數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)和設備探析

屈　丹吉林電視臺，吉林長春　　130000

數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)和設備探析

屈丹
吉林電視臺，吉林長春130000

摘要隨著人們對電視節(jié)目質量要求的不斷提升，傳統(tǒng)的模擬演播室已經不能夠滿足電視節(jié)目制作的需求，先進的數(shù)字演播室的建設被提上了日程。數(shù)字演播室為各個電視臺帶來了發(fā)展的機遇，同時也帶來非常嚴峻的挑戰(zhàn)。本文就數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)的設計和相關設備的選型給出自己的意見，希望能夠為數(shù)字演播室的建設提供建議。

關鍵詞數(shù)字演播室；視頻系統(tǒng)；設備

演播室是電視節(jié)目制作的主要場所，各個電視臺都非常重視演播室的建設。近些年來隨著數(shù)字技術的發(fā)展，各種先進的數(shù)字化設備逐漸取代了傳統(tǒng)的模擬設備，由此數(shù)字演播室也應運而生。特別是2008年奧運會開幕式高清晰度節(jié)目的播出，讓人們對數(shù)字電視有了更深入的認識。但是由于數(shù)字化演播室的發(fā)展時間較短，各項數(shù)字技術的發(fā)展還不是特別完成，沒有形成一套完整的建設模式，導致數(shù)字演播室的投入和產生不成比例，影響電視臺經濟效益的提升。下面本文就數(shù)字演播室中視頻系統(tǒng)的構建以及相關設備的選型進行探討，給出數(shù)字演播室構建的基本思路和設備選擇過程中應該注意的問題。

1　數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)

數(shù)字視頻系統(tǒng)跟傳統(tǒng)模擬視頻系統(tǒng)不同，它是將傳統(tǒng)模擬信號進行取樣、量化和編碼等一系列的處理過程，得到在時間和幅度上都離散的視頻信號，且該視頻信號只有0和1兩種電平狀態(tài)。經過數(shù)字化處理后的視頻信號編碼和解碼跟其信號采用的編制方式無關，便于視頻信號后期的編輯。通過數(shù)字信號和模擬信號的對比，我們發(fā)現(xiàn)數(shù)字信號具有較高的信雜比和誤碼糾錯能力，同時數(shù)字信號在傳輸過程中不容易受周圍環(huán)境中電磁信號的干擾作用，能夠確保電視節(jié)目質量。另外數(shù)字信號能夠方便的進行復制和拷貝，且輸出的節(jié)目信號質量不受復制次數(shù)的限制。

數(shù)字視頻信號在傳輸過程中可以采用串行和并行兩種不同的方式，其中前者是指傳輸過程中使用一根電纜，視頻信號按照時鐘順序依次進行傳輸；后者則是采用多跟電纜，同時進行數(shù)字信號的傳輸。串行傳輸在設計過程中線路比較簡單，數(shù)字視頻信號能夠傳輸?shù)木嚯x較長；并行傳輸則正好相反，所以常被用于計算機動畫信號的傳輸過程中。通過對我國各個電視臺數(shù)字演播室的調查，大部分數(shù)字演播室采用了串行數(shù)字信號傳輸方式，視頻信號、音頻信號以及時間碼均通過SDI口在同一根電纜中傳輸。

2　數(shù)字視頻系統(tǒng)應該具有的功能

為了確保數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)建設完成之后能夠具有較高的性能，在設計過程中應該確保設計完成之后，視頻系統(tǒng)具有如下幾個功能。

1）攝像機和錄像機要具備多路數(shù)字信號輸出接口，避免系統(tǒng)中單獨設置視頻分配放大器。

2）矩陣能夠同時完成8路信號到切換臺的輸入，且信號可以任意選擇一路進行輸入，為視頻系統(tǒng)后續(xù)的升級和擴展提供保證。

3）當切換臺工作過程中出現(xiàn)故障現(xiàn)象時，視頻系統(tǒng)能夠自動將矩陣的第一路作為信號備份通路進行輸出。

4）矩陣能夠方便的為錄像機改變輸入信號源，便于錄像機進行不同信號的錄制。

5）能夠完成對字幕的輸入，且不會影響整個電視節(jié)目的完整性。

所以在數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)設計時我們確定的設計思路是：采用采集的數(shù)字化設備，確保演播室各項功能的實現(xiàn)；數(shù)字演播室能夠完成電視節(jié)目的錄制和直播，確保電視節(jié)目圖像質量；能夠實現(xiàn)16:9和4:3兩種電視節(jié)目信號格式的兼容；每個數(shù)字設備都具有操作和維護方便的特點，并且具有較好的擴展空間。

3　設備選型

對于數(shù)字演播室來說，其節(jié)目的錄制同樣離不開攝像機、切換臺、錄像機、矩陣以及其他外圍設備等，不同的是這些設備都是數(shù)字化設備，采集和處理的信號都是量化的數(shù)字碼流。

