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電視節(jié)目的存儲(chǔ)及管理
電視節(jié)目的存儲(chǔ)及管理
`2000中南地區(qū)省級(jí)電視臺(tái)技術(shù)協(xié)會(huì)技術(shù)論文一等獎(jiǎng)《廣播與電視技術(shù)》2000年第12期發(fā)表
前 言
電視臺(tái)對(duì)電視節(jié)目的存儲(chǔ)目前主要還是采用傳統(tǒng)的磁帶存儲(chǔ)方式，這種原始的方式有很多的弊端：易損，占地大，成本高，難于重新使用。更重要的是難于長(zhǎng)期保存，通常在滿足磁帶保存環(huán)境的要求下，磁帶的壽命一般在10年左右，到期只能淘汰，再也不能使用。另外，對(duì)于長(zhǎng)期積存的磁帶，各電視臺(tái)也沒(méi)有非常有效的管理工具去管理，開(kāi)發(fā)，利用這些越積越多的資源，記者與節(jié)目制作人員盡管知道臺(tái)里有豐富的資料，卻由于難于查找所需的節(jié)目，而放棄使用這些幾乎免費(fèi)的資源素材，更不用說(shuō)向社會(huì)開(kāi)放這些資源，滿足日益發(fā)展的電視節(jié)目資源的全球化共享。
隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與視頻技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了穩(wěn)定高效的數(shù)據(jù)壓縮方式，高速寬帶計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，以及大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，而且國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)及企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的超前發(fā)展也給電視臺(tái)節(jié)目擋案的網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)，查詢，共享，交流提供了可能。寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及視音頻壓縮技術(shù)的成熟，為電視臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化鋪平了道路，今后傳統(tǒng)意義上的電視節(jié)目制作，播出設(shè)備及帶庫(kù)管理將逐步向多媒體網(wǎng)絡(luò)設(shè)備過(guò)渡，網(wǎng)絡(luò)所具有的高效率與靈活性等優(yōu)勢(shì)，會(huì)充分體現(xiàn)在電視臺(tái)的節(jié)目傳輸，分配，制作，播出及存儲(chǔ)領(lǐng)域。
今天，越來(lái)越多的電視臺(tái)裝配了基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)平臺(tái)的非線性編輯設(shè)備，新聞制作網(wǎng)及自動(dòng)化播出設(shè)備，但是作為實(shí)現(xiàn)共享的數(shù)據(jù)源——節(jié)目資源的存儲(chǔ)及管理卻還停留在早期磁帶庫(kù)階段，究其原因，雖可舉出種種理由，但無(wú)庸諱言的是該環(huán)節(jié)已阻礙了現(xiàn)代化的視頻資源共享方式的展開(kāi)。本文就是想在這方面做一些積極的探索。
一 . 電視節(jié)目的存儲(chǔ)
1 . 存儲(chǔ)方式的選擇
電視臺(tái)所存儲(chǔ)的內(nèi)容以視音頻素材為主，在選擇存儲(chǔ)方式時(shí)，應(yīng)綜合考慮過(guò)去，現(xiàn)在，將來(lái)已經(jīng)使用或?qū)⒁褂玫姆绞�，選擇高質(zhì)量，高效率，便于利用的方式存儲(chǔ)各種不同類(lèi)型數(shù)據(jù)。 圖1給出了電視臺(tái)的節(jié)目生產(chǎn)流程。
在專(zhuān)業(yè)視頻應(yīng)用領(lǐng)域，不管是壓縮還是非壓縮，大都集中在分量格式領(lǐng)域，因此在做格式選擇時(shí)要特別注意。根據(jù)具體應(yīng)用情況，不同階段選用相適應(yīng)的信號(hào)格式，使整個(gè)生產(chǎn)流程平滑過(guò)渡，盡量減少信號(hào)轉(zhuǎn)換造成的損失，以達(dá)到最佳質(zhì)量效果。
