延文章

衡東縣廣播電視臺(tái) 湖南省 衡陽(yáng)市 421400

1 系統(tǒng)改造背景

廣播電視技術(shù)已發(fā)展到數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、一體化的時(shí)代，提升視覺觀感體驗(yàn)是滿足縣級(jí)廣播電視臺(tái)發(fā)展的內(nèi)在需求，也是提高收視率的重要手段。衡東縣廣播電視臺(tái)現(xiàn)有的設(shè)備只能支持標(biāo)清信號(hào)，節(jié)目輸出效果不是很好，此外，設(shè)備在節(jié)目的生產(chǎn)過程中故障率越來越高，已影響到安全播出，不宜繼續(xù)使用。國(guó)家廣電總局與湖南省廣電局先后有文件指示，要在2020年前完成電視節(jié)目的高清化改造?？h級(jí)廣播電視臺(tái)要遵循國(guó)家廣播電視建設(shè)規(guī)范，建設(shè)高清數(shù)字化、采編播一體化的先進(jìn)平臺(tái)。

2 建設(shè)目標(biāo)

堅(jiān)持以整體系統(tǒng)安全為中心，堅(jiān)持統(tǒng)一規(guī)劃和部署，堅(jiān)持兼顧經(jīng)濟(jì)效益，以確保全臺(tái)制播系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運(yùn)行為終極目標(biāo)。堅(jiān)持把業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)做為重點(diǎn)，堅(jiān)持做好全臺(tái)的內(nèi)容調(diào)度工作，堅(jiān)持做好全臺(tái)的設(shè)備調(diào)度工作，要求設(shè)計(jì)一個(gè)集上傳、制作、直播、工程包裝、后臺(tái)渲染、媒體管理、新媒體發(fā)布、硬盤播出、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控等功能于一體、覆蓋全臺(tái)的全站式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

3 高清化設(shè)計(jì)具體要求

高清制播系統(tǒng)是全臺(tái)的節(jié)目?jī)?nèi)容生產(chǎn)系統(tǒng)，是日常新聞專題制作的核心系統(tǒng)，負(fù)責(zé)很多新聞和專題，如《衡東新聞》《今日衡東》《衡東故事》等。因此，這個(gè)系統(tǒng)必須具備安全、可靠、穩(wěn)定、高效的特點(diǎn)。在整合原有標(biāo)清系統(tǒng)的情況下，衡東縣廣播電視臺(tái)提出了以下建設(shè)目標(biāo)：（1）大幅度提高非編制作、編輯審片、總編上傳、機(jī)房播出等軟件的制作效率與穩(wěn)定性；（2）磁盤陣列系統(tǒng)需要滿足日常高碼率、高清晰度在線編輯的要求；（3）升級(jí)客戶端管理和登錄名制作模式，實(shí)現(xiàn)權(quán)限分區(qū)管理；（4）數(shù)據(jù)保護(hù)能力、過程監(jiān)控能力和故障預(yù)警機(jī)制達(dá)到國(guó)家規(guī)定的安全級(jí)別；（5）將升級(jí)后的高清制播系統(tǒng)與原有的標(biāo)清系統(tǒng)及其他相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)無縫連接起來。

制播系統(tǒng)的升級(jí)要考慮兼容性、可持續(xù)性、安全性。需要與原有標(biāo)清系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兼容，升級(jí)后的系統(tǒng)必須是可持續(xù)發(fā)展的可以升級(jí)2K 及4K的，最重要的是要確保安全播出。因此要構(gòu)建一個(gè)高標(biāo)準(zhǔn)、高兼容和高安全的高清內(nèi)容生產(chǎn)平臺(tái)。

4 高清化具體改造措施

以上述具體要求為依據(jù)，從節(jié)目?jī)?nèi)容制作和節(jié)目審核播出的流程出發(fā)，衡東縣廣播電視臺(tái)對(duì)整個(gè)高清制播系統(tǒng)進(jìn)行了各個(gè)環(huán)節(jié)的測(cè)試和驗(yàn)證，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了高質(zhì)量的改造。

