淺談4K-IP 架構(gòu)下切換臺(tái)與調(diào)音臺(tái)智能協(xié)同控制實(shí)踐與應(yīng)用

李 健

（作者單位：貴州廣播電視臺(tái)）

1 超高清（4K）全媒體轉(zhuǎn)播IP 架構(gòu)平臺(tái)制作系統(tǒng)概述

在貴州廣播電視臺(tái)超高清（4K）全媒體轉(zhuǎn)播IP 架構(gòu)平臺(tái)制作系統(tǒng)中，TALLY 服務(wù)器與系統(tǒng)中的通用型之輸入輸出（General Purpose I/O, GPI/O）接口單元都接入同一個(gè)交換機(jī)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過對Tally 服務(wù)器寫入相關(guān)程序?qū)⑶袚Q臺(tái)的輸入口綁定成一組對應(yīng)的GPI/O 觸發(fā)信號(hào)[1]。在導(dǎo)播使用4K 切換臺(tái)進(jìn)行信號(hào)切換的時(shí)候，通過Tally 服務(wù)器對系統(tǒng)中GPI/O 接口單元發(fā)出GPI 觸發(fā)信號(hào)，GPI/O 接口單元在收到GPI 信號(hào)之后，便對IP 數(shù)字調(diào)音臺(tái)主機(jī)內(nèi)部的GPI/O 板卡發(fā)出GPO 信號(hào)，調(diào)音臺(tái)主機(jī)收到觸發(fā)信號(hào)后，會(huì)根據(jù)調(diào)音臺(tái)技術(shù)操作人員提前預(yù)置好的AFV 參數(shù)，如聲音響度、漸起漸落時(shí)間、保持時(shí)間等，進(jìn)行自動(dòng)化、程序化工作，將音頻信號(hào)根據(jù)音頻路由推送到相應(yīng)的設(shè)備。

2 實(shí)現(xiàn)步驟

2.1 IP 架構(gòu)下4K 數(shù)字切換臺(tái)音視頻智能協(xié)同的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)貴州廣播電視臺(tái)超高清（4K）全媒體轉(zhuǎn)播IP架構(gòu)平臺(tái)制作系統(tǒng)的規(guī)劃，現(xiàn)階段選擇XVS-8000 切換臺(tái)8 個(gè)輸入信號(hào)，通過在Tally 服務(wù)器內(nèi)將此8 個(gè)輸入信號(hào)綁定設(shè)置為音視頻智能協(xié)同跟隨信號(hào)。XVS-8000切換臺(tái)這8 個(gè)輸入信號(hào)源均來自系統(tǒng)核心交換機(jī)，這種系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃主要考慮的是保證切換臺(tái)內(nèi)8 個(gè)輸入信號(hào)的靈活調(diào)度，極大地增加系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性，切換臺(tái)通過GPI-in/GPI-out 觸發(fā)進(jìn)行通信。當(dāng)然，在IP 架構(gòu)下，對于所綁定的XVS-8000 切換臺(tái)輸入口可以通過重新寫入程序進(jìn)行更改，并不局限于現(xiàn)階段的輸入口和輸入數(shù)量，下面介紹切換臺(tái)上面的相關(guān)設(shè)置。

2.1.1 4K IP 視頻流輸入

在XVS-8000 切換臺(tái)內(nèi)部首先要對輸入信號(hào)進(jìn)行信號(hào)源名的更改，以便于清晰地分辨出切換臺(tái)內(nèi)部的每個(gè)信號(hào)。首先將需要設(shè)置音視頻智能協(xié)同跟隨的視頻信號(hào)調(diào)入XVS-800 切換臺(tái)，貴州廣播電視臺(tái)超高清（4K）全媒體轉(zhuǎn)播IP 架構(gòu)平臺(tái)現(xiàn)階段采用SMPTE 2110 標(biāo)準(zhǔn)，此架構(gòu)下通過Sony LSM 廣電IP Live 管理系統(tǒng)進(jìn)行4K IP 信號(hào)流的調(diào)度。該管理系統(tǒng)對設(shè)備、信號(hào)、交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行統(tǒng)一管理控制，使信號(hào)實(shí)現(xiàn)端到端[2]。通過LSM 管理軟件，在交換機(jī)內(nèi)將需要的4K IP 視頻流信號(hào)調(diào)至XVS-8000 切換臺(tái)輸入口，進(jìn)入切換臺(tái)菜單對其進(jìn)行相關(guān)操作，點(diǎn)擊Engineering Setup 進(jìn)入工程菜單，再點(diǎn)擊Panel 進(jìn)入菜單（7321），然后點(diǎn)擊下方Xpt Assign 進(jìn)入切換臺(tái)交叉點(diǎn)指派菜單（7322），在此菜單下點(diǎn)擊Src Name/Src Color 進(jìn)入源名輸入菜單（7322.6），找到對應(yīng)輸入口后，點(diǎn)擊Source Name 對輸入信號(hào)源進(jìn)行命名。

