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电视台网络化的技术原理和实施方法

2004-12-01

深圳市广播电视传输中心 郑彦

    深圳电视台 李新

    提要:本文详细阐述了电视台网络化的组网原理和相关的存储、压缩、管理技术,论述了网络化的主要实施环节,分析了媒体资产管理系统的技术精髓,结合深圳电视台的实际状况,给出了实现制作、播出、存储和管理业务为一体的综合网络规划方案。

    关键词:视频网络 媒体资产管理 制播存 网络化 SAN

    一、网络化的意义

    电视行业目前正处于模拟与数字并存,单机与网络并存的过渡阶段,电视台的目标是朝着数字化、网络化迈进,但网络化的实施也带来很多困惑,理解网络化的过程,探索网络化的内涵具有深刻的意义。

    电视台的技术系统一般涵概了演播室、转播车、前期采录、后期编辑、编审播出、信号传送、带库保存及节目检索利用等主要环节,其中有一些环节已经数字化,但录像磁带仍然做为信息载体贯穿所有的过程。由于电视台设备和系统种类繁多,相互的兼容性不好,录像磁带节目的多次输入输出总是难以避免。在一个缺乏网络化的环境中,必然造成节目在不同系统的多次上载下载,多次输入输出既浪费时间,也对信号质量造成很大的损耗。

    如果全台实现网络化,可以将节目一次性存放在共享硬盘,通过高速网络实现视音频节目的传递,完成多工序制作并最终播出。网络化也拓宽了节目交流的渠道,可以通过卫星、Internet信道对共享库的资料进行传送。因此,网络化可以避免重复操作,改进节目交流的方式,并提高最终的视音频技术质量。

    网络化对电视台的高水准管理也提供了条件,依靠计算机四通八达的网络和大型数据库应用系统,将全台各个业务环节相互沟通,实现网络环境下的节目生产、编播、栏目收支、频道核算、用户管理、办公自动化等业务,实现管理的流程化,规范化和高效率。

    总结来看,网络化是媒体资产管理系统的平台,同时又比媒体资产管理系统具有更广阔的外延,网络化带来了以下的优点:

    ●改善最终的视音频质量

    ●改进电视生产和播出的流程化模式,促进全台业务的一体化

    ●拓宽节目和信息交换的途径

    ●实现电视台运作管理的规范化和高效率

    ●网络化最终将取代传统磁带,降低节目的存储成本,提高其再利用价值

 

    二、网络化的环节

    网络化深入融合到电视的主要生产和播出过程,网络化包含以下几个重要的环节,请见附图:

    1。制作系统

    制作系统的网络化是为了解决素材和半成品节目的共享,避免节目的多次输入输出,其主要体现在非线性编辑系统的网络化。制作系统的网络化可以实现:

    ●素材和半成品节目的共享

    ●剪辑、字幕、特技、动画、合成等工序的流水线作业

    ●机房的智能管理  

    2。播出系统

    播出系统的网络化主要表现在硬盘播出系统和自动播出系统,用以改善播出的视音频质量和编播的自动化程度。播出系统需要长时间多频道工作,也是各类视音频信号和管理控制信号的交汇处,依靠人工管理难以保障播出的高效率和高可靠,播出系统的网络化减少了中间工序,提高了技术质量,也改进了播出安全。

    3。视音频节目存储系统

    节目存储的网络化是为了实现全台节目资料的并发在线检索。电视台节目的存储长期依靠磁带,节目的存放年限和重复利用都受到很大影响,网络化为节目存储带来根本性的改变,目前,计算机相关技术发展很快,硬盘、数据流磁带、光盘作为存储介质已经提供了更好的可用性,更长的保存期限和更低的价格,今后传统磁带将逐渐消失,硬盘、数据流磁带、光盘将成为视频节目的主流存储介质。

    同时,节目采用分级存储体系。硬盘成本高,速度快,用于存储10天内需要制作或播出的节目,称为在线存储;数据流磁带和光盘容量大,速度慢,用于存储近期暂不需要的其他节目,称为近线和离线存储。在线、近线、离线存储体系延长了节目的保存年限,可通过网络相互进行迁移。节目存储的网络化将使库存节目的检索和再利用变得极为方便,促使节目水准迈上新的台阶。

