词：演播厅演播板卡

郑振

（安徽电视台，安徽合肥 230001）

安徽广电新中心公共频道演播厅视频系统简析

郑振

（安徽电视台，安徽合肥 230001）

安徽广电新中心全新搭建的260 m2公共频道新闻直播演播间，在创建伊始即从设计理念、系统框架、设备构成等方面进行了全方位的论证考量，相对于以往的演播厅建设及构成而言有了质的飞跃。着重介绍安徽广电新中心260 m2公共频道演播厅的视频系统构成及其相关周边，并对该视频系统在试运行期间所暴露出的问题及时做出分析调整，从而确保该视频系统构成的最优化。

高清视频系统；演播群；高标清格式融合

安徽广电新中心位于安徽省合肥市政务新区天鹅湖畔，作为合肥市的地标性建筑，该中心的正式投入使用标志着安徽广电事业的发展进入了承前启后、继往开来的全新阶段，在安徽省广电事业的发展史上具有里程碑意义。作为其全新搭建的公共频道260 m2演播厅系统在实现全高清信号播出的同时，结合实际工作需要恰当引入演播室群组设计概念，在实现各演播厅之间信号共享、信息共存的同时兼顾系统高标清信号格式融合能力，从而使该260 m2演播厅视频系统具有信号格式兼容能力强、信源调度灵活多变、系统升级冗余充足等特点。

1 演播厅设计布局

首先简单介绍一下公共频道260 m2演播厅，该演播厅主要承担了安徽台公共频道各类民生类新闻节目的日直播活动及针对突发的事件的应急直播任务，系统直播工作时间长且面临的节目样式多变，因此对系统的各项保障工作提出了很高的要求，演播厅布局如图1所示。

图1 演播厅整体布局

从图1可以看到，该演播厅由导控区、演播区、机柜区3个区域构成，在以往的演播厅系统布局设计当中，由于受到空间的限制，通常将演播厅的导控区与机柜区放置于同一空间内，虽能有效节省设备占用面积，但也造成了工作人员对各类设备正常工作所需环境的不适，特别是冬季单位供暖启动时演播厅内外温差湿度变大，极易出现结露现象，严重时导致设备打火，存在较大的安全隐患。所以在该260 m2演播厅设计之初，即要求将机柜区独立于导控区之外，并将所有相关视频设备主机置于独立的机柜区内，并单独配置空调及消防系统，在保障各设备安全运行的同时避免工作人员对环境的不适[1]。而从图1可以看到，为丰富节目形式以便给电视受众群体带来更好的视觉享受，该演播厅的演播区划分为直播区和访谈区两大部分，摄像机布置于两大区域周边，机位布置灵活多变，可以保障两大区域在同时直播时的机位调度，通过在演播区内配置LED屏、触摸控制屏并辅以大屏渲染器以强化节目内容，并由演播区内设置的近/远端接口箱来满足大屏的各类信号接入。

考虑到公共频道作为安徽省地面应急频道，承担着大量突发事件的直播任务，为最大程度上保障系统运行，针对公共频道演播厅的视频系统置镜像配置了另一个备份演播系统，如图2所示。

图2 演播厅镜像配置系统布局

从图2可以看到，圆实线区域即为公共频道演播厅导控和机柜区，圆虚线区域即为对应的系统镜像区域，两个视频系统共享机柜区，而自身系统设备主机机柜均各自独立，圆虚线部分的镜像演播厅从系统框架，硬件配置到设备布局均与红线内的公共260 m2演播厅系统一一对应，且相关硬件设置均保持一致，最大程度上确保了直播安全，而备份演播厅的演播区则根据节目方需求进行相关布景工作，用于其他节目的录制工作。

在此次安徽广电新中心260 m2演播厅建设当中，首次引入了演播群的设计概念[2]，相对于以往各自独立的演播厅视频系统，通过在各系统自身矩阵前端设置分控矩阵来实现各视频系统间的信号共享，群内信息共存等功能，促进了系统之间的深度融合，如图3所示。