1）攝像機。

攝像機是信號采集的主要工具，是電視節(jié)目制作的第一個環(huán)節(jié)，其信號采集質量的高低直接關系到后續(xù)電視節(jié)目的播出質量。如果攝像機采集到的信號質量較差，那么后期無論如何處理都難以得到清晰的電視節(jié)目質量。目前市場上常見的攝像機生產廠家有索尼、飛利浦、松下以及日立等，其產品都采用了12字節(jié)的模數(shù)轉換和16字節(jié)的數(shù)據處理，確保了數(shù)字信號的質量。數(shù)字信號經過處理后其信號的長寬比為16:9，但是我國現(xiàn)階段電視機的長寬比為4:3，因此在進行信號播出之前需要進行信號比例的切換。飛利浦廠家采用了4:3的CCD元件，實現(xiàn)了對16:9信號的兼容；索尼廠家則恰恰相反，采用了16:9的CCD元件，實現(xiàn)了對4:3信號的兼容，但是需要通過轉換鏡片來實現(xiàn)圖像視角變化的調整。考慮到視頻系統(tǒng)構建成本的限制，在設計過程中可以選擇飛利浦廠家生產的LDK20攝像機。

2）切換臺。

切換臺是電視節(jié)目制作的主要設備，且能夠方便和計算機連接在一起，實現(xiàn)對視頻信號的聯(lián)網操作。目前市場上切換臺的功能大同小異，只是M/E的數(shù)量和DSK鍵控器個數(shù)不同。在選擇切換臺時，設計人員要根據所要建設演播室的大小和功能進行選擇。一般情況下切換臺中M/E級數(shù)和信號的輸入路數(shù)成正比，路數(shù)越多，切換臺擁有的功能越豐富，設計人員切不可盲目追求切換臺級數(shù)的增加，而導致其資源的浪費。

3）錄像機。

錄像機能夠完成對制作電視節(jié)目的保存功能，目前數(shù)字演播室中能夠選擇的錄像機有D1、D5和BETACAM DVW系列，其中最后一種攝像機能夠得到的圖像質量較高，同時其購置成本也較高。考慮到中小電視臺節(jié)目制作成本問題，在選擇過程中也可以選擇市場上價格相對比較便宜的數(shù)字壓縮錄像機。

4）數(shù)字矩陣。

矩陣是隨著演播室功能的不斷擴展而發(fā)展起來的，它能夠完成對切換臺輸入通道的擴展、電視節(jié)目監(jiān)視信號的排布以及對視頻制作過程中各種設備輸入源的選擇等功能。目前市場上生產矩陣的企業(yè)越來越多，矩陣工作過程中的穩(wěn)定性也得到了不斷提高，在設備型號選擇過程中要根據所建設數(shù)字演播室規(guī)模和功能的不同進行選擇，一般情況下6訊道的視頻系統(tǒng)要選擇32x32的矩陣。另外在數(shù)字視頻信號傳輸給過程中，由于信號會出現(xiàn)不同步的現(xiàn)象，為了確保電視節(jié)目質量需要為每個信號配置一個幀同步設備，導致視頻系統(tǒng)的構建費用增加。矩陣的使用能夠提高幀同步設備的利用率，降低系統(tǒng)構建成本。

5）其他設備。

對于數(shù)字演播室來說，同步機在視頻節(jié)目制作過程中具有非常重要的應用，完成對演播室中所有設備信號的同步處理。目前在同步機生產領域，泰克公司產品具有較高的優(yōu)勢，能夠完成對演播室中數(shù)字信號的精確監(jiān)測，在設備選擇過程中可以從該公司選擇合適的型號。如常用的SPG-422同步機，它能夠同時實現(xiàn)對10種電視節(jié)目信號的測試，且具有信號輸入定時和校正功能。

另外數(shù)字演播室在建設過程中還要選擇A/D轉換器、信號分配器、視頻跳線器以及視頻電纜和連接器等外圍設備。

4　結論

數(shù)字演播室是當前演播室發(fā)展的主要形式，目前大部分電視臺都建立了自己的數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)，能夠完成高清數(shù)字電視節(jié)目的錄制。但是由于建設過程中積累的經驗較少，導致數(shù)字演播室建設過程中花費的成本較高，但是實用性較差。為此本文就數(shù)字演播室所要完成的功能進行了分析，并且給出了攝像機、錄像機、切換臺以及數(shù)字矩陣等設備的選型，為數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)的構建提供了可以參考的依據。

參考文獻

[1]趙貴華.數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)及設備[J].廣播域電視技術，2000，4.

[2]王新民，宋鍵，姬長波.山東電視臺1200平方米高清數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)[J].現(xiàn)代電視技術，2006，9.

[3]林燊.高清數(shù)字視頻系統(tǒng)在福建廣電集團大型演播室的應用[J].東南傳播，2014，2.

[4]曾永強.電視臺演播室“群”概念視頻系統(tǒng)設計[J].廣播與電視技術，2013，11.

中圖分類號G2

文獻標識碼A

文章編號1674-6708（2015）141-0069-02