青岛电视台第五演播室视频系统设计及技术特点

　　【摘要】为了满足制作安全以及高清节目制作需要，青岛电视台第五演播室对系统进行了全面的改造。本文介绍了该演播室的系统设计思想并对视频、大屏及通话等系统的设计进行了说明，总结了系统的创新点。

　　【关键词】高标清兼容 切换台 应急切换

　　高清晰度电视技术正在逐渐普及，青岛电视台的高清频道也已经开始试播，在这种情况下，节目制作的高清化也是非常必要的。我台第五演播室的设计改造理念就是承担着高清节目的制作、转播等任务。演播室共分为三个景区，可分别独立制作节目。

　　第五演播室采用的是全高清设备，同时考虑到高标清共存的情况以及建设资金的情况，也可以实现纯标清制作。由于演播室承担了体育赛事的直播工作，系统的安全性和稳定性就成为了设计的重点，我们在设计中也充分考虑了应急切换和系统备份的问题。

　　一.视频系统

　　系统总体介绍

　　第五演播室面向高清，系统设计为高/标清兼容内核，采用上下变换满足标清制作的需要，可同时制作两套不同的高/标清节目。以主高清切换台面板为主节目制作核心，以矩阵的应急母线作为应急通道。另外，多码流矩阵进行总信号调度，用于应急、录像、监看、外接口板等信号调配，切换和转换。

　　其中高清切换台信号为主信号，矩阵信号为备路信号，这两路信号进入2X1开关后做为最终节目信号输出。切换台的最终PGM信号和矩阵应急信号作为2X1开关的输入源，2个2X1输出的信号作为主备信号。两路输出信号加嵌后分别进行下变换、D/A转换或分配转换获得足够数量的标清信号。

　　标清输入信号在系统的输入端进行上变换获得高清信号，输出端对高清信号进行下变换获得标清信号。输入端的所有主要高清信号都分别进入切换台和矩阵。系统输出分为主备两路信号，每路信号包含高清，标清，模拟信号。

　　演播室标配4个讯道。演播室主要核心设备为：1个大型切换台，1个总调度矩阵，规模为：32x32的多码流视频矩阵，32入16出24按键2级M/E配置的切换台；电视墙采用4个50寸的大屏进行分屏显示。技术区采用17英寸高清晰度技监做技术监看。

　　1.信号源部分

　　摄像机选用日立HD1000高清摄像机，信号从摄像机头通过光纤电缆传送给基站，再由基站输出给系统各个部分，CCU输出HDSDI信号直接进入切换台和矩阵，一路HD信号送到导演区多画面分割监看，1路HD信号送到技术区进行图像和波形监看。用户现场使用摄像机遥控单元控制面板，通过一根控制电缆与CCU连接，技术工作人员就可以通过在面板上的操作控制摄像机，调整底黑和光圈等参数了。

　　设计3路磁带录像机信号，1路硬盘录像机信号，录像机信号分别送往切换台、矩阵和导演区监看。

　　设计1台字幕机信号，1台在线包装工作站作为字幕机备份，从而实现了字幕的备份，保证信号的不中断。

　　对于系统外来信号的接入，选用HARRIS公司的高性能的X85交叉变换器。可以处理2路外来信号，可以对模拟信号直接实现A/D转换并帧同步校正，标清SD SDI信号上变换为HD SDI信号，同时支持音频解嵌，为系统省去大量周边板卡。经过校正的数字信号，进入分别送往切换台和矩阵。

　　1路计算机信号经过VGA转换器后HD SDI信号进入高清分配器，得到的信号分别进入切换台、矩阵和多画面分割器。

　　2路测试信号，及高清测试信号和标清测试信号，由主同步及测试信号发生器产生，可输出SMPTE等各种标准的彩条和其他常用高/标清测试信号。

　　所有关键点信号都接入跳线盘，根据需要灵活调配。

　　2.信号调度与输出

　　充分考虑直播的需求，整个系统充分考虑安全的因素，具有主、备及倒换系统。倒换系统可输入2路不同来源的信号，输出6路信号（其中具备2路高清视频信号、2路标清视频信号、2路CVBS视频信号），具备音频嵌入功能。应急画面在切换时不发生跳帧抖动等现象。

