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硬盤系統(tǒng)在播出領(lǐng)域的應(yīng)用
硬盤系統(tǒng)在播出領(lǐng)域的應(yīng)用
`2000中南地區(qū)省級(jí)電視臺(tái)技術(shù)協(xié)會(huì)技術(shù)論文二等獎(jiǎng)一 前言
隨著圖形、圖象數(shù)字化技術(shù)向深層發(fā)展，電子采集、后期編輯、節(jié)目播出設(shè)備將以網(wǎng)絡(luò)方式互聯(lián)，實(shí)行節(jié)目數(shù)據(jù)的交互式作業(yè)方式。作為體現(xiàn)新技術(shù)特征的基于硬盤的播出系統(tǒng)，由于它良好的非線性編輯性能、多通道的編解碼器、長時(shí)間的節(jié)目存儲(chǔ)量、周詳?shù)陌踩紤]和靈活的網(wǎng)絡(luò)功能，在電視播出領(lǐng)域的應(yīng)用已成為電視技術(shù)人員關(guān)注的焦點(diǎn)，可以肯定預(yù)測(cè)基于硬盤的播出方式會(huì)逐步替換傳統(tǒng)的磁帶播出概念。
視頻技術(shù)領(lǐng)域所使用的硬盤不同于普通的計(jì)算機(jī)硬盤。由于視頻信號(hào)數(shù)據(jù)量大、傳輸速率高，因此對(duì)硬盤的速度要求較高，一般應(yīng)在5~10GB/S之間甚至更高，這種硬盤一般被稱為高速視頻硬盤，或圖像數(shù)據(jù)盤、SCSI（Small Computer System Interface）硬盤。常用的硬盤類型有：Micropolis AV系列、Sesgata Barracuda 系列、FWBHammer、Quanrum等。根據(jù)硬盤壓縮比的不同所獲得的視頻圖像指標(biāo)和存儲(chǔ)時(shí)間也不同。如采用2:1壓縮比的D5格式和數(shù)字Betacam，每1GB存儲(chǔ)時(shí)間為97秒；而采用20:1壓縮比的專業(yè)S-VHS，每1GB存儲(chǔ)時(shí)間可達(dá)960秒，并且這種硬盤可以多盤掛接從而形成硬盤陣列。目前單盤基本容量達(dá)9~18GB甚至更大，最新的Uitra 2 Wide SCSI已達(dá)到80MB/S，下一個(gè)目標(biāo)是160MB/S或更高，這樣將有利于提高視頻信號(hào)的存儲(chǔ)時(shí)間以及存儲(chǔ)質(zhì)量。
這種大容量的通過寬帶的視頻服務(wù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)視音頻信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)和非線性編輯的硬盤設(shè)備相對(duì)于傳統(tǒng)的磁帶錄像機(jī)設(shè)備通常被稱為硬盤錄像機(jī)。目前采用數(shù)字壓縮技術(shù)的專業(yè)級(jí)的硬盤錄像機(jī)已經(jīng)具備：
- 大容量視音頻素材存儲(chǔ)，廣播級(jí)視音頻質(zhì)量；
- 多通道實(shí)時(shí)記錄/重放、資源共享，通道的數(shù)量與功能可靈活配置；
- 具有模擬復(fù)合、模擬分量和串行數(shù)字分量等多種視頻信號(hào)接口及 控制接口；
- 采用M-JPEG（n）視頻數(shù)據(jù)壓縮方式，其壓縮比可調(diào)；
- 采用了備份電源、冗余硬盤陣列（RAID）等技術(shù)。
已趨于成熟的硬件和軟件環(huán)境使硬盤錄像機(jī)在可靠性和記錄時(shí)間上都達(dá)到了實(shí)用化程度。
二 利用硬盤實(shí)現(xiàn)自動(dòng)播出的優(yōu)越性
利用硬盤實(shí)現(xiàn)視頻播出是建立在上述數(shù)字硬盤錄像機(jī)的高可靠性以及它的廣播級(jí)技術(shù)指標(biāo)和質(zhì)量要求之上的。隨著一些關(guān)鍵技術(shù)如壓縮編碼、RAID技術(shù)、寬帶光纖網(wǎng)等的日益成熟，硬盤播出進(jìn)入視頻領(lǐng)域的自動(dòng)播出系統(tǒng)已成為可能，并有取代傳統(tǒng)設(shè)備的發(fā)展前景。硬盤自動(dòng)播出從根本上改變了電視臺(tái)傳統(tǒng)的播出方式，與后者相比具有毫無疑問的明顯優(yōu)勢(shì)，其特點(diǎn)如下：
