高、標清同播頻道轉(zhuǎn)播 CCTV-1《新聞聯(lián)播》的技術(shù)實現(xiàn)路徑研究

岳紅麗 梁業(yè)江

【內(nèi)容摘要】目前，高清視頻設(shè)備的部署和系統(tǒng)播出能力已是各電視播出機構(gòu)的基本配置，但考慮到終端收視及覆蓋等問題，各電視播出機構(gòu)上星主頻道通常選擇相同節(jié)目內(nèi)容的高清、標清兩種格式信號同時播出。本文對有轉(zhuǎn)播CCTV-1《新聞聯(lián)播》需求、且采用同源高清下變換標清播出方式的高、標清同播系統(tǒng)方案的優(yōu)缺點及部分方案實施細節(jié)進行了分析研究。

【關(guān)鍵詞】高標清同播;“高清”字符;轉(zhuǎn)播;輸出分離

一、引言

在各省級以上電視播出機構(gòu)高清頻道開播初期，高、標清同播①頻道的技術(shù)實現(xiàn)通常根據(jù)各電視播出機構(gòu)原標清播出系統(tǒng)狀態(tài)，選擇“源分離”和“輸出分離”②兩種方式。“源分離”是指當前標清播出系統(tǒng)處于可用狀態(tài)時，新建一套高清播出系統(tǒng)以實現(xiàn)高、標清頻道同播。此時，高、標清信號從節(jié)目源端即為分離狀態(tài)，其播出系統(tǒng)完全獨立，轉(zhuǎn)播CCTV-1《新聞聯(lián)播》自然也高、標清分別處理，故僅需在高清系統(tǒng)本臺信號播出時考慮疊加“高清”字符即可完美實現(xiàn)各種播出需求，其技術(shù)實現(xiàn)本文不再贅述。下面重點論述“輸出分離”方式。

二、“輸出分離”高、標清同播系統(tǒng)轉(zhuǎn)播CCTV-1方案及問題

大多數(shù)播出系統(tǒng)在進行高清化改造或建設(shè)時，標清信號一般通過將高清輸出信號擠壓下變換方式得到，③即采用“輸出分離”方式。此時，為實現(xiàn)轉(zhuǎn)播CCTV-1《新聞聯(lián)播》任務(wù)，通常有以下幾種方案選擇：

方案（一）：標清處理部分不增加切換設(shè)備

播出分頻道信號處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示（見圖1），該系統(tǒng)可實現(xiàn)本臺節(jié)目素材或信號高、標清同播要求。但在轉(zhuǎn)播CCTV-1《新聞聯(lián)播》時，若選擇信號源為高清格式，則下變換后的標清信號中會出現(xiàn)CCTV-1頻道已疊加的“高清”字符，故選擇信號源為高清格式無法實現(xiàn)同播轉(zhuǎn)播要求。若在轉(zhuǎn)播時信號源選擇標清格式，因系統(tǒng)中切換設(shè)備配置為高清模式，需將標清信號首先上變換為高清信號再送播出分控。此時可避免標清信號中出現(xiàn)CCTV-1頻道疊加“高清”字符的問題，且播出分控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制實現(xiàn)簡單，僅需部署一套主備CCTV-1標清信號光纜/衛(wèi)星接收設(shè)備;缺點是需要在播出分控前端增加上變換設(shè)備，且同播頻道末級輸出的CCTV-1《新聞聯(lián)播》高、標清信號均經(jīng)過格式變換處理，其高清信號質(zhì)量會有較明顯降低。

方案（二）：標清處理部分增加廣播級切換設(shè)備

該方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示（見圖2）。在播出本臺高清節(jié)目素材或信號時，標清切換設(shè)備須保持在高清信號下變換輸入源;在轉(zhuǎn)播時，標清與高清切換設(shè)備須同時分別切換至CCTV-1相應(yīng)格式信號源。因此，該系統(tǒng)部署方式在轉(zhuǎn)播時等同于“源分離”高標清同播系統(tǒng)，可比較完美地實現(xiàn)轉(zhuǎn)播任務(wù)。缺點是需要額外配置SDI凈（靜）切換開關(guān)④主機和面板，增加信號處理節(jié)點，且投入較高。

方案（三）：標清處理鏈路前選擇具備切換功能的下變換設(shè)備

方案（二）是實現(xiàn)轉(zhuǎn)播CCTV-1《新聞聯(lián)播》最直接的方式，但因一套廣播級凈（靜）切換設(shè)備價值不菲，且僅在每天19：00轉(zhuǎn)播CCTV-1標清《新聞聯(lián)播》時發(fā)揮一次作用，其投入產(chǎn)出比低且需增加信號處理環(huán)節(jié)，同時鑒于很多變換設(shè)備具備信號源切換功能，故可選用支持信號源切換及格式變換兩種功能（見圖3）的設(shè)備。如PESA的BBG-1002-2UDX、GV的3901等。下面以GV的XVP-3901為例闡述其實現(xiàn)細節(jié)。

XVP-3901設(shè)備支持高清、標清格式交叉變換，具備2路電信號及2路光信號輸入、兩組共4路信號輸出接口，且可通過RS-422（平衡電壓數(shù)字接口電路）⑤或GPI/O（通用輸入/輸出）接口實現(xiàn)4×2信號切換功能（2路電輸入信號中選擇1路輸出，2路光輸入信號中選擇1路輸出）。

