高清演播室视音频系统升级改造

高清演播室视音频系统升级改造

郭世轩

西藏广播电视台 西藏 拉萨 850000

摘要

本文对西藏广播电视台250平米演播室系统高清化改造进行了简要介绍，对系统设备和架构做了详细分析。

关键字

演播室 高清 视频 音频

0引言

为适应电视节目全媒体高清化制播要求，演播室现有设备设施已不能满足节目高清录制需求，必须要对原标清演播室录制系统进行高清化升级改造。为此，西藏广播电视台对250平米演播室视音频系统进行了升级改造，改造后的演播室可实现西藏广播电视台新闻及其它节目的高清化生产制作需求，达到省级广播电视台节目高清录制的标准。

1设计依据

西藏广播电视台250平米演播室升级改造项目所涉及的设计标准和规范、产品标准和规范、工程标准和规范、验收标准和规范，均符合国家有关规定及规范。

2设计原则

2.1先进性

选用先进、实用的技术和功能完备的产品，方案设计结构合理，标准规范，技术适度超前，符合当前发展水平和发展趋势。

2.2可扩展性

系统设计中使用了不同厂商、不同类型的设备，要充分考虑各设备的兼容性和可扩展性，在系统应用需求升级和技术发展进步的情况下，系统应具有一定的扩展充实能力。

2.3安全性

演播室主要用于西藏新闻联播和其它栏目的直播和录播工作，所以要把系统安全性和可靠性放在第一位，在系统设计和设备选择时，要充分考虑各种可能出现的突发情况，要有完备的应急预案和应对措施。

3设备选型分析

高清演播室系统主要包括视频系统、音频系统、同步系统、通话系统、信号监测系统和tally系统。视频信号主要来源于4路高清摄像机、主备高清切换台、信号调度矩阵、同步信号系统。在线屏幕包装机、字幕机、多格式转换器，录像机（包括磁带录像机，蓝光录像机，P2卡录像机），以及演播室系统外来视频信号。音频信号主要来源于4路无线话筒，2路有线话筒，连线电话音频信号、录像机音频信号、演播室系统外来音频信号。

3.1视频系统

演播室设计为四个讯道，一个摇臂机位，配备广角镜头，三个脚架移动机位，配备标准镜头。摄像机系统采用的设备日本松下公司的产品，高清摄像机选用的是松下广播级演播室系统摄像机Panasonic AK-HC3500AMC，视频格式为1080/50i，摄像机控制单元CCU为Panasonic AK-HCU355A，四路摄像机和CCU基站之间通过专用光纤综合线缆连接，实现远距离高质量的信号传输，摄像机遥控操作面板为Panasonic AK-HRP935A，用于对四路摄像机信号进行集中统一设置。配备三套高清标准镜头佳能HJ17e*7.76BIRS和一套高清广角镜头佳能HJ14e*4.3BIRS。主切换台为松下公司的广播级高清视频切换台AV-HS6000MC，支持最大32路输入，16路输出，两级M/E，支持多语种字幕同播，配有单独的液晶触摸屏可进行切换台各项功能的集中设置和配置。备切换台为索尼公司的MVS-3000A，有16路直切键，支持最大24路输入，10路输出，支持多格式输入，通过单独的液晶触摸屏面板对切换台进行配置。视频信号调度矩阵为广播级高清数字视频信号切换矩阵HARRIS Imagine Platinum，调度规模为64X64，也就是最大可输入64路信号，输出64路信号，根据需要可对信源（输入）和目的（输出）信号进行快速切换，配置一块XY面板，二块32键单母线控制面板，双电源冗余备份，支持7X24小时工作。演播室外来信号是通过光缆从总控（播出系统）、分控（索贝新闻网）传输到演播室。两台Imagine Communications 公司  智能双通道帧同步器Selenio X100，支持上下/交叉转换、彩色校正、信号延迟、时间码插入和提取，支持SDI 音频嵌入和解嵌，有16个AES 音频输入和输出端口，8个模拟音频输入和输出端口。录像机采用两台松下磁带录像机AJ-D955，一台索尼蓝光录像机PDW-HD1500，使用多种录制介质的录像机以保证系统的应急和备份需要。

3.2音频系统

演播室音频系统以MIDAS系列M32和M32R为主备调音台，该系列调音台没有单独的主机机箱，其内部逻辑板卡和后接线板都集成在按键操作面板中。主调音台有96个通道，25个物理推子，通道输入至立体声输出信号延时小于2.3ms(48kHz采样频率时）和小于1.2ms(96kHz采样频率时）。备调音台有16个物理推子，12路输入，内部信号处理32bit，采样频率有44.1 KHz、48 KHz、88.2 KHz，96KHz四种方式。