2.1.2 4K IP 視頻流輸入信號(hào)V/K 配對

IP 視頻流調(diào)入XVS-8000 切換臺(tái)后，必須對輸入信號(hào)進(jìn)行V/K 配對設(shè)置，這是切換臺(tái)內(nèi)部對輸入信號(hào)的基礎(chǔ)底層設(shè)置。進(jìn)入切換臺(tái)交叉點(diǎn)指派菜單，點(diǎn)擊V/K Pair Assign 進(jìn)入配對菜單，在輸入框內(nèi)找到設(shè)置智能協(xié)調(diào)的輸入流信號(hào)，在V/K 框內(nèi)選擇目標(biāo)編號(hào)進(jìn)行配對，并在下方Assign 框內(nèi)將Video 與Key 同時(shí)點(diǎn)亮，此步驟是V/K 配對的關(guān)鍵步驟，最后在Xpt Assign 框內(nèi)點(diǎn)擊Set，再點(diǎn)擊Inhibit 按鍵即可激活此V/K 編號(hào)[3]，如圖1 所示：

圖1 切換臺(tái)V/K 配對

2.1.3 數(shù)字切換臺(tái)面板設(shè)置

IP 視頻輸入流信號(hào)在切換臺(tái)內(nèi)完成配對后，需要將輸入信號(hào)綁定在面板按鍵上。在節(jié)目制作過程中，為了達(dá)到節(jié)目的效果，導(dǎo)播會(huì)在切換面板上對輸入流信號(hào)進(jìn)行切換，當(dāng)導(dǎo)播切到此“綁定信號(hào)”時(shí)，切換臺(tái)通過控制交換機(jī)和Tally 服務(wù)器對GPI/O 接口單元發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，GPI/O 接口單元接收到觸發(fā)信號(hào)后，才能對調(diào)音臺(tái)發(fā)出相應(yīng)的觸發(fā)信號(hào)。點(diǎn)擊Table Button Assign 進(jìn)入面板按鍵指派菜單，右側(cè)V/K Pair 框內(nèi)選擇剛才完成配對V/K 編號(hào)，在Table Button Assign 框內(nèi)點(diǎn)擊選擇一個(gè)按鍵編號(hào)，點(diǎn)擊Set，再點(diǎn)擊Inhibit 按鍵即可將按鍵激活，如圖2 所示：

圖2 切換臺(tái)面板按鍵指派

2.2 IP 架構(gòu)下數(shù)字調(diào)音臺(tái)音視頻智能協(xié)同的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)貴州廣播電視臺(tái)超高清（4K）全媒體轉(zhuǎn)播IP架構(gòu)平臺(tái)系統(tǒng)的規(guī)劃，LAWO mc256 IP 數(shù)字調(diào)音臺(tái)配備Nova 73 數(shù)字音頻矩陣板卡。該板卡可實(shí)現(xiàn)音頻系統(tǒng)信號(hào)的自由調(diào)度。現(xiàn)階段，LAWO mc256 IP 數(shù)字調(diào)音臺(tái)主機(jī)內(nèi)的GPI/O 板卡已接入來自XVS-8000 切換臺(tái)的GPI/O 觸發(fā)通信信號(hào)[4]，在調(diào)音臺(tái)內(nèi)每個(gè)觸發(fā)信號(hào)對應(yīng)其一個(gè)AFV 編號(hào)，可以將多個(gè)音頻信號(hào)設(shè)為同一個(gè)AFV 編號(hào)編為同一組音視頻智能協(xié)同。