若信號(hào)采用不壓縮方式記錄存儲(chǔ)，信號(hào)質(zhì)量最好，無(wú)損失。但存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量非常大，以1小時(shí)無(wú)壓縮數(shù)字視頻信號(hào)D1計(jì)算，其數(shù)據(jù)量就達(dá)100GB以上，對(duì)電視臺(tái)數(shù)以萬(wàn)計(jì)盤(pán)的磁帶來(lái)說(shuō)，如此龐大的數(shù)據(jù)量會(huì)使存儲(chǔ)成本，管理費(fèi)用及日維護(hù)費(fèi)用非常高。隨著壓縮技術(shù)的成熟，由壓縮所帶來(lái)的信號(hào)損失也越來(lái)越小，已完全達(dá)到了制作及播出要求，因此選擇適合的壓縮技術(shù)和格式，對(duì)信號(hào)進(jìn)行壓縮后再存儲(chǔ)，降低存儲(chǔ)成本是必然的選擇。
3、圖像質(zhì)量足夠高，滿足記錄重放復(fù)用的要求。
7、壓縮效率高，在保證圖像質(zhì)量的前提下，降低存儲(chǔ)成本和維護(hù)費(fèi)用，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力。
9、較好的兼容性。兼容HDTV和DTV等數(shù)字電視的飛速發(fā)展，壓縮格式應(yīng)較易向數(shù)字電視過(guò)渡且損失較小。
12、良好的互操作性，壓縮格式必須可應(yīng)用于節(jié)目制作及傳輸播出的全過(guò)程，以減少格式轉(zhuǎn)換帶來(lái)的損失。
13、 較長(zhǎng)的技術(shù)生命周期。
MPEG-2是目前全球電視行業(yè)都普遍接受的專(zhuān)業(yè)視音頻信號(hào)壓縮格式。已經(jīng)廣泛應(yīng)用于信號(hào)傳輸中，且在高清晰度電視，數(shù)字電視中也已采用了MPEG-2壓縮技術(shù)，同時(shí)MPEG-2在前期素材采集，后期節(jié)目制作領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)也在不斷發(fā)展成熟。
利用存儲(chǔ)的節(jié)目進(jìn)行二次編輯時(shí)，無(wú)論何種壓縮格式，一般均要求采用4：2：2取樣格式，因?yàn)?；1：1或4：2：0取樣格式做二次編輯時(shí)，色度還原性較差。
對(duì)于現(xiàn)存的JPEG，M-JPEG和MPEG-2壓縮方式而言，只有I幀的MPEG-2實(shí)際上與JPEG編碼相仿，兩者均采用DCT（離散余弦變換）算法，但兩者在內(nèi)部處理上有所不同，MPEG-2更加專(zhuān)注于視頻信號(hào)的處理，而JPEG對(duì)圖片處理?yè)碛懈蟮撵`活性，而對(duì)于電視編輯人員及眾多電視觀眾，這種靈活性對(duì)他們是沒(méi)有意義的。MPEG-2在處理單幀視頻信號(hào)的壓縮效率稍高于JPEG約15%--20%左右，由于兩者壓縮算法不完全相同，當(dāng)由M-JPEG轉(zhuǎn)換為MPEG-2時(shí)，不單要進(jìn)行再壓縮，同時(shí)還要進(jìn)行壓縮格式轉(zhuǎn)換，這種格式的級(jí)連轉(zhuǎn)換會(huì)造成較大損傷，而對(duì)于MPEG-2之間格式轉(zhuǎn)換來(lái)說(shuō)，I幀不必再進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，僅需進(jìn)行再壓縮即可，因此損失比MPEG與JPEG之間轉(zhuǎn)換小，這就是整個(gè)鏈路最好采用一種格式的原因。
由于目前技術(shù)條件的限制，長(zhǎng)GOP結(jié)構(gòu)的MPEG-2做編輯尚不成熟，但只有I幀或IB幀的GOP結(jié)構(gòu)的編輯技術(shù)已步入實(shí)用階段，隨著逐幀MPEG-2編輯技術(shù)的逐步完善，從素材采集一直到存儲(chǔ)播出整個(gè)鏈路均采用MPEG-2一種大格式成為可能。在不同的應(yīng)用場(chǎng)合，采用不同的“級(jí)”和“類(lèi)”組合，配以合適的碼率，可滿足不同的使用要求，如在采集，編輯，制作階段采用只有I幀和IB幀的短GOP結(jié)構(gòu)組合的MPEG-2 4：2：2編碼方式，碼率選擇30-50Mb/s，重點(diǎn)保證編輯質(zhì)量與編輯精度；傳輸播出時(shí)可根據(jù)使用場(chǎng)合要求的不同選用有IBP幀的GOP（12幀）結(jié)構(gòu)組合的MPEG-2 4：2：2或4：2：0編碼方式，碼率選擇4--10 Mb/s的低碼率；存儲(chǔ)時(shí)也可采用長(zhǎng)GOP結(jié)構(gòu)的MPEG-2 4：2：2編碼方式，碼率選擇15--20 Mb/s。這樣一來(lái)，整個(gè)鏈路均采用MPEG-2一種格式，最大限度的減少了由于數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換帶來(lái)的圖像質(zhì)量劣化，使系統(tǒng)組合更為合理統(tǒng)一。
2 . 存儲(chǔ)介質(zhì)的比較
