融合媒体制作系统技术实践

摘  要：2021年9月，第十四届全国运动会在陕西西安成功举办，本次运动会的主转播机构（HB）融合媒体制作系统利用了“云，边，端”架构，构建了主播机构赛事制作系统和云媒体内容生产平台两大部分。结合5G新技术，提供了包括收录、场记、编辑、存储、远程制作等满足多种应用场景的服务，为各持权转播商提供了线上线下全方位的广播电视服务。

关键词：十四运;IBC;制作系统;云制作

中图分类号：TP391                    文献标识码：A文章编号：2096-4706（2021）20-0127-05

Technical Practice of Fusion Media Production System

—Take the 14th National Games as an Example

CHEN Cui

（Fujian Media Group， Fuzhou  350004， China）

Abstract： In September 2021， the 14th National Games was successfully held in Xian， Shaanxi Province. The fusion media production system of the host broadcaster （HB） uses the architecture of “cloud， edge， end”， it has two parts： the anchor organization event production system and the cloud media content production platform. Combined with 5G new technology， it provides services to meet a variety of application scenarios， including recording， editing， storage， remote production and so on. It provides all-round radio and television services online and offline for all licensed broadcasters.

Keywords： the 14th National Games; IBC; production system; cloud production

0  引  言

第十四屆全国运动会于2021年9月15日至9月27日在陕西省举行，这是庆祝建党100周年的一次全国性体育盛会，是首次在中西部地区举办的顶级体育赛事。

本届运动会设各类场馆设施共53个，分布于陕西全省13个市区。广播电视中心（IBC）位于陕西国际体育之窗裙楼的一至三层，是十四运赛事视听信号制作分发的“心脏”，为各持权转播商（RHB）提供线上线下全方位的广播电视服务。

在IBC，设置了总控调度中心，融媒体指挥中心，信号收录场记中心，开放编辑区、5G远程制作区。其中，总控调度中心承当了全运会各比赛场馆信号的汇聚，分配，调度任务，能够看到赛时近200路的高清和超高清直播场馆回传的电视制播信号，各持权媒体的单边信号以及最具陕西代表性的历史文化和地理风貌的风景摄像机信号。这些信号汇聚于IBC电视中心，为赛事节目的生产制作奠定了基础。

本次运动会主播机构（HB）融合媒体制作系统，是由HB赛事制作系统和云媒体内容生产服务平台两大部分构成，利用“云，边，端”架构，结合5G新技术，提供公共信号收录服务，场记服务，超高清融合媒体编辑制作服务，一体化后台服务，在线存储归档服务，赛事信号汇聚分发，移动剪辑，云导播切换，融媒体指挥调度，远程制作服务，满足HB、RHB制作的高稳定、高质量、高时效的要求。

1  私有云

IBC电视中心的超高清融媒体制播系统主要包括收录子系统，场记子系统，制作子系统、同步子系统，私有云系统框架如图1所示。

1.1  收录子系统

覆盖高清和4K全赛时公共信号的高、中、低三码信源的主备收录，可通过收录控制端进行收录任务编单。

主、备收录在异构系统上实现，更大程度地保障了系统的安全。收录开始后，收录文件便实时写入核心存储的指定路径。收录子系统与制作子系统紧耦合，在收录开始15秒之后，收录素材即可在媒体内容库被发现，用户可在制作终端对未封口的收录素材进行浏览、剪辑，合成，实现边采边编边合成输出，大大地提高了制作系统的时效性。收录服务如图2所示。

1.2  场记子系统

场记系统实现了公共信号场记信息的实时录入，覆盖比赛当日最大并发量，支持自定义场记模板导入，保证了场记信息的准确。场记点与收录文件的时码对齐，用户可在线下媒体内容库根据场记点快速定位素材进行高效的预览，也可以根据场记点信息直接拖拽对应的片段素材上线剪辑，极大地提高了制播的便捷性与时效性。另一方面，在云端，场记点信息可以作为用户检索的关键字进行匹配，从而进行更加精准快速的定位。如图3所示，用户在浏览云端内容库素材时，也可查看素材对应的场记点信息，并根据场记点进行快速搜索、打点、挑选。