2.2.1 數(shù)字調(diào)音臺(tái)音頻輸入設(shè)置

當(dāng)音頻信號(hào)接入調(diào)音臺(tái)后，需要在調(diào)音臺(tái)內(nèi)對其進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，根據(jù)常規(guī)使用習(xí)慣來說，一般首先對音頻信號(hào)進(jìn)行命名，以便技術(shù)操作人員對系統(tǒng)內(nèi)的音頻輸入信號(hào)進(jìn)行整理和分類。在LAWO mc256 IP數(shù)字調(diào)音臺(tái)操作面板上面找到Screen Control 操作區(qū)域，點(diǎn)擊Signal 鍵，此時(shí)調(diào)音臺(tái)屏幕上會(huì)出現(xiàn)調(diào)音臺(tái)音頻輸入信號(hào)設(shè)置菜單，菜單內(nèi)左側(cè)Source 框內(nèi)的Directory 目錄下可以找到調(diào)音臺(tái)內(nèi)所有的音頻輸入信號(hào)以及對應(yīng)的音頻輸入板卡，找到需要設(shè)置的智能協(xié)調(diào)的音頻信號(hào)輸入并雙擊，可對此輸入的標(biāo)簽名稱進(jìn)行重命名。

2.2.2 數(shù)字音頻通道配對

在調(diào)音臺(tái)內(nèi)對輸入音頻信號(hào)進(jìn)行設(shè)置之后，還需要對其進(jìn)行通道的配置。在音頻信號(hào)菜單內(nèi)找到需要配對的音頻輸入信號(hào)，在目的地框內(nèi)的Directory（目錄）下找到Input（輸入）通道，每一個(gè)Input 通道都有自己的編號(hào)，根據(jù)音頻系統(tǒng)工程實(shí)際情況選擇某個(gè)Input 通道，點(diǎn)擊選擇Input 通道，再點(diǎn)擊Connect 即可完成配對。

為實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)的可視化操作，則需要將音頻信號(hào)定義至調(diào)音臺(tái)操作面板上。在調(diào)音臺(tái)臺(tái)面的Screen Control 區(qū)域，點(diǎn)擊Access/Assign 按鍵后，便會(huì)在調(diào)音臺(tái)顯示屏內(nèi)顯示通道指派菜單，點(diǎn)擊菜單內(nèi)的Inp按鈕，輸入對應(yīng)編號(hào)之后，點(diǎn)擊Eenter 即可選擇該通道。

在調(diào)音臺(tái)臺(tái)面Strip Assignment 區(qū)域，點(diǎn)擊此區(qū)域內(nèi)的Assign 按鍵，調(diào)音臺(tái)音頻操控推子上方的Sel 鍵會(huì)閃爍綠光，點(diǎn)擊Sel 鍵則可完成音頻信號(hào)通道配對。

2.2.3 數(shù)字調(diào)音臺(tái)音視頻協(xié)同控制參數(shù)的設(shè)置

在調(diào)音臺(tái)臺(tái)面上找到Screen Control 區(qū)域中的Chan Config 鍵，點(diǎn)擊后在調(diào)音臺(tái)中屏上就進(jìn)入此音頻通道的設(shè)置界面。設(shè)置界面內(nèi)的Modules（插件模塊）框有各種對音頻設(shè)置的插件，如EQ、GATE、LIMITER 等，找到AFV 并將其點(diǎn)亮，這樣就可以打開該音頻通道的音視頻智能協(xié)同功能。打開后，屏幕上會(huì)顯示關(guān)于該功能的所有可設(shè)置的參數(shù)。

音頻信號(hào)在AFV 音視頻智能協(xié)同功能里主要有8個(gè)參數(shù)可進(jìn)行設(shè)置，詳解如下：

EVENT：設(shè)置音視頻智能協(xié)調(diào)功能的編號(hào)。此編號(hào)是一一對應(yīng)XVS-8000 切換臺(tái)的GPO 觸發(fā)信號(hào)，但需要明白的是，多個(gè)推子可以同時(shí)綁定同一個(gè)編號(hào)。換言之，就是可以實(shí)現(xiàn)XVS-8000 切換臺(tái)的一個(gè)GPO觸發(fā)信號(hào)對應(yīng)調(diào)音臺(tái)的多個(gè)音頻信號(hào)。

RISE TIME：音頻信號(hào)漸起的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間表示的是當(dāng)音頻推子從開始推起到推倒相應(yīng)的最高電平值的時(shí)間，該參數(shù)也代表聲音漸起的時(shí)長。當(dāng)此參數(shù)設(shè)置為0ms 時(shí)，即沒有漸起時(shí)間，直接將音頻信號(hào)送出。