計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，也使其擁有的成熟技術(shù)及先進(jìn)理念，迅速滲透進(jìn)其他行業(yè)與領(lǐng)域，存儲(chǔ)技術(shù)就是如此。計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)是由內(nèi)存，硬盤(pán)及輔助海量存儲(chǔ)器（硬盤(pán)陣列，光盤(pán)庫(kù)，數(shù)據(jù)流磁帶機(jī)）構(gòu)成。根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，大中小型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)配備不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。我們知道各種存儲(chǔ)介質(zhì)有其各自不同的特點(diǎn)和適用范圍，其容量，性能，價(jià)格關(guān)系構(gòu)成一金字塔結(jié)構(gòu)，如圖2所示，塔尖為內(nèi)存即芯片級(jí)存儲(chǔ)，以下依次為硬盤(pán)，光盤(pán)，數(shù)據(jù)流磁帶。內(nèi)存由于是芯片級(jí)的存儲(chǔ)，完全為計(jì)算機(jī)CPU專(zhuān)用，不能用于大容量視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，本文不再詳述。下面重點(diǎn)對(duì)其他幾種介質(zhì)的性能，價(jià)格及其在電視領(lǐng)域的應(yīng)用前景進(jìn)行分析比較。
2 . 1 硬盤(pán)
硬盤(pán)在計(jì)算機(jī)的硬件配置中是不可缺少的部分，主要用于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，程序，軟件的存儲(chǔ)。
硬盤(pán)的容量決定于盤(pán)片數(shù)與面密度，問(wèn)題是盤(pán)片數(shù)的增加會(huì)使硬盤(pán)體積增厚。目前高端硬盤(pán)產(chǎn)品SCSI硬盤(pán)采用的是正反面都記錄的多盤(pán)片結(jié)構(gòu)，都有磁頭用于數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)，存儲(chǔ)密度可以達(dá)到每盤(pán)片1820MB。
硬盤(pán)的數(shù)據(jù)傳輸分為CPU通過(guò)總線在內(nèi)存與硬盤(pán)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，以及硬盤(pán)管理系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)磁頭尋道并將數(shù)據(jù)讀出或?qū)懭氡P(pán)片。其中后者是決定硬盤(pán)總體數(shù)據(jù)傳輸率的關(guān)鍵。SCSI硬盤(pán)的最小尋道時(shí)間為6.5ms。至于CPU與SCSI硬盤(pán)之間的數(shù)據(jù)傳輸率目前已能達(dá)到80 MB/s，而且傳輸距離也可達(dá)到12m（采用68芯或50芯扁平電纜）。
盡管單個(gè)SCSI硬盤(pán)的容量與數(shù)據(jù)傳輸率已相當(dāng)可觀，但為了支持海量存儲(chǔ)，業(yè)界一直在研究開(kāi)發(fā)獨(dú)立硬盤(pán)陣列冗余技術(shù)即RAID技術(shù)，將多個(gè)SCSI硬盤(pán)做為一個(gè)邏輯硬盤(pán)，保證大型數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)的整體性。RAID技術(shù)是目前提高硬盤(pán)陣列速度和冗余的主要手段。
硬盤(pán)雖然具有讀寫(xiě)速度快，數(shù)據(jù)容量大的特點(diǎn)，但是是否就適應(yīng)于電視臺(tái)的各個(gè)環(huán)節(jié)的節(jié)目信息存儲(chǔ)呢？做個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算就可以得出結(jié)論：以中型電視臺(tái)10萬(wàn)盤(pán)磁帶的存儲(chǔ)量為例，大約需要近20萬(wàn)GB的信息存儲(chǔ)量，如果采用18GB的SCSI硬盤(pán)，售價(jià)9000元，將需要約10000個(gè)以上硬盤(pán)組成陣列，造價(jià)也成了天文數(shù)字，顯然是不現(xiàn)實(shí)的。因此在少量的信息存儲(chǔ)應(yīng)用中硬盤(pán)的確有較大的優(yōu)勢(shì)，比如在制作領(lǐng)域就大量用于非線性編輯設(shè)備，在播出環(huán)節(jié)也有硬盤(pán)錄象機(jī)大量用于自動(dòng)播出，以Fibre Channel構(gòu)造的新型新聞制作網(wǎng)也多采用硬盤(pán)陣列作為節(jié)目存儲(chǔ)的硬平臺(tái)。