4.1 存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)升級(jí)

高清節(jié)目編輯過程中對(duì)磁盤陣列系統(tǒng)要求很高，因?yàn)樾枰M(jìn)行實(shí)時(shí)編輯讀取寫入，整個(gè)制播系統(tǒng)帶寬要求足夠?qū)?，才能使高清制播系統(tǒng)的編輯性能完全發(fā)揮出來。在當(dāng)前的編輯方法中，由于故事板的編輯操作導(dǎo)致存儲(chǔ)速度低于寫入速度，這樣就容易出現(xiàn)編輯軟件編輯節(jié)目的時(shí)候出現(xiàn)卡頓及丟幀或者花屏等狀況。存儲(chǔ)系統(tǒng)以萬兆NAS 存儲(chǔ)作為依托，整體架構(gòu)體現(xiàn)了技術(shù)的先進(jìn)性，且網(wǎng)絡(luò)清晰明了，易于維護(hù)。萬兆NAS 存儲(chǔ)系統(tǒng)和高清非編工作站等設(shè)備組成一個(gè)整體網(wǎng)絡(luò)。此外系統(tǒng)預(yù)留了設(shè)備擴(kuò)展和接口擴(kuò)展，后期可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)擴(kuò)展。

中心存儲(chǔ)采用一臺(tái)16 盤位萬兆NAS 存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，向外界提供兩個(gè)萬兆以太網(wǎng)接口通道，滿足高清節(jié)目制作要求。配置17 塊4TB 企業(yè)級(jí)專業(yè)硬盤，其中16 塊采用RIAD5+2S 容錯(cuò)方式，1 塊作為冷備硬盤存儲(chǔ)，有效容量52TB。經(jīng)過系統(tǒng)壓力測(cè)試，通過人工制造故障、模擬異常存儲(chǔ)等試驗(yàn)，來驗(yàn)證存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能，測(cè)試結(jié)果顯示現(xiàn)有NAS存儲(chǔ)是可行的，具備的高可用性高兼容性及高可靠性，能達(dá)到衡東高清制播系統(tǒng)的高標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)要求。

4.2 高清編輯性能優(yōu)化

高清制播系統(tǒng)的編輯性能關(guān)系著整個(gè)系統(tǒng)的工作效率，與磁盤陣列系統(tǒng)、編輯工作站性能、整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境均有關(guān)。我們重點(diǎn)考慮了兩個(gè)方面的內(nèi)容，一是編輯工作站的硬件性能，二是非線性編輯軟件的節(jié)目編輯性能，最終的落腳點(diǎn)是持續(xù)優(yōu)化高清內(nèi)容的制作效率。

圖1 衡東縣廣播電視臺(tái)制播系統(tǒng)的整體拓?fù)鋱D

在經(jīng)過對(duì)備選的幾種常見的非編制作平臺(tái)進(jìn)行性能測(cè)試后，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的大洋非線性編輯軟件，對(duì)工作效率更有幫助，最后決定使用HP Z8 G4 作為高清非編編輯工作站點(diǎn)。非編制作系統(tǒng)采用英特爾Xeon 4114 雙處理器渲染引擎，利用NVIDIA 2080ti 專業(yè)級(jí)別顯卡，基于DirectX12 的架構(gòu)，采用專業(yè)廣播級(jí)視音頻板卡，能廣泛應(yīng)用于從4K 內(nèi)容編輯到標(biāo)清視頻剪輯，具備多規(guī)格視頻接口采集與輸出的功能，多色域空間也可實(shí)現(xiàn)完美支持，且可用于2D、3D 的制作和監(jiān)看全流程，此外具有豐富的音頻接口，獨(dú)立的音頻監(jiān)聽通道不會(huì)占用專業(yè)音頻接口，配合音頻編輯軟件，可輕松實(shí)現(xiàn)從立體聲混音到環(huán)繞聲及更復(fù)雜的音頻制作，能夠滿足后期專業(yè)音頻制作的需要。