　　视频通道以切换台为中心，切换台选择FORA公司的HVS4000的2级M/E切换台。它的功能包括：HD/SD混合输入，支持3G-SDI的传输，2.5D和3D数字特技，序列特技功能，MACRO功能，分屏显示输出，支持视频文件 输入以及3D立体视频制作。32路矩阵选择的是FOR A公司的MFR-3232作为系统的应急备份核心。该矩阵摄像机、录像机及外来的视频信号，进入数字矩阵进行信号的调度，为切换台、录像机、监看系统和外接口等提供信号。切换台输入信号预留有从矩阵过来的6路信号。矩阵的输入端也有来自切换台的包括PGM、CLEAN、AUX等各种信号。

　　切换台和矩阵的PGM信号分别输出到2个应急切换开关，实现备份的同时完成加嵌、下变换和D/A转换，分成主备路送至播控中心。值得一提的是，考虑到播出安全，我们在设计上选择了主路使用板卡自动倒换，防止出现黑场；备路使用切换面板手动倒换，可以根据实际情况进行选择。当切换台出现故障没有输出的情况下，系统输出的主路会自动倒换到矩阵而不出现黑场，在第一时间内能使用切换面板将备路手动倒换到矩阵并通知播控将播出通道改为备路，这样可以防止在切换台没有完全排除故障的情况下由于信号突然出现而导致的主路信号再次倒换从而影响到播出。此时导播可以在矩阵应急面板进行切换。当确认切换台问题解决之后，主路信号已经自动倒换到切换台，再把备路切换回切换台并联系播控中心将播出通道重新选为主路。在此，我们要说明一点的是：没有选择把主备路设计为用自动倒换，是为了防止由于切换台出现有故障但有输出所造成的无法选择矩阵切换的现象，这是其一；而没有选择把主备路设计为都用手动切换是为了防止直播过程中由于人员反应时间造成的黑场现象，这是其二。我们这种考虑在实际的工作中也得到了验证。保证了直播的安全性和连续性。需要特别注意的是AXON的HXT10里的设置问题，在setting菜单下的“Inp_Sel”选项中，主路自动倒换需要选择“AUTO”；备路手动倒换选择“GPI_Only”。另外，主路HXT10菜单中的选项“Switchback”要选择“On”，这样才能保证切换回矩阵后当切换台信号正常后能自动倒换回来；备路因只受GPI控制则这项菜单无需设置。

　　从2选1出来的信号再分别进入高清视分、下变换器、D/A转换器、标清数字视分。得到的的信号有主备HD、SD和模拟信号，被送到音频、技术区、内外接口板和返送回矩阵输入端。

　　系统的4路AUX信号由切换台调往矩阵后输出，经过下变换板后得到标清数字和模拟信号可供现场大屏幕信号使用。

　　送给摄像机基站的返送信号有两部分组成，1路切换台输出，1路由矩阵输出，均经过视频分配后形成主备两路返送信号，使在应急情况下摄像师也可以看到返送信号。

　　系统中所有录像机记录信号都由矩阵输出，这样可以根据需要灵活记录所需要系统中的所有信号。导演区监看、技术监视器所监看的信号和送到外接口板的信号也都取自矩阵输出端，同样可实现对系统全信号的监看和向外部输出。

　　3.图像监视部分

　　图像监视系统是视频系统中重要的组成部分，为保证录制的可靠性和系统的简洁实用性，监视器我们根据不同信号监看的不同特点选用的是50英寸、17英寸和9英寸的监视器。对摄像机，录像机，外来和字幕，PGM和PVW、辅助和应急均有监视。部分监视器输入信号由矩阵进行灵活调度，导演区监视采用画面分割方式，让导演能很好的把握全局。

　　画面分割器选择的是FOR A公司的MV-1600HS，一体式设计，支持3G/HD/SD SDI输入，输出信号为DVI信号，分割画面大小任意可调，具备网络监控接口，分割器分辨率1920*1200。在监视器上除良好的显示画面外，还良好显示出信号的源名；支持嵌入音频的音柱显示；导演区采用4台50寸监视器多画面分割，分割器监视总路数为28路。

