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浅析非编网与播出服务器间信号的传递方式

2004-12-30 翁红雨 福建电视台播出中心 依马狮网


    近年来,各地电视台纷纷进行节目制作和播出系统的数字化改造。节目制作一改以往单机编辑的模式,非编制作网得到普遍应用。节目的播出也从以录像机为主播出信号源、以基带模拟视音频信号传输的方式,转变成硬盘播出服务器为源设备的数字信号播出方式。但是,目前大多数的应用是非编网与播出各为一体、自成体系,相互间通过录像带进行交流,这主要是由于各电视台基于安全播出上的考虑。然而,这种传统流程模式效率低下,且要承受多次节目素材的复制转换对图像质量造成的损失。因此,随着安全播出技术手段的日益成熟和完善,实现实时高效的制播一体化网络就显得愈发必要,问题由此而来:制作网与播出服务器之间如何传递信号,实现无缝连接。
    总的来说,非线性制作网与播出服务器之间信号传输方式有三种:(1)非编网完成素材后还原为非压缩视音频信号(模拟或SDI)再上载到播出服务器中,重新压缩编码成播出服务器的MPEG-2 IBP格式。(2)非编网完成素材后转码成播出服务器的MPEG-2 IBP格式,通过以太网传输到播出服务器中。(3)非线性制作网与播出服务器采用相同的文件格式,相当于制播一体网。非编网与播出服务器均为基于硬盘的视音频设备,出于带宽和容量的考虑都必须对所使用的视音频文件进行压缩,显然,上述第2、3种方式与非编网与播出服务器各自使用的文件压缩格式相关。

    非编网压缩格式
    用于非编网的压缩格式主要有3种:M-JPEG、MPEG-2和DV,它们均基于离散余弦变换,并对变换系数做量化处理后进行游程编码。M-JPEG和DV采用帧内压缩方式,处理费用低,可实现精确到帧的编辑,但缺少帧间预测和运动补偿所具有的高效率编码。MPEG-2采用帧间压缩、帧间预测和运动补偿技术,压缩效率大为提高,减少了传输带宽,具有足够的灵活性,以满足播出的低带宽要求,它有3种帧结构,即I帧、P帧、B帧。
    目前,MPEG-2/DV压缩格式已成为非线性编辑网的主流选择,国际上支持MPEG-2/DV多格式编辑的板卡主要有Matrox公司的DigiSuite DTV/LX系列板卡和Pinnacle公司的Targa3000系列板卡。表1是两种板卡压缩格式的比较。

项目
DTV/LX+MAX(+SDTI)组合
T3100+K2组合
编辑格式支持MPEG-2 I帧、MPEG-2 IBP、
DV50、DV25编辑。
支持MPEG-2 I帧、DV50、DV25和无压缩编辑。
硬件可以支持MPEG-2 IBP编辑。
MPEG-4编码支持Trimedia实时回传视频流
到内存再利用软件Codec编码
支持DMA实时回传视频流到内存
再利用软件Codec编码
视音频接口复合、分量、YC、SDI复合、分量、YC、SDI,外置接线盒

    播出服务器压缩格式
    播出服务器采用的压缩格式有M-JPEG和MPEG-2两种,目前大部分播出服务器采用MPEG-2 4:2:0MP@ML和MPEG-2 4:2:2P@ML的国际标准压缩方式。
    采用MPEG-2的编码通常有IB、IP、IBP和IBBP压缩方式。完全的IBBP压缩比IBP、IB、IP压缩具有更好的动态矢量预测,同等码流会得到更好的视频质量。如采用IBBP压缩的12Mb/s视频码流,其视频质量近似等于IBP、IB、IP压缩方式15Mb/s视频码流的质量,也就是说,MPEG-2完全的IBBP压缩方式具有更好的压缩性能。因此播出视音频服务器实际使用IBBP压缩方式居多。当今主流播出服务器采用格式如表2。
厂商型号
GVG
Pinnacle
Seachange
Sony
Profile XP
(PVS1000)
Mediastream
(MSS-1600)
BMC
(830、1230)
MAV-70
压缩格式MPEG-2 4:2:2
及4:2:0
MPEG-2 4:2:2
及4:2:0
MPEG-2 4:2:2
及4:2:0
MPEG-2 4:2:2
及4:2:0
压缩码率4~50Mb/s6~30 Mb/s最大50 Mb/s最大45 Mb/s

    具体实施方法
    结合实例,具体分析如下:
    1

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