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[摘 要]随着电视传媒技术快速发展，高清电视日益普及，原先的标清节目已经不能满足广大用户的需求，为了适应当前发展，即墨区电视台在对原有 3 个标清频道升级为新型的高清播出频道，对原有的标清硬盘播出系统的硬件、软件进行了相应升级，满足了对高清素材的处理要求，提高了收视率，取得了良好的播出效果。
[关键词]电视硬盘播出系统；升级技术；总体方案
中图分类号：E231 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0341-01
1、为什么要进行电视硬盘播出系统升级的升级改造
1.1硬盘播出系统工作的基本原理
在硬盘播出系统出现以前，电视的节目编辑和播出，都是以录影带为媒介，成本高，操作复杂。随着计算机技术的发展与应用，在多媒体领域的应用也日益广泛。视频和音频等媒体信息都以文件的形式储存在硬盘中，方便了编辑和调用，产生了一种设备：就是把硬盘上的媒体文件，包括视频，音频，图片，文字等形式的文件，转变成各种信号，输出到发射机或者播出线的产品。这类设备就叫硬盘播出系统。这是也是所有硬盘播出系统的基本原理。
它通过把所获取到的模拟信号存储于计算机硬盘当中，抑或是把其他视频媒体的内容直接存储于硬盘内，而后通过自动播放软件来进行节目播出表格的安排，并通过专业播出卡将音频、视频等信号予以输出。硬盘播出是当今电视播出的最佳方式。
1.2目前硬盘播出的格式
目前，电视视频播出格式分为标清和高清，前一种格式其物理分辨率不超过 720p（720p 即为视频垂直分辨率为 720 线逐行进行扫描）电视节目的标准清晰度即为“标清”。而分辨率高于 720p 的即被称之为高清（即视频垂直分辨率达到 720p 以上，宽纵比达到 16 ∶ 9）。标清、高清不同的视频格式对硬盘播出系统的要求是不一样的。
即墨电视台原来的三个频道都是标清的，配备了标清硬盘播出系统，一直都能保持正常运行。由于设备使用时间接近八年，为了为提高电视播出质量和提高播出的安全性，需要将原有系统全部升级高清播出设备。升级播出设备首先前期摄像机采集回来的必须是高清素材，需要经过高清编辑系统进行编码生成后才可以进入播出系统，二是由于原来的磁盘阵列太小，由于高清素材的分辨率明显提高，对硬盘存储容量和处理速度提出更高的要求。因此，开辟高清频道必须对硬盘播出系统进行全面升级。
2、电视硬盘播出系统升级的目标
硬盘播出系统的升级设计的目标是构建于数字化网络传输和数字化大容量媒体存储系统基础上，将数据库抑或是文件作为媒体信息管理中心，將标清、高清视频播出服务器抑或是硬盘播出设备作为终端，播出控制为播出集中控制中心对各类信号实施调度，并达到广播电视音频信号的分布上载与资源分享，逐级存储，集中化管理。高清频道的设计遵循国家广电总局制定的电视台设计发展标准和行业技术标准，力求体现科学、先进、稳定的特点。能够满足广播电视台基本的一个高清频道的播出、垫片、节目上载、延时播放等要求，具有全功能的高清编播系统、高标清兼容、内嵌字幕操作系统，配备高清 SDI、HDMI、分量及标清全接口。内存容量、数据传输速度、处理速度和精度等性能指标有显著提升，能够实现高清播出的要求。同时，要求系统还应具有改造、提升的空间。为了满足节目的传输要求，除了高清节目流进行传送外，还需要将高清节目进行标清编码，以满足部分标清接收设备的使用。
3、电视硬盘播出系统升级的方案
3.1总体方案
本次系统升级的总体要求是在对原有 3 个标清频道全部升级为新型的高清播出频道。硬件方面增加 3 台满足高清视频播出的服务器，并增加 1 台磁盘阵列，以解决存储容量不足的问题。同时，添置 1块上变换卡和2台四路高清转标清转码设备，因为每天 19：00 转播中央一套新闻联播的信号源为从卫星接收的标清信号，需要通过上变换卡转变成高清信号，送到高清矩阵，在新闻综合频道播出。转码设备则用于将高清信号转换成标清格式，以满足其他标清频道的传输要求。