    4。全台管理信息系统

    网络化的管理信息系统是为了实现电视台各个业务环节,各个工序流程管理的规范化和高效率。电视台的大规模、多频道、多业务运作对管理提出了更高的要求,迫切需要借助网络化的大型计算机管理信息系统对节目生产、编播、栏目收支、频道核算、用户管理等进行深层次、多元化的量化管理,这样才能保障电视台的高效运转,确保电视台的主流业务在规范化、智能化、高效率的框架上运行。

 

    三、网络化的实施过程

    网络化是建立在数字化基础之上的,只有数字化普及到一定规模,网络化才具备实际意义,在目前数字模拟混合的过渡时代,网络化的实施也要经历一个发展和完善的过程。局部的网络化可以分别在制作系统和播出系统试行,即施行网络化的非线性编辑系统和硬盘播出系统,节目存储仍然沿袭传统的磁带方式。随后,局部网络化的内涵应该逐步地延伸,可以在某一个子系统扩展实施,最有价值的是新闻制播存系统,因为新闻的时效性强,调用历史素材频繁,对资源共享和快速运作都有较高的要求,最能体现网络化的意义。同时,新闻的完成片很短,对剪辑的要求不高,可操作性强,成本也低一些。目前,采用SAN技术构造的新闻采录制播一体综合网已在国外电视台中得到推广应用。

    局部网络化实施到一定的阶段,全面网络化就应运而生,全面网络化将促使传统磁带退出舞台。如果电视台已经具备了良好的数字化和局部网络化基础,完成全台的网络化需要做以下步骤:

    ●拓展网络带宽,将网络延伸到所有相关的部门、栏目和科组

    ●增设在线、近线、离线系统的存储容量,并将视音频存储系统同制作播出系统融合为一体

    ●开发新型的大型视音频运行软件,将全台各频道各栏目核心的制播存和检索业务移植到视音频网络,推行节目生产和编播流程的网络化

    ●建立大型管理信息系统,并贯穿到全台每一个角落,实现电视台计算机综合管理

 

    四、网络化的视频压缩格式

    数字压缩格式是网络化的首要问题,压缩码流越高图象质量越好,但也会占用较大的存储空间,耗费较多的网络带宽,一般来说,广播级的压缩码流可以在6M-50M之间选择,检索用的压缩码流可以在300K-1.6M之间选择。目前,由于不同压缩技术的同时存在,给网络化的统一运作带来很大麻烦。电视行业压缩格式繁多,较普遍的有M-JPEG、MPEG-1/2/4、DV和SONY的文件型MXF、AAF视频压缩格式。其中M-JPEG是基于逐帧内容的压缩算法,故特别适用于帧精确编辑;MPEG-1/2/4提供了 非常高的压缩比,既包含帧间压缩,也包含帧内压缩;DV格式划分为MINI DV、DVCPRO和DVCAM,也是基于帧内压缩的编码技术,故也能支持帧精确的编辑。一般情况下,制作采用MPEG2 I帧和M-JPEG编码,播出采用MPEG2 IBP帧编码,检索采用MPEG1/MPEG4编码。

    MPEG是网络化最重要的压缩格式,因为其压缩效率高,且能够满足从信号采集传输制作存档播出和发行等各个领域的需求。MPEG主流格式包含MPEG1、MPEG2和MPEG4,其中MPEG1和MPEG4常用于低码流低质量的视频压缩,MPEG2用于广播级视频压缩。MPEG2又分为I帧的帧内压缩、IB帧(短GOP帧)和IBBP帧(长GOP帧)压缩, MPEG2不同的码率和帧结构是不能直接兼容的,必须进行转码,转码的时间性要求很高,目前还没有满意的技术支持。折中的转码方法是将压缩数据解压为基带信号,然后再压缩为需要的格式,如此转码会带来图像质量的降低。

    网络化必须避免视频的多次压缩/解压,从目前的技术分析,存储和制作选用MPEG2 的I帧编码作为主流的格式是较为恰当的,码流可以依据图象质量在20M-50M之间选择,这样可以方便地实现节目存储和制作的一体化。至于节目的播出,选用MPEG2 I帧编码不妥当,采用MPEG2的IBP长帧编码会恰当一些。制作好的完成片送到播出需要转码,目前转码的时间还很长,效果也不太理想,相信未来会有成熟高效的转码技术面世。

    今后很有前景的方法是通过文件级的互连,SONY随着IMX系列摄录像机推出了使用MPEG2压缩的MXF、AAF文件格式,可以通过高速网络把服务器的MPEG文件传输到另一台服务器。

 

    摘自:<<现代电视技术>>


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