电视台升级高清播出系统的技术问题探讨

2023-01-02庞宏杰

电视技术 2022年10期

庞宏杰

（大连广播电视发射台，辽宁大连 116000）

0 引言

电视作为传统媒体的代表，新媒体的出现对其造成了巨大的冲击。电视节目并非人们获取信息资讯或娱乐的主要途径，因此电视台应开辟、创新发展道路，以满足时代发展要求。结合现状分析，很多基层电视台仍采用标清播出系统，已难以满足广大受众的需求，同时由于很多标清摄录设备已被淘汰，电视台需要购买高清摄像设备，导致高清与标清设备混用现象严重，对观众的收看体验造成不利影响，因此，推动电视台播出系统的升级具有重要意义。

1 电视台高清播出系统概述

1.1 播出格式

完成播出系统的升级后，高清播出系统与标清系统的操作流程并无明显差异，但是播出内容传输格式发生明显的变化，由原来的IPB格式转化为MXF格式，也就是素材交换格式。该格式文件包含诸多信息内容，如音频节目信息、数据信息以及高标准上下转换方式采用的AFD描述信息等。之后由播出服务器进行识别，确定播出素材的方法，合理设置图像比例。

虽然标清系统的播出格式为IPB格式，但是该格式同样支持高清格式的播出，在信号质量、传输效能等方面与MXF格式并无较大差异。但是因为高标清上下转换的AFD信息无法有效嵌入IPB文件的帧数中，因此MXF格式是目前高清播出系统的优先选择文件格式[1]。将其嵌入AFD信息中，能够实现高标清的有效播出，且相关设备能够结合AFD值提供相应信息，按照需要实现对信号的高标清转换，应用手段更为灵活。现如今，MXF格式已得到国内省级及地市级电视台的广泛应用。

1.2 组成部分

电视台高清播出系统由多个子系统构成，如传输系统、播出控制系统、视频服务器以及硬盘播出系统等。多数情况下，视频服务器主要由多个模块及编码通道构成。与过往采用的视频文件、传输形式有所不同，视频服务器能够有效打包相关素材信息，提高信息传输效率，满足高清电视节目播出的要求。

数据库服务器是高清播出系统的重要组成部分，存储了全部播出素材，其稳定性直接影响整个系统的运行质量。过往所采用的数据库服务器由于存储空间不足，因此安全性和稳定性较差，极易导致文件信息遗失等情况，对电视台相关工作开展造成不利影响[2]。为了提高自身的竞争实力，电视台不但要加强对节目制作的重视，更需要积极拓展和延伸业务范围，如电视游戏、购物等，因此对信息安全性提出了更高的要求。目前，新型数据库服务器得到了广泛应用，其具有存储空间大的优势，安全性更高，能够实现对信息认证、权限等多方面的管理。通常情况下，电视台应采用主数据库服务器和备用服务器，确保在主机发生故障问题后，备用数据库能够及时投入使用，避免对相关工作造成影响。

存储系统也是高清播出系统的主要组成部分。高清节目数量的不断增加，必然导致服务器存储空间不足，采用二级存储系统可以解决空间不足的问题。即将播出、重播及次日待播的节目，都能够存储在二级存储系统中。节目播出前，由存储系统迁移至视频服务器。针对上载节目信息，可以及时迁移至二级存储系统，服务器软件根据节目单，执行预先制定的迁移方案，将当日播出节目信息传输至本地服务器，确保服务器播出的安全性[3]。即使二级存储系统出现故障问题，也不会对视频服务器的运行造成影响，能够保证节目的安全、稳定播出。

播出控制系统能够在节目播出当日调用完成编制的播出单，实现对各类播出设备如主备切换器、视频服务器、字幕机等的有效控制，确保按照节目单的顺序准确运转。如果节目存在变动情况，经过严格审核后才能够在机房修改或调用节目。如果某一播控系统发生故障问题，由于播出控制与服务器相分离，因此并不会影响到节目的安全、稳定播出，只需要工作人员及时修复并重启播控系统便可，之后使用备用系统继续控制服务器，工作人员则需要及时维修主系统。

管理软件也是保证高清播出系统稳定运行的重要基础。管理软件的功能完备，包括日志管理、基本配置、终端管理等多项功能，是保证系统正常运行的重要支持，能够实现对系统运行数据的收集、整理和分析。用户通过管理软件能够及时获取节目播出单、节目信息、操作记录等相关信息，同时能够统计某一节目的播出时间和次数等信息。

2 电视台升级高清播出系统的优势和不足

结合现状分析，尽管绝大多数电视台积极开展播出系统的升级工作，但是很多电视台只进行一个频道的升级，其他频道仍采用标清播出系统，因此在节目播出时，应关注高清节目与标清节目的不同播出比例。对于高清播出系统，在节目播出的过程中，应将高清和标清节目信息分别传输至播出系统，进而满足不同频道的播出要求。如果全部频道均已升级为高清播出系统，工作人员只需要关注高清比例便可，也可通过下变换对同步标清频道进行调整，只需要传输MXF格式的高清播出文件即可。为了进一步降低管理成本、人力成本，在资金充足的情况下，全部频道均升级为高清播出系统的优势更为明显，另外也需要结合频道类型、情况等合理升级。例如，针对非自办频道，广告节目的播出多采用标清播出系统；针对自办频道的广告节目，升级为高清播出系统十分必要[4]。如果将全部系统均升级为高清播出系统，则需要进一步完善配套设施、设备，如高清字幕机、高清音频处理器及画面分割机等，这样才能满足高清播出的要求。针对有线电视的自办高清频道而言，传输过程中应配备高清编码器，由于国外设备价格高昂，为了降低成本，可采用国产设备。

