四川电视台600平米演播室系统数字化技术改造

四川电视台600平米演播室系统数字化技术改造 四川电视台技术录制部 何毅 代克俭 周密毅 刘宁 骆骧 孟庆东 摘要:从四川电视台600平米演播室总体改造的思路入手～较为详细地介绍了 摄像机系统、主路数字切换台系统、备路数字矩阵系统、同步系统、字幕系 统、评分系统等～经过技术改造更新～把演播室建成安全、有效的数字化演 播室。 关键词:切换台、同步机、数字摄像机、数字矩阵、评分系统、字幕系统等。 随着数字媒体技术的迅猛发展，电视台面临着市场经济的严峻挑战，如何在现有设备的基础上，节约投入成本，提高节目质量成为电视台发展的又一个瓶颈，四川电视台600平米演播室始建于90年代，承担着台里各类大型节目的录、直播任务，由于建造已久，演播室使用的设备部分老化，其视频系统存在模拟数字设备并存，模拟信号和数字信号间反复转换的过程，严重影响视频信号的质量和系统的安全性。另外，演播室的应急系统也不够完善，给直播工作带来了较大的安全隐患，为了提高播出信号的质量及确保直播安全，决定对600平米演播室进行技术改造，考虑到全台不久将迁入新建彩电中心，台里经费较为紧张，新购设备要在彩电中心系统中也能使用等实际情况，只对600平米演播室视频系统进行数字化改造，增加相应的应急设备，完善演播室的直播功能，使600平米演播室在过渡期起到较高质量的演播室的作用。 一、系统总体设计思路及系统特点: 1 1、要确保系统的稳定性和可靠性～确保系统较为先进、配置灵活性、确保直播安全。系统应尽量做到简单直观～易于操作和维护。系统具有较高的技术指标～符合有关技术设计标准要求。 2、改造后的600平米演播室系统具有: ?图像质量高～整个演播室视频系统采用SDI数字格式～主、备路均采用数字设备。 ?系统性能安全可靠～系统选用的都是目前使用广泛、稳定性较高～性价比较高的设备。 ?应急处理功能完备～系统除了切换台等设备有应急主备路外～同步机、字幕机、录像机等均有备份系统。 ?系统制作功能较强～可以完成较为复杂的制作任务。 ?信号调度功能灵活～数字矩阵和视频跳线架的配合～使得演播室的各路视频信号、台内、台外的其它视频信号可以任意调用～此外还配有机柜接口板～形成一个开放式的接口～便于演播室与外界的视频信号交换。 二、系统概述 系统的视频通路为两个部分～均采用SDI数字视频格式～视频主路的中心设备沿用以前演播室Thomson-9250型数字视频切换台～备路采用LEITCH,16*4,应急数字矩阵～摄、录、字幕等视频信号源分别接入到切换台和应急数字视频矩阵～切换台和应急矩阵的输出信号通过2×1视频开关接入数字视分～再分配给录像机和播出总控机房等。通过跳线架实现信号节与节之间的调度～当主路的切换台发生故障时～通过2×1视频开关迅速倒换到矩阵～实现直播时的不间断播出。 三、系统详述: 2 600平米演播室视频系统主要包括摄像机系统、主路数字切换台、备路应急数字矩阵、同步系统、录像系统、字幕系统、技术监测系统、评分系统、大屏幕切换、通话、传输系统等。在600平米演播室进行数字化改造中～充分考虑到新添置的设备与演播室原有的设备兼容性～在设备选型上尽量选用原演播室现有的生产厂家的设备～以便于日常工作的维护和使用～600平米演播室系统图(图1)。 1、摄像系统 高质量的节目离不开出色的信号源～摄像机作为前期采集设备～其性能会直接影响到图像质量。在选购摄像机时～不仅要对其灵敏度～信号噪比～分辨率等技术指标进行测评～还要对CCD类型、CCD像素数、A/D转换器的比特数、DSP处理能力、功率、操作调整便捷性、可靠性、价格等进行全方面比较～考虑到我台不久将迁入新建彩电中心～目前过渡期选购设备需考虑几年后该设备能升级且保持先进性～并能集成到新建演播室中～通过反复比较目前几种主流机型～我们选择了5台性价比较高的SONY公司的14bit标清BVP-E30数字摄像机～适配器CA-590P～控制 TM单元CCV-590P。