　　录像器使用9寸双联高标清彩色液晶监视器监看各路录机信号。在技术监看方面选用了泰克公司的WFM7120数字波型矢量监视器和广播级17寸液晶监视器监看主备播出信号、摄像机信号等需要检测的信号，让技术人员不遗漏任何一个技术细节。

　　特别值得一提的是，包括多画面监视器和独立监视器在内的输入信号都有部分由矩阵输出的，实现灵活调度，画面可以根据使用需求随时随意安排位置。

　　所有视频信号传送关键点均接入跳线盘，以供紧急切换和技术人员检测系统。

　　二.大屏控制系统

　　演播室安装了一组6*2的等离子电视墙作为主景区的背景，另外还安装了一组5*1的等离子电视墙作为第二演播区的背景，同时安装了一块3.0*1.8米的PH4全彩显示屏。整个系统包括主机、背景服务器，导控室的大屏幕主机通过光纤连接到大屏DVI输入接口，背景服务器可播放视频文件或者图片作为大屏背景，同时从矩阵输出3路信号到大屏主机为大屏提供实时的视频信号，为大屏提供丰富的背景素材。

　　三.同步系统

　　考虑到直播的安全性，整个同步系统设计为并行倒换方式，同步信号源采用2台泰克公司生产的TG700高标清同步信号发生器和同步倒换器ECO422D，提供稳定的、多格式、多样化同步和测试信号，保证系统稳定与完成设备测试，为演播及制作设备保驾护航。

　　通过模拟视分的方式实现了对系统中所有同步设备的同步，同时还为切换台和矩阵提供了标准的测试信号。系统可通过外接口板输出同步信号到演播室外部，使系统作为主系统对外锁相，还有输出到演播室内接口板，可作为演播室内扩展设备预留的同步。主同步机的输入端接入跳线盘，可以实现台从锁相的功能，同时同步机输出的测试信号也进入跳线盘，供需要的设备使用。

　　四.通话系统

　　随着演播室系统的规模越来越大，通话系统的设计也越来越复杂。而通话系统作为节目制作的辅助系统，使用方便又必须是设计的基点。在保证系统功能强大的同时，又能保证通话系统在使用中方便顺畅，这才是本系统设计的基本点。

　　为使通话系统既能在各个工作区位的内部通话顺畅，又能实现常见外部通话系统级联，我们的通话系统采用了两线制式通话系统，并配备标准鹅颈话筒。通话系统分为有线、无线两种。采用Clear-Com Party-Line通话系统。

　　演播室导播区放置了一个MS-704四通道通话主站，音频区配备了1个两通道分站。导演区的MS-704的A通道的一个通道通过音频区通话分站后，通过转换接口到各CCU，这样导演，音频区，摄像师就可以实现相互间的直接通话。B通道的一个通道连接到音频区通话分站，方便导演与音频人员直接沟通。C通道连接到外接口板后接入无线通话主站，2个腰包实现导演对现场主持人等的无线指挥。通话另有一个通道连接到外接口板作为预留，根据不同场合的需要进行连接与外界通话。

　　五.TALLY、时钟系统

　　系统中多画面分割的讯道监看画面带有提示功能，用红色方框标出现在正在播出的画面，无色表示空闲状态来反映各机位及操作点（包括摄像、放像机、VGA等）的工作状态，给导播室人员提示，使得各操作人员明确了解直播调度进程。

　　时钟系统是协调各播出环节协同工作的基础，系统的计时钟授时采用台内计时系统以便与台内播出时间同步。

　　六.结语

　　总之，根据广电目前的发展形势，我们正处于标清到高清的过渡时代，如何在满足高清节目录制的情况下同时兼顾标清制作成为我们工作的方向。第五演播室作为多个节目的制作平台，在设计中体现了系统的周密和灵活，考虑到了系统对播出的安全稳定以及日后扩展能力，同时具备了完善的应急方案。演播室改造完成后，节目录制的质量大大提升，在演播室录制的很多节目，都证实了我们当初合理性的设计理念。

　　付磊