1.3  制作子系统

制作子系统是面对HB（主转播商）与RHB（持权转播商），提供超高清节目的制作、包装、信号传输等的一体化服务。其后台的核心支撑服务包括内容核心管理，空间管理、平台管理、内容检索、门户、资源管理服务、核心代理服务等，这些服务以虚机的形式，构建在刀片类服务器、集群存储等基础资源上，使用虚拟化平台对后台服务进行统一管理，实现资源的自动化调度，这种统一调管的方式能够更好地为上层应用服务，虚拟机之间完全隔离，任何一台虚机发生故障，其它虚机不受影响，同类应用层服务，只需一台存活，便可保证业务的不间断进行。

制作子系统提供的终端类型包括：常规HL编辑工作站，虚拟化编辑工作站，远程素材挑选工作站，校色工作站、审片工作站、配音工作站，播出工作站、网管工作站。常规编辑工作站具有良好的UHD/HD/SD编码兼容性，支持多层、多格式、多层特技的实时混编，在万兆网络环境下，实现6层实时的4K混合编辑不卡顿。支持各种主流的字幕特技，提供多步恢复列表，在意外退出软件后仍然保留时间线的历史操作记录，以供恢复。

虚拟化编辑工作站以瘦终端为载体，使用基于VDI（virtual desktop insgrastructure）架构的桌面虚拟化产品，对虚拟化的桌面组件进行统一的管理，集中控制。为用户提供与胖终端类似的使用体验。用户退出虚机后，残留在虚机上的痕迹被清除，在这种VDI模式下，由于终端上没有任何的数据与应用，只需要简单的连接虚拟桌面功能即可，所有维护工作集中在服务器端，在终端基本不需要维护，有利于系统的安全性提升。通过此方法部署的虚拟工作站，经测试可以实现至少4层4K素材混编不卡顿。同时，回放窗口画面以流方式编码推送到远端进行实时预监。

RHB挑选工作站提供给各家RHB在演播室使用，用户登录门户挑选素材后，后台集群合成，高码率文件推送至RHB的专属内容库，根据不用用户，不同组织机构进行多个维度的账户权限控制，形成不同的专属下载工作区，以便于区分管理和使用，同样，支持公共信号高、中、低三码率下载。

配音工作区除了提供常规传统的配音工作站，还部署了简易的解说平台，解说员观看公共信号的同时进行画面解说，后台获取音源信息后，与视频源做一个加嵌处理，推送给目标系统。

文件化播出服务工作站，使用联动集群控制，主备通道交叉热备，与收录服务子系统及超高清制作服务实现紧耦合，实现“边采集，边剪辑、边送播”的一体化业务流程。

1.4  同步子系统

HB超高清融合系统依托于IBC机房私有云，西安边缘云和公有云平台，三朵云之间协同工作，同时面向用户，必然需要将基础数据统一起来。如图4所示，我们在IBC电视中心机房部署了多节点的分布式集群存储，在公有云上使用电信提供的资源池，两块存储通过云同步服务、迁移服务等，实时同步包括场记信息，低码率收录数据、元数据、智能处理数据等方面的信息，使公有云媒体平台所展示的公共信号素材与线下内容库保持一致，云上和线下的交互保持畅通。其次，西安边缘云作为IBC私有云的异地容灾备份，我们通过云数据备份服务，实现西安边缘云与IBC私有云的双向全量同步，包括素材高低码率信息，元数据信息，节目制作信息等等。

2  公有云

云计算是一种将可伸缩，弹性，共享的物理和虚拟资源池以按需的自服务方式供应和管理，是计算机科学与互联网发展的产物，天翼云采用创新的“云网融合”模式，提供云主机，云存储等核心产品，通过构建云管端协同，将网络作为一种可配置，按需调用的服务提供给用户。

本次运动会云端IBC借力天翼云网技术，部署了主要面对新媒体用户的应用服务，云媒体内容库的公共信号收录与IBC线下内容库自动同步，用户可实时观看高清＼4K赛时场馆清流及风景摄像机的回传信号，为用户提供了包括素材检索、挑选、下载，移动编辑、流媒体汇聚分发、新媒体直播等功能的服务，满足了用户不同场景下的多层次需求。公有云系统框架如图5所示。

云端服务主要包括：

云挑选下载：互联网上的授权用户在任何有足够带宽的网络环境下，可登录云平台，进入内容库浏览场馆赛时公共信号，检索、打点挑选、加挑选篮，用户提交转码后，由云端后台服务发起转码请求，转由IBC本地服务调用对应的高码素材进行转码，转码完成后迁移到云端资源池，为用户提供下载。图6为云平台的内容库。