图3 演播厅群间矩阵配置拓扑结构

如图3所示，安徽广电新中心到目前为止共建设了7个260 m2演播厅，共计4个演播群，其中2个演播群已正式投入使用承担直播任务，而公共频道260 m2演播厅和与之对应的镜像系统被命名为B2演播群，下辖对应的B2A与B2B两个演播厅，投入使用的2个演播群可通过分控矩阵获取节目播出所需的播出部或对方的实时信号，在此本文就不做赘述。

2 视频系统结构

在介绍相关布局后，下面将重点介绍该演播厅的视频系统。该高清视频系统以Kahuna高清制作切换台为核心并以HARRIS矩阵为核心备份，通过使用HARRIS周边模块作为视频信号分配处理后端，并通过相关应用软件实时更改监看HARRIS机箱中各视频板卡的设置及状态，该视频系统前端采用4台Ikegami-79GX高清摄像机并以3台座机加1个摇臂的形式进行现场配置，通过大洋播放服务器播出高清素材，但在演播厅建设过程当中考虑到地面频道对高清电视节目制作的实际需求，因此所有视频系统核心处理设备均要求具有高标清格式融合能力，其视频系统最初设计如图4所示。

通过图4可知，公共频道260 m2演播厅视频系统在集成过程当中考虑到播出部对信号格式的实际需求，配置相应的下变换板卡XHD6801+D将系统前端的HD-SDI信号下变换至SD-SDI格式以满足播出部要求[3]，而整个视频系统拓扑结构在满足正常的视频主备通路音频加嵌需求的同时，单独于HARRIS矩阵环接1路HMX6801+B4D音频加嵌卡用于丰富信号格式及信号的灵活调度。考虑到此次配置的HARRIS键控器具备断电直通功能，为确保极端情况下的系统应急，因此矩阵输出两路至键控器以确保当键控器掉电时的EMG信号输出。从图4可以看到该视频系统配置相应的HD/SD视分板卡并辅以大屏幕渲染器，通过配置在演播区内的视频接口箱，灵活地选择视频信号来源及信号格式，以满足演播区内的各类大屏的需求。

图4 视频系统初始结构

公共频道260 m2演播厅视频系统设计容纳6路外来信号，并根据节目需求留有冗余，其外来信号由分控矩阵统一调度，演播厅自身配置的HARRIS矩阵负责外来信源的选取，其音频解嵌工作由HARRIS X85帧同步机及SFS6803+D帧同步卡完成，考虑到切换台的实际直切路数限制，因此将矩阵的两路输出作为切换台的两路直切输入，通过将HARRIS矩阵视频输出接至HARRIS画面分割器以满足监看需求，并显示在导控区的监看屏幕墙上，方便节目方的信源选取，并且该视频系统为保障在应急情况下的正常播出，因此通过GPI触发实现切换台与矩阵联动以做到系统应急时信源的无缝链接。该视频系统由Tallyman设备实现动态Tally显示，并通过格非监控软件对演播厅内所有支持SNMP协议的视频设备及板卡进行状态监控。

随着全台网建设的进行及栏目方的实际需求，该演播厅视频系统信源部分最终采用了高标清共存的模式[4]，整个视频系统的制作播出信号以标清为主，其中高清摄像机输出的HD信号由切换台进行下变换处理，而2台大洋播出服务器则统一输出标清信号并互为主备，通过设置应急播出服务器以确保在极端情况下的系统应急，通过使用大洋硬盘录制工作站对现场各类PGM信号进行录制，并额外设置3台SONY IMAX录像机和两台SONY蓝光录像机作为节目的播出录制备份。

3 视频系统试运行

在公共频道260 m2演播厅视频系统搭建完成以后，进行了为期数周的系统试运行工作，在前期试运行过程当中发现如下几个问题：

1）HARRIS VSM6800画分板卡经常不能正常加载数据信息，导致技监区工作人员无法监看4台摄像机信号，只能通过矩阵一一进行信号调度，此问题暴露后通过更换相关板卡解决。