- 它采用了數(shù)字的處理和存儲(chǔ)方式，信道傳輸特性甚優(yōu)，多次重播的圖像質(zhì)量一致性好；
- 由于采用了硬盤作為存儲(chǔ)媒體，磨損極低，數(shù)據(jù)可以長期保存和播放而基本不影響質(zhì)量；
- 圖像和聲音作為數(shù)碼信號(hào)存儲(chǔ)于硬盤，由于硬盤的存取手段適應(yīng)于多進(jìn)程實(shí)時(shí)訪問，多個(gè)輸入、輸出通道可以同時(shí)存取同一或不同數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了資源共享，利用率大大提高；
- 克服了磁帶錄像機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)維護(hù)困難、費(fèi)用高、可靠性差等長期困擾電視技術(shù)工作人員的常見問題，其可靠性主要決定于硬盤系統(tǒng)和周邊設(shè)備的硬件水平以及相應(yīng)的應(yīng)用軟件水平，而這類技術(shù)正呈現(xiàn)強(qiáng)勁發(fā)展趨勢(shì)；
- 節(jié)目錄入、播出節(jié)目單設(shè)置完成后，一般無需人為干預(yù)，自動(dòng)化程度高，節(jié)省人力，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，并且播出的精度大大提高；
- 硬盤播出的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)為服務(wù)器，其通用性較好，可以在開放底層接口的條件下靈活地實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用；
- 系統(tǒng)的內(nèi)部擴(kuò)展能力以及外部擴(kuò)展能力較好，能夠很好地與未來的全數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)化、資源共享的節(jié)目編播體系相銜接。
三 硬盤錄像機(jī)在電視播出中的獨(dú)特應(yīng)用
在視頻播出領(lǐng)域如何保證電視節(jié)目高質(zhì)量播出并使停播率趨為零，一直是擺在電視播出技術(shù)人員面前的一個(gè)重要課題。硬盤系統(tǒng)在播出領(lǐng)域的應(yīng)用除了上述的優(yōu)點(diǎn)以外，其獨(dú)特的應(yīng)用方式產(chǎn)生了傳統(tǒng)方式所不具備的特殊作用。為了更直觀的說明問題,我們?cè)诖藘H以Profile PDR100為例介紹一下硬盤錄像機(jī)在電視播出中的獨(dú)特應(yīng)用。（本文作者聲明：此例不說明該設(shè)備為作者認(rèn)為的最佳工作選擇。）
- 硬盤錄像機(jī)作為備播信號(hào)源
電視播出是一個(gè)系統(tǒng)工程，牽扯部門多，且中心系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜環(huán)節(jié)多，難免會(huì)出現(xiàn)某些意外事件和各種設(shè)備不可預(yù)測(cè)的突發(fā)故障，采用錄像機(jī)播出就有可能出現(xiàn)絞帶、卡帶、糊磁頭的現(xiàn)象；自動(dòng)播控中心也可能出現(xiàn)工作死機(jī)、播控程序失控等現(xiàn)象，這些都會(huì)造成播出中出現(xiàn)黑場(chǎng)、彩條、雜波、劣播等現(xiàn)象。若采用雙錄像機(jī)工作或備份中心機(jī)房，由于需投入大量人力物力，還要多次轉(zhuǎn)錄節(jié)目磁帶，因此很難保證節(jié)目播出質(zhì)量和真正實(shí)現(xiàn)播出節(jié)目的連續(xù)性。針對(duì)這一情況，可以利用硬盤錄像機(jī)profile PDR100獨(dú)立的雙向通道同時(shí)錄入和輸出的特點(diǎn)，將待播出節(jié)目提前寫入硬盤中，然后按節(jié)目播出單將寫入硬盤里的節(jié)目編輯好播出順序，備妥作為備播節(jié)目，一旦接收到播出中心的播出信號(hào)，硬盤錄像機(jī)與主播出節(jié)目通道同時(shí)啟動(dòng)，輸出的備播信號(hào)與主播出信號(hào)同步、畫面分毫不差，送給播出切換臺(tái)作備播用,一旦播出中心信號(hào)有問題，可以立即切出硬盤錄像機(jī)輸出的節(jié)目，外界看來這一切換幾乎是天衣無縫，從而大大降低了停播和劣播事故。