【摘要】陽泉市廣播電視臺(tái)280平米演播室是一個(gè)綜合類演播室。現(xiàn)有數(shù)字標(biāo)清視頻系統(tǒng)和模擬音頻系統(tǒng)及擴(kuò)聲系統(tǒng)，使用年限接近10年，技術(shù)設(shè)備老化嚴(yán)重。隨著高清技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，演播室視頻音頻系統(tǒng)的高清改造已成為電視臺(tái)技術(shù)升級(jí)的重要一環(huán)。本文首先對(duì)高清改造項(xiàng)目的背景和意義進(jìn)行了分析，然后詳細(xì)闡述了高清改造的技術(shù)方案和實(shí)施過程，最后對(duì)改造效果進(jìn)行了評(píng)估和總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】高清改造；視頻音頻系統(tǒng)；演播室

中圖分類號(hào)：TN929 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.13.008

1. 項(xiàng)目設(shè)計(jì)介紹

在新媒體漸成大勢(shì)，視頻平臺(tái)、音頻平臺(tái)、新聞資訊平臺(tái)紛紛崛起的新格局下，傳統(tǒng)電視臺(tái)的業(yè)務(wù)受到了空前的沖擊。實(shí)施“媒體融合”成為大勢(shì)所趨，關(guān)鍵在于要找到既符合技術(shù)發(fā)展方向、又切合自身實(shí)際的突破口。全媒體演播室系統(tǒng)在電視臺(tái)整體系統(tǒng)內(nèi)，處在電視臺(tái)整體系統(tǒng)架構(gòu)的最前端位置，負(fù)責(zé)為電視臺(tái)各個(gè)部門的子系統(tǒng)提供節(jié)目的信號(hào)源或者文件數(shù)據(jù)，供電視臺(tái)其他系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)目數(shù)據(jù)的編輯處理或者播出使用。

隨著電視技術(shù)及系統(tǒng)的發(fā)展，演播室系統(tǒng)也逐步改變了獨(dú)立運(yùn)行的模式，與電視臺(tái)整體系統(tǒng)的結(jié)合更為緊密，與制作網(wǎng)、播出等系統(tǒng)互聯(lián)互通，實(shí)時(shí)共享節(jié)目數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。

1.1 項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)和目的

隨著科技的進(jìn)步和觀眾對(duì)視覺體驗(yàn)要求的提高，高清技術(shù)逐漸成為了廣播電視行業(yè)的主流。高清畫面帶來的細(xì)膩畫質(zhì)和音頻的清晰傳達(dá)，為觀眾帶來了更加真實(shí)、震撼的視聽享受。對(duì)于電視臺(tái)而言，演播室視頻音頻系統(tǒng)的高清改造不僅能提升節(jié)目質(zhì)量，還能滿足廣大觀眾對(duì)高清節(jié)目的需求。280 ㎡演播室設(shè)計(jì)為高清數(shù)字電視節(jié)目制作系統(tǒng)，滿足現(xiàn)有欄目節(jié)目制作，并以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，融合新媒體技術(shù)手段，融合IP化傳輸方式，融合全方位互動(dòng)的展示效果，重點(diǎn)突出新媒體的特點(diǎn)，并將全景、VR等一些科技感含量較高的技術(shù)手段運(yùn)用到演播室建設(shè)中去[1]。

1.2 項(xiàng)目情況說明

陽泉市廣播電視臺(tái)280 ㎡演播室是一個(gè)綜合類演播室?，F(xiàn)有數(shù)字標(biāo)清視頻系統(tǒng)和模擬音頻系統(tǒng)及擴(kuò)聲系統(tǒng)，使用年限接近10年，技術(shù)設(shè)備老化嚴(yán)重。目前系統(tǒng)是2008年建設(shè)的4訊道標(biāo)清錄制系統(tǒng)，使用的切換臺(tái)是ROSS的Synergy 100，攝像機(jī)是池上的Hl-65W標(biāo)清攝像機(jī)，監(jiān)視器和周邊設(shè)備均為標(biāo)清年代產(chǎn)品。更主要的是目前無法完成錄制高清節(jié)目，280 ㎡音視頻系統(tǒng)的落后已經(jīng)嚴(yán)重影響到節(jié)目生產(chǎn)。