3 电视台升级高清播出系统的技术问题

3.1 存储方面存在的问题

升级为高清播出系统后，自办或外购节目内容均需要具备高清格式，这样才能够满足节目播出存储容量的技术要求。例如，某一高清非编系统的存储数量约100 TB，实际可用空间约70 TB，而两个自办标清非编工作占用近半的空间。高清素材的容量约为标清素材的4倍，结合节目播出情况，为满足全部节目制作的需求，约需要100 TB的空间容量。因此，高清播出系统的升级，还需要加强对存储问题的关注，应结合实际增加存储容量，具体可采用存储阵列扩展箱。

3.2 画幅比例存在的相关问题

3.2.1 变换方式

在变换方式方面，针对非自办频道，如果采用标清素材的播出比例为4∶3，将其拉宽至16∶9，必然会导致画面变形，因此两边应采用黑边遮幅，以确保画面呈现效果，而在高清播出过程中左右两边会出现黑边，而标清播出时左右两边并无黑边，还原至以前的画面。如果高清素材的播出比例为16∶9，高清播出呈现效果良好，而同步播出标清的过程中，在实时下变换的作用下，极易产生人为挤压的4∶3画面，对观众的观看体验造成不利影响。因此，工作人员应在制作端设置相应的AFD信息，在下变换的作用下输出标清信号。结合应用实践和经验，新闻类节目的播出比例以左右切边方式为主，4∶3框内包括拍摄素材及节目制作时的有效信息；对综艺类节目而言，播出比例以上下加黑边为主，也就是在原有16∶9比例增加上下两个黑边，模拟还原4∶3比例[5]。如果需要上载标清电视节目或者完成制作的4∶3画面成品，仍通过两边黑边遮幅的方法保证画面呈现效果，将其播出于高清频道，必然导致观众收看时存在不满屏的问题。为了解决这一问题，需要非编时具备4∶3画面扩张至16∶9画面的功能，进而有效满足观众的收看需求，强化其视觉体验。

3.2.2 变换方法的选择

新形势下，4∶3比例的电视机必然会被时代淘汰，因此很多地区电视台结合自身实际，通过压缩、拉伸等手段实现画面比例的上下变换。相较于传统变换方法，该方法更具优势，不管采用高清信号或标清信号，最终在用户端16∶9电视设备呈现的画面均具有理想的效果，也是电视机自动还原为电视台制作的实际效果。但是部分采用标清4∶3电视机的用户难以实现这一效果。因此，该方法主要用于标清4∶3电视机应用频率较低的地区。针对标清4∶3电视机应用频率较高的地区，尤其是农村地区，应以16∶9画面比例的高清节目为主，进而有效解决相关问题。历年来，一些优质展播节目多数以4∶3标清形式保存，因此可采用两边加边的方法，进而有效提高画面呈现效果，解决采用高清电视收看原标清节目存在的问题。

通过上述分析可知，播出服务器与下变换器是实现画面比例变换的关键。播出服务器的功能主要是根据播出程序指令收集并整理相关文件，实时输出节目信号；对于调度、播出及相关设备，确保其支持AFD格式的识别与传输。高清与标清同步播出的重点在于变换器，变换器对变换后的标清信号质量有直接影响。因此，做好设备选型工作十分必要。不应重点考虑成本因素，在资金充足的条件下，应选购质量性能最佳的变换器。

4 电视高清播出系统升级改造的主要策略

4.1 制定相应的流程图表

首先，应结合节目播出和储备方案明确节目的播出格式，是采用高清播出方式还是高标清结合方式，标清版播出图像采用满屏还是信箱方式，字幕覆盖位置在图像上还是信箱底端。结合播出格式，明确在哪一个流程需要变换以及需要增加字幕的流程。针对声音制作而言，需要结合节目类型明确制作方法，如采录、后期处理等。针对标清录像带中的声音，后期处理需要明确需要加入高清版的环节。另外，还需要确定直播节目插播带是否有其他特殊要求等[6]。

同时，应明确下述相关原则：针对高清摄像机的取景，应满足标清4∶3画面需求，下变换以标清满屏格式为主；高清编辑增加字幕应满足标清4∶3画面需求；采用标清插播带，需要及时更换标清播出版的插播画面；制作高级声音时，立体声主要由声道1记录，节目声主要由声道3，4记录。电视台工作人员应充分了解节目制作、播出流程，明确相关工作原则，为节目的顺利播出提供保障。

4.2 安全监测系统的建设

明确安全监测系统的建设要求，是高清系统规范化建设的主要内容。部分电视台受到资金因素的限制，所配备的监测系统并不完善，播出事故发生频率较高。通过高清播出系统的升级，配备完善、可靠的安全监测系统，能够在监视屏幕上直观、全面地呈现播出链路关键节点信号画面以及相关技术监测数据信息。如果发生声音异常、马赛克等故障问题，监测系统可以及时告知值班工作人员，帮助其在短时间内了解目前高清播出系统的运行情况，有助于提高分析问题、处理问题的效率，避免故障范围扩大。