同時(shí)還可用硬盤錄像機(jī)的另一通道選看或編輯硬盤中的內(nèi)容，可以在硬盤錄像機(jī)播放的同時(shí)繼續(xù)節(jié)目的錄入及查看硬盤中的已有節(jié)目，二者之間在工作界面上彼此相互獨(dú)立，可大大提高使用效率，此工作系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖一所示。此外利用硬盤的非線性編輯特性，可以不受時(shí)間順序和節(jié)目段長度的約束，迅速準(zhǔn)確地定位以及搜索精確到幀，在備播畫面因特殊情況與中心播出不同步時(shí)，可以方便地前后尋找硬盤輸出的畫面，使其完全一致。備播中間也可隨時(shí)終止，提前備播下一個(gè)節(jié)目。
備播應(yīng)用軟件安裝在外掛計(jì)算機(jī)中，它是這個(gè)系統(tǒng)的控制核心，它不僅通過RS-232串口對(duì)Profile PDR100實(shí)行全方位控制，且通過RS-422串口遙控錄像機(jī)的面板，提高錄入精度和減輕操作負(fù)擔(dān)。其實(shí)際應(yīng)用操作界面及硬盤中素材管理信息都呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的屏幕上。
（二）硬盤錄像機(jī)提供即時(shí)插播信號(hào)
在日常播出中不但存在上述各種影響安全播出的因素，尚有磁帶制作問題、節(jié)目串聯(lián)單的誤差、臺(tái)外微波、光纖線路中斷等等意外事件。出現(xiàn)這些情況時(shí)，為了避免劣播、停播需要應(yīng)急插播合適的畫面以保證播出的不間斷。采用傳統(tǒng)上字幕機(jī)打出靜止畫面效果不好，若準(zhǔn)備一盤插播錄像帶隨時(shí)啟動(dòng)錄像機(jī)切出活動(dòng)畫面，啟動(dòng)、掛帶、走穩(wěn)需要至少3秒鐘時(shí)間，這對(duì)于分秒必爭(zhēng)的電視播出影響極大。而采用硬盤錄像機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)反復(fù)播放仍能保持同樣的質(zhì)量，避免了磁帶播出由于磁頭磨損和多代復(fù)制所造成的信號(hào)衰減和劣化，因此用Profile PDR100硬盤錄像機(jī)提供的多路循環(huán)播放視音頻信號(hào)可以作為多個(gè)頻道的應(yīng)急插播信號(hào)源，如圖二所示。硬盤錄像機(jī)的四個(gè)獨(dú)立的通道輸出分別送給四個(gè)頻道，事先將插播節(jié)目?jī)?nèi)容從某一通道寫入硬盤，平時(shí)讓四個(gè)輸出通道持續(xù)送出一循環(huán)播放的插播節(jié)目，分別傳給各個(gè)播出機(jī)房作為播出中心應(yīng)急插播信號(hào)源使用。若播出中心出現(xiàn)故障，這一路信號(hào)即用即切，暫時(shí)接替正常節(jié)目，使工作人員有時(shí)間排除故障而不中斷播出。
另外，此設(shè)備也可用于常見的正常插播情況，當(dāng)有些節(jié)目要求準(zhǔn)點(diǎn)播出，如新聞、晚會(huì)，還有體育直播的中場(chǎng)休息等，需要臨時(shí)插播“請(qǐng)您欣賞”或宣傳片內(nèi)容，因所需的插播時(shí)間很短，若使用錄像機(jī)，由于短時(shí)間內(nèi)的啟動(dòng)、停止無法穩(wěn)定、易出事故。Profile PDR100提供的RS-422外部串行控制接口可以同時(shí)或分別接收各個(gè)播出機(jī)房人工或自動(dòng)播控系統(tǒng)發(fā)出的控制信號(hào)，從而平穩(wěn)地開始任何短時(shí)間的指定插播節(jié)目。
值得說明的一點(diǎn)是即時(shí)插播軟件可直接安裝在Profile PDR100主機(jī)的WINDOWS NT界面下，不用外接控制計(jì)算機(jī)，可利用Profile提供的API直接與之通訊。