本次技術(shù)改造的目標(biāo)是建立新的全媒體直播演播室系統(tǒng)，部分視音頻系統(tǒng)利用原有設(shè)備。該演播室經(jīng)改造后，配有4個(gè)高清攝像機(jī)訊道，配備有24路多格式切換臺(tái)和32x32路矩陣，信號(hào)調(diào)度非常方便。鏡頭配備有標(biāo)準(zhǔn)鏡頭和廣角鏡頭。配置主備直播服務(wù)器、回采服務(wù)器等多種載體，并可變換錄制標(biāo)清節(jié)目。

1.3 改造需求分析

在項(xiàng)目初期，對(duì)電視臺(tái)的現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行了全面的調(diào)研和分析，結(jié)合高清技術(shù)的特點(diǎn)和要求，制定了詳細(xì)的高清改造方案。

（1）設(shè)備采購(gòu)與安裝調(diào)試：根據(jù)方案設(shè)計(jì)，進(jìn)行了設(shè)備的采購(gòu)工作。在設(shè)備到貨后，組織了專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行安裝和調(diào)試，確保設(shè)備的正常運(yùn)行和信號(hào)的穩(wěn)定傳輸。

（2）系統(tǒng)測(cè)試與優(yōu)化：在設(shè)備安裝調(diào)試完成后，我們進(jìn)行了系統(tǒng)的全面測(cè)試。通過不斷調(diào)整和優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)，確保了高清信號(hào)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

1.4 設(shè)計(jì)原則

系統(tǒng)設(shè)計(jì)保持與國(guó)際先進(jìn)設(shè)計(jì)理念同步，并且能夠最大限度地適應(yīng)今后技術(shù)發(fā)展變化和電視節(jié)目制作等多方面的需求。

系統(tǒng)應(yīng)具有良好的開放性，即采用開放的接口與技術(shù)，建立開放的結(jié)構(gòu)，可以方便地與其他轉(zhuǎn)播系統(tǒng)和音頻系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)交換，配合完成特大型轉(zhuǎn)播任務(wù)，提供通用的符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的不同類型接口。

（1）安全性：保證核心設(shè)備供電，如切換臺(tái)、矩陣、錄像機(jī)等核心設(shè)備。并留有冗余。

（2）應(yīng)急：系統(tǒng)設(shè)計(jì)具備完善的應(yīng)急方案，應(yīng)急操作安全快捷。系統(tǒng)應(yīng)具有極高的運(yùn)行可靠性，并具備完善的應(yīng)急方案，且應(yīng)急操作安全、快捷，系統(tǒng)重要路由必須有主備通道，不能出現(xiàn)單一崩潰點(diǎn)。應(yīng)急倒換后，系統(tǒng)信號(hào)穩(wěn)定，Tally、UMD等各類控制系統(tǒng)無縫控制。備份系統(tǒng)（包括通道）要有獨(dú)立性，防止主系統(tǒng)出故障時(shí)對(duì)備份系統(tǒng)造成影響。同時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行過程中的各關(guān)鍵因素要有嚴(yán)格的監(jiān)控和管理手段。

（3）延時(shí)處理：設(shè)計(jì)延時(shí)播作為系統(tǒng)延時(shí)處理，系統(tǒng)可以做到記錄和延時(shí)播出功能，時(shí)間比常規(guī)延時(shí)器更有保障，從而提高直播的安全性。

（4）監(jiān)視處理：設(shè)計(jì)矩陣多畫面輸出與切換臺(tái)多畫面輸出互為主備。同時(shí)考慮不同類型節(jié)目、各類導(dǎo)播的實(shí)際工作需求，監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)保證靈活性、可擴(kuò)展性。

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分考慮了技術(shù)先進(jìn)性、功能齊全性，并保證其可靠性；系統(tǒng)設(shè)計(jì)配置靈活，易于操作，維護(hù)方便；同時(shí)確保系統(tǒng)在今后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)具有先進(jìn)性并留有擴(kuò)展余地。

1.5 系統(tǒng)特點(diǎn)

