新闻直播演播室集中控制系统的设计与实现

赵铭 上海市嘉定区广播电视台

1. 引言

电视新闻节目采用直播方式，在前期新闻素材准备好后，在演播室合成时一气呵成，直播信号实时播出，具有新闻时效性高的特点。电视直播新闻方式，需要参与制作的各个工作岗位必须相互配合好，任何一个工作岗位出现差错，都有可能引起人为播出事故的发生。特别是对于中小型电视台来说，参与新闻节目工作人员较少，每天电视直播新闻还是比较困难的。采用准直播方式录制电视新闻，既可以提高节目录制质量，又可以确保新闻节目的安全播出，是中小型电视台比较适合采用的电视新闻录制方式。

为了提高节目质量，嘉定电视台自 2015 年 7 月开始，每天电视新闻采用准直播方式录制。录制一档新闻，参与准直播录制工作人员有新闻责编、导播、播音员、摄像、字幕、调音、录像播放、技术支持等。每次准直播工作人员多达7-8人，占用了较多的人力资源，由于各岗位相互之间配合不默契引起的差错也时有发生。为了提高工作效率，减少差错发生，我们对新闻准直播工作流程进行了改进，并对新闻演播室技术系统进行了技术改造。首先是采用固定摄像机位，一台全景、一台中景、一台近景，录制前先调整好摄像机位，录制中通过主持人自适应取景的方式，减少了一名摄像人员。其次是前期在非编网中对每条新闻素材做好字幕、调整好音量，演播室用非编工作站按顺序进行新闻素材播放，口播新闻时演播室背景大屏上的静止图片按顺序提前准备好，也用非编按顺序播放。最后是改进技术系统，利用切换台GPI口输出的Tally信号，控制调音台和非编字幕的自动播放。技术系统和工作流程改造后，新闻准直播工作岗位减少了摄像、调音、字幕、播放等4个工位，只需要新闻责编、导播、播音员、技术支持四人，就可以完成新闻节目的准直播录制工作。

2. 系统设计

2.1 演播室技术系统简介

嘉定电视台三通道高清新闻演播室按照直播演播室标准建设，于2014年底建成并正式投入使用，演播室选用切换台、Tally系统、演播室摄像机、字幕机、视音频播放非编工作站、调音台等设备。

2.2 系统设计

切换台 GPI输出的 Tally 信息，通过 Tally 控制系统驱动Tally灯和演播室摄像机Tally，在讯源同步器上加接带联动继电器的开关量模块（起到隔离和分配的作用），然后再控制调音台上的播音员话筒通道的通断（关闭调音台话筒，主要是为了在播放视频时播音员备稿和通话不会影响节目录制），开关量模块输出信号通过非编字幕电脑的RS-232接口和编写的控制软件去控制非编和字幕软件的内容播放。演播室集中控制系统框图如图1所示。

图1 演播室集中控制系统图

2.3 控制逻辑

当切换台上主摄像机输入信号被切入时（摄像机的Tally灯打开），表示播音员开始口播，此时自动打开调音台的话筒通道；当摄像机的信号被切出时（摄像机的Tally灯关闭），自动关闭调音台的话筒通道。

当非线编的信号被切入时（非线编的 Tally 灯打开），控制非编开始播放当前新闻节目，并控制大屏幕播放非编切换到下一条新闻的静止画面；当非线编的信号被切出时（非线编的Tally灯关闭），停止非编的播放，并跳转到下一条的开始位置。

当切换台打开下游键时（字幕机的 Tally灯点亮），控制字幕机开始播放；当切换台关闭下游键时（字幕机的Tally灯关闭），控制字幕机准备下一条。由于每条新闻素材内的字幕都已经在非编中制作好，准直播出字幕主要是播音员身份和片尾等比较简单的字幕。

3. 关键技术介绍

3.1 Tally系统及开关量采集

在演播室里，Tally 系统起着非常重要的作用，它通常以字符或指示灯的形式出现在摄像机头、摄像机寻像器和电视墙上等系统节点，分别给主持人、摄像和演播室制作人员予以提示，告知当前视频切换台所切出的PGM和PST信号是什么，通过视觉提示来协调各个岗位的工作人员，及时了解节目的进展状态。切换台的切换动作，通过GPI OUT实时输出到Tally系统，我们的集中控制系统的控制信号源取自于Tally系统，实时接收切换台的切换状态，发出相应的控制命令。

我们选用聚英翱翔电子的 8 进 8 出继电器控制板DAM0808开关量采集模块作为Tally系统和控制系统的桥接，该采集模块具有输入输出联动功能，从Tally系统取到一个开关量电压信号，可实时转换成继电器输出的干节点开关信号，同时起到控制系统和原Tally系统之间的信号隔离作用，使得控制系统不干扰Tally系统。另外，通过继电器输出端的并联，可实现多台摄像机切换时，都能控制调音台，也可以通过一个Tally信号接到两路开关量输入，将Tally信号源分配给两个继电器，或者PC电脑通过模块的RS-232接口读取开关量输入的状态组合，实现更多的控制功能。