- 硬盤錄像機(jī)實(shí)現(xiàn)延時(shí)播出
在播出中現(xiàn)場(chǎng)直播形式不僅可以體現(xiàn)電視節(jié)目的快速、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)性，而且減少了播出畫面質(zhì)量的損失，提高收視效果。但有時(shí)會(huì)出現(xiàn)意想不到的情況，甚至可能帶來不良的社會(huì)影響，這一點(diǎn)在轉(zhuǎn)播境外節(jié)目時(shí)表現(xiàn)尤其明顯。如何從技術(shù)角度控制事先不可預(yù)料的事故播放出去，有效的方法是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)直播節(jié)目進(jìn)行適當(dāng)?shù)难訒r(shí)播出，使導(dǎo)播有足夠的時(shí)間判斷處理而又不影響節(jié)目的播出時(shí)效性（延時(shí)間隔不易大，以觀眾的心理承受程度為依據(jù)）。使用傳統(tǒng)的播出手段無法實(shí)現(xiàn)這種短延時(shí)的隨錄隨播，利用硬盤錄像機(jī)即錄即放的功能，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)直播信號(hào)實(shí)現(xiàn)延時(shí)播出。延時(shí)播出軟件也是運(yùn)行在外掛計(jì)算機(jī)上，通過RS-232與Profile PDR100通訊并控制其動(dòng)作。利用WINDOWS的多任務(wù)多邊合作進(jìn)程及Profile的多通道特點(diǎn)，在轉(zhuǎn)播重要的現(xiàn)場(chǎng)直播時(shí)將實(shí)況內(nèi)容先錄入硬盤，按需要延遲適當(dāng)一段時(shí)間后播放。在硬盤錄像機(jī)對(duì)實(shí)況轉(zhuǎn)播信號(hào)隨錄隨放的同時(shí)，導(dǎo)播密切關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)情況，一旦出現(xiàn)不正常情況立即在短暫的延時(shí)間隔內(nèi)對(duì)播出線上已錄入硬盤還未輸出的不宜轉(zhuǎn)播的視音頻信號(hào)進(jìn)行剪切、編輯并替換為硬盤中其它合適的素材，或以人眼不易覺察的速率（正常速度的0.8倍~1.2倍）稍快或稍慢播放，以保持相應(yīng)的延時(shí)量。
延時(shí)播出時(shí)，如圖三所示，Profile的第一通道錄入實(shí)況信號(hào)或錄像機(jī)輸出信號(hào)。選取錄入的精彩片段，從第二通道送入監(jiān)視器，進(jìn)行慢動(dòng)作處理制作生成特殊效果的素材段存儲(chǔ)到特定區(qū)域。硬盤中原有的素材從第四通道輸出到監(jiān)視器瀏覽、編輯。第三通道作為延時(shí)后的輸出信號(hào)，直接送入播出中心切出。
- 三種應(yīng)用方式共用
在實(shí)際的應(yīng)用中，我們配備一套Profile PDR100就可以適用以上三種彼此獨(dú)立的應(yīng)用的形式，從而充分利用資源，提高了單機(jī)使用效率。為了省去操作上每換一種應(yīng)用程序就要倒換設(shè)備外部的視音頻連線及控制線所帶來的麻煩，可以利用一臺(tái)視音頻矩陣來連通輸入輸出的各路信號(hào)，用一個(gè)功能控制管理軟件來確定不同軟硬件環(huán)境下矩陣交叉點(diǎn)的狀態(tài)。
如圖四所示，我們將本系統(tǒng)所用的全部輸入輸出視音頻信號(hào)線均接到矩陣的輸入輸出接口，運(yùn)用計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用軟件并通過RS-422串口信號(hào)遙控矩陣交叉點(diǎn)的通斷，將三個(gè)軟件所需切換的交叉點(diǎn)狀態(tài)分別存儲(chǔ)起來并命名，使用時(shí)根據(jù)名稱選中相應(yīng)的交叉點(diǎn)狀態(tài)即可連通相關(guān)的設(shè)備，從而避免了因倒換設(shè)備視音頻連線及控制線所帶來的不安全因素和麻煩。
