南京廣電集團新播控軟件特色功能淺析

吳永生，陳 浩

（南京廣播電視集團 電視播出部，江蘇 南京210001）

2012年，經過多次技術論證，在保持南京廣電集團現有節目生產流程和工作模式的基礎上，提出切實可行的播出系統原址升級改造方案，經過項目招標、施工調試、軟件定制以及試運行，于2013年5月9日正式切割試播。播控軟件是一個電視播出系統的靈魂所在，進行播控系統軟件的個性化定制開發，完善及新增部分軟件功能，制定確保播出系統優質、安全、穩定運行措施，實現智能化的管理和控制手段，以降低人員工作強度，減少人為操作事故，對安全播出具有十分重要的意義[1]。

1 南京廣電集團播控軟件系統構成

根據南京廣播電視集團電視播出業務流程，整個播出軟件系統支持面向對象的、模塊化、可復用的軟件架構模式，如圖1所示，主要包含節目單編輯、節目上載、素材遷移存儲及節目播出等4個模塊，外加GPS網絡授時、系統功能管理及播出統計、字幕機控制、數據庫管理、系統智能監控報警及主干平臺接口等輔助模塊。

圖1 播出軟件系統構成

1.1 節目單編輯軟件模塊

廣告部利用廣告節目單導入服務器將南洋系統中已編排好的各頻道廣告單通過串口導入到播出系統中，通過XML方式發往總編室，與其節目串編單進行拼接合成，形成播出串聯單（母單）發往播出系統。在廣告單與節目串編單拼接前將生成一份上載單，供節目上載使用。

廣告編單軟件中加入素材對比功能，可對已上載、未上載、未審核等素材的狀態進行直觀的查看；對未來幾天內的廣告包狀態進行自定義查看，包括素材的狀態、廣告包時長、檔位等。廣告下載能實現自定義字幕功能，讀取段落包名稱、自動添加當前日期后加在下載節目片頭藍底上，其字幕顏色、字體、大小可設置。提供不同廣告管理系統數據轉換接口，支持多種文件格式的打包導入、txt/excel/等。

總編室節目編單軟件中新增多用戶登錄、到點報警提示、多用戶同時操作備選庫時能實時更新、“節目預告導視”選項等功能，資料庫、備選庫、編單合三為一，在一個軟件模塊中進行操作，互不影響。總編室串編軟件還具有播后數據分析、資料庫維護等功能。

1.2 節目上載軟件模塊

上載人員根據總編室提供的上載單進行高/標清素材同時采集，上載完畢后系統自動將素材與播出串聯單進行關聯。節目上載軟件中新加入實時文件技審、響度處理、生成MD5值、播前審看軟件等功能模塊。播前審看主要用于二級緩存及播出視頻服務器中素材的審查及管理。

1.3 遷移存儲軟件模塊

素材上載的同時往二級緩存實時遷移和MD5校驗，多條素材通過遷移管理中心的遷移服務（調度功能）和遷移代理（執行功能）軟件進行流量、負載均衡的平穩遷移。待播節目素材最終經人工審查入庫后自動遷移到各頻道相對應的主、備、二備播出視頻服務器的在線緩存中。存儲管理以節目串聯單為基準，實現二級緩存與播出視頻服務器集群中節目素材生命周期的管理。

1.4 節目播控軟件模塊

播出人員根據播出串聯單的節目序列依次提取、發送，提供多種節目編排方式的組合。播控軟件通過控制播出視頻服務器、切換臺（或切換開關）、錄像機、鍵控器、網絡字幕等設備播出串聯單中節目的播出時間和相關屬性來完成各頻道節目的播出和臺時標、字幕疊加工作。播控軟件新增素材實時檢測、提前預播、輔助核單、預告導視、素材查詢等功能。全播出網使用統一GPS網絡授時源，在播控工作站添加當前GPS時間與播出視頻服務器時間監測校時功能，出現1 s的誤差及時給予提示。

2 南京廣電集團播控軟件系統特色功能

鑒于播出環節的重要性，其安全性、穩定性和故障應急處理能力是播控軟件系統設計時重點關注的問題。播控軟件系統必須支持視頻服務器的播出穩定、上載節目的智能可靠、節目素材的存儲安全、素材遷移的準確無誤。下面分別介紹上載與播控軟件中新增部分的特色功能。