2 . 2 光盤(pán)
最新一代的大容量存儲(chǔ)設(shè)備是DVD，其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的格式為MPEG-2，完全能夠滿足廣播級(jí)視音頻信號(hào)的要求，它達(dá)到了目前技術(shù)上最理想的容量。DVD光盤(pán)的幾何尺寸與普通CD相同，但其容量卻是CD的8倍-15倍。對(duì)于單層DVD，其容量是4.7GB，可存放132分鐘的MPEG-2影片，這意味著標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的電影和數(shù)字音頻都可以記錄在一張DVD光盤(pán)上。要實(shí)現(xiàn)必須將所有數(shù)據(jù)按一定的格式存放在DVD盤(pán)上，DVD播放機(jī)才能讀出這些數(shù)據(jù), 播放出高品質(zhì)的畫(huà)面和優(yōu)美動(dòng)聽(tīng)的音樂(lè)。其中影像采用MPEG－2壓縮，音效可采用MPEG－2 Audio、DOLBY AC－3、LPCM及DTS，基本上是把視頻訊號(hào)壓縮至1/40左右，但是MPEG－2的壓縮率是可變的，MPEG－2速率平均為3.5Mbps，最高約11Mbps，DVD 的分辨率為720＊480，35萬(wàn)像素，水平掃描超過(guò)500條，而且還有多國(guó)字幕。那么132分鐘是怎么算出來(lái)的呢？它是MPEG－2 3.5Mbps＋AC－3 5.1CH 384Kbps＊3＋字幕10Kbps＊4=0.59M/S除以單面單層4.7G，大約就是132分鐘了，其中AC－3 5.1CH表示6個(gè)聲道。而采用雙層雙面技術(shù)的DVD盤(pán)存儲(chǔ)容量達(dá)17GB，能連續(xù)播放8小時(shí)的廣播級(jí)節(jié)目。
通常說(shuō)的DVD實(shí)際上可分為只讀（DVD-ROM，DVD-Video,DVD-Audio），只寫(xiě)一次（DVD-R(Recordable)）和可重寫(xiě)三種規(guī)格。DVD—Video和DVD—Audio多用于影音電視設(shè)備,而DVD—ROM、DVD—R、可重寫(xiě)DVD則多用于計(jì)算機(jī)設(shè)備中。其中DVD—VIDEO和DVD—ROM標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)統(tǒng)一。
只讀DVD的發(fā)展?fàn)?nbsp; 況見(jiàn)表1。只讀DVD技術(shù)相對(duì)比較成熟，也有一些應(yīng)用于電視領(lǐng)域的實(shí)例，主要是被建成光盤(pán)庫(kù)，用于自動(dòng)播出或?qū)ε_(tái)存節(jié)目資料進(jìn)行長(zhǎng)期保存。這種方式不僅具有容量?jī)?yōu)勢(shì)，而且還克服了傳統(tǒng)錄象帶質(zhì)量易劣化，占用空間大，查詢管理困難，利用率低等缺點(diǎn)，并且它在保存圖象清晰度，音響保真度，數(shù)據(jù)傳輸率，糾錯(cuò)能力及用戶間交錯(cuò)功能等方面也優(yōu)于傳統(tǒng)的磁帶。表2以DVD-Video為例給出了DVD存儲(chǔ)視頻，聲音和字幕子圖象編碼的有關(guān)參數(shù)。
從表2可以看 出，只讀DVD-Video的傳輸碼率范圍為1--10Mbps（視頻），遠(yuǎn)小于電視節(jié)目制作所要求的30--50 Mbps的碼率，它只能剛剛達(dá)到傳輸播出的4--10 Mbps的低碼率要求，對(duì)于存儲(chǔ)要求15--20 Mbps的碼率要求而言，也顯低。要想真正利用DVD于電視節(jié)目制作和存儲(chǔ)，必須使用更先進(jìn)的DVD技術(shù)。
只寫(xiě)一次的DVD-R使用有機(jī)染料作為信息記錄層，可以說(shuō)它是DVD版本的CD-R。目前DVD-R刻錄機(jī)只有整盤(pán)刻寫(xiě)和增量刻寫(xiě)兩種刻錄方式，一臺(tái)售價(jià)約為5000美元左右，相當(dāng)昂貴。與只讀DVD相比，技術(shù)指標(biāo)上沒(méi)有更多改進(jìn)，主要用于DVD節(jié)目的編輯，檢驗(yàn)和小批量發(fā)行，不適宜于電視臺(tái)節(jié)目的制作與大量存儲(chǔ)。
