县级广播电视台制播系统的高清化改造实践

延文章

衡东县广播电视台 湖南省 衡阳市 421400

1 系统改造背景

广播电视技术已发展到数字化、网络化、一体化的时代，提升视觉观感体验是满足县级广播电视台发展的内在需求，也是提高收视率的重要手段。衡东县广播电视台现有的设备只能支持标清信号，节目输出效果不是很好，此外，设备在节目的生产过程中故障率越来越高，已影响到安全播出，不宜继续使用。国家广电总局与湖南省广电局先后有文件指示，要在2020年前完成电视节目的高清化改造。县级广播电视台要遵循国家广播电视建设规范，建设高清数字化、采编播一体化的先进平台。

2 建设目标

坚持以整体系统安全为中心，坚持统一规划和部署，坚持兼顾经济效益，以确保全台制播系统的稳定高效运行为终极目标。坚持把业务支撑平台做为重点，坚持做好全台的内容调度工作，坚持做好全台的设备调度工作，要求设计一个集上传、制作、直播、工程包装、后台渲染、媒体管理、新媒体发布、硬盘播出、计算机网络信息平台、网络监控等功能于一体、覆盖全台的全站式网络系统。

3 高清化设计具体要求

高清制播系统是全台的节目内容生产系统，是日常新闻专题制作的核心系统，负责很多新闻和专题，如《衡东新闻》《今日衡东》《衡东故事》等。因此，这个系统必须具备安全、可靠、稳定、高效的特点。在整合原有标清系统的情况下，衡东县广播电视台提出了以下建设目标：（1）大幅度提高非编制作、编辑审片、总编上传、机房播出等软件的制作效率与稳定性；（2）磁盘阵列系统需要满足日常高码率、高清晰度在线编辑的要求；（3）升级客户端管理和登录名制作模式，实现权限分区管理；（4）数据保护能力、过程监控能力和故障预警机制达到国家规定的安全级别；（5）将升级后的高清制播系统与原有的标清系统及其他相关业务系统无缝连接起来。

制播系统的升级要考虑兼容性、可持续性、安全性。需要与原有标清系统实现兼容，升级后的系统必须是可持续发展的可以升级2K 及4K的，最重要的是要确保安全播出。因此要构建一个高标准、高兼容和高安全的高清内容生产平台。

4 高清化具体改造措施

以上述具体要求为依据，从节目内容制作和节目审核播出的流程出发，衡东县广播电视台对整个高清制播系统进行了各个环节的测试和验证，对整个网络进行了高质量的改造。

4.1 存储网络架构升级

高清节目编辑过程中对磁盘阵列系统要求很高，因为需要进行实时编辑读取写入，整个制播系统带宽要求足够宽，才能使高清制播系统的编辑性能完全发挥出来。在当前的编辑方法中，由于故事板的编辑操作导致存储速度低于写入速度，这样就容易出现编辑软件编辑节目的时候出现卡顿及丢帧或者花屏等状况。存储系统以万兆NAS 存储作为依托，整体架构体现了技术的先进性，且网络清晰明了，易于维护。万兆NAS 存储系统和高清非编工作站等设备组成一个整体网络。此外系统预留了设备扩展和接口扩展，后期可根据需要实现整体系统扩展。

中心存储采用一台16 盘位万兆NAS 存储节点，向外界提供两个万兆以太网接口通道，满足高清节目制作要求。配置17 块4TB 企业级专业硬盘，其中16 块采用RIAD5+2S 容错方式，1 块作为冷备硬盘存储，有效容量52TB。经过系统压力测试，通过人工制造故障、模拟异常存储等试验，来验证存储系统的性能，测试结果显示现有NAS存储是可行的，具备的高可用性高兼容性及高可靠性，能达到衡东高清制播系统的高标准存储要求。

4.2 高清编辑性能优化

高清制播系统的编辑性能关系着整个系统的工作效率，与磁盘阵列系统、编辑工作站性能、整个系统的网络环境均有关。我们重点考虑了两个方面的内容，一是编辑工作站的硬件性能，二是非线性编辑软件的节目编辑性能，最终的落脚点是持续优化高清内容的制作效率。

图1 衡东县广播电视台制播系统的整体拓扑图

在经过对备选的几种常见的非编制作平台进行性能测试后，发现现有的大洋非线性编辑软件，对工作效率更有帮助，最后决定使用HP Z8 G4 作为高清非编编辑工作站点。非编制作系统采用英特尔Xeon 4114 双处理器渲染引擎，利用NVIDIA 2080ti 专业级别显卡，基于DirectX12 的架构，采用专业广播级视音频板卡，能广泛应用于从4K 内容编辑到标清视频剪辑，具备多规格视频接口采集与输出的功能，多色域空间也可实现完美支持，且可用于2D、3D 的制作和监看全流程，此外具有丰富的音频接口，独立的音频监听通道不会占用专业音频接口，配合音频编辑软件，可轻松实现从立体声混音到环绕声及更复杂的音频制作，能够满足后期专业音频制作的需要。

4.3 安全播出能力提升

安全播出是广播电视台的生命线。系统改造以满足高清生产能力和整个内容流程要求为出发点，还要充分考虑数据存储的可靠性、现场新闻的安全性和流程运行的稳定性。基于光纤通道的数据传输过程让传输速度得到了很大提升。播出控制工作采用主备交叉备份方式控制视频播出服务器、播出切换矩阵等设备，相互配合进行调度，确保安全播出。任一播控工作站出现问题，由其它工作站即时接管并执行该频道播出的控制工作。当主播有故障时，能够自动切换到备播；主备都出问题，自动切换到应急信号播出；主播控出现问题时，备播控自动接管所有设备的控制权。在紧急情况下，记者可以直接将文件发送到播出机房完成直播，这样就让整个网络发生重大故障时有了极好的应急效果。整个系统对技术人员要求比较高，为了快速有效的定位和处理流程故障，衡东广播电视台部署了多节点预警机制，分析了业务流程，提出有效的监控点，并实现监控和预警。通过短信和微信平台，机房值班人员被提示要积极地发现问题，确保节目的安全播出。

4.4 多格式内容支持

高清内容制作在分辨率、比特率等方面相比原有的标清内容有更高的要求。视频来源比较复杂，既有记者们用摄像机拍摄的高清视频，还有许多其他不同来源的视频内容，如网络下载、手机拍摄、航拍视频等。由于编码功能的格式不同，在编辑过程中，我们需要找到适合不同格式和不同比特率的最佳方法。经过测试，该系统对绝大部分文件具有良好的兼容能力。通过构建统一的转码平台，将转码任务放置在背景中，并根据设定的标准格式进行转码，该转码平台支持多格式转码，它可以处理提交的不同文件夹和格式设置，转码后的文件仍然可以根据原始文件夹名称进行不同的存储，且处理速度快而好，大大提高了编辑记者的工作效率。

5 结 语

未改造之前我们对高清化改造还存在一些困惑和疑虑，经过对整个系统的仔细论证、详细测试、认真分析与透彻研究之后，在不影响原有系统运行、工程改造进度的情况下，高清制播系统建设经过一个月左右的奋战圆满完成。在改造过程中，我们经历了存储系统的选择、原始数据资源的迁移、软件兼容问题的分析和修改、摄像机存储卡导入格式的增加和优化、总编室审片综合效率的优化等，所有的难题都迎刃而解。县级广播电视台的整体高清化趋势不可阻挡，我们要注重理论联系实际，完善高清制播系统缺陷，规范高清制播流程，优化高清制播系统性能，努力构建安全高效、先进优质的高清制播体系。