2.1 上載軟件特色功能

軟件在上載程序中內嵌基于文件自動技審及音頻自動響度控制功能，其流程如圖2所示。在上載過程中實時完成技審及響度控制并出具技審報告，發現問題后立即重新上載或退回修改。

圖2 基于文件的自動技審與響度控制流程圖

同步文件自動技審功能是在節目上載的同時對上載節目進行文件級（檢查素材打包信息是否合法，檢測文件頭信息、文件大小、比特率等）、編碼級（編碼錯誤檢測，檢查素材碼率、文件長度、最大GOP長度、音頻格式、音頻采樣率、音頻聲道等）、內容級（基于金帆獎標準：靜幀、黑場、彩場、彩條、靜音、超標等）等信號源質量問題及時的技審、告警，自動技審結果信息嵌入到MXF文件中的DM信息里，便于對自動技審未通過的文件進行人工復檢時審看，確保上載節目準確無誤。

音頻響度控制功能是依據ITU-R BS.1770及EBU R128標準計算節目片段響度，把整體節目響度作為控制目標，通過分析前景和背景響度變換，計算增益或衰減以達到目標響度水平，實現對節目之間響度的劇烈跳變進行及時地響應和控制，將節目的整體響度控制在目標響度值范圍內。

2.2 播控軟件的待播素材實時檢測功能

進入播出切換臺（或切換開關）的視頻服務器信號有3+1路，其中1路為獨立的應急播出系統服務器解碼通道輸出。由3臺不同的視頻服務器解碼通道輸出的3路信號對播出切換臺（或切換開關）而言是平等的，為了區分，人為將其定義為主、備、二備。為方便敘述，現以視頻服務器-1、視頻服務器-2、視頻服務器-3來簡述“待播素材實時檢測”功能，在播出過程中，實時檢測待播素材是否存在、是否成功加載（預卷）及控制切換臺變換信號源等，具體流程如圖3所示。

假設當前在播的為視頻服務器-1，播控工作站裝載播出串聯單，自動或手動提取相應節目素材，完成操作后發送，播控軟件檢查相關素材是否存在于各視頻服務器中，同時軟件每隔5 min輪詢1次，發現素材增刪及時提示，并上報素材狀態信息：綠色表示素材就緒、黃色表示素材正在上載或遷移、紅色表示缺素材。只要有一臺視頻服務器內素材未就緒，播控軟件素材狀態欄就會顯示三角黃色加感嘆號，以提醒值班人員注意。另外每發送或播放下一條素材時，播控軟件都檢查3個視頻服務器中待播素材預卷是否成功，不成功時將報警提示。預卷成功后在下條待播素材起播時，再次循環檢測新的待播素材預卷是否成功，同時將3個視頻服務器待播素材預卷狀態信息反饋給播控軟件，軟件依據3個視頻服務器預卷組合狀態信息，控制切換臺（切換開關）切換至待播素材預卷成功的視頻服務器播出，執行切換邏輯如表1所示，其優先級依次為視頻服務器-1、視頻服務器-2、視頻服務器-3，整個過程為播控軟件后臺自動執行，不需要人工干預。3個視頻服務器待播素材預卷均失敗時，系統及時報警，提示值班人員應急處理。待播素材預卷狀態1為預卷成功，0為預卷失敗。

圖3 “待播素材實時檢測”流程圖

表1 依據待播素材預卷狀態執行切換邏輯表

2.3 播控軟件的“提前預播”功能

播控軟件提供“提前預播”功能，預播通道是利用10臺播出視頻服務器的第4個解碼通道來實現。通過使用提前預播服務器，并輔以信號檢測監錄服務器，可以預先判斷待播素材是否存在異常，進一步保證播出安全。圖4為“提前預播”流程圖，播出視頻服務器上安裝了一個服務端控制軟件模塊，該模塊只負責按照順序排列的時間來控制視頻服務器的第4個解碼通道按序播放視頻文件（沒有插播等播出方式，每一條都有確定的開播時間）。播控工作站上播控模塊在每次發送播表時，把視頻服務器播出部分條目摘出來，組成一個視頻服務器的播表（預播節目單），并把這個播表發送到服務端控制軟件并按此播表執行播出。在服務端控制模塊軟件上，軟件自動把每個條目的開播時間提前30 min（可設定）來執行，這樣就簡單順暢地實現預播通道和正常播出通道的并行播出。