BVP-E30数字摄像机拥有SONY公司最新的Power HAD Ex CCD的技术～它的水平分辨率达900电视线～CCD的灵敏度为F11～倍噪比为65dB,PAL,、垂直拖尾电平为-145dB～这些特性使之在异常复杂的环境下也能拍摄出较好的图像～同时还集成了高分辨率14bitA/D转换电路～高分辨率A/D转换使图像的中低色调区域和明高区域的对比可以得到更加真实的再现。BVP-E30摄像机还使用了ADSP功能,高级数字信号处理,～最大程度地减少了调整错误～ADSP可进行非常复杂的图像处理～如拐点、饱和度～自适应性细节控制和16区彩色矩阵功能～由于配备了14bit的A/D转换器～白平衡～白斑校正和线性饱和度以数字的方式进行调节～使图像校正更加稳定。采用宽带三同轴电缆传输数字分量信号～并可配置摄像 3 机网络指令单元CNV-700～可实现对整个摄像机系统的控制～与无线摄像机系统WLL-CA55和WLL-RX55融合在一起～可实现视频/音频的高质量～稳定无线传输～内置的以太网接口允许在网络上对摄像机进行控制。此次技术改造～为节约成本～决定沿用原来的富士Ah20X-8BE的镜头～为此在镜头与机身之间从新构建新的拖架。在实际的工作中～由E-30摄像机的CCU控制富士Ah20X8BE镜头时～镜头光圈的黑不能完全关闭～需对镜头的component layout板上的,close level,旋钮进行调整。达到机身与镜头更好的匹配.通过一系列的技术改造～既提高了系统的整体技术指标～同时也为台里节约了大量的资金。 2、数字切换台 作为演播室切换台～其性能和稳定性是至关重要的。考虑到台里现在经费较为紧张～通过技术论证决定在此次技术改造中～切换台沿用原来的Thomson-9250数字切换台～该切换台为Thomson公司成熟产品～性能较为稳定～视频信号采用10bit处理～系统配置灵活～易于操作～维护方便～可以保证出色的图像质量及可靠性。 3、数字视频矩阵系统 在演播室系统的中～加入LEITCH,16*4,数字视频矩阵系统～不但可以作为整个视频系统的备份通道～完成应急视频切换工作～还能完善演播室的信号调度功能～对信号源的监看也显得更方便～技术人员可通过使用技监面板～调出矩阵各节点信号～使对演播室系统进行检测和对节目的即时监测都变得方便。 矩阵基于以上考虑～600平米演播室选购的是LEITCH公司的P-16*4SO型 SDI矩阵～包括一个主面板和三个副面板。主面板作为2×1视频应急切换面板～另外三个面板分别作为演播场地LED彩幕信号切换～各工作室视频信号监看切换～以及 4 信号源技术指标监测的切换。 4、同步系统 演播室视频系统中基准信号由同步发生器提供～所有的设备都是由同一基准信号来锁相～如果同步机发生故障～则整个演播室系统都无法正常工作～节目录制将不得不中断～所以同步机备份是十分必要的。600平米演播室同步系统采用主、备同步机与同步自动倒换器构成～当主同步机发生故障时～同步自动倒换开关会自动平稳地倒换到备同步机上～这样保证了同步信号的输出～使正常节目制作得到保障。600平米演播室主同步机是泰克公司SPG422同步发生器～备机是SG-3000B同步发生器～自动倒换器为泰克公司的ECO-422(图2)。 在整个同步系统的安装调试中～需对帧同步板VFS6800的设置进行调整。帧同步板的出厂基准设置为N制～通过帧同步板上Bank旋钮的设置～先关闭其出厂设置～然后再将旋钮置于第4项上～确认后该帧同步板的基准为PAL制。 对外来信号～主帧步机选用的是LEITCH公司的X75～ 备帧步机是DPS-575。