對(duì)于可重寫(xiě)DVD，目前存在DVD-RAM，DVD-RW和DVD+RW三種相互競(jìng)爭(zhēng)的規(guī)格，各大公司至今還未達(dá)成一致意見(jiàn)，也沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。1997年4月，由10家公司組成的DVD聯(lián)盟發(fā)表了單面存儲(chǔ)容量為2.6GB，雙面存儲(chǔ)容量為5.2GB的DVD-RAM標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)采用了相變介質(zhì)記錄方式，它的記錄和讀出完全采用光學(xué)技術(shù)，利用激光使記錄介質(zhì)在結(jié)晶態(tài)與非結(jié)晶態(tài)之間的可逆相變結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)信息的記錄和擦除。與MO（磁光）技術(shù)相比，相變光盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)具有記錄密度高，記錄成本低，介質(zhì)壽命長(zhǎng)，驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，讀出信號(hào)信噪比高和不受外界磁場(chǎng)環(huán)境影響等突出優(yōu)點(diǎn)，因此已成為光存儲(chǔ)技術(shù)的主流，具有廣闊的應(yīng)用前景。DVD-RAM可進(jìn)行反復(fù)多次的存取，數(shù)據(jù)率從4--15 Mbps可選。非常適合于大容量節(jié)目的長(zhǎng)期保存，并允許多人同時(shí)對(duì)其進(jìn)行查詢和讀/寫(xiě)操作，而DVD光盤(pán)的非接觸性激光數(shù)據(jù)讀取方式，不會(huì)由于多次檢索和讀/寫(xiě)操作造成視音頻質(zhì)量的損傷和劣化。
DVD-RW是日本先鋒公司基于DVD-R提出的，它也使用相變介質(zhì)進(jìn)行信息的記錄，擦除和重寫(xiě)，其容量為4.7GB。但一直沒(méi)有正式產(chǎn)品推向市場(chǎng)。
DVD+RW是由PHILPS，SONY和HP三家公司于1997年5月聯(lián)合推出的另一種單面容量為3GB，雙面容量為6GB的可擦寫(xiě)DVD規(guī)格。DVD+RW光盤(pán)不需要附加盤(pán)盒，性能更優(yōu)于DVD-RAM，并且兼容性也優(yōu)于DVD-RAM。表3給出了各種可重寫(xiě)DVD規(guī)格的比較。
DVD的 制作，首先必須利用非線性編輯系統(tǒng)將視頻，音頻信號(hào)采集進(jìn)入計(jì)算機(jī)，然后利用DVD制作系統(tǒng)完成制作，包括：DVDirector軟件、硬件DVD回放卡、MPEG壓縮程序及字幕生成調(diào)用程序四部分。DVD-RAM光盤(pán)在寫(xiě)入數(shù)據(jù)的時(shí)候只能使用包格式寫(xiě)入，并且需要在光盤(pán)上記錄部分文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)，由于其的影響以及激光不斷的開(kāi)關(guān)切換動(dòng)作，DVD-RAM驅(qū)動(dòng)器的實(shí)際速度要比標(biāo)識(shí)的速度慢約10%。通常DVD-RAM驅(qū)動(dòng)器的速率是以“X（倍速）”來(lái)標(biāo)識(shí)的，這是沿用了CD－ROM的用法。一個(gè)“倍速” DVD-RAM讀取數(shù)據(jù)速度為1.35MB/ s。另外，在描述DVD-RAM驅(qū)動(dòng)器的讀取速度時(shí)，“倍速”的概念還反映了一臺(tái)驅(qū)動(dòng)器要用多長(zhǎng)的時(shí)間才能在連續(xù)方式下刻寫(xiě)完一張光盤(pán)，以4倍速DVD-ROM為例，刻錄一張單面單層4.7G的DVD光盤(pán)，約需1 5分鐘。以制作一部標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度90分鐘電影為例，從上載到完成刻錄約需2小時(shí)。表4給出了各代DVD機(jī)芯的特征。
從使用的角度看，DVD光盤(pán)具有廣闊的市場(chǎng)前景，它也應(yīng)該代表了高速大容量存儲(chǔ)設(shè)備的發(fā)展方向。但目前它所面臨的主要問(wèn)題在于格式的統(tǒng)一，速度與容量的提高，價(jià)格的降低等。其中格式的不統(tǒng)一，制約了DVD的發(fā)展應(yīng)用，也給用戶帶來(lái)了風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)傳輸速率還是比較低。對(duì)于專(zhuān)業(yè)視音頻領(lǐng)域要求的大容量，高速度，低價(jià)格存儲(chǔ)來(lái)說(shuō)，目前光存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展的程度，容量及讀/寫(xiě)速度，價(jià)格等指標(biāo)均顯勉強(qiáng)。
2 . 3 數(shù)據(jù)流磁帶機(jī)