4.3 安全播出能力提升

安全播出是廣播電視臺(tái)的生命線。系統(tǒng)改造以滿足高清生產(chǎn)能力和整個(gè)內(nèi)容流程要求為出發(fā)點(diǎn)，還要充分考慮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性、現(xiàn)場(chǎng)新聞的安全性和流程運(yùn)行的穩(wěn)定性。基于光纖通道的數(shù)據(jù)傳輸過程讓傳輸速度得到了很大提升。播出控制工作采用主備交叉?zhèn)浞莘绞娇刂埔曨l播出服務(wù)器、播出切換矩陣等設(shè)備，相互配合進(jìn)行調(diào)度，確保安全播出。任一播控工作站出現(xiàn)問題，由其它工作站即時(shí)接管并執(zhí)行該頻道播出的控制工作。當(dāng)主播有故障時(shí)，能夠自動(dòng)切換到備播；主備都出問題，自動(dòng)切換到應(yīng)急信號(hào)播出；主播控出現(xiàn)問題時(shí)，備播控自動(dòng)接管所有設(shè)備的控制權(quán)。在緊急情況下，記者可以直接將文件發(fā)送到播出機(jī)房完成直播，這樣就讓整個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生重大故障時(shí)有了極好的應(yīng)急效果。整個(gè)系統(tǒng)對(duì)技術(shù)人員要求比較高，為了快速有效的定位和處理流程故障，衡東廣播電視臺(tái)部署了多節(jié)點(diǎn)預(yù)警機(jī)制，分析了業(yè)務(wù)流程，提出有效的監(jiān)控點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和預(yù)警。通過短信和微信平臺(tái)，機(jī)房值班人員被提示要積極地發(fā)現(xiàn)問題，確保節(jié)目的安全播出。

4.4 多格式內(nèi)容支持

高清內(nèi)容制作在分辨率、比特率等方面相比原有的標(biāo)清內(nèi)容有更高的要求。視頻來源比較復(fù)雜，既有記者們用攝像機(jī)拍攝的高清視頻，還有許多其他不同來源的視頻內(nèi)容，如網(wǎng)絡(luò)下載、手機(jī)拍攝、航拍視頻等。由于編碼功能的格式不同，在編輯過程中，我們需要找到適合不同格式和不同比特率的最佳方法。經(jīng)過測(cè)試，該系統(tǒng)對(duì)絕大部分文件具有良好的兼容能力。通過構(gòu)建統(tǒng)一的轉(zhuǎn)碼平臺(tái)，將轉(zhuǎn)碼任務(wù)放置在背景中，并根據(jù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)碼，該轉(zhuǎn)碼平臺(tái)支持多格式轉(zhuǎn)碼，它可以處理提交的不同文件夾和格式設(shè)置，轉(zhuǎn)碼后的文件仍然可以根據(jù)原始文件夾名稱進(jìn)行不同的存儲(chǔ)，且處理速度快而好，大大提高了編輯記者的工作效率。

5 結(jié) 語(yǔ)

未改造之前我們對(duì)高清化改造還存在一些困惑和疑慮，經(jīng)過對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的仔細(xì)論證、詳細(xì)測(cè)試、認(rèn)真分析與透徹研究之后，在不影響原有系統(tǒng)運(yùn)行、工程改造進(jìn)度的情況下，高清制播系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)過一個(gè)月左右的奮戰(zhàn)圓滿完成。在改造過程中，我們經(jīng)歷了存儲(chǔ)系統(tǒng)的選擇、原始數(shù)據(jù)資源的遷移、軟件兼容問題的分析和修改、攝像機(jī)存儲(chǔ)卡導(dǎo)入格式的增加和優(yōu)化、總編室審片綜合效率的優(yōu)化等，所有的難題都迎刃而解?？h級(jí)廣播電視臺(tái)的整體高清化趨勢(shì)不可阻擋，我們要注重理論聯(lián)系實(shí)際，完善高清制播系統(tǒng)缺陷，規(guī)范高清制播流程，優(yōu)化高清制播系統(tǒng)性能，努力構(gòu)建安全高效、先進(jìn)優(yōu)質(zhì)的高清制播體系。