①咨詢匯聚：全媒體數(shù)據(jù)采集發(fā)布軟件，支持微信、微博數(shù)據(jù)的采集，包括發(fā)布內(nèi)容、參與用戶信息、主題、投票以及抽獎(jiǎng)等數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)發(fā)布至圖文系統(tǒng)。②超高分辨率大屏包裝解決方案：4K拼接背景大屏幕場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染播出，實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景自由拼接和多塊屏的跨屏播出；背景大屏幕支持多路的高清直通視頻開窗效果，有效提升了節(jié)目的現(xiàn)場(chǎng)感和互動(dòng)感；直通視頻做3D DVE時(shí)，延時(shí)幀數(shù)低。③互動(dòng)點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)：通過簡(jiǎn)單操作實(shí)現(xiàn)對(duì)圖文包裝場(chǎng)景的控制播出，實(shí)現(xiàn)觸控屏標(biāo)注、圖片縮放、小屏控大屏、小屏控虛擬、多屏互動(dòng)等效果；操作靈活，支持圖文、虛擬、大屏播出單的統(tǒng)一編輯；支持圖文、虛擬、大屏播出單的聯(lián)動(dòng)控制播出；所有的設(shè)計(jì)、播出模板場(chǎng)景統(tǒng)一存儲(chǔ)、調(diào)用，資源共享。定制化服務(wù)，專業(yè)的圖文、場(chǎng)景制作團(tuán)隊(duì)為用戶提供定制化設(shè)計(jì)服務(wù)。

1.6 系統(tǒng)先進(jìn)性

全景區(qū)演播室系統(tǒng)，通過背景大屏幕、圖文包裝、虛實(shí)結(jié)合、觸控點(diǎn)評(píng)等多種手段，實(shí)現(xiàn)主持人與觀眾、節(jié)目?jī)?nèi)容等多種形式的互動(dòng)，大大地提升了節(jié)目的創(chuàng)作空間。

背景大屏幕播出作為欄目的主景區(qū)之一，最直觀地體現(xiàn)了欄目的形象和演播室的硬件基礎(chǔ)。大屏幕播出系統(tǒng)能夠提升欄目的整體氣勢(shì)，并且具備靈活的控制機(jī)制，通過主持人工具，可手動(dòng)控制場(chǎng)景的播出，實(shí)現(xiàn)小屏控大屏的效果，增加欄目的互動(dòng)性。通過在背景大屏幕播出欄目所需的動(dòng)畫等，使演播室整體效果得到提升。另外，在大屏幕中還可實(shí)現(xiàn)多視窗視頻連線，進(jìn)行與專家的實(shí)時(shí)對(duì)話，實(shí)時(shí)微博呈現(xiàn)等功能，最大程度上提升欄目的關(guān)注度與互動(dòng)性。點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)作為互動(dòng)性最強(qiáng)的一個(gè)環(huán)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)與背景大屏、虛擬圖文等系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)效果，使欄目更具互動(dòng)性，展現(xiàn)形式更為豐富；主持人可以通過對(duì)點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)的觸控，實(shí)現(xiàn)跨屏的播出效果，也可在點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)進(jìn)行事件報(bào)道，實(shí)現(xiàn)讀報(bào)功能，還可進(jìn)行點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)連線，增加欄目播出效果。

虛擬圖文作為融媒體演播室的核心部分之一，能夠?qū)崟r(shí)展現(xiàn)所需的新聞事件，配合主持人的口播，將時(shí)間、地點(diǎn)、事件以最直觀、最具視覺沖擊力的方式呈現(xiàn)給觀眾；將演播室的功能化、空間化、視覺化和欄目的專業(yè)化密切地聯(lián)系在一起。通過虛擬前景的植入，使節(jié)目的呈現(xiàn)更加靈活多變，配合以各種絢麗的動(dòng)畫效果，可以提升欄目的視覺沖擊力，呼應(yīng)欄目主題，更具科技感和可看度。具體到場(chǎng)景設(shè)計(jì)，可以配合主持人的口述，進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻對(duì)話連線，使播報(bào)更加直觀、完整，更具說服力。

1.7 系統(tǒng)靈活性

舞臺(tái)背景由大屏幕、虛擬藍(lán)箱、點(diǎn)評(píng)播報(bào)等部分組成，每一部分都可以根據(jù)節(jié)目?jī)?nèi)容、形式的需要實(shí)時(shí)渲染生成；同時(shí)通過不同的制作模板可在不增加任何硬件成本的前提下，靈活地完成在同一演播廳內(nèi)完全不同形式的節(jié)目制作。