四 當(dāng)前硬盤播出系統(tǒng)的現(xiàn)狀
以上所述僅是以一種型號(hào)的硬盤錄像機(jī)為例說明硬盤播出在電視播出中的獨(dú)特應(yīng)用，而如今在電視節(jié)目的領(lǐng)域，硬盤的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入方方面面的環(huán)節(jié)，已可以完全替代磁帶播出，并且配備有自己的應(yīng)用以及管理軟件、自己的運(yùn)作協(xié)議、以及各方面的配套技術(shù)，已逐步發(fā)展成應(yīng)用于播出任務(wù)的、功能強(qiáng)大的硬盤工作系統(tǒng)。目前應(yīng)用于播出的最有名的硬盤系統(tǒng)有HP MediaSteam和Tektronix Profile PDR系列，二者都有MPEG-2壓縮、RAID保護(hù)等特別適合于播出的特點(diǎn),但是由于目前國內(nèi)尚未開發(fā)HP產(chǎn)品的播出控制軟件，且Profile硬盤播出系統(tǒng)在廣電系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛，所以以下主要介紹Tektronix Profile PDR系列。
Tektronix公司的Profile系列產(chǎn)品是一個(gè)從獨(dú)立的數(shù)字硬盤錄像機(jī)到為大型視頻文件網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器提供廣泛應(yīng)用的家族。它通過采用開放式的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，以及提供Profile直接控制協(xié)議，使開發(fā)者很容易在Profile的SDK基礎(chǔ)上，開發(fā)出各種用途，如插播、延時(shí)播出、循環(huán)播出等各種復(fù)雜的播出情況。另外Profile的多工能力使其能夠應(yīng)付相當(dāng)于多臺(tái)磁帶錄像機(jī)的工作，這使得Profile在一般應(yīng)用下，例如節(jié)目延遲、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)播、準(zhǔn)視頻節(jié)目點(diǎn)播以及多通道回放的操作等，具有更優(yōu)秀的特性。
Profile硬盤系統(tǒng)自1996年打入市場(chǎng)從第一代產(chǎn)品PDR100開始，至今已從PDR200發(fā)展到PDR300（PDR400也已上市）。PDR系統(tǒng)的工作原理如圖五所示，該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)或預(yù)先錄入要編輯播出的節(jié)目，可以同時(shí)多通道輸出不同的內(nèi)容，也可以重復(fù)和延時(shí)播出。PDR100為四通道硬盤錄像機(jī)，相當(dāng)于四臺(tái)仿真錄像機(jī)，視頻處理采用JPEG標(biāo)準(zhǔn)，存儲(chǔ)廣播級(jí)電視節(jié)目的容量為3小時(shí)，操作系統(tǒng)采用WINDOWS NT3.51，應(yīng)用軟件主要包括硬盤錄像機(jī)操作軟件和硬盤錄像機(jī)配置軟件。PDR200是在PDR100基礎(chǔ)上進(jìn)行了升級(jí)改造，成為了一個(gè)強(qiáng)大的廣播級(jí)質(zhì)量的制作服務(wù)器，編輯能力較強(qiáng)。首先PDR200使用WINDOWS NT 4.0操作系統(tǒng)，改進(jìn)了原有的硬盤錄像機(jī)操作軟件和硬盤錄像機(jī)配置軟件，使整個(gè)系統(tǒng)具有更高的安全性和可靠性；其次通過高速網(wǎng)絡(luò)可以在硬盤錄像機(jī)間方便快速地交換電視節(jié)目和傳遞計(jì)算機(jī)控制信息，使硬盤錄像機(jī)播出系統(tǒng)有機(jī)地成為一個(gè)整體；再次增加了硬盤錄像機(jī)播出系統(tǒng)的可用資源，具有4路模擬復(fù)合視頻輸入、4路串行數(shù)字分量視頻輸入和輸出、10路模擬復(fù)合視頻輸出，具有可以存儲(chǔ)17個(gè)小時(shí)的廣播級(jí)電視節(jié)目的能力，為快速錄入電視節(jié)目、延長持續(xù)播出時(shí)間提供保障。PDR300為應(yīng)用于播出而優(yōu)化處理，有更多的播出通道和較好的編輯能力，它能提供第一代Betecam SP視頻（最高D1質(zhì)量）和CD質(zhì)量音頻。
