基于AVS的高清新闻制播平台关键技术探索

一、前言

　　随着经济全球化进程的加快和信息技术的迅猛发展，信息传播的方式正在发生质的变化。传媒行业面临深刻变革，“多样化、网络化、数字化、异构化、高清晰化”成为当今传媒行业变革和发展的趋势和主题。面对新的激烈竞争，新广电的发展趋势必将呈现统一网络一体化运营。“三网融合”是十二五时期乃至今后重点发展的高新技术，在新技术的发展下，“媒介融合”已经成为一种有着巨大影响、无所不在的大趋势。

　　与此同时，由于MPEG 2、MPEG 4、H.264以及各类音频标准的专利许可制度，每年国内的设备制造厂商、运营商、内容提供商甚至终端用户，将为此付出巨额的费用，严重制约了产业的发展。而基于AVS的国产高清非线性编辑系统、节目制作网络系统、编解码、传输以及解码设备，从研发、应用到整体解决方案的完善，对我国高清数字电视产业、音视频产业、视听产业和文化创意产业具有重大意义。

二、新闻制播平台

　　基于AVS的高清新闻制播平台需要支持节目的收录、回传、编辑、包装、上载、储存管理、节目直播等功能，同时支持国内自主知识产权的AVS标准。该平台的开发，及其在各省级电视台大型新闻网和媒体行业电视节目制播中的应用，将大幅度地超越目前国内同类产品，完全拥有自主知识产权。

　　高清新闻制播平台主要应用在电视台日常新闻节目、新闻类专题制作、晚会类综艺节目制作、节目包装、节目审片打包、演播室节目回录、数字电视广播(DVB)节目平台的内容加工等制作环境。

三、系统模块组成

　　(一)概述

　　目前AVS技术标准已成功应用到Himalaya高清非线性编辑系统和制播网络系统中。如：

　　关键系统包括高清非线性编辑系统、网络化节目制作系统、网络化集群演播系统。

　　能够支持AVS格式AVI 、TS流的打包和采集

　　打包和采集的画面质量高，满足用户在高清工程下编辑视频的要求

　　实时性满足非线性编辑系统的要求

　　能够实现多轨实时播放

　　如图1所示为AVS格式采集界面:

图1

　　如图2所示为AVS编码打包合成界面：

图2

　　如图3、图4所示为AVS视频封装成AVI和TS流的参数设置界面:

图3

图4

　　(二)高清网络化制播关键技术

　　1、高清摄像机的选择

　　摄像机是电视节目的源头，对于高清电视而言，更需要有高质量、高性价比、高适应性的高清摄像机，同时，所选择的摄像机必须得到广泛的配套支持，如：所支持的制式、编码格式、存储介质、上下载及多种输出形式、线性或非线性编辑系统等。根据我国高清晰度电视标准，Himalaya HD非线性编辑系统已经支持了目前市场上主要的高清摄像机及其采用的半导体存储介质、支持的高清编码格式，如表1所示。

表1 使用半导体介质的高清摄像机

　　2、高清编码格式的选择

　　对于无压缩格式的数字电视信号，高清信号的传输带宽大概是标清信号传输带宽的6倍，达到1.5Gbps，这么大的数据量无论对于传输、记录还是对于存储、编辑、播出都是一个巨大的挑战，世界各主流广播电视设备厂商都在大力发展相关的技术，试图通过对高清信号的编码降低对用户制作高清的成本，其中最重要的就是选择适合高清的编解码格式。

　　目前，摄像机厂商采用的高清编码格式有DVCPRO HD、AVC-Intra、MPEG 2 HD、DNxHD、JPEG 2000、AVCHD等，如表2所示，这些成熟的高清编码格式，可以应用到无磁带高清制作流程中，并使利用存储网络制作高清节目成为可能，其核心在于高清非编工作站能够支持多轨实时网络编辑。除JPEG 2000外，目前，新奥特Himalaya HD非线性编辑系统已经全面支持这些格式。

　　表2 各种高清编码格式简要对比分析

　　3、高清非编网络存储的选择

　　跟标清非线性编辑网络一样，高清非编存储网络系统由存储设备、网络设备和非编主机三个部分组成，所有高清非编工作站共享式地访问核心存储系统，通常每台高清工作站以50Mbps~400Mbps的恒定码率访问存储设备，高清非编网络对稳定带宽的要求较大，而IOPS压力相对较小。考虑大多数网络设备和非编主机本身不会成为瓶颈，因此，存储设备的可用带宽越大，该存储网络系统就能支持更多数量的高清非编工作站。如表3所示为一个二十台高清非编组成的网络存储带宽要求简要分析。

