播出文件整備系統的設計與應用

張誠彬

（福建省廣播影視集團，福建 福州 350000）

0 引 言

傳統的電視備播主要是基于機帶上載技術，先在非編工作站將文件錄制成磁帶，再由磁帶上載到播出服務器轉換為文件。節目素材的上下載都需要與節目素材時長相同的時間，效率低下。為了提高節目備播效率，更好地保障播出安全，福建省廣播影視集團計劃設計、建設一套更加高效安全的文件整備系統。

1 播出需求和設計目標

目前福建省廣播影視集團正在進行高清改造。高清改造完成后，播出的頻道將由3 個標清頻道轉變為4 個高標清同播頻道。其中有3 個頻道需要24 小時播出，而另一個頻道每天播出17 個小時。因此，福建省廣播影視集團每天播出的節目總時長為89 小時，上載人員工作強度較大。原本基于機帶上載技術的整備系統，由于磁帶容量不足、備播效率低下，已不適用于高清系統。因此，技術部門在保留部分介質（藍光盤）上載的基礎上，增加更加高效的文件整備系統。

文件整備系統對播出系統、審片網均有供片任務，未來作為全臺的節目整備平臺而存在。所以，文件整備系統應支持靈活的流程管控能力、提供高效率文件處理能力，并具備高度的可靠性。播出、整備系統的各功能模塊組成與信號、信息流程如圖1所示。

圖1 總系統功能模塊

文件化整備就是要將節目素材在非編機上制作完成后，統一打包成適合播出視頻服務器的文件格式，然后通過文件遷移的方式，將播出文件從制作網遷移到播出網進行播出。因此，文件整備系統需要提供數據接口、遷移校驗、自動技審以及節目單匯聚整合等流程及功能，為高標清播出系統提供素材。最終播出信號編碼后送到網絡公司、IPTV系統。互聯互通應遵循標準和開放的接口規范，實現業務系統全流程網絡化、文件化備播。

2 文件整備系統的流程架構和優勢

2.1 系統流程

要保證系統的高效性，必須設計一套包含文件提交、素材審核及素材遷移等方法的工作流程。以下是筆者設計的文件整備系統工作流程。

文件整備系統的運行流程，根據節目文件所到達的位置，通過主干流程、整備流程及送播流程3個部分呈現。

2.1.1 主干流程

節目由制作人員在非編機上制作完成，打包成視頻服務器需要的文件格式，然后將素材文件在素材提交客戶端進行提交。節目文件提交時，文件與節目代碼綁定。節目代碼由編單系統提供，在系統中具有唯一性，確保播出系統中不會出現重復的素材。之后進行一次MD5 校驗后，文件以FTP 的方式遷移至二級存儲。當遷移完成，文件到達二級存儲后，再一次進行MD5 校驗，校驗碼與提交時的校驗碼校驗。校驗成功后，節目元數據導入數據庫，啟動整備流程。

2.1.2 整備流程

整備流程主要負責對素材文件進行軟件技審和人工復審[1]。首先對遷移至整備二級存儲的節目進行軟件技審，審查節目文件是否符合制作規范，是否有黑場、靜幀、無聲等問題。技審結束后，將技審結果和節目素材的元數據寫入數據庫。人工復審時通過軟審軟件調閱技審結果，并根據技審結果對節目素材的內容進行人工復審，同時對文件格式進行確認。人工復審通過后，啟動送播流程。

2.1.3 送播流程

送播流程主要是將素材文件根據制定的遷移策略由二級存儲自動遷移到對應的播出視頻服務器[2]。在遷移前后都需要進行MD5 校驗，遷移完成后需要將兩次MD5 校驗的校驗碼進行比對，通過后完成遷移，完成全部流程。節目素材文件到達播出系統后，上載人員將再次對節目進行審查，確保沒有問題后入庫播出系統。

緊急情況下，可以跳過整備流程（軟件技審和人工復審），直接啟動送播流程，大大減少備播時間，增強了文件整備系統的應急處理能力。

通過自動技審、人工復審、上載人員復審對節目素材進行多次審查，這些安全措施有效保證了素材文件的正確性和完整性，提升了整個系統的可靠性。

2.2 系統架構

明確了文件整備系統的工作內容及流程后，開始架設系統結構，如圖3 所示。

圖3 文件整備系統的架構

文件整備系統主要由素材導入客戶端、接口服務器、遷移調度服務器、軟審工作站、二級存儲、數據庫以及媒體處理中心集群等幾個主要部分組成。

（1）素材導入客戶端的任務是提交節目文件。考慮到客戶端部署的便利性，采用以瀏覽器/服務器（Browser/Server，B/S）架構設計的素材入庫系統，通過瀏覽器訪問備播程序服務頁面。連入非編網的任何一臺工作站，都可以很方便地通過網頁的方式提交制作好的節目文件。

圖2 文件整備系統流程圖

（2）接口服務器將非編網、整備系統及播出系統通過接口服務銜接到一起。

（3）遷移調度服務器部署了內容管理軟件，負責自動或手動遷移任務的發布。

（4）軟審工作站部署了軟件審看客戶端，主要用于調閱技術審看的結果，并根據技審結果對節目素材的內容進行人工復審，同時確認素材文件的時長、出入點等參數是否正確，視音頻格式參數是否符合相關部門制定的備播標準。

（5）二級存儲采用H3C UniStor X10000 G3 存儲系統。該系統具有良好的擴展性，并配有2 個萬兆端口，容量達到300 TB，可以存儲13 000 h 以上的高清節目，可以滿足現行及將來一段時間內的業務需求，還可以根據業務的增長進行擴容。