1.8 系統(tǒng)安全穩(wěn)定性

所有的圖文包裝產(chǎn)品以及圖文渲染服務(wù)器均采用了著名品牌高標(biāo)準(zhǔn)配置，包括冗余電源、SAS硬盤，支持ECC校驗(yàn)，采用低噪音設(shè)計(jì)，機(jī)箱標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)，支持7*24小時(shí)播出；支持三級(jí)掉電直通，保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2. 系統(tǒng)方案說明

（1）系統(tǒng)信號(hào)格式：系統(tǒng)主信號(hào)格式為1080/50i，16∶9高清格式信號(hào)。系統(tǒng)支持其他高清格式信號(hào)，這個(gè)功能可由多功能變換器實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)中配置有2臺(tái)雙通道多格式視頻轉(zhuǎn)換、幀同步機(jī)器，支持HD/SD-SDI及模擬視頻輸入/輸出，支持?jǐn)?shù)字/模擬/嵌入音頻輸入/輸出。系統(tǒng)支持各種標(biāo)清和模擬信號(hào)，以兼容現(xiàn)階段的技術(shù)要求[2]。

（2）矩陣與記錄播出部分：配置多格式視頻矩陣，矩陣規(guī)模至少32x32作為系統(tǒng)的信號(hào)切換設(shè)備，主要承擔(dān)多種任務(wù)：高標(biāo)清記錄信號(hào)指派、技術(shù)監(jiān)測(cè)等。配置主備演播室播出系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)制作新聞系統(tǒng)成品打包后推送演播室進(jìn)行播出。同時(shí)配置1臺(tái)回采工作站用于采集錄制可直接登記到制作新聞網(wǎng)內(nèi)供編輯記者使用，如遇突發(fā)情況演播室回采工作站作為第三備，可直接播放編輯工程文件。

（3）外來信號(hào)處理與監(jiān)視部分：系統(tǒng)設(shè)計(jì)4路外來信號(hào)接入演播室視音頻系統(tǒng)，每路通道均具有上/下/交叉變換、幀同步、A/D（模/數(shù)）、嵌入、解嵌、音頻延時(shí)校正等多種功能，并設(shè)計(jì)矩陣環(huán)接上/下/交叉變換設(shè)備方式實(shí)現(xiàn)多通道處理。導(dǎo)播室監(jiān)視墻采用專業(yè)顯示屏加多畫面分割方式，并具有作為演播室實(shí)景區(qū)功能。固定監(jiān)視信號(hào)，導(dǎo)演區(qū)主輸出PGM、PVW、技術(shù)調(diào)像區(qū)和錄像區(qū)監(jiān)視信號(hào)直接從設(shè)備端口獲取，不依賴矩陣調(diào)配，以保證線路更加清晰。系統(tǒng)中監(jiān)視設(shè)備以高清16∶9的標(biāo)準(zhǔn)方式設(shè)計(jì)，同時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)上設(shè)計(jì)有完善的4∶3構(gòu)圖標(biāo)識(shí)。導(dǎo)演區(qū)監(jiān)看設(shè)計(jì)為可監(jiān)看所有參與制作的信號(hào)源，監(jiān)視器布局采用55英寸專業(yè)顯示屏2×4排列的方式，導(dǎo)演與字幕制作共享監(jiān)看。技術(shù)區(qū)：技術(shù)監(jiān)視采用≥17英寸液晶監(jiān)視器[3]。

3. 智能控制及預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)性能要求

根據(jù)陽泉市廣播電視臺(tái)系統(tǒng)部署，要求智能控制及預(yù)警系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)以下幾個(gè)關(guān)鍵功能：

可以通過移動(dòng)平板電腦或PC機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)演播室燈光系統(tǒng)的控制，一鍵調(diào)用燈光節(jié)目模板，隨時(shí)對(duì)調(diào)光臺(tái)進(jìn)行調(diào)整?？梢酝ㄟ^移動(dòng)平板電腦或PC機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)演播室音頻系統(tǒng)的控制，調(diào)整調(diào)音臺(tái)的工作狀態(tài)?？梢酝ㄟ^移動(dòng)平板電腦或PC機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)演播室的切換臺(tái)、矩陣、多畫面分割器的集中控制。實(shí)現(xiàn)視頻、音頻及燈光系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制，各系統(tǒng)可配合做出邏輯動(dòng)作。對(duì)演播室中的主要設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)警。良好的兼容性和擴(kuò)展性，可升級(jí)為全臺(tái)演播室自動(dòng)化節(jié)目制作系統(tǒng)、全臺(tái)預(yù)警控制系統(tǒng)[4]。