移动非编：提供移动非编工作站，支持以笔记本电脑为载体，接入云媒体内容库，并辅以本地素材，进行移动化的天地混编，合成后节目文件一键回传IBC广播电视中心。ENG团队可通过上载器上载摄像机拍摄的高质量素材，回传IBC媒体资源库。

云切换：获得授权的移动端制作团队可以通过WEB门户登陆，按需动态申请云端资源匹配模板，进入云导播台，用户可以自定义拉流地址作为信源输入，支持RTC、SRT、RTMP、HTTP等通信协议，可以调用本地文件作为垫片信号，支持创建以RTC通信协议为基础的云端连线，可进行多通道调音，音频跟随，叠加字幕，多视窗等包装合成。支持以H.264、H.265编码输出视音频信号，支持以UDP/RTMP传输协议推送进行网络新媒体直播。

云采编/Web编辑如图7所示：手机，PAD的授权用户可随时随地在智能终端通过专用APP接入云媒体平台，查看云端推送的赛场公共信号，进行挑选下载，素材上传等。在手机/PAD端，支持以RTC等低延时的方式进行移动拍摄，拍摄素材可上传云媒体平台，作为素材补充。如图7所示，在云媒体平台，还提供JOVE ONE轻量化模板剪辑工具，无须下载可直接使用云库的内容资源，支持低码云合成，可用于新媒体视频的制作发布。

云分发：如图8所示，云平台提供了EPG电子节目单服务，EPG电子节目单与每日赛程安排相对应，获权用户可获取赛事信息，拉流地址等。天翼云承担公共赛事/ENG信号的流汇聚分发，支持并发40路高清流媒体接受能力，100路的高清流媒体分发能力。

公有云端的交换素材有高、中、低三种码率供用户选择，即可满足新媒体轻体量，高效性，便捷性的特性需求，又可满足用户深度编辑的需求。

3  边缘云

邊缘云计算，就是将云计算能力拓展至距离终端更近的边缘侧，并通过云边端的统一管控实现云计算服务的下沉，是中心云的延伸，边缘云与中心云形成“云边协同”的技术构架，通过把部分工作放在边缘处理，降低响应时延，降低带宽成本，并能提供全网调度、算力分发等云服务。如图9所示，本次运动会在西安边缘云部署的超高清融合媒体虚拟化后台服务，有效地利用了边缘云技术“大带宽，低延时”的特点，实现了为西安区域内的授权用户提供线上超高清剪辑服务，边缘云与IBC电视中心共享存储，全量同步，统一用户认证，用户可以使用瘦终端登录边缘云的虚拟机门户，获取与线下同步更新的媒体内容库，使用非编进行素材检索、剪辑、场记查看、输出等操作，完成电视节目生产。通过将HDR监看画面流化后推送到本地瘦终端，解决虚拟终端预监的问题，节目成品同样可以一键同步到公有云。

另一方面，我们利用边缘云做了一个IBC超高清制作服务的异地容灾，当IBC后台核心制作服务出现不可控的事故，可由边缘云上的后台服务进行接管，保证制播任务的不间歇进行。最大限度地保障制播安全。

4  结  论

HB超高清融媒体系统于2021年9月1日在陕西西安十四届全国运动会正式投入使用。在十四运报道期间，系统总体运行情况良好，各项技术指标与功能均达到了预期计划，收录、场记、编辑等子系统工作稳定，公有云、边缘云、私有云三朵云协同合作，在保证系统安全稳定的基础上，为用户提供了适应多场景的应用，满足不论是新媒体用户还是传统媒体的多样化需求。本项目利用了大量最新的技术手段，开创了赛事制播的新模式，是一次全新的探索。9月27日，随着十四运闭幕式的完美落幕，此次制播系统也圆满地完成了其使命，从立项到此历时4个月，画上了完美的句号。

参考文献：

[1] 曾德泽，陈律昊，顾琳，等.云原生边缘计算：探索与展望 [J].物联网学报，2021，5（2）：7-17.

[2] 张琦，贾玄，张森，等.云原生边缘计算架构分析 [J].电信科学，2019，35（S2）：98-109.

[3] 薛知行，张勇.2010年广州亚运会IBC CDT系统设计 [J].现代电视技术，2011（4）：56-60.

[4] 侯佳.中央电视台索契冬奥会IBC技术系统方案综述 [J].演艺科技，2014（4）：56-60.

[5] 张宝胜，邹本娜.浅谈云计算与信息安全 [J].计算机安全，2014（4）：68-70.

作者简介：陈翠（1983.12—），女，汉族，福建福州人，本科，工程师，主要研究方向：电视工程。