數(shù)據(jù)流磁帶機(jī)也是利用磁記錄技術(shù)保存數(shù)據(jù)的，是目前工業(yè)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的一種備份設(shè)備，例如銀行業(yè)，證券業(yè)，氣象臺(tái)等。它與電視臺(tái)使用的傳統(tǒng)磁帶很相似，可以說(shuō)是由其發(fā)展而來(lái)的。只不過(guò)它是配屬于計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)外設(shè)，記錄的數(shù)據(jù)不是以幀為單位的圖像信息，而是以計(jì)算機(jī)文件形式存在的數(shù)字信息。與前面介紹過(guò)的硬盤(pán)，光盤(pán)記錄方式相比，磁帶備份具有下列優(yōu)勢(shì)：
. 成本低，每GB的存儲(chǔ)成本低于1.3美元。
. 易于存儲(chǔ)，保管，可通過(guò)更換磁帶無(wú)限擴(kuò)充容量。
. 可靠性高，存儲(chǔ)時(shí)間超過(guò)30年。
. 允許無(wú)人操作的自動(dòng)備份。
. 容量高，一盒磁帶中可以存儲(chǔ)高達(dá)70GB的數(shù)據(jù)。
. 傳輸率高，壓縮后可以達(dá)到10MB∕秒。
磁帶備份技術(shù)一直在發(fā)展。更有效的磁帶方法，更新的格式一 直在不斷涌現(xiàn)，四分之一英寸盒帶（QIC）是為數(shù)據(jù)儲(chǔ)存應(yīng)用而專(zhuān) 門(mén)設(shè)計(jì)的。在四分之一英寸磁帶上，數(shù)據(jù)可以以連續(xù)迂回的方式記錄在最多為144 個(gè)軌道上。Traven技術(shù)是QIC格式的一種體現(xiàn)。
數(shù)字視頻技術(shù)（DAT）最初是為數(shù)字視頻記錄而設(shè)計(jì)的。當(dāng)在4mm磁帶上實(shí)現(xiàn)了大容量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)、快速的數(shù)據(jù)傳輸速率和可靠性之后，DAT就被用作磁帶備份的媒質(zhì)。
8mm磁帶技術(shù)最初是為視頻工業(yè)而設(shè)計(jì)的。其最初目的是將高質(zhì)量的彩色圖象傳輸?shù)酱艓希┐鎯?chǔ)和檢索�，F(xiàn)在，8mm技術(shù)也被計(jì)算機(jī)工業(yè)所采納，成為儲(chǔ)存大量計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的可靠方法。
數(shù)字線性磁帶（DLT）是磁帶備份技術(shù)的最新進(jìn)展。它采用對(duì)稱(chēng)相位記錄技術(shù)，交替改變磁頭的角度，幫助消除磁道間干擾。
表5給出了不同型號(hào)數(shù)據(jù)流磁帶的類(lèi)型，記錄格式與特點(diǎn)。不同型號(hào)之間的數(shù)據(jù)流磁帶互不兼容。使用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的數(shù)據(jù)流磁帶機(jī)的存儲(chǔ)容量，將取決于該驅(qū)動(dòng)器是工作在自然模式（未壓縮）還是壓縮模式。壓縮技術(shù)一般能將儲(chǔ)存在媒質(zhì)上的數(shù)據(jù)量加倍，實(shí)際獲得的壓縮程度對(duì)被壓縮數(shù)據(jù)的特點(diǎn)很敏感。
為了滿足大容量存儲(chǔ)以及備份的需要，業(yè)界還推出有能夠自動(dòng)備份數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流磁帶庫(kù)，通過(guò)使用存儲(chǔ)管理軟件，來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)按時(shí)備份。這種磁帶庫(kù)一般帶有多個(gè)DLT驅(qū)動(dòng)器和兩個(gè)以上SCSI數(shù)據(jù)通道。容量可達(dá)到TB級(jí)（萬(wàn)億字節(jié)以上），傳輸率可達(dá)10--20MB/S。由這些分析可以看出，數(shù)據(jù)流磁帶應(yīng)該是目前最經(jīng)濟(jì)合理的大容量，高速度存儲(chǔ)媒介，也比較適合于電視臺(tái)節(jié)目資料的長(zhǎng)期保存。
二 . 電視節(jié)目資源管理系統(tǒng)
隨著技術(shù)的發(fā)展，幾種記錄介質(zhì)的性能價(jià)格比均不斷提高，相互之間的互補(bǔ)關(guān)系也在加強(qiáng)。當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)存儲(chǔ)構(gòu)架時(shí)，依據(jù)系統(tǒng)的使用要求如響應(yīng)速度，訪問(wèn)頻率，歸檔管理，介質(zhì)維護(hù)，存儲(chǔ)成本等因素綜合考慮，實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)整，在不同的需求層次上選用不同的存儲(chǔ)介質(zhì)，構(gòu)成一層次型分級(jí)存儲(chǔ)介質(zhì)管理構(gòu)架，配以相關(guān)的動(dòng)態(tài)，智能化管理軟件，實(shí)現(xiàn)智能化層次型存儲(chǔ)管理系統(tǒng)，才是一個(gè)完善先進(jìn)的電視臺(tái)節(jié)目資源管理系統(tǒng)。