3.3同步系统

可靠稳定的同步信号是高清演播室系统非常重要的内容，好多设备必须要有一路同步信号的支持才能正常工作。同步系统采用两台Leader的同步机LT4600和一台Leader的同步信号倒换器LT4446。两台同步机构成主备工作模式，提供统一基准信号，保证系统各设备协同工作，同步信号异常会出现闪烁、黑屏、拉丝等现象。同步机产生黑场BB同步和高清三电平同步信号，具备同步锁相保持功能，在来锁信号产生抖动或丢失的情况下，仍能提供干净稳定的同步信号。

3.4通话系统

演播室通话系统选用美国clear-com公司的MS-704四通道通话设备，有A、B、C、D四个通道，A通道连接四个摄像机的CCU基站，用于和四个摄像人员进行双向通话。B通道连接总控。

3.5tally系统

演播室tally系统为威朗视讯，支持主备切换台tally控制，LED点阵字符显示，名称便于更改。采用红绿双色指示灯，通过视觉提示协调各工种的工作，红色指示灯表示正在使用本信号源，本信号为播出信号，绿色指示灯表示准备使用本信号源，本信号为预监信号。

3.6监测系统

监看监测系统配有Leader  LV5770高清波形示波器一台，用于监测一路摄像机PGM信号，可进行HD/SD SDI视频信号和模拟、数字音频信号的实时监测，提供信号的波形、矢量、数据、图像四种综合显示方式，以及信号的眼图和抖动图测量显示。四通道数字波形矢量示波器Leader－LV5381一台，用于同时监测四路摄像机信号的波形和矢量图。技术监视器SONY BVM-E250 A一台，25寸OLED显示屏，分辨率为1920X1080，支持18:9和4:3画幅，色彩还原真实。导演墙采用5台55寸松下高清液晶显示器，采用四画分的方式，每台监视器可至少划分为四个区域，显示四组不同的画面，每个画面区域还可在进行四画分操作。

4系统设计策略分析

4.1高清标清信号兼容录制

由于电视台播出系统为标清系统，进行标清播出，演播室在改造时要考虑高标清信号兼容的问题，虽然演播室为高清演播室，但在播出系统升级为高清播出系统之前，演播室录制的节目最终还是要生成标清信号。基于以上考虑，演播室视频系统在摄像机端采集高清视频信号，送入高清切换台和矩阵，经二选一开关后，再进入加嵌器，嵌入音频信号，进入高清视频分配器，高清视频分配器可输出四路高清视频信号，其中一路输出级连下变换器，这样就可将高清的16:9信号下变换为标清4:3信号，送到录像机或播出系统。下变换方式为水平方向切边垂直方向填满。也就是说在系统的末端对一路高清视频信号做下变换处理，这样做的好处是既保证了当前标清播出系统的标清播出要求，也不影响将来演播室系统平稳快速升级为全高清系统，

4.2主备冗余设计

改造后的演播室具备新闻直播能力，需要考虑必要的冗余备份措施。系统配有主切换台和备份切换台，配有主备二选一应急切换器。高清视频信号从高清摄像机出来，通过高清视频分配器分成两路，分别进入主备切换台，从切换台出来又分别进入主备二选一开关，然后分别进入加嵌器，嵌入音频信号，再通过高清视频分配器，以主备信号的形式送给播出、视频服务器或录像机。在整个系统中视频信号始终有两条通路，互为备份，其中一路信号中断，节目录制不会有任何影响。在音频系统中，配有主调音台和备调音台，通过冗余的音频信号分配器，实现主备信号互为备份的双链路设计。

5结束语

西藏广播电视台250平米演播室系统高清化改造后，承担着包括西藏新闻联播在内的多档日播周播节目的录制任务。到目前为止，投入使用已有多年，系统设备性能稳定，安全可靠，达到预期设计目标。

参考文献

［1］ 薛文峰.融媒体演播室的技术发展趋势分析［J］.中国传媒科技，2020（11）：90-92.

［2］ 李耀文.中小型电视台高清演播室视频系统设计与实践［J］.数字通信世界，2022（3）：72-74.

［3］ 方莉萍.融媒体高清新闻演播室系统设计与实现［J］.广播与电视技术，2021（5）：56-60.

作者简介：

郭世轩（1983-），男，西藏广播电视台技术管理中心工程师。主要从事演播室视音频技术方面的工作。