2）在试运行过程发现Ikegami-79GX高清摄像机CCU经常不能正常启动，后发现其保险丝烧毁，更换配件后仍无法正常工作，已返厂维修，其故障率较高，对直播而言有一定的安全隐患。

3）HARRIS DSK外置键控器无法记忆软件设置值，设备断电后即恢复默认设置，导致EMG信号不同步，以致每次系统加点时均需通过HARRIS相关软件手动设置其GENLOCK才得以恢复正常，此问题尚待解决。

4）由图4可知，该视频系统信号经由数块板卡处理后输入至系统终端光发模块，以致整个视频系统主备播出通路环节过于复杂，不利于系统故障时快速排查。

4 视频系统结构升级

针对视频系统在试运行期间所暴露出来得系统后端结构过于复杂、通路环节过多等问题，提出4个改进方案。

4.1 方案一

该升级方案将下变换卡XHD6801+D的输入由原来的音频加嵌卡HMX6801+B4D的输出调整至高清视分板卡DA-H6802+D的输出，其余板卡位置不变，如图5所示。

图5 视频系统结构改进方案一

此改进方案对日后视频系统进行全高清信号播出不会有任何影响，但未能简化视频系统主备播出通路信号流程环节，反而增加了信号处理过程，与预期的改进目标不相符合。

4.2 方案二

由于演播厅视频系统信号流程已全部采用标清格式，为简化视频系统主备通路的信号流程环节，将原高清视分板卡DA-H6802+D的输入端由音频加嵌卡HMX6801+B4D的输出调整至下变换卡XHD6801+D的输出，其余板卡位置不变，如图6所示。

图6 视频系统结构改进方案二

由图6可知，该系统框图相对于原视频系统框图图4而言，其主备播出通路信号流程环节虽然有所简化，并且对日后系统进行全高清信号运行不会有任何影响，但考虑到下变化板卡的实际运行状态并不是非常稳定，且高清视分板卡DA-H6802+D的输出涉及到大量现场监看，一旦出现问题会严重影响直播的顺利进行。

4.3 方案三

考虑到其他演播厅下变换板卡在实际运行中的工作状态，因此将光发模块SOS的输入端由原下变换卡XHD6801+D的输出调整至高清视分DA-H6802+D的板卡输出，其余板卡位置不变，如图7所示。

图7 视频系统结构改进方案三

该改进方案试图降低下变换板卡XHD6801+D可能给直播带来的安全隐患，并且对日后系统进行全高清信号运行不会有任何影响，但是视频系统主备播出通路环节依旧较为复杂，不利于故障的迅速排查解决。

4.4 方案四

此种方案系统构造改动最大，首先将下变换卡XHD6801+ D的输入由原来的音频加嵌卡HMX6801+B4D的输出调整至高清视分板卡DA-H6802+D的输出，将光发模块SOS的输入端由原下变换卡XHD6801+D的输出调整至音频加嵌卡HMX6801+B4D的输出，其余板卡位置不变，如图8所示。

相对于前3种方案，该系统后端改进方案在保证视频系统主备播出通路信号环节最简化的同时，也确保了日后视频系统全高清信号的正常运行，并且最大程度上保障场内大屏工作所需的各类格式信源以及现场技术监看，通过将工作状态并不稳定的下变换板卡置于系统末端，最大程度上确保系统的稳定运行，其结构如图9所示。

图8 视频系统结构改进方案四

图9 视频系统优化后的结构框架

通过对第4种改进方案进行详细的分析并结合演播厅实际，确认该方案在系统应急时能迅速有效地判断问题所在，并根据系统结构分析得出如下快速判断结论：1）当技监显示两路光发端监看均故障时，可基本确定故障源出处为信号源或切换台。2）当技监显示一路光发端监看故障而另一路光发端监看正常时，可基本确定故障源为加嵌卡。该应急方案已在数次系统应急中发挥了关键作用，确保了直播安全。