1 . 節(jié)目資源管理的功能
節(jié)目的資源管理不能僅局限于存放數(shù)據(jù)，而且必須針對(duì)系統(tǒng)的使用性質(zhì)確定一套完整的策略，充分考慮可能發(fā)生的情況和應(yīng)急措施，保證數(shù)據(jù)的安全性，保密性，可用性及可靠性。
由于上面提到的存儲(chǔ)介質(zhì)都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)的調(diào)度和分配，而計(jì)算機(jī)在某些情況下可能發(fā)生系統(tǒng)崩潰或數(shù)據(jù)丟失，因而備份是保證系統(tǒng)安全最基本，最常用的手段。因此數(shù)據(jù)的自動(dòng)備份與恢復(fù)是任何大型系統(tǒng)所必備的功能，有些重要資料甚至需要異地備份功能以防災(zāi)難性事故的發(fā)生。
數(shù)據(jù)的保密性應(yīng)從兩個(gè)方面考慮，一是數(shù)據(jù)的訪問(wèn)授權(quán)，包括人員，地點(diǎn)，時(shí)間，可訪問(wèn)數(shù)據(jù)類(lèi)型等。二是防止非法人員的入侵，要有有效的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控手段和防火墻。這樣基本可以保證被授權(quán)的用戶在所授權(quán)的范圍內(nèi)調(diào)用數(shù)據(jù)，杜絕非法用戶的入侵，保障數(shù)據(jù)的安全。同時(shí)版權(quán)保護(hù)問(wèn)題也應(yīng)有所考慮。
對(duì)數(shù)據(jù)的分析，管理，再利用也是資源管理的主要功能之一。對(duì)電視臺(tái)來(lái)說(shuō)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn). 調(diào)用數(shù)據(jù)的分析比較，得到不同人員 . 不同層次 . 不同年齡對(duì)不同節(jié)目的需求等多方面數(shù)據(jù)，為電視臺(tái)欄目設(shè)置的科學(xué)化 . 合理化提供依據(jù)。
2 . 資源管理的工作流程
圖像和聲音以數(shù)字格式被采集 . 存儲(chǔ)，通常都會(huì)被區(qū)分為實(shí)質(zhì)數(shù)據(jù)(essence)即圖像和聲音以及元數(shù)據(jù)(matadate)，即所有用來(lái)描述真實(shí)媒體的數(shù)據(jù)，比如節(jié)目的標(biāo)題，長(zhǎng)度，編輯列表，特技參數(shù)等。數(shù)字資源管理系統(tǒng)（DAMS）就是一種計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，建于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)之上，對(duì)帶有元數(shù)據(jù)的數(shù)字化視音頻節(jié)目?jī)?nèi)容進(jìn)行完善的管理。為了實(shí)現(xiàn)這種管理，必須能夠支持兩個(gè)主要的工作流程：（1）對(duì)圖像和聲音及相關(guān)的元數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，同時(shí)完成模擬信號(hào)的數(shù)字化。（2）被存儲(chǔ)的圖像和聲音及相關(guān)的元數(shù)據(jù)能有效地還原成電視節(jié)目提供再利用。
采集過(guò)程的工作流程如圖3所示。圖像和聲音素材首先進(jìn)行數(shù)字化并自動(dòng)錄入資源管理系統(tǒng)，為了編輯和再利用，要求素材以演播室質(zhì)量被錄制（比如Betacam或DV格式）。為了便于瀏覽，系統(tǒng)會(huì)同時(shí)生成低分辨率（高壓縮比，MPEG-1格式）的備份，可由計(jì)算機(jī)的壓縮板卡實(shí)現(xiàn)。通�；驹獢�(shù)據(jù)（如素材長(zhǎng)度，拍攝時(shí)間等）可以自動(dòng)從瀏覽備份中提出，并與圖像聲音數(shù)據(jù)一起傳輸。當(dāng)然在此之前免不了依靠編輯人員將其指定到視音頻素材的相應(yīng)位置。許多系統(tǒng)還通過(guò)粗編等手段從素材中抽取關(guān)鍵畫(huà)面與描述信息來(lái)生成元數(shù)據(jù)，為圖像聲音素材作索引。圖像和聲音及相關(guān)的元數(shù)據(jù)被采集 . 