ON LEVEL：音頻信號(hào)的電平值。其指的是當(dāng)調(diào)音臺(tái)智能協(xié)調(diào)功能被觸發(fā)時(shí)，音頻推子智能控制的最高電平位。

ON TIME：切換臺(tái)切為其他視頻信號(hào)，調(diào)音臺(tái)失去觸發(fā)信號(hào)后，音頻信號(hào)保持時(shí)長。換言之，這個(gè)參數(shù)表示當(dāng)切換臺(tái)切為別的視頻信號(hào)后，音頻推子保持設(shè)定音頻電平值多長時(shí)間才開始音頻自動(dòng)漸落的動(dòng)作。

OFF LEVEL：切換臺(tái)不對調(diào)音臺(tái)發(fā)出觸發(fā)信號(hào)后的音頻最低電平值。

FALL TIME：音頻推子落下的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間表示的是當(dāng)調(diào)音臺(tái)失去觸發(fā)信號(hào)后，音頻多長時(shí)間降低，該參數(shù)也可以理解為是音頻漸落的時(shí)長。當(dāng)設(shè)置為0 ms 時(shí)，就是沒有漸落時(shí)間，直接將音頻信號(hào)切斷。

HLD TIME：切換臺(tái)切入后的延長時(shí)間。該參數(shù)表示，在調(diào)音臺(tái)智能協(xié)調(diào)功能被觸發(fā)后，音頻信號(hào)可以延長一段時(shí)間再送出。

MAX TIME：音頻推子的最大推起時(shí)間。該參數(shù)設(shè)置的時(shí)長為音頻信號(hào)送出的最大時(shí)長，當(dāng)音頻信號(hào)到了設(shè)置的最大時(shí)長后，無論調(diào)音臺(tái)是否還接收到來自切換臺(tái)的GPO 觸發(fā)信號(hào)，該音頻信號(hào)也會(huì)強(qiáng)制切斷。

在調(diào)音臺(tái)臺(tái)面上AUX SENDS/AUDIO FOLLOW VIDEO 區(qū)域內(nèi)點(diǎn)擊AFV 按鍵，即可為該區(qū)域內(nèi)的8 個(gè)旋鈕依次設(shè)置AFV 參數(shù)。在對音頻信號(hào)開啟音視頻智能協(xié)調(diào)功能后，可根據(jù)節(jié)目需求對其參數(shù)進(jìn)行靈活設(shè)置調(diào)整，音視頻協(xié)同控制參數(shù)設(shè)置頁面如圖3 所示：

圖3 音視頻協(xié)同控制參數(shù)設(shè)置頁面

3 實(shí)踐應(yīng)用

以貴州廣播電視臺(tái)2020 年《“家的味道”首屆網(wǎng)絡(luò)春晚》直播為例，此次晚會(huì)直播，使用超高清（4K）全媒體轉(zhuǎn)播IP 架構(gòu)轉(zhuǎn)播車進(jìn)行晚會(huì)直播，晚會(huì)的主會(huì)場設(shè)立在臺(tái)內(nèi)的1 000 m2演播大廳。根據(jù)當(dāng)時(shí)晚會(huì)的流程，在演播大廳主會(huì)場外還設(shè)立了一個(gè)臨時(shí)的直播棚作為分會(huì)場。節(jié)目組邀請到一名網(wǎng)紅嘉賓來到直播棚進(jìn)行貴州特產(chǎn)的直播推介，如圖4 所示：

圖4 《“家的味道”首屆網(wǎng)絡(luò)春晚》臨時(shí)直播棚

由于直播棚搭建在演播大廳之外，為避免直播棚中的聲音串入而形成干擾，在直播過程中必須當(dāng)畫面切入直播棚時(shí)，才將直播棚內(nèi)的音頻信號(hào)推送進(jìn)直播，而畫面切出后要立即關(guān)閉直播棚內(nèi)的聲音，切回至演播大廳現(xiàn)場音頻信號(hào)。出于播出安全考慮，錄制技術(shù)部門在音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就提出了采用音視頻智能協(xié)同控制的方案[5]。