值的一提的是LEITCH,X75,的强大功能～它不仅仅是一个帧同步机～还是模拟和标清数字电视的AV同步机～可简单升级为高清版本～可实现模数/数模视频信号转换,上/下/交叉变换和宽高比变换,模拟视频信号处理～自动时基校正,自动检测多格式,PAL-B,PAL-M,NTSC/SECAM,;SDTV与HDTV数字降噪,视频电平/颜色控制,可选PQM,相位积分调制,和A3D,3维适配,颜色解码-模数转换,视音频测试信号发生器,音频嵌入/解嵌,8或16通路音频处理,模数/数模音频转换,环绕立体声音频处理,音频电平控制等功能～是过渡期较为明智的选择。 5、录制系统 600平米演播选用的是松下公司DVCPr0-50格式录像机～其中2台放机 5 AJ-D940两台录放机AJ-D950～AJ-D950的输入信号除PGM外还可通过矩阵选用不同的输入信号源～AJ-D950采用4:2:2数字分量口录～记录数据率达50Mbps～因而保证了较好的质量～4个声道的声音记录可以分别编辑～另外还有一个声道用于模拟CUE轨道～还可以25Mbps的格式进行记录～可重放DVCPRV50、DVCPR025以及DVCAM信号～并且还具有数字慢动作播放和逐帧搜索的功能。 6、字幕系统 字幕系统由三台字幕机和一台下游键控处理器组成～两台字幕机CG1、CG2的,Fill信号和KEY信号,通过数字视分分别接入切换台和下游键控处理器～字幕机CG1、CG2、CG3字幕机的Fill信号分别接入数字矩阵～在视频应急备路矩阵增加了下游键控处理器～通过下游键接口～即使在应急状态下～系统仍然具存完善的键处理功能。600平米演播室使用的字幕机分别是两台新奥特的A8数字字幕机和冠华公司的CG3000数字幕机～两台A8,CG1、CG2,分别接入切换台、矩阵～CG3,CG3000,接入矩阵起到为LED彩幕提供信号源以及视频信号的采集的作用～三台字幕机都具有较高的字幕质量～达到广播级技术指标和界面使用较为方便简单的提点。 7、技术监测系统 技监系统由TEK公司的一台1765波形监视器和一台WFM601数字示波器用于监测摄像机～以及PGM信号。WFM601可提供传统的波形～矢量和信号区域以及数字信号和差错检测～通过宽带电图显示～可观度270MB数据信号模拟传统通道幅度时间的关系～测出峰值和幅度误差。数字信号的监测采用WFM601数字示波器～可以较好地观看每路信号的幅度、亮度、色域等各项技术指标～以作为调整摄像机和其他设备参数的重要依据。 8、智能评分系统 6 智能评分系统由主计算机系统和备计算机系统组成。主要完成智能评分、无线表决、抢答、图像采集、短信支持等功能。通过VGA选择器及VGA转换器SCAN DO分别送到切换台和矩阵上用于节目制作需求。 9、通话系统 通话系统是由CLEAR-COMN内部通话设备构成。主站MS-812A带三个分站RM-220组成演播室导演控制台、录音工作室、灯光工作室及技术监测区的内部通话系统。通过通话分配器,IF4B-4-Wire,同主站连接实现与6台摄像机的通话。在通话系统的调试中～由于沿用一部分过去的旧摄像耳机～整个通话系统存在动圈式和电容式耳机的设置。对于E-30摄象机～其适配器CA-590的通话板MA-128上有两类耳机的选择开关S3。通过对S3开关的设置选择不同类型的耳机。通话系统图(图3). 10、传输系统 传输系统由光纤机收和发皆配主备机～沿用原来的NETWORK公司的AV-DMUX16649光收、光发机。该机型性能稳定～有8路音频通道～数字音频嵌入。 四.结束语 通过数字化改造,600平米演播室的各项技术指标都得到很大的提高,同时为台里节约了大量资金。运行半年以来,承担了台里各类大型节目的制作,主观质量得到了节目部门的好评,但由于系统中一些主要设备沿用老的设备～客观技术测试指标受到一定的影响～还有待于继续优化提高。整个系统输出的SDI信号用泰克公司VM-700T测试仪器得出的信号眼图,图4,. . 7 8 图一 演播室系统图 9 图二 同步系统 10 图三 通话系统 11 图四 系统眼图 12 13