江苏台100平米演播室高清直播系统改造与实施

潘琦婕 江苏省广播电视总台

一、引言

国家广电总局在《广播影视“十二五”发展规划》中提出提高高清电视的制播能力和加快省会城市实现高清电视节目拍摄制作能力的目标。2010年底，全国共开通了十多套高清电视节目频道，而在2015年完全实现高清电视节目的制作和播出，是省级电视台在“十二五”末实现的目标。

为了满足各频道大量小型综艺类节目的录制或体育赛事的直播，要求100平米演播室高清直播系统不仅仅是一个制作平台，在其全面性、灵活性、安全性和对环境的高适应性等方面能够提供更多的便利和条件。改造后的100平米演播室高清直播系统能够适应各种小型综艺节目的制作，能确保直播安全进行，便于系统故障检查和维护。

二、系统设计原则

1. 安全性

作为高清直播演播室，其安全性在整个系统设计原则中的重要性首当其冲。系统设计中，应充分考虑系统的冗余、安全及备份，并且在系统主要通道的设计中有完善的应急方案。

2. 高质量

系统方案应保证系统在新闻、综艺类节目制作时满足功能需求。视音频质量和技术指标应符合国家广播电影电视总局颁布的行业标准。

3. 灵活性

为适应各类节目的不同要求，在保证其具有较高一体化的基础上，还能针对节目录制或者直播的实际需要进行机动改造。

4. 经济实用性

在保证系统先进、可靠的前提下，通过优化设计达到最佳性价比。

三、视频系统构成

100平米演播室高清直播系统最核心的视频部分，信号源包括：高清摄像机 4路；放像机2路；外来信号2路；高清字幕机信号2路，VGA 信号转换通道 2 路。主通道各高清数字信号（HD-SDI）经分配器通过视频跳线进入数字切换台，标清数字信号（SD-SDI）先进行上变换处理（对于外来标清信号必须在上变换后方可解嵌，或通过交叉上下变换器变成高清信号），切换台（主）、矩阵（备）各两路PGM经过2个独立应急倒换开关后，进入加嵌器，最终经过下变换成标清信号（或通过交叉上下变换器变成标清信号），然后数字视频信号通过视频分配放大器，送接口板、记录设备、监视器等终端，主备数字视频信号同时传到总控和分控。

摄像机、录像机、外来信号输出的数字视频信号以及切换台输出的高清节目、预监和clean节目输出等集中送入调度矩阵，作为系统备份，同时可以进行信号的监控和调度。

同步信号使用BB（625／50i）信号及高清三电平信号，并能与总控BB信号锁定；同步系统采用主备TG700同步机，ECO 422自动倒换器，音频同步使用BB信号；对外来和单边点信号采用帧同步板对信号同步。

配备两个独立的2×1 高清应急切换开关，当主切换台出现故障时，按下VIDEO和TALLY应急按钮，在应急状态下，经备用切换台（矩阵）切换的信号保持TALLY的跟随，并使用矩阵进行切换。应急切换开关具有BYPASSS旁通功能。为确保应急切换通道播出节目的质量，备切换系统提供1路下游键，确保节目的完整性。

系统内部监看以高清信号为主，屏幕墙上源信号监看应为进切换台前最后一级，系统输出为高清信号，下变换为标清信号后输出到播出机房，技术工位能够同时监看到高标清通道的所有状态。

100平米演播室视频系统架构见图1。

四、主要设备选型

1. 摄像机

摄像机是整个视频系统的最前端设备，其图像采集质量的优劣，直接关系到整个视频系统图像质量的好坏。在本系统中，我们选用了 panasonic公司的14比特高清摄像机AK-HC3500MC， 这款摄像机在同等摄像机中，性能价格最优。首先，它有丰富的输出接口，可输出4路高清信号，分别进切换台、矩阵和两台分割器， 输出2路标清信号分别进分割器和讯道监看，这样既节省了高、标清视频放大分配器，又降低了系统集成的费用；其次，它采用松下电器独特的高灵敏度、低拖尾 2/3 英寸 220 万像素 IT-3CCD ，松下的CCD传感技术和先进的片上透镜技术，带来了2000 lux照度下F11的高灵敏度，低拖尾电平以及60dB的高信噪比。

2. 切换台

在视频系统部分，切换系统是重中之重。本系统中视频主通道我们选用了 Grassvalley公司的KayakDD数字切换台。KayakDD是面向未来的多格式视频处理系统，采用最新技术和超高设计理念，可以广泛应用于高水平的高标清演播室、转播车、大型后期制作等系统。根据往年的使用情况总结出，此款切换台硬件、性能都十分稳定。考虑到实用性和经济性，我们选用1.5 M/E规模，48路输入，24路输出，每级M/E上有4个键控器，面板选用16路直切键面板，主机和面板均配置双电源，保证系统的安全性。