貴州廣播電視臺(tái)IP-4K 超高清轉(zhuǎn)播車上配置的是XVS-6000 和XVS-8000 兩個(gè)切換臺(tái)，將XVS-6000 設(shè)置為高清模式，XVS-8000 設(shè)置為4K 模式，晚會(huì)全程采用高清直播，4K 收錄。由于調(diào)音臺(tái)內(nèi)的8 個(gè)智能協(xié)同控制編號(hào)綁定的是XVS-8000 的153 號(hào)輸入口至160號(hào)輸入口，因此根據(jù)超高清（4K）全媒體轉(zhuǎn)播IP 架構(gòu)平臺(tái)制作系統(tǒng)的規(guī)劃，將XVS-6000 設(shè)置為主切換臺(tái)，XVS-8000 進(jìn)行聯(lián)動(dòng)跟隨切換，利用XVS-8000 切換臺(tái)對調(diào)音臺(tái)發(fā)出觸發(fā)信號(hào)。直播棚的攝像機(jī)信號(hào)為1080 50i 的高清信號(hào)，圖像信號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)后通過信號(hào)交叉變換器可以將信號(hào)分為兩路信號(hào)，一路為上變換的4K 信號(hào)，通過交換機(jī)調(diào)入XVS-8000 的153 號(hào)輸入口，一路為原生高清信號(hào)，調(diào)入XVS-6000 的49 號(hào)輸入口；再將XVS-6000 的49 號(hào)輸入信號(hào)聯(lián)動(dòng)XVS-8000 的153 號(hào)輸入信號(hào)，以保證2 個(gè)切換臺(tái)能同時(shí)切到直播棚的畫面信號(hào)。

直播棚的音頻信號(hào)接入演播廳音控室，通過音控室調(diào)音臺(tái)進(jìn)行一級(jí)調(diào)音，直接送入轉(zhuǎn)播車音頻接口箱，在轉(zhuǎn)播車上的LAWO mc256 IP 數(shù)字調(diào)音臺(tái)進(jìn)行二級(jí)調(diào)音。直播棚音頻信號(hào)進(jìn)入轉(zhuǎn)播車，定義到推子上后，將此推子AFV 功能打開，編號(hào)設(shè)為EVENT 1，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置其他各項(xiàng)相關(guān)參數(shù)。將ON TIME、HLD TIME 和MAX TIME3 個(gè)參數(shù)都設(shè)置為0，才能保證切換臺(tái)畫面切入直播棚時(shí)直播聲音能立即切入，切換臺(tái)畫面切出后調(diào)音臺(tái)能夠同步智能協(xié)同跟隨將直播棚內(nèi)聲音推出。

當(dāng)導(dǎo)播使用XVS-6000 將畫面切直播棚信號(hào)時(shí)，XVS-8000 也跟隨切入直播棚信號(hào)并發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，LAWO mc256 調(diào)音臺(tái)收到GPO 信號(hào)后觸發(fā)AFV 功能中編號(hào)為EVENT 1 的推子推起。在實(shí)際使用后發(fā)現(xiàn)該功能非常實(shí)用，調(diào)音臺(tái)自動(dòng)化操作方面表現(xiàn)可靠、安全，適用于各大節(jié)目制作與播出。

4 結(jié)語

貴州廣播電視臺(tái)超高清（4K）全媒體轉(zhuǎn)播IP 架構(gòu)平臺(tái)制作系統(tǒng)4K 數(shù)字切換臺(tái)與IP 數(shù)字調(diào)音臺(tái)之間的音視頻智能協(xié)同控制功能通過Tally 服務(wù)器將切換臺(tái)的輸入口綁定，畫面切入時(shí)對GPI/O 接口單元發(fā)出GPI信號(hào)，觸發(fā)接口單元對調(diào)音臺(tái)發(fā)出GPO 信號(hào)，調(diào)音臺(tái)收到觸發(fā)信號(hào)后立即對所協(xié)同控制設(shè)計(jì)的AFV 編號(hào)通道進(jìn)行自動(dòng)化、程序化智能協(xié)同操作，并根據(jù)參數(shù)作出相應(yīng)的反應(yīng)。音視頻智能協(xié)同控制功能在很多轉(zhuǎn)直播中極大地簡化了調(diào)音臺(tái)的操作，在節(jié)目中穿插采訪、播片等需要對調(diào)音臺(tái)進(jìn)行應(yīng)激反應(yīng)時(shí)應(yīng)用良好，在節(jié)目制播過程中避免出現(xiàn)失誤、操作更加安全，同時(shí)還減輕了技術(shù)操作人員的工作壓力，以自動(dòng)化的方式提升了工作效率，保證了播出安全。