3.2 技术设计
3.2.1 硬件设计
根据总体设计思路，硬盘播出系统硬件设备主要有：
（1）6 台高配置的播服务器，用作高清视频播出服务器（各一主一备），将高清视频信号同时传输到矩阵切换台，如一台出现故障，另一台能及时自动切换上来，实现无缝切换，确保播出的可靠性、连续性。正常情况下，由 3 台高清主、备自动播出服务器直接控制切换台，紧急情况下，改由人工控制切换。正常情况下仅用硬盘播出方式，在紧急情况下使用录像机播出方式。
（2）2 台数据库服务器，用于存储控制指令和数据库，并采用主—备工作方式，进行互相热备份，共同执行同一服务。当一台服务器出现故障时，可以由另一台服务器承担服务任务，在不需要人工干预的情况下，自动保证系统能持续提供服务。
（3）3 台磁盘阵列，用于分类存储广告素材、新闻素材、文艺片素材等。
（4）2 台北斗 GPS 授时母机，用于对各个终端进行授时。
（5）2 台 24 口 3Com 交 换 机，100 M 以太网连接，实现数据库服务器的连接，素材的传输，控制指令的传输。通过安装授时软件客户端程序，通过局域网实现整个播出系统时间的统一。
（6）矩阵切换台，用于对所有信号的统一调度，当软件不能实现自动切换时，可用手动应急操作。
3.2.2 软件设计
（1）上载。通过上载软件，将经过模拟的视频、音频等信号通过量化、编码与压缩转换为 MPEG2 视频数据流以及WAV 格式音频数据流。通过文件存储的方式存放于本地硬盘当中。借助于网络来把文件传送到相应的标清、高清视频播出。并进行主数据库内有关数据信息的填写，如素材 ID、长度、名称、播放频次等。 （2）审片。借助于网络来实现对存储在素材库当中的素材信息予以审核，并进行素材播出时间点等信息的填写。
（3）编单。可以在系统的任何一台PC 机上运行，完成对节目单的生成、编辑等功能。再用节目单生成播出表，供播出软件使用。
（4）编辑。编辑软件可以在系统的任何一台 PC 机上运行，完成对素材库素材的管理，如由原始视音频素材生产新的素材，删除过期的素材等。
（5）日志管理。用于浏览整个系统各个环节的记录，包括素材的上载、编辑的人员、时间、更改的内容、节目播出的时间、播出是否成功等。
（6）用户管理。完成用户的建立、删除、登录密码的修改等，对各种用户分别授权，用户权限明确，普通用户只能完成自己权限范围内的工作。
（7）播出。主播出软件启动后，按照播出表的内容，控制播出卡，实现信号的输出。播出模块启动时必须有数据库服务器的支持。备播出与主播出软件功能相似，通过网络与主播软件通讯，建立主播表镜像，跟踪播出进程，如果与主播机通讯异常，启用相应频道的播出表镜像，自动按上次通讯正常时的素材帧点开始播出，并通過 RS232 接口，控制相应频道的切换器，切换到备播通道。
（8）迁移。由于视频播出服务器存储空间有限，同时为了方便素材的管理，除了新闻，其他素材一般都是首先上载到盘塔。然后系统根据播出表对即将要播出的节目，从盘塔向视频服务器迁移。采用 FTP 文件传输技术，不仅快速、高效，而且安全。
4、电视硬盘播出系统升级的成效按照高清频道升级的要求，对硬盘播出系统升级以后，经过一年多时间的运行，取得了较好的播出效果
（1）系统运行稳定。升级后的三套高清新闻频道，画面流畅、运行稳定。
（2）播出质量提高。由于高清的分辨率和清晰度比标清高，所以播出以后更受观众的喜爱，收视率也相应提高，取得了较好的社会效益和经济效益。
（3）提高工作效率。由于新增加了3 台磁盘阵列，不仅解决了存储容量不足的问题，而且更方便对素材的管理。由于采用了分类管理。对于各种素材的上载、审片、编辑、迁移、播出、管理等都更加方便和快速高效。
5、结语