　　表3 某高清非编网络存储带宽要求分析

　　通常，高清非编网络的存储一般都会选择主机端口多、带宽大的存储设备；一般会通过增加存储设备的主机通道、磁盘、扩展柜或跨扩展柜创建RAID组等方式，最大限度地利用存储控制器前端和后端的总可用带宽，使得磁盘、磁盘通道、主机通道等的总带宽大于控制器的总带宽，这样在高清非编工作站访问时存储设备时，才能最大地发挥出控制器的带宽性能。

　　Himalaya高清非线性编辑系统及节目制播管理平台，已经全面支持各种主流的存储系统，并可以构建SAN、IP-SAN、NAS、智能IP存储以及其混合形式的高标清节目制作网络系统。

　　4、无磁带高清网络制播流程

　　结合无磁带高清摄像机及网络化高清制播要求，高清数字电视网络制作系统，已经支持可以采用如下图所示的两种高清网络制播流程。

图5 无磁带高清网络制播总体架构

　　第一种无磁带高清网络制播流程。P2、蓝光、GFPAK及REV PR存储介质，通过USB或IP方式实现对素材的浏览、挑选，同时进行草编（初级非线性编辑工作）形成节目初级时间线，最后将需要的素材按草编完成的初级时间线要求，有选择性的复制拷贝到网络存储中。此后，在高清网络化制播系统中实现后续的“File-Based Workfow”，包括精编、审核、合成、送播出服务器，也可以通过USB或IP方式回写到上述存储介质中，进行后续的备播、播出及归档，从而完成整个高清节目的采、制、播。

　　第二种无磁带高清网络制播流程。P2、蓝光、GFPAK及REV PR存储介质，首先通过USB或IP方式，挑选整端素材，集中拷贝复制并登记到网络存储中，此后，在非编网络中实现后续的“File-Based Workflow”，包括在网络存储中实现对高清素材的浏览、初级编辑、精编、审核、合成、送播出服务器等，也可以通过USB或IP方式回写到上述存储介质中，进行后续的备播、播出及归档，从而完成整个高清节目的采、制、播。

四、关键技术指标

　　在“采、编、播、存、管”等整个电视工艺流程中，全面实现“数字化、信息化、网络化”，提高媒体资源的利用率和节目画面清晰度，降低系统集成成本，使得数字电视节目更加精彩。可支持国内自主的AVS视音频标准，结合完善的业务管理，构建了一整套真正面向运营、面向新媒体的综合运营服务平台，为电视台和其他行业用户提供综合性信息化服务奠定坚实基础。

　　主要技术指标：

　　采集：支持单采集、批采集、定时采集、定长采集和重采集；采集时转场分析；采集时加字幕、10bit无压缩视频采集。

　　录制：可进行手动录制、打点遥控录制、插入及组合录制。

　　文件导入：AVI、MOV、MP3，PS流，TS流、WMV、NVE、TGA序列等格式。

　　合成输出：支持合成属于DVCPRO HD AVI、MPEG2-I HD AVI、DVCPPRO AVI、MPEG2-I AVI、无压缩AVI、WMV、MOV、DVD、PS流、TS流、M2V、字幕合成带通道的无压缩AVI视频文件。

　　编辑：支持覆盖、插入、微调等编辑模式； Undo/Redo，操作历史记录，自定义快捷键和素材倍速浏览。

　　加工：支持二次制作并统一流程管理；后台视频云处理，统一编排和调度打包、转码和技审等服务；系列节目同步编目。

　　管理分发：支持多个平台对接，与有线互动电视、OTT、IPTV、手机电视及网络电视在内的运营平台对接；内容的多屏发布。

结束语：

　　广大的电视工作者一直在孜孜追求着高效率、高质量的节目制作工艺，一直在寻求着内容的创新、方式的创新和业务流程的创新，本项目采用基于AVS全方位的高清节目制播系统、全流程的文件制播存储网络设计，一定会极大地推动我国高清数字电视制播的发展。