分析并做索引后，將被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)，通常使用基于硬盤(pán)的存儲(chǔ)設(shè)備，以便進(jìn)一步的編輯過(guò)程和技術(shù)過(guò)程。通過(guò)收集所有可用元數(shù)據(jù)并分析實(shí)質(zhì)數(shù)據(jù)，DAMS也可以簡(jiǎn)化文獻(xiàn)編輯和歸檔保存過(guò)程。管理員可以直接使用瀏覽備份件，快速選擇素材，完成編目，并將素材節(jié)目以高分辨率（高質(zhì)量，低壓縮比，如MPEG-2格式）進(jìn)行壓縮編碼后，傳輸至大型存儲(chǔ)系統(tǒng)（如自動(dòng)數(shù)據(jù)流磁帶庫(kù)）進(jìn)行長(zhǎng)期保存。
圖3 實(shí)質(zhì)數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)的采集輸入
檢索提供再利用工作流程如圖4所示。用戶輸入關(guān)鍵字開(kāi)始檢索過(guò)程，有些系統(tǒng)提供有圖像相似性搜索功能，在大多數(shù)系統(tǒng)中，附加的元數(shù)據(jù)（如文摘，瀏覽備份，關(guān)鍵幀等）能夠被直接檢索，關(guān)鍵幀作為一種視覺(jué)文摘，能夠在不查看全部瀏覽備份件的情況下，快速提供圖像內(nèi)容的概貌。一些系統(tǒng)還可以在瀏覽備份件中，設(shè)置時(shí)間標(biāo)志，以便直接進(jìn)行粗編。由此得到的編輯選定列表（EDL）直接傳輸已選素材給非線性編輯系統(tǒng)，為最終編輯制作提供圖像與聲音素材。
3 . 系統(tǒng)構(gòu)造實(shí)例
下面具體分析一個(gè)電視臺(tái)節(jié)目資源管理系統(tǒng)的實(shí)例。
法國(guó)先進(jìn)音視系統(tǒng)AAVS公司于1998年8月為印度國(guó)家電視臺(tái) 設(shè)計(jì)建立了一套先進(jìn)有效的全網(wǎng)絡(luò)化電視節(jié)目檔案管理系統(tǒng)（ARCHIVE）。系統(tǒng)由圖5所示的幾大軟件構(gòu)件組成。
該系統(tǒng)是建立在一個(gè)完全開(kāi)放的技術(shù)基礎(chǔ)上，并充分考慮到了網(wǎng)絡(luò)共享及系統(tǒng)的升級(jí)擴(kuò)充，可供長(zhǎng)期持久使用。管理工具和圖形界面采用的是通用的計(jì)算機(jī)軟件及因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。本系統(tǒng)為便于檔案查詢，采用的是MPEG-1壓縮格式的普通清晰度質(zhì)量采集錄取電視節(jié)目；而檔案存儲(chǔ)則采用MPEG-2壓縮格式的廣播級(jí)質(zhì)量保存節(jié)目。系統(tǒng)分為三級(jí)結(jié)構(gòu)，如圖6所示 ，三級(jí)結(jié)構(gòu)可提供三種不同的服務(wù)。
第一級(jí)實(shí)際上是工作平臺(tái)級(jí)用戶界面，在配置有通用計(jì)算機(jī)軟件WINDOWS NT 或WINDOWS 95及MICROSOFT IE4（因特網(wǎng)瀏覽器）的工作站上，由圖5中所示的各種客戶管理軟件調(diào)度各種客戶需求。用戶可以以瀏覽因特網(wǎng)的方式瀏覽電視臺(tái)的節(jié)目，并進(jìn)行各種操作。第二級(jí)是第一級(jí)用戶與第三級(jí)信息資源及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間的中介，它的功能是將用戶通過(guò)不同的IHM（人機(jī)界面）提出的要求，分配導(dǎo)引給系統(tǒng)內(nèi)有關(guān)的部分，執(zhí)行不同的用戶功能。第三級(jí)包括物質(zhì)資源和數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)流磁帶庫(kù)是整個(gè)檔案系統(tǒng)的記憶中心，它可以使配置有硬盤(pán)陣列的媒體服務(wù)器成為用戶與磁帶庫(kù)之間的高速緩沖存儲(chǔ)器。這種結(jié)構(gòu)使得系統(tǒng)的存儲(chǔ)能力可以通過(guò)增加服務(wù)器的硬盤(pán)陣列數(shù)量或磁帶庫(kù)或額外的服務(wù)器三種手段加以擴(kuò)充；查詢工作站數(shù)目也可以擴(kuò)充，而且通過(guò)因特網(wǎng)可以支持遠(yuǎn)距離查詢，MPEG-1和MPEG-2編碼器可以支持兩種質(zhì)量的圖像應(yīng)用要求，充分發(fā)揮了現(xiàn)有計(jì)算機(jī)硬件及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)哪芰Α?
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