当前，随着科技的进步和经济实力的增强，高清电视发展迅速，即墨电视台在对原有 3 个标清频道进行了高清播出频道的升级，系统改造后兼容性强、运行稳定，高清素材处理速度和处理能力明显提高，播出质量显著提高，取得了良好的成效，为后续更多高清频道的开辟积累了经验。
[关键词]电视硬盘播出系统；升级技术；总体方案
中图分类号：E231 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0341-01
1、为什么要进行电视硬盘播出系统升级的升级改造
1.1硬盘播出系统工作的基本原理
在硬盘播出系统出现以前，电视的节目编辑和播出，都是以录影带为媒介，成本高，操作复杂。随着计算机技术的发展与应用，在多媒体领域的应用也日益广泛。视频和音频等媒体信息都以文件的形式储存在硬盘中，方便了编辑和调用，产生了一种设备：就是把硬盘上的媒体文件，包括视频，音频，图片，文字等形式的文件，转变成各种信号，输出到发射机或者播出线的产品。这类设备就叫硬盘播出系统。这是也是所有硬盘播出系统的基本原理。
它通过把所获取到的模拟信号存储于计算机硬盘当中，抑或是把其他视频媒体的内容直接存储于硬盘内，而后通过自动播放软件来进行节目播出表格的安排，并通过专业播出卡将音频、视频等信号予以输出。硬盘播出是当今电视播出的最佳方式。
1.2目前硬盘播出的格式
目前，电视视频播出格式分为标清和高清，前一种格式其物理分辨率不超过 720p（720p 即为视频垂直分辨率为 720 线逐行进行扫描）电视节目的标准清晰度即为“标清”。而分辨率高于 720p 的即被称之为高清（即视频垂直分辨率达到 720p 以上，宽纵比达到 16 ∶ 9）。标清、高清不同的视频格式对硬盘播出系统的要求是不一样的。
即墨电视台原来的三个频道都是标清的，配备了标清硬盘播出系统，一直都能保持正常运行。由于设备使用时间接近八年，为了为提高电视播出质量和提高播出的安全性，需要将原有系统全部升级高清播出设备。升级播出设备首先前期摄像机采集回来的必须是高清素材，需要经过高清编辑系统进行编码生成后才可以进入播出系统，二是由于原来的磁盘阵列太小，由于高清素材的分辨率明显提高，对硬盘存储容量和处理速度提出更高的要求。因此，开辟高清频道必须对硬盘播出系统进行全面升级。
2、电视硬盘播出系统升级的目标
硬盘播出系统的升级设计的目标是构建于数字化网络传输和数字化大容量媒体存储系统基础上，将数据库抑或是文件作为媒体信息管理中心，將标清、高清视频播出服务器抑或是硬盘播出设备作为终端，播出控制为播出集中控制中心对各类信号实施调度，并达到广播电视音频信号的分布上载与资源分享，逐级存储，集中化管理。高清频道的设计遵循国家广电总局制定的电视台设计发展标准和行业技术标准，力求体现科学、先进、稳定的特点。能够满足广播电视台基本的一个高清频道的播出、垫片、节目上载、延时播放等要求，具有全功能的高清编播系统、高标清兼容、内嵌字幕操作系统，配备高清 SDI、HDMI、分量及标清全接口。内存容量、数据传输速度、处理速度和精度等性能指标有显著提升，能够实现高清播出的要求。同时，要求系统还应具有改造、提升的空间。为了满足节目的传输要求，除了高清节目流进行传送外，还需要将高清节目进行标清编码，以满足部分标清接收设备的使用。
3、电视硬盘播出系统升级的方案
3.1总体方案
本次系统升级的总体要求是在对原有 3 个标清频道全部升级为新型的高清播出频道。硬件方面增加 3 台满足高清视频播出的服务器，并增加 1 台磁盘阵列，以解决存储容量不足的问题。同时，添置 1块上变换卡和2台四路高清转标清转码设备，因为每天 19：00 转播中央一套新闻联播的信号源为从卫星接收的标清信号，需要通过上变换卡转变成高清信号，送到高清矩阵，在新闻综合频道播出。转码设备则用于将高清信号转换成标清格式，以满足其他标清频道的传输要求。
3.2 技术设计
3.2.1 硬件设计
根据总体设计思路，硬盘播出系统硬件设备主要有：