4. 實(shí)施效果及特點(diǎn)分析

在集中控制工作站上能夠?qū)崟r(shí)的觀看到所有演播室內(nèi)的設(shè)備狀態(tài)信息，并實(shí)時(shí)呈現(xiàn)演播室內(nèi)節(jié)目制作過程中信號(hào)的路由走向。

圖形化全景展示矩陣交叉點(diǎn)鏈路及切換信息，通過客戶端軟件的靈活部署，異地實(shí)時(shí)掌握矩陣信號(hào)的鏈路走向。做到在總控中心通過集中控制軟件能實(shí)時(shí)地對(duì)矩陣的信號(hào)調(diào)度，并能一鍵恢復(fù)矩陣的信號(hào)路由功能?？梢詫?duì)畫面分割等具備信號(hào)檢測(cè)、模板調(diào)用等功能的設(shè)備，進(jìn)行監(jiān)視和單一或一鍵式控制。根據(jù)其報(bào)警和檢測(cè)信息，篩查，分析，與邏輯鏈路進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)和設(shè)備本身的監(jiān)控功能。按照不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求可實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)設(shè)備的單參數(shù)控制或整體組合式聯(lián)動(dòng)控制；實(shí)現(xiàn)對(duì)切換臺(tái)、矩陣的交叉點(diǎn)，調(diào)音臺(tái)聯(lián)動(dòng)，多畫面模板調(diào)用以及設(shè)備參數(shù)的控制。只需一鍵操作就可以實(shí)現(xiàn)矩陣、調(diào)音臺(tái)、燈光、多畫面等設(shè)備達(dá)到播前預(yù)備狀態(tài)，不需要單個(gè)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。通過權(quán)限設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)只監(jiān)不控、既監(jiān)又控的組合功能[5]。

健壯、安全的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，可以自定義歷史數(shù)據(jù)保留時(shí)間；完全的數(shù)據(jù)庫(kù)備份機(jī)制，定時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)備份，并一鍵式進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)的恢復(fù)，不必?fù)?dān)任誤操作對(duì)系統(tǒng)配置進(jìn)行的更改；數(shù)據(jù)庫(kù)作業(yè)腳本定時(shí)自動(dòng)處理無效數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)約而不減性能。

監(jiān)測(cè)交換機(jī)每一個(gè)端口上端口通斷信息，如監(jiān)測(cè)到設(shè)備掉線，或端口異常狀態(tài)及時(shí)通過組合報(bào)警的方式通知，迅速排查故障；盡量做到每一個(gè)設(shè)備、每一個(gè)交換機(jī)端口的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)實(shí)時(shí)呈現(xiàn)。

對(duì)演播室內(nèi)LED燈光可進(jìn)行遠(yuǎn)程式網(wǎng)絡(luò)控制，如亮度、頻閃、開關(guān)等，并可以根據(jù)播出場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)一鍵式模板調(diào)用（可定義多個(gè)場(chǎng)景模板），燈光狀態(tài)達(dá)到預(yù)定值。

可以對(duì)調(diào)音臺(tái)進(jìn)行一鍵式的模板調(diào)用與控制（如調(diào)音臺(tái)Fader控制、層控制、聲像控制等）。一鍵即可實(shí)現(xiàn)調(diào)音臺(tái)的場(chǎng)景（cue）設(shè)置。并將調(diào)音臺(tái)的相關(guān)狀態(tài)信息實(shí)時(shí)記錄。

5. 結(jié)束語

演播室視頻音頻系統(tǒng)高清改造項(xiàng)目的成功實(shí)施，為電視臺(tái)帶來了顯著的效益。通過高清改造，電視臺(tái)的節(jié)目質(zhì)量得到了顯著提升，滿足了觀眾對(duì)高清節(jié)目的需求；同時(shí)，高清技術(shù)的應(yīng)用也提升了電視臺(tái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，我們將繼續(xù)對(duì)演播室視頻音頻系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和優(yōu)化，為觀眾帶來更加優(yōu)質(zhì)的視聽體驗(yàn)。

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作者簡(jiǎn)介：王玉斌（1979—），男，山西陽泉人，研究方向：廣播電視工程。