圖4 “提前預播”流程圖

2.4 播控軟件的“輔助核單”功能

播控軟件中新增在線編輯“輔助核單”功能，核對在線播出和總編室母單在素材名稱、素材號、素材序列的一致性。選中一條素材，左邊的播出單與右邊的總編母單就對應起來，逐一往下選擇，節目可自動跟隨顯示，一旦條目發現不同，能及時處理，避免發生因為誤刪或節目順序錯亂而導致播出事故的發生。

“輔助核單”軟件設計通過調用SQL SERVER中的總編室母單數據庫表和播出串聯單數據庫表，運用C++Builder開發得到一個軟件算法并得以實現[2-3]，其流程如圖5所示。

圖5 “輔助核單”流程圖

2.5 播控軟件的“預告導視”功能

“預告導視”功能有效利用了字幕軟件的渲染效果，運用播控軟件聯動字幕機就可實現這一特殊功能，而非運用昂貴且復雜的節目在線包裝系統，因此具有運行可靠、簡便快捷、造價低廉等優點。

網絡字幕機采用XML定義的播出包裝模板，可為每一種節目建立包裝模板，模板內容包括固定的圖片、動畫和文字。動態文字可指定諸如顏色、填充、字體、大小等多種屬性，提供配置界面，制定節目導視圖文內容上下規則。字幕網通過RS-232接口與播出網互聯，播出網依照節目播出串聯單，每執行一條就發相關的命令到字幕網，除了臺標和時標可跟隨標準時鐘自動運行外，有效控制了節目導視、廣告倒計時、特定節目內的角標和游動字幕等新型圖文（播出時間與特定節目精確綁定）的播出時間，播控軟件在控制鍵通道開啟的同時，給字幕機發送播放信令，字幕機根據導視屬性進行聯動播放處理，實現了編播一體化。

字幕機采用“受控”模式接收播控軟件發來的信令。而播控軟件、字幕軟件均需要在軟件參數上設置字幕機關聯協議AirCG.NET。此關聯方式支持電視劇名、集數，節目預告導視自動關聯播表中的欄目名稱，無須在字幕機中重新編輯。字幕控制信令設置為：

字幕顯示及播出效果如圖6所示。

圖6 節目預告導視功能、字幕顯示及播出效果圖（截圖）

2.6 播控軟件的“素材查詢”功能

播控軟件中加入自定義遷移和遷移狀態實時監測模塊，對正在遷移的素材進行實時監看及狀態查詢。在“在線編輯”狀態下，如果要查詢某檔素材，過去必須逐字輸入素材名，比較麻煩。而新系統只需要選中該素材條目，并按右上角“查詢”按鈕，彈出窗口就可以顯示該素材信息。素材查詢的實現方法如下：

通過所選條目導出某檔素材名稱，并將該名稱賦值給素材查詢窗口的輸入變量Material_Name。然后通過結構化查詢語言SQL語句“Select*from BroadTable（播 出 表）where BroadTable.MName like‘%Material_Name%’”進行模糊查詢，并將查詢到的結果反饋給播出界面。

為便于掌握已審核素材的遷移情況，設計開發了一個素材從二級緩存到視頻服務器實施遷移的進程監控應用。例如，某一素材從EMC二級緩存通過MAIN1、MAIN4、MAIN5（遷移代理服務器）分別以9.7 Mbit/s、6.3 Mbit/s、11.2 Mbit/s均速地向主、備、二備播出視頻服務器進行遷移，并給出進度百分比，比較直觀。實現方法也是從網管監控系統中的流程監控模塊復用而來，如圖7所示。

3 總結

圖7 “素材遷移查看”軟件界面圖（截圖）

硬盤系統播出功能的實現依賴于處于核心地位的播控軟件，因此借硬盤播出系統升級改造的機會，將播控軟件高安全性、高可靠性、多功能、可擴展的原則貫穿在整個系統的設計中，新增并完善部分軟件功能，以適應南京臺節目安全、優質播出的需求。經過一段時間的實際應用，軟件特色功能達到了預期的設計目標。

[1]張毅，廖捷，朱曉夏.硬盤自動播出系統的軟件升級[J].廣播與電視技術，2007（6）：72-74.

[2]譚浩強.C程序設計題解與上機指導[M].北京：清華大學出版社，1992.

[3]曹健，岳翔宇.節目播出軟包裝系統的設計與實現[J].電視技術，2013，37（16）：34-40.