（6）媒體處理中心集群部署了媒體處理中心軟件，是整個系統的具體執行者，負責節目文件的MD5 校驗、技審及遷移的執行。目前系統中共部署了8 臺服務器，采用集群設計，每臺服務器都有完整的功能，不論哪臺服務器損壞，都不影響系統的正常運行，將來還可以隨著業務的增長需求進行擴展，保證系統的高效運行。

2.3 系統優勢

對系統進行測試，用1 h 時長的高清節目分別進行文件送播和介質送播，對比所用的總時長，結果如表1 所示。由結果可見，即使為了提升文件整備系統的安全性而增加了MD5 校驗和自動技審等工作流程，文件送播的效率仍然比介質送播提高了2 倍以上，大大提高了備播的效率[3]。

表1 文件送播與介質送播耗時對比

3 實際應用中的問題和解決方案

3.1 轉碼問題

在日常工作中，由于制作部門使用的非編軟件各不相同且版本眾多，造成輸出格式不同，使得素材無法在播出系統中正常播出。根據調研，一些電視臺在素材文件進入整備系統之前會進行轉碼，以此保證素材文件在播出系統中可以正常播出。福建省廣播影視集團將文件格式統一工作前移，制定嚴格的送播規范，要求素材封裝格式即為播出格式。具體的文件封裝格式和視音頻編碼格式如表2 所示。

表2 文件封裝格式和視音頻編碼格式

XDCAM HD422 MXF 這一文件格式在非編軟件上需要設置的選項較少，不容易出錯。按此標準制作的素材文件與福建省廣播影視集團視頻服務器的播放格式一致，可以不用轉碼直接播放，減少了整備的環節，節省了備播的時間。

3.2 系統的安全性保障

原機帶上載系統是一個相對獨立的系統，非編網制作的節目素材通過磁帶數字分量串行接口（Serial Digital Interface，SDI）線性上載到播出系統，幾乎沒有網絡安全方面的問題。但是建立文件整備系統后，必然要與非編網、審片網等其他業務網絡相互連接。如何保證整個系統的網絡安全，成為必須關注的問題。

考慮到不影響播出系統的安全性和穩定性，需要將文件整備系統與播出系統隔離，技術團隊采用在進入播出系統的路徑上部署隔離網關的辦法實現隔離，并在素材提交客戶端上采用防病毒設備，有效保證了播出系統的安全。

而素材文件的遷移主要通過FTP 協議直接通信，實現數據的FTP 傳輸。該流程傳輸的數據全部是播出MXF 文件。由于MXF 文件是臺內制作系統的非編所打包、壓縮的專用文件，攜帶病毒的可能性極低。因此，采用不經過數據過濾的方案，在不降低安全性的前提下，保證了備播效率。同時，為保障系統的安全性，文件整備系統設計了主備雙路，若主路故障，系統能自動切換到備路，保證工作不因此中斷。

3.3 素材質量保障

原機帶上載的送播方式流程簡單明了，而文件整備系統的大部分流程在后臺運行，制播人員不能直觀地觀察到整個整備流程，素材文件在遷移過程中可能會產生錯誤或丟失。為了保證素材文件能夠安全、完整、快速地遷移到播出系統，技術團隊配備了素材備播監控管理模塊，主要負責對素材從外部系統以文件方式導入播出系統開始，到從播出系統刪除的全生命周期內節目質量的監控和管理。本模塊主要分為自動技審和人工審核兩大部分[4]。

（1）自動技審。主要包括MD5 校驗模塊、文件技審模塊及信號技審模塊[5]。MD5 校驗在系統中的使用，實際上會降低節目備播的效率。之所以采用MD5 校驗，是為了防止節目文件在遷移的過程中被竄改，保證遷移后文件的正確性和完整性，提高系統的安全性。最后由監測模塊將各個模塊提交的節目內容審核結果進行匯總，上傳到數據庫。

（2）人工審核。主要負責將人工復審、上載審片、播前審看等涉及到人工審核的操作數據記錄到數據庫，并結合自動技審結果，綜合判斷節目素材是否符合播出要求。

自動技審與人工審核結果都可以通過管理軟件進行查詢，同時根據播出需求和工作經驗設置報警閾值，自動過濾不符合條件的報警，并將結果直觀地顯示在大屏上，達到準確告警的目的。

3.4 增加文件檢測手段

在文件整備系統的實際應用中，技術人員還發現一個問題。有個別素材文件通過軟件技審后，技審軟件并沒有提示錯誤，但在上載審片環節中，工作人員發現該素材在播放時會出現短暫的黑場現象。為此，技術人員向程序研發人員進行了咨詢，選用名道技審軟件對該素材進行審查，發現是素材文件在封裝時有所缺失造成的[6]。為此，技術人員對文件整備系統中的技審軟件進行了更新，使其可以檢測出這種錯誤。目前文件整備系統運行正常。

4 結 語

福建省廣播影視集團建設的文件整備系統，不僅加強了制作網和播出網的聯系，使節目制作與播出的對接更加流暢、不同平臺的節目素材的對接更加暢通，而且提高了節目備播的效率，減少了業務環節，從而提升了整個播出系統的安全性和穩定性，為安全播出提供了有力保障。在以后的工作中，系統可以按需進行存儲容量擴容、媒體處理單元增加等升級操作，為將來系統升級改造預留了足夠的空間，同時也給未來廣電全臺IP 化保留了提升改造的空間，能夠很好地適應未來的發展需求。