专业光盘技术在电视台新闻制播系统中的应用

2015-07-02林希文林华淼

电视技术 2015年4期

关键词：录像机制播光盘

林希文，林华淼

（泉州广播电视台，福建泉州 362000）

专业光盘技术在电视台新闻制播系统中的应用

林希文，林华淼

（泉州广播电视台，福建泉州 362000）

简要介绍了泉州广播电视台新闻的制播情况，同时结合新闻双盘制播的技术要求，介绍了RS-422 9芯控制协议、专业光盘技术及其在泉州广播电视台新闻制播系统的应用。该制播系统使用以来一直运行良好，满足了泉州广播电视台对新闻主备播的要求，提高了新闻播出的安全性。

新闻；专业光盘；时码；主备制播

电视新闻节目在电视台节目播出中占有十分重要的地位。新闻节目的采集、编辑、制作、播出是一个系统的工作，要保证节目质量，各环节需要共同努力，也要拥有一个好的硬件平台，泉州广播电视台新闻演播室是以新闻直播来设计的，由两个标清演播室组成，两个演播室互联互通，互为备份，并配备了SNG卫星车。泉州广播电视台每天有7档新闻，每天新闻播出约370 min，播出量在全国地市台名列前茅。而针对一些重大事件如台风等，使用SNG卫星车全天候进行随时插入直播。但泉州广播电视台日常新闻还是采用录播方式，为了保证新闻的时效性，都以“准直播”来录制。电视新闻节目从选题、内容、画面、声音等各方面反映了其真实性、严谨性以及政治性。新闻录播可以避免文字、图表等细节语言上的错误，使画面信息与文稿内容准确、贴切地配合，做到声画信息正确地说明文稿的信息；及时发现某些方面不足的素材或素材中画面不理想的地方，进而做到及时补救，丰富画面信息；而且重要新闻可以随时插入编辑，这样能准确、有针对性地传递新闻信息，使节目的编辑和排序符合观众熟悉的报道方式，制作出高质量的新闻节目。

泉州广播电视台新闻以“准直播”要求来录制，所以一般都是临播前几分钟播出带才送到播出中心，这样来不及上载，只能用录像机播出。而录像机的机械系统存在故障点，单带播出风险较大，不能很好地保证新闻的连续安全播出，是个单一故障点。因此提出对新闻进行主备双带播出，减少单带播带来的风险。主备双带播出要求新闻节目制作出两盘一样的播出带，这就要求一个编控器能同时控制两台录像机，能进行组合插入编辑，而且两盘带子的时码和声画要一致。

方案确立后，开始对台里的编辑设备进行试验，首先选择传统磁带录像机MSW-2000和PVE-500编控器。根据主备双带播出的要求，从PVE-500编控器的RECORDER控制口同时并出2条9芯控制线控制2台MSW-2000。试验结果发现2盘带子编辑入点的画面和声音无法一致。传统磁带录像机的TC码是采用专门的电路对应每一帧图像在磁带上记录一个时间地址，使每一帧画面对应一个时间码。而磁带在运行中由于摩擦的不稳定、供带边张力的变化等因素会导致走带速度不一样，导致2台录像机编辑入点的画面和声音不一致，所以传统录像机无法满足双带播的要求。后来泉州广播电视台引进了专业光盘设备，其文件存储的方式与传统磁带不一样。选择专业光盘录像机PDW-1500和编控器RM280进行试验。RM280编控器的RECORDER控制口同时并出2条9芯控制线控制2台PDW1500，专业光盘录像机的时码能快速定位，且帧精度高，实现了两盘带子的编辑入点的画面和声音一致，也能进行组合插入编辑，满足了双带播的要求。据了解，其他非磁带记录介质无法像传统的对编一样实现声音或画面的分离插入编辑。本文将对制播系统、主备双盘的录制及播出进行一一阐述。

1 主备双盘制播系统的技术需求

在设计该系统时，重点考虑了系统在投入经济性、运行安全性、介质互换性、使用习惯性等方面的问题，通过调研和论证，决定以SONY的XDCAM专业蓝光盘为基础组建制播系统，该制播系统在制作端实现双录机组合插入编辑，在播出端实现双机单控及双机双控。主备双盘制播系统需要录像机的时码快速定位以及一个422接口能同时控制2台录像机，这些功能的实现得益于专业光盘的技术和RS-422 9芯控制协议。

