浅析高清数字电视硬盘播出系统设计

汤敏

摘要：数字硬盘播出是用基于硬盘的视频服务器，来取代传统的录像机，并以MPEG-2等格式的数字视频文件取代录像带，以实现安全、准确、高效的硬盘播出功能。当容存储、制作、播出于一体的数字视频网建立后，电视台将完全打破了以往录像机、编辑系统、播出系统的传统结构，而代之以上载工作站、编辑制作工作站、播出工作站及节目存储工作站的流程，便于操作和管理。节目上载、节目编辑、节目播出在不同功能的工作站上完成，可成倍提高工作效率。同时，由于采用非线性编辑系统，除了采集时的压缩损失外。信号在制作、播出过程中不再有任何损失，节目的技术质量将大大提高。

关键词：硬盘播出；视频服务器；播出构架

一、硬盘播出系统设计要点

上一代电视节目播出技术主要是采用录像机手动放像、矩阵切换器手动切换的播出方式，故障率较高，播出效率和播出质量不高。近年来，随着视音频编解码技术的逐步完善、大容量存储技术和网络传输技术的发展，使得以硬盘存储为基础建立的电视数字化制、播出系统得到推广。播出信号质量得到提高，同时增强了节目播出的安全性。因此在设计系统时，主要考虑以下几点：1，技术先进、安全稳定，播出系统要能7×24h正常运行：2，制作播出一体化网络系统的可扩展性；3，完善的播出功能和方便的操作性，播出系统不仅仅要满足日常节目播出的需要，还应具备应付播出中各种突发事件的能力；4，适合实际情况，新的播出系统能与原有的非编系统通过以太网连接，视频格式要能够兼容，并能实现视频素材的共享。5，要采用标准的控制协议和标准的压缩方式，以便系统的升级和改造；6，采用开放式平台，支持各种压缩方式和标准接口方式，以满足现阶段的节目后期制作的多种技术以及多种信号源接口；

针对以上问题，同时基于近年来计算机视频及网络技术的不断成熟和完善，采用硬盘播出的方式，全面支持各类MPEG采集设备和MPEGII非线性编辑系统，无需将节目下载至磁带，直接通过建立在制作与播出机房之间的网络传送到硬盘自动播出系统，根据实际播出要求进行播出表单的制作，并由总编室通过网络进行节目审片，加上主备播出安全机制，从根本上解决了传统播出模式的各种问题。

二、高清数字电视硬盘播出系统设计

系统支持全硬盘自动播出和盘带结合的自动播出方式。应有触发、延时、紧急信号等处理节目播出的应急措施，系统手动控制的优先级应高于自动控制，播出值班员在应急时可手动干预播出。能够实现节目的多种播出方式，如：顺序、定长插播、不定长插播、顺序插播、定时播出、跳播等；节目单中待播的节目播出顺序可随时调整，可作添加和删除，在一台主或备机上修改的播出表可以自动实时拷贝到另一台备或主机上；支持24小时不间断连续播出。播出程序界面直观显示在播节目的正计时和倒计时，并从界面体现受控设备的工作状态，提供完善的检测报警提示功能，以及对切换开关和录像机控制等的辅助操作功能。

1，硬盘服务器播出业务流程

硬盘服务器播出业务流程在录像的基础上增加了节目上载这一岗位（科），用以完成节目信号从录像机带转移到硬盘服务器这一工作，如图。在节目上载的同时，更要重新对节目内容、节目录制技术指标、起始点、时长进行核实。

总编室编排出一天的播出节目单，广告部根据该节目单中广告节目的编排和与客户所签合同规定编排出各段广告的素材串联单，并将串联单和广告节目素材传送到播控科的硬盘服务器中。播控科根据广告串联单将素材自动编段播出，并将广告播后数据传回广告部。

硬盘介质节目播出流程图如图3

可以看到，硬盘介质播出的流程与磁带介质相比，只是多出了节目上载和上载审看，并将素材存储于播出硬盘池备播。

三、系统功能及特点

1，多种节目文件格式支持

硬盘播出系统全面支持各類MPEG文件格式，用户可以直接通过网络调用现有的非线性编辑系统打包的MPEG文件，也可以在系统上载站点采集素材，同时包括VCD /DVD在内的*.dat *.vob文件可以直接从光盘拷贝使用，如长时段的电视剧、电影光碟等无需再次采集（完整拷贝一张光盘大约需6分钟左右）

2，全面的网络审片权限

在实际播出过程中必须设置审片机制，通过硬盘播出系统自带的审片软件，用户可以在任一与网络相联的电脑或笔记本上完整（有硬件加密狗保护）安装，未经审片确认的节目在播出前会有警告提示，同时通过审片的节目表单中附有审片意见，由此明确了播出过程的各方责任。

3，实用的无卡制作站点

为了方便用户进行播出表单的制作，用户可以网络节点中设置多个无卡制作站点，制作过程完全独立，避免了在播出机上进行现场制作的问题，丝毫不会影响现有节目的正常播出，从而进一步提高了播出机的安全性，同时也使实际工作划分更加明晰和有条理，同时在制作过程中系统会自动检查播出表单的逻辑正确性，比如时序错误、节目断点等等都可以有提示警告。

4，稳定的系统运行以及安全的主备播机制

为最大限度避免人为因素、意外断电等其它不可预知的情况发生导致的安全播出事故，硬盘播出系统提供了主备播出方案，主备播同时与切换器相联，一旦主播机发生意外，备播会自动通过RS232串口遥控切换器将备播信号切出，考虑到实际播出过程的播表会随时有调整的可能（比如CCTV新闻联播临时的延长后其后节目必须顺延），硬盘播出系统具有主备播之间自动同步的功能，也只有这样才能使主备播才有实际的工作意义。

5，在线字幕功能

字幕本身的防闪烁反走样无需赘述。经过全新的策划与整合，字幕在硬盘播出系统中也有了最佳的体现，用户更无需另配单独的字幕机即可轻松实现时钟台标机的功能，更为有意义的是，在播出过程中可以随时加入左飞/上飞/动画角标功能，所有字幕相互之间独立存在，互不影响。对于广告角标，可以附以与节目相同的播出属性，定时/定次的与某一节目素材播出，并随节目的时间调整而自动调整。

6，播出日志管理

已经播出的节目表单会自动产生一个以节目播出时间为文件名的日志文件，该文件禁止被再次修改，以供播出情况查询时使用，同时日志管理完全自动化，用户可以预置好日志的保存时间、路径目录。

四、结束语

与传统的自动播出系统相比，硬盘播出系统具有录像机不参与实时播出、同一个节目可重复在不同频道同时或非同时播出、可对播出节目作非线形编辑、无需格式转换、任意插播等优点，因此大大提高了电视节目播出的可靠性和稳定性。此外，硬盘播出系统实现了节目切换点的平滑、海量的存储器、播出节目必须实时、安全性高、零错误播出，这些相应就要求应用于播出领域的计算机处理、硬盘存储技术的带宽、可靠性等技术进一步地提高，从而为电视台今后的发展提供了广阔的空间。甘肃广播电影电视总台硬盘播出系统和总控系统，为我台全面开展数字电视业务和3网合一服务奠定了坚实的基础。

参考文献

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[2] 王帆.视频系统设计概述[J].中国数字电视，2011，（07）：64-66.

[3]王旻硕.高清数字电视制播技术的研究[J].西部广播电视，2017（14）：249.

（作者单位：重庆广播电视集团（总台））