在具體實現(xiàn)過程中，為保證系統(tǒng)穩(wěn)定并達到國家廣播電視總局安全播出各項要求，需要解決以下幾個問題：

1.確定控制方式

XVP-3901支持GPI/O及RS-422兩種控制方式。GPI/O控制接口通過26針D型連接器實現(xiàn)，可通過引腳7、17與26、18及1根地線組成受控電路。因其控制觸發(fā)僅需保持約10ms低電平即可完成，可實現(xiàn)無源切換且具有低能耗、低延時的優(yōu)點;缺點是在播控機一般采用RS-422控制方式時，需定制設(shè)備實現(xiàn)RS-422與GPI/O控制信號轉(zhuǎn)換。

XVP-3901設(shè)備的RS-422接口通過RJ45插座實現(xiàn)，可通過4根信號線和1根地線實現(xiàn)全雙工的發(fā)送和接收通道，該方式通信時不必控制數(shù)據(jù)方向，可通過軟硬件與被控設(shè)備實現(xiàn)“握手”通信而獲得較高的可靠性，缺點是需要專門的處理電路且要考慮不同設(shè)備存在不同的響應(yīng)時間。

在實際應(yīng)用中，上述兩種常用的控制接口其電氣特性及控制機制各有優(yōu)缺點，可以參考播出系統(tǒng)選用的自動控制主機或控制精度需求選擇確定。

2.設(shè)計定制切換面板

為提升安全播出應(yīng)急處置效率，按照《廣播電視安全播出管理規(guī)定》（廣電總局令第62號）“電視播出機構(gòu)實施細則”的要求，所有切換設(shè)備均需具有手動和自動兩種控制方式。因此，需為上述帶切換功能的變換設(shè)備設(shè)計定制切換面板。該面板須具備自動及手動兩種控制模式的選擇按鍵，自動模式下接收播出控制機通過RS-422接口發(fā)送的命令，并發(fā)送RS-422或轉(zhuǎn)換為GPI/O協(xié)議命令至切換變換設(shè)備。手動模式下通過按鍵直接觸發(fā)RS-422命令或GPI/O低電平信號至切換變換設(shè)備，從而實現(xiàn)本臺高清播出信號（IN1）和CCTV-1標清信號（IN2）的切換功能。同時，為增加按鍵易辨別易操作性，可將兩個輸入按鍵的LED背光配置成不同顏色;為提升設(shè)備安全級別，切換面板應(yīng)配置雙電源，并設(shè)計支持無源手動切換功能。

3.轉(zhuǎn)播信號源處理

采用方案（三）播出分控系統(tǒng)信號處理環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)較簡單，但會出現(xiàn)變換設(shè)備的兩個輸入分別為本臺高清、CCTV-1標清兩種格式信號的情況，因此當輸入信號被切換時，由于變換設(shè)備對不同格式信號的識別會導致信號閃斷現(xiàn)象。為解決此問題，需將標清CCTV-1信號源首先上變換為高清格式再接入切換變換設(shè)備。雖然二次變換會對標清轉(zhuǎn)播信號質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，但節(jié)目播出綜合質(zhì)量主觀評價的結(jié)果仍令人滿意。且此方案深度利用了變換設(shè)備的功能，以較小的成本實現(xiàn)了高、標清同播頻道分別同時轉(zhuǎn)播CCTV-1《新聞聯(lián)播》的需求。

4.應(yīng)急處置機制

前文提到在設(shè)計切換變換設(shè)備面板時已考慮手動、自動應(yīng)急處置功能，但因切換變換設(shè)備一般僅有兩路輸入（已接入本臺高清播出信號及CCTV-1信號），不具備主、備CCTV-1信號源同時接入條件，即切換變換設(shè)備選擇輸入CCTV-1的信號源只有一路，一旦該路信號源出現(xiàn)異常，只能使用標清末級信號選擇來恢復播出;此時會出現(xiàn)因為信號源不可用導致應(yīng)急操作旁路了一半分控系統(tǒng)。基于上述考慮，可在總控系統(tǒng)內(nèi)仍采用支持切換功能的上變換設(shè)備，其兩路輸入分別接自主、備CCTV-1標清信號，同時部署前述切換變換設(shè)備面板，實現(xiàn)單路CCTV-1標清信號異常時的手動應(yīng)急切換功能。此外，可利用接收解碼器（如Harmonic7100解碼器）通過GPI/O接口輸出報警狀態(tài)的功能來自動觸發(fā)該上變換設(shè)備選擇信號。即當前解碼器輸入信號出現(xiàn)某些異常（可配置）時，解碼器的GPI/O報警信號會立即觸發(fā)變換設(shè)備切換至另一路輸入信號，從而全面提升轉(zhuǎn)播CCTV-1《新聞聯(lián)播》安全保障能力。

三、小結(jié)

綜上所述，“輸出分離”的高、標清同播系統(tǒng)轉(zhuǎn)播CCTV-1信號的實現(xiàn)方案各有優(yōu)勢，設(shè)計時可根據(jù)各臺整體設(shè)備部署情況、投入成本等因素選擇確定。在實現(xiàn)時除了要考慮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔清晰、應(yīng)急處置靈活便捷外，其自動控制策略和機制等問題也需要根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案綜合考慮。

注釋：

①②《高標清同播的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)對策略》，長春教育網(wǎng)，http：//www.lyqqyxx.com/zhjy/23143.html，2020年2月8日。

③程宏、王麒、張德軍：《高標清同播時期標清節(jié)目品質(zhì)提升的技術(shù)探索與實踐》，《現(xiàn)代電視技術(shù)》2016年第7期。

④羅建光：《視頻切換開關(guān)在電視播出系統(tǒng)中的應(yīng)用》，《中國傳媒科技》2017年第2期。

⑤周子學：《各類控制接口在播控當中的應(yīng)用》，《才智》2011年第34期。