3.2 调音台控制部分

调音台的 INSERT 接口，是用于外接音频信号处理器的插入接口，MIC话筒信号经前级放大，通过INSERT接口后再进入调音台的母线。INSERT接口支持6.5mm的TRS接头（俗称大三芯），当未插入INSERT设备时，TRS接口的TIP和RING端是接通的，当插入INSERT设备时，TIP端是输出信号，RING是经过音频处理过的返回信号，从而实现音频效果处理功能。我们就是利用了调音台INSERT接口的这个功能，将INSERT线接到可以受控的继电器上，实现了对话筒信号的通断控制。调音台输入部分及控制线接线方法如图2、图3所示。

图2 调音台输入部分系统图

图3 调音台控制线接线图

3.3 非编播放控制部分

RS-232 接口，由于通过开关量采集模块的 RS-232来检测Tally信号的状态有大约0.3秒的延时，用这种方法编写软件，控制非编电脑播放视频有明显的停顿现象。经过检查，延时主要是开关量采集模块产生的，为了减少延时，我们采用了另一种方法来检测Tally信号。串口的第四脚DTR和第七脚RTS 在开启时可以输出+6V左右的电压，串口的第一脚DCD、第六脚DSR、第八脚CTS电压状态变化时可以及时触发串口控件的OnModemStateChange事件。我们利用串口的这一个功能，实现非编电脑的控制，电脑RS-232接口定义和控制线接线方法如图4所示。改用DCD信号触发，非编播放延时可以控制在3帧（大约0.1秒）以内，肉眼基本上识别不出，效果已经非常理想。

4. 播放控制软件设计

播放控制软件是在非线编软件外挂一个触发热键的后台小程序，我们用Delphi编写实现该控制程序，使用了SPComm串口控件。程序执行时，开启SPComm串口控件的DtrEnable，串口DTR输出的正电压，经过控制线受到开关量采集模块的控制（受Tally控制），接通或断开串口的DCD脚时（也可以使用串口的DSR、CTS引脚），即串口的DCD状态发生变化时，SPComm串口控件的OnModemStateChange事件将被触发执行。图5是该事件过程的流程图。

图5 非编电脑控制软件流程图

由于继电器是机械开关，在接通和断开时会有抖动而产生的误触发事件，所以该事件过程通过比对上一次事件触发时间，屏蔽1秒以内的连续触发事件。

当串口的 DCD 引脚状态发生变化时，SPComm串口控件的ModemEvent变量（16bit）的第四位等于 1， 即 ModemEvent & $0008= $0008。 当 DCD 接通DTR时，SPComm串口控件的GetModemState变量的第八位等于 1，即 GetModemState & $0080= $0080，执行开始播放视频命令。当DCD与DTR断开时，SPComm串口控件的GetModemState变量的第八位等于 0，即 GetModemState & $0080 <> $0080，执行停止播放视频命令，并且跳转到下一条视频。

（注：$是Delphi中十六进制数表示方法）

控制非编播放和停止的命令，是利用 KeyBd_Event()函数模拟键盘命令来实现的，大洋非编时间线播放和停止，都是键盘的空格键，此时程序只要执行以下两条语句：

KeyBd_Event($20 ,0,0,0);//按下空格键

KeyBd_Event($20,0, KEYEVENTF_KEYUP,0); // 松开空格键

定位到下一条节目，是按键盘的PgDn键，此时程序只要执行以下两条语句：

KeyBd_Event($22,0,0,0);//按下PgDn键

KeyBd_Event($22,0, KEYEVENTF_KEYUP,0); // 松开PgDn键

如果被控制的电脑软件不支持热键播放，可以使用SetCursorPos()和Mouse_Event()两个函数来模拟鼠标操作，关于串口编程和模拟键盘鼠标的代码请参阅相关编程语言的技术资料，在此不再详述。

同理，我们也可以编写实现字幕机和背景大屏画面的播放控制程序。

5. 结束语

本文介绍了嘉定电视台新闻演播室集中控制系统设计思路和实现方法，软硬件系统方案简单实用，在使用过程中逐步改进完善，目前已稳定运行了一年多。控制系统使用时，调音台无杂音产生，非编播放控制精确，达到了设计目标。该控制系统通过成本低廉的技术革新实现了演播室设备的集中控制，提高了准直播新闻录制的工作效率，减少了工位，解放了人力，确保了安全，希望其设计思想能够为同行在广播电视技术系统建设中提供参考。