1.1 专业光盘的技术特点

1）专业光盘采用素材交换格式[1]（Material eXchange Format，MXF）作为视音频素材的统一文件格式，同时专业光盘能记录多种元数据，这些数据可为处理过程搜索数据提供便捷。XML文件包括UMID（通用素材标识）和Essential Mark（关键帧标识）等。UMID由通用的、独有的号码和素材号码组成，可用于记录素材的识别。

2）由专业光盘的记录原理可知，它采用相变记录，物理特性极为稳定，记录的信息安全性大为提高，可以进行多次记录和擦除，如图1所示。

图1 专业光盘记录原理

3）专业光盘使用了蓝紫色激光技术来达到更小的激光点。光的波长随着颜色由红变为蓝而变得更短，普通DVD使用波长为605 nm的红色激光，XDCAM专业蓝光盘使用波长为405 nm的蓝紫色激光。镜头聚焦使激光点变得更小。镜头聚焦的能力用NA（数值孔径）来衡量。普通DVD使用了0.6光圈的镜头，而专业光盘装备了0.85光圈的高性能镜头。蓝紫色激光和高性能镜头使光点尺寸降低到DVD的1/5，从而实现了高密度记录。其数据传输率（写操作）为每个光头71.93 Mbit/s，而PDW-1500采用双光头，其数据传输率可以达到144 Mbit/s。XDCAM所采用的蓝光光头组件均为KES-110A，其结构如图2所示。

4）快速时码定位

图2 KES-110A光头结构图

快速时码定位是实现双盘制播系统的关键。传统磁带录像机采用的是机械走带系统，当它接收到EDIT指令时，伺服系统先锁定，还要进行带速稳定调整，再通过走带找到预卷点，所以无法快速时码定位，也就无法保证接收到指令后2台录像机精确同步到预卷点。而XDCAM专业光盘录像机接收到EDIT指令后，2台录像机立刻就能精确同步到预卷点。这主要是因为专业光盘录像机具有以下特点：首先，专业光盘采用文件存储方式，每帧素材的视音频信号、时码等元数据都是以文件形式记录在专业光盘里，专业光盘中的数据包括Clip，Edit，General和Sub这4个系统文件目录，Edit存放的SMIL和XML文件与EDL相关，文件存储方式使录像机实现快速时码定位；其次，专业光盘录像机还有1个处理能力极强的CPU以及大量缓冲器内置于录像机中，录像机在接收到EDIT指令之前，能通过快速运算把相应的视音频信号、时码等元数据存入缓冲器中，而当接收到EDIT指令后，根据缓冲器预读信息，光盘驱动器控制蓝光头迅速找到预卷点。而且专业光盘录像机有强大的伺服跟踪系统，它可以减少光头从记录轨迹上失锁，减少寻迹的错误，保证精确快速预卷。

1.2 RS-422的9芯控制协议

SONY RS-422的9芯控制协议[2]是在专业电视领域广泛应用的一种现场控制协议。编辑控制器通过RS-422的9芯控制协议对2台录像机进行控制及时间码等信息的传输。

RS-422是平衡总线传输，它使用两对总线分别发送和接收，根据两条传输线之间的电位差来表示逻辑状态，传输速度提高到10 Mbit/s，抗干扰能力也大大提高。RS-422标准允许在相同的传输线上最多连接10个接收节点，这些接收节点只有一个接主设备，如图3所示。

基于RS-422标准，SONY建立了自己的高层通信协议，就是SONY RS-422的9芯控制协议，它规定相互通信的主、从设备采用9芯型连接器相连，其针脚定义如表1所示。

2 主备双盘的录制

XDCAM设备可以提供独立运行的线性编辑模式，提供素材粗编、快速节目制作等功能。泉州广播电视台新闻栏目的制作一般是先将所有外拍的素材送到非编网络进行编辑，编好的新闻进行打包通过全台网送到主备播出服务器，最后在演播室内进行串编，并把成品节目记录在专业光盘里。泉州广播电视台使用RM280+PDW1500录制主备2盘新闻节目，图4为该编辑系统的连接示意图。