PDR300硬盤播出服務(wù)器的特點(diǎn)是：
MPEG-2 4:2:2 P@ML
4:2:0 或4:2:2取樣
4Mbps至50Mbps可變碼率
可變GOP結(jié)構(gòu)（從1到16）
- IB、IBBP編碼
對(duì)于任何GOP都是幀精度剪切編輯
對(duì)于任何GOP都可以逐幀前進(jìn)和后退
平滑的無級(jí)變速播放
靈活的輸入/輸出配置
16或32音頻通道
- 色度取樣
采用MPEG-2 4:2:2檔次的主級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（MAIN LEVEL），從而使視頻信號(hào)質(zhì)量達(dá)到廣播電視的標(biāo)準(zhǔn)。
- GOP結(jié)構(gòu)
碼率和圖像組（GOP）是決定MPEG-2視頻質(zhì)量的基礎(chǔ)，當(dāng)使用長的GOP時(shí)，利用相當(dāng)于M-JPEG一半的碼率就能保證同樣的圖像質(zhì)量，令存儲(chǔ)效率翻了一番。MPEG的GOP結(jié)構(gòu)中一個(gè)視頻幀序列由I幀、P幀和B幀組成，在Profile內(nèi)GOP的可變范圍為1~16，為了保持任意幀剪切編輯的能力，在PDR300中每一個(gè)輸出通道都含有兩個(gè)解碼器，各有其獨(dú)立的緩沖存儲(chǔ)器，當(dāng)片斷一從第一個(gè)解碼器播出時(shí)，第二個(gè)解碼器就對(duì)第二個(gè)片斷進(jìn)行解碼，做好從任意幀開始播出的準(zhǔn)備。因?yàn)榍袚Q是在串行數(shù)字視頻域里完成的，所以不管GOP的結(jié)構(gòu)如何，都可在片斷內(nèi)的任意幀之間完成無縫剪切，也可以以同樣的方式進(jìn)行編輯。當(dāng)編輯一段素材的首或尾時(shí)，系統(tǒng)總是將數(shù)據(jù)有效的消除到最后的一個(gè)I幀，而維持在GOP結(jié)構(gòu)中的任何幀開始或結(jié)束的能力。
另外，MPEG的壓縮碼率為4~50Mbps，當(dāng)采用12Mbps的壓縮碼率錄入時(shí)，一臺(tái)PDR300可存儲(chǔ)約12小時(shí)的素材。
- 多通道特性
PDR300采用插卡式結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)需要配置不同數(shù)目的編碼器、解碼器（錄入、播出通道），以及輸入、輸出接口卡。按照輸入、輸出通道的配置數(shù)目，又可分為PDR312（1入/2出）、PDR324（2入/4出）、PDR316（1入/6出）、PDR308（0入/8出）。其串行數(shù)字視頻信號(hào)采用8比特或10比特輸入分辨率、8比特輸出分辨率。
- 數(shù)字音頻特性
當(dāng)前在設(shè)備的升級(jí)和改造中數(shù)字音頻變得越來越重要，在Profile內(nèi)部有16或32個(gè)數(shù)字音頻通道可供使用。數(shù)字音頻能夠通過XLR或BNC連接進(jìn)入系統(tǒng)，或者嵌入串行數(shù)字視頻碼流。對(duì)于模擬音頻，為了在Profile內(nèi)部進(jìn)行處理，8通道的PAC208把音頻數(shù)字化成為AES/EBU數(shù)字音頻。此外，PAC208也提供數(shù)字音頻接口，即Profile同時(shí)支持模擬音頻、數(shù)字音頻和嵌入式音頻三種音頻格式。因此，Profile適應(yīng)任何類型的音頻升級(jí)策略，音頻處理能力包括音頻編輯、語音添加、電平調(diào)節(jié)、隨行變速、分離編輯以及取樣頻率轉(zhuǎn)換等。
- 存儲(chǔ)技術(shù)