3. 矩阵

考虑到矩阵在信号调度上的灵活性和方便性，我们选用矩阵作为整个视频切换系统的备通道，这样的应用也在各大电视台的演播室中有过成功应用，并且逐步成为主流搭配。为了与切换台有更好的兼容性，我们选用了 Miranda公司的CP1602矩阵，规模为16*16，矩阵的视频输入信号包括切换台的全部输入信号，以及切换台的主备通道PGM、辅助母线等输出信号。在矩阵输出母线的应用上，主要考虑了以下几点：

（1）选用1路母线作为备份播出通道，在此通道上，配置一块下游键板卡，用于键信号的叠加。

（2）考虑到矩阵调度的灵活性，接8路母线进入电视墙监看系统，这样通过矩阵的切换面板，就能灵活调度电视墙显示信号；其余接入监看设备、收录设备和演播厅接口板。

4. 同步系统

系统的同步是视频环节中最基本也是最严格的一项要求。系统中的每一设备（如摄像机、录像机、切换台等等），必须处于同步状态，这样才能保证制作和传输得以正常进行，正确再现视频图像和音频信息。系统采用的所有设备除切换台使用高清三电平同步信号之外其余都支持BB同步信号，因此用2台泰克公司TG700同步机做为主备同步信号发生器，并通过ECO-422进行同步信号的自动切换，保证在节目制作过程中的安全性。

5. 录放设备

本系统配备了4台DVCPRO录像机，2台作为现有标清素材的放像源，通过上变换板卡后高清信号输入至系统。2台作为录机，一台可录PGM信号，另一台可录矩阵信号或切换台输出的CLEAN信号。另外本系统还配备了2台松下P2机，既可作高清素材的放机用，又可录制高清节目信号。

6. 周边设备

周边设备我们均选用MIRANDA公司的DENSITE系列产品，其性能稳定，指标高，且性价比高的特点对整个系统的稳定性、经济性提供了强有力的系统保证能力。当其中的一个模块出现问题时，可将备份的同型号模块插入DENSITE机箱后，自动的将记忆在网卡上的各项指标恢复新的模块中，减少的每次都需要调整的烦琐工序。另外DENSITE在机箱上增加了液晶屏幕，技术人员可以通过液晶屏幕实时监测到机箱中每个模块的状态和各项指标。采用中间风扇的物理结构，不仅使循环风在机箱中间形成对流，而且使机箱两端的温度保持一致。

数字视频跳线满足了信号调度和应急需求。

五、系统的安全性设置

作为可直播高清演播室，系统安全性的设置至关重要，具体设计如下：

（1）从单机到系统结构设计在安全性方面都有极为周全的考虑；

（2）系统结构采用切换台和矩阵并联的方式，系统简洁明了，易于操作；

（3）系统采用双路 2 选 1 倒换的方式，提高了系统的安全等级；

（4）系统图上每块板卡都标有所在机箱及卡槽位置，机箱上在相应位置也标有板卡名称，便于技术人员在最短时间内找到故障板卡进行排查，增强了系统安全性；

（5）为方便监控系统运行状况，实时监看系统每个节点工作状况，我部门员工自行研发出的系统监控软件使得系统各个部分运行状况一目了然。（不同连接线不同颜色代表运行状态是否正常）

100演播室监控系统监控界面见图2。

六、系统的灵活性运用

1. 为了使该演播室适应我台各类小型节目的要求，在演播室内两面墙上设置了包含不同类型视频接口的接口板（高清、标清、模拟），信号源包括PGM信号、切换台母线及矩阵母线，便于演播室内调用各种类型信号。

2. 导控室内，尽量以系统改动最小为原则适应不同节目需求。近期在我台卫视频道播出的《超级战队》节目就是在该100平米演播室进行二次包装播出的。由于此节目主打观众互动环节，所以需要在系统中增加在线包装系统并增加两台P2作为高清播放设备。为保证系统安全及稳定性，将主备两台P2机代替原先的外来信号接入设备；将现有的主备两台Vizrt在线包装系统接入原先的CG通道，新增两个通道作为原CG通道。系统改动不大，系统恢复便捷，但完全能满足节目播出需求并能最大程度保证系统安全性。

七、结束语

为满足江苏广电总台对小型新闻、综艺类及体育赛事直播节目不断增加的高清制作需求，100平米演播室高清直播系统不仅仅是一个制作平台，其全面性、安全性、灵活性和对环境的高适应性等方面为节目制作提供了更多的便利和条件。