图3 RS-422标准

表1 9芯型连接器针脚定义

图4 编辑系统的连接示意图

SONY公司推出很多系列的编辑控制器，但大部分只能控制单录机。而BVE-2000编辑控制器是由微处理器控制的自动编辑系统，它可以连接、组合多种格式磁带录像机，可同时控制多台放像机，也可以同时控制两台录像机，泉州广播电视台以前没有引进该设备，也就没有对该编控器进行试验。选择适合专业光盘录像机的RM280编辑控制器。RM280是一种小型编辑控制器，使用Sony 9针遥控协议，最多可以控制2台录像机，2台录像机同步录、同步停，可以选择组合编辑，也可以选择插入编辑。RM280具备“减少延时”的学习能力，以便精确调整录像机的时间以及放像机的编辑入点。如果搜索时2台机走带速度不一致，可以按一下LEARN，从当前点倒退5 s，再按PLAY就会一致。9芯连接器RS-422的接线如图5和表2所示，即RM280的RECORDER控制口同时并出2条9芯控制线控制2台PDW-1500蓝光录像机，备机的控制线2、6、7芯不接，编控器只接收主机的返送信号，备机只受控不返送。

图5 9芯连接器RS-422接线图

关于时间代码记录模式的设置[3]，SONY初始设置是TC MODE：int preset；RUN MODE：free run。而泉州广播电视台的设置是TC MODE：int regen；RUN MODE：rec run；并在基本选单项016（ALARM DISPLAY）中此项的报警显示条件设为：limit（只显示最少数的报警消息）。因为更改初始设置，录像机预卷完开始录制时，都会出现告警提示，并有报警声出现，提醒制作人员出现故障。而这样录制的时候就不会出现报警声，而且对出现较大故障的报警无影响。如果选单627设为FREE RUN，那么清零后，时码就开始走，这时就要马上录彩条，时码从几秒后开始，如果清零后停一会儿再录，可能时码会从几分钟开始，所以时码都不是从00：00：00：00开始录。而把选单627先设为RECRUN，录一分钟彩条后再设为FREE RUN，时码是从00：00：00：00开始录，但当有暂停时，时间代码也会前进，会使每帧画面对应的时码不一致，所以进行以上设置。

表2 9芯连接器RS-422接线说明

传统磁带在线性编辑时利用CTL码、TC码之间的关系及其在编辑过程中的作用进行精确编辑，既能实时掌握编辑时间，又能录制出连续的时间码。CTL能方便地计算出节目的长度。由于传统磁带线性编辑的使用习惯，制作期间也出现过问题：主备2盘光盘的TC码差约10 s。经查发现主盘光盘多录2小段彩条，时间刚好是约10 s，但是当RM280的时码选为TC，操作就不会出现上述问题，时码也是一致的。经制作人员说明，发现是在录制彩条后，找到入点00：01：00：00，这时把RM280的时码选为CTL，并按Reset清零，再打入点（IN+ ENTRY）引起的。而经试验发现，如果没按Reset清零，也不会引起时码不一样。所以在制作过程中，CTL无须清零。专业光盘时码与传统磁带时码的使用有所不同，这在制作中要引起注意。

RM280的时码选项有TC，RTC，CTL三项，RTC是相对时间码，选择RTC编辑模式，也可以通过在基准点计数器清零的办法方便地计算出节目的长度。而按Reset清零后也不会引起2盘光盘的TC码不一样，但是RTC无法显示在监视器上，这也给制作带来了不方便。

3 主备双盘的播出

目前，泉州广播电视台采用自动硬盘播控系统，该系统支持多种类型播出模式，支持顺序、定时、插播、定播、跟随、手工、触发等多种播出模式。支持录像机、视频服务器、直播节目混合播出以及定时上、下键等功能，做到帧精度的信号切换，精确控制录像机的各种动作。播出工作站使用方正无忧自动播控软件，方正无忧智能播控系统对所有的视频服务器及周边有良好的支持，可以支持标准的控制协议（RS422，RS232，GPI，LAN）的设备。泉州广播电视台制作的新闻节目以专业光盘形式送达到播出部，直接使用XDCAM录像机（PDW-HD1500）进行播出。

在播出系统中，使用RS-422控制协议对2台专业光盘录像机进行控制。播出工控机发出的指令通过其COM口发送到RS422倒换开关，倒换开关对主备录像机进行控制切换。其系统控制图如图6所示，圆圈标识部分的接线图如图5和表2所示。

图6 系统控制图

泉州广播电视台的设置能实现双机单控及双机双控，双机单控就是播出工控机发出的指令同时控制2台录像机，双机双控就是播出工控机分别发出指令控制各自录像机。切换开关按下时是双机单控，2台放像机接收同一422控制信号，2台同时播放，这样当播出用的放像机出现问题，可以及时切到另一台放像机，保证新闻安全播出。而当新闻制作来不及分盘播时，可以使用双机双控，把切换开关按起，2台放像机接收不同的422控制信号，2台放像机分别播放两盘新闻节目。