Profile內(nèi)部的8個(gè)9GB Ultra-SCSI硬盤是非RAID的，可以通過增加一到兩個(gè)PDX208外部硬盤機(jī)箱予以擴(kuò)展。一臺(tái)Profile能夠連接兩臺(tái)PDX208硬盤擴(kuò)展箱，即一臺(tái)Profile能夠外掛144GB的非RAID硬盤。Profile提供兩種存儲(chǔ)器方式，即RAID（帶電插拔硬盤方式）和非RAID（普通硬盤方式）。當(dāng)要求完全冗余鏡像操作時(shí)，非RAID存儲(chǔ)提供性能價(jià)格比最高的解決辦法；而對(duì)于其他配置，RAID應(yīng)該是較好的選擇。普通硬盤發(fā)生故障時(shí)，其數(shù)字視頻信息就丟失了或至少出現(xiàn)暫時(shí)不能存取、降低視頻質(zhì)量或使系統(tǒng)完全陷入癱瘓狀態(tài)，造成播出事故。RAID使用RAID-3技術(shù)，將增加的奇偶性數(shù)據(jù)與視頻信號(hào)存儲(chǔ)在一起，萬一硬盤發(fā)生故障，這種奇偶性數(shù)據(jù)就被用來重建運(yùn)行中損失的數(shù)據(jù)，Profile的所有通道仍保持不間斷播出，避免運(yùn)行中斷或信號(hào)質(zhì)量的損失。如果個(gè)別硬盤失效或發(fā)生故障，可以帶電熱插硬盤、電源和風(fēng)扇，迅速重建視頻和音頻信息，使所有的頻道繼續(xù)帶電運(yùn)行，以保證不間斷播出，而不需要Profile離線停機(jī)。
五 硬盤系統(tǒng)應(yīng)用于播出領(lǐng)域的一些相關(guān)技術(shù)
（一）硬盤服務(wù)器的控制方式
硬盤系統(tǒng)中Profile硬盤服務(wù)器的控制軟件的開發(fā)可利用原廠提供的SDK底層函數(shù)或422接口協(xié)議，但無論采用何種開發(fā)形式，在控制結(jié)構(gòu)上均可根據(jù)應(yīng)用的需要分為單機(jī)控制模式和多工作站控制模式。采用何種方式取決于電視臺(tái)對(duì)硬盤機(jī)任務(wù)的定位及硬盤機(jī)與周邊設(shè)備的配套性。
- 單機(jī)模式
系統(tǒng)軟件直接裝載在硬盤機(jī)內(nèi)部，可分時(shí)完成錄制、編輯和播出功能。一般被用來完成較簡(jiǎn)單類型的節(jié)目播出，如廣告的串編和播出。在這種方式下，如果用戶要求硬盤機(jī)完成多類型的節(jié)目播出，希望錄制、編輯和播出功能可同時(shí)進(jìn)行，充分提高工作效率，由于系統(tǒng)只有一套人機(jī)對(duì)話的工具，這顯然是不能滿足需要的。另外，由于管理的需要也要求新聞、廣告以及其它類型節(jié)目的錄制、編輯能夠在不同的計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，以便于管理和責(zé)任的定位。這樣就有了多工作站模式的概念。
- 多工作站模式
硬盤服務(wù)器的控制由多臺(tái)計(jì)算機(jī)工作站完成，工作站分別承擔(dān)錄入、編輯和播出任務(wù)。工作站的數(shù)量視任務(wù)量和管理的需要而定，但錄入、編輯工作站的數(shù)量應(yīng)小于或等于硬盤機(jī)的編碼器的數(shù)量，播出工作站的數(shù)量應(yīng)小于或等于硬盤機(jī)解碼器的數(shù)量，有時(shí)硬盤機(jī)的播出通道可能還會(huì)用于編輯監(jiān)視。
（二）硬盤服務(wù)器的播出控制和自動(dòng)播出系統(tǒng)的關(guān)系
如果電視節(jié)目的播出不是由硬盤服務(wù)器獨(dú)立完成的，而是與錄像機(jī)信號(hào)、線路信號(hào)一同接入播出切換臺(tái)，由自動(dòng)播出系統(tǒng)調(diào)度各類信號(hào)源的播出，這樣我們就有了硬盤服務(wù)器的播出控制和自動(dòng)播出系統(tǒng)的關(guān)系問題。
- 獨(dú)立模式
此模式下硬盤服務(wù)器的控制模擬為錄像機(jī)方式即成為硬盤錄像機(jī)，自動(dòng)播出系統(tǒng)以RS-422方式控制硬盤服務(wù)器，由工作人員預(yù)先在服務(wù)器制作好播出單并按播出順序排放好節(jié)目，由自動(dòng)播出系統(tǒng)控制服務(wù)器內(nèi)的節(jié)目按順序播出。這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)硬盤機(jī)的播出控制完全虛擬為錄像機(jī)控制方式，因此可以和任何廠家的自動(dòng)播出系統(tǒng)配合使用。但是當(dāng)要完成多種類型節(jié)目播出時(shí)，就有可能出現(xiàn)硬盤機(jī)內(nèi)部的廣告節(jié)目插入硬盤機(jī)內(nèi)部的其它節(jié)目的情況，而獨(dú)立模式是肯定不能完成這種插播任務(wù)的。