（1）6 台高配置的播服务器，用作高清视频播出服务器（各一主一备），将高清视频信号同时传输到矩阵切换台，如一台出现故障，另一台能及时自动切换上来，实现无缝切换，确保播出的可靠性、连续性。正常情况下，由 3 台高清主、备自动播出服务器直接控制切换台，紧急情况下，改由人工控制切换。正常情况下仅用硬盘播出方式，在紧急情况下使用录像机播出方式。
（2）2 台数据库服务器，用于存储控制指令和数据库，并采用主—备工作方式，进行互相热备份，共同执行同一服务。当一台服务器出现故障时，可以由另一台服务器承担服务任务，在不需要人工干预的情况下，自动保证系统能持续提供服务。
（3）3 台磁盘阵列，用于分类存储广告素材、新闻素材、文艺片素材等。
（4）2 台北斗 GPS 授时母机，用于对各个终端进行授时。
（5）2 台 24 口 3Com 交 换 机，100 M 以太网连接，实现数据库服务器的连接，素材的传输，控制指令的传输。通过安装授时软件客户端程序，通过局域网实现整个播出系统时间的统一。
（6）矩阵切换台，用于对所有信号的统一调度，当软件不能实现自动切换时，可用手动应急操作。
3.2.2 软件设计
（1）上载。通过上载软件，将经过模拟的视频、音频等信号通过量化、编码与压缩转换为 MPEG2 视频数据流以及WAV 格式音频数据流。通过文件存储的方式存放于本地硬盘当中。借助于网络来把文件传送到相应的标清、高清视频播出。并进行主数据库内有关数据信息的填写，如素材 ID、长度、名称、播放频次等。 （2）审片。借助于网络来实现对存储在素材库当中的素材信息予以审核，并进行素材播出时间点等信息的填写。
（3）编单。可以在系统的任何一台PC 机上运行，完成对节目单的生成、编辑等功能。再用节目单生成播出表，供播出软件使用。
（4）编辑。编辑软件可以在系统的任何一台 PC 机上运行，完成对素材库素材的管理，如由原始视音频素材生产新的素材，删除过期的素材等。
（5）日志管理。用于浏览整个系统各个环节的记录，包括素材的上载、编辑的人员、时间、更改的内容、节目播出的时间、播出是否成功等。
（6）用户管理。完成用户的建立、删除、登录密码的修改等，对各种用户分别授权，用户权限明确，普通用户只能完成自己权限范围内的工作。
（7）播出。主播出软件启动后，按照播出表的内容，控制播出卡，实现信号的输出。播出模块启动时必须有数据库服务器的支持。备播出与主播出软件功能相似，通过网络与主播软件通讯，建立主播表镜像，跟踪播出进程，如果与主播机通讯异常，启用相应频道的播出表镜像，自动按上次通讯正常时的素材帧点开始播出，并通過 RS232 接口，控制相应频道的切换器，切换到备播通道。
（8）迁移。由于视频播出服务器存储空间有限，同时为了方便素材的管理，除了新闻，其他素材一般都是首先上载到盘塔。然后系统根据播出表对即将要播出的节目，从盘塔向视频服务器迁移。采用 FTP 文件传输技术，不仅快速、高效，而且安全。
4、电视硬盘播出系统升级的成效按照高清频道升级的要求，对硬盘播出系统升级以后，经过一年多时间的运行，取得了较好的播出效果
（1）系统运行稳定。升级后的三套高清新闻频道，画面流畅、运行稳定。
（2）播出质量提高。由于高清的分辨率和清晰度比标清高，所以播出以后更受观众的喜爱，收视率也相应提高，取得了较好的社会效益和经济效益。
（3）提高工作效率。由于新增加了3 台磁盘阵列，不仅解决了存储容量不足的问题，而且更方便对素材的管理。由于采用了分类管理。对于各种素材的上载、审片、编辑、迁移、播出、管理等都更加方便和快速高效。
5、结语
当前，随着科技的进步和经济实力的增强，高清电视发展迅速，即墨电视台在对原有 3 个标清频道进行了高清播出频道的升级，系统改造后兼容性强、运行稳定，高清素材处理速度和处理能力明显提高，播出质量显著提高，取得了良好的成效，为后续更多高清频道的开辟积累了经验。