- 相關(guān)模式
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與上述方式相同，只是硬盤服務(wù)器播出單不一定要求按播出順序排放好節(jié)目，只需要給出節(jié)目文件名（ID號(hào)），自動(dòng)播出系統(tǒng)調(diào)用節(jié)目文件名（ID號(hào)）播出。這種方式可完成上述的插播任務(wù)，但自動(dòng)播出系統(tǒng)對(duì)硬盤機(jī)的控制按約定的協(xié)議發(fā)送指令，因此當(dāng)硬盤機(jī)軟件和自動(dòng)播出系統(tǒng)不是一個(gè)廠家的產(chǎn)品時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)設(shè)備間不能相互匹配的問題。
- 融合模式
由一臺(tái)計(jì)算機(jī)既用于服務(wù)器的播出控制，又用于系統(tǒng)的自動(dòng)播出控制。播出工作站可以直接進(jìn)行硬盤機(jī)素材數(shù)據(jù)庫的查詢、檢索、調(diào)用，在播出節(jié)目單上直接編制硬盤機(jī)和其它節(jié)目源的播出單。系統(tǒng)的框圖如圖六所示。
在該系統(tǒng)中，用戶可設(shè)定所有的播出節(jié)目由硬盤服務(wù)器完成或部分節(jié)目由硬盤服務(wù)器完成或硬盤服務(wù)器完全不用，即硬盤服務(wù)器的利用率從0%到100%，全部節(jié)目的播出，包含定時(shí)、順序、觸發(fā)、插播等播出方式可以由硬盤服務(wù)器獨(dú)立完成；也可盤帶結(jié)合以硬盤機(jī)為主，錄像機(jī)為輔，以自動(dòng)播出的方式完成播出任務(wù)；當(dāng)然也可回到完全以錄像機(jī)方式播出的傳統(tǒng)模式。這種盤帶結(jié)合的方式，提高了用戶現(xiàn)有設(shè)備的利用率，特別對(duì)于節(jié)目量大、節(jié)目來源多的用戶，可先從廣告和新聞節(jié)目入手采用硬盤機(jī)，然后逐步減少播出錄像機(jī)，直到完全不用錄像機(jī)。該方式同時(shí)考慮到向上發(fā)展（全硬盤播出）和向下兼容（磁帶機(jī)播出），且可以根據(jù)用戶的不同實(shí)際情況進(jìn)行投資，因而具備較廣泛的應(yīng)用范圍，成為現(xiàn)在許多電視臺(tái)關(guān)注的焦點(diǎn)。
七 結(jié)束語
與傳統(tǒng)的自動(dòng)播出系統(tǒng)相比，硬盤播出系統(tǒng)具有錄像機(jī)不參與實(shí)時(shí)播出、同一個(gè)節(jié)目可重復(fù)在不同頻道同時(shí)或非同時(shí)播出、可對(duì)播出節(jié)目作非線形編輯、無需格式轉(zhuǎn)換、任意插播等優(yōu)點(diǎn)，因此大大提高了電視節(jié)目播出的可靠性和穩(wěn)定性。此外，硬盤播出系統(tǒng)可以很方便的增加一個(gè)播出頻道，不必再重新投資一套播出系統(tǒng)，而只需增加一個(gè)視音頻工作站即可實(shí)現(xiàn)，從而為電視臺(tái)今后的發(fā)展提供了廣闊的空間。
另外，與制作系統(tǒng)相區(qū)別，播出系統(tǒng)要求節(jié)目切換點(diǎn)的平滑、海量的存儲(chǔ)器、播出節(jié)目必須實(shí)時(shí)、安全性高、零錯(cuò)誤播出，這些相應(yīng)就要求應(yīng)用于播出領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)處理、硬盤存儲(chǔ)技術(shù)的帶寬、可靠性等技術(shù)進(jìn)一步地提高，因此硬盤系統(tǒng)在播出領(lǐng)域的應(yīng)用引入了一些諸如：硬盤服務(wù)器的主備機(jī)熱備份方式；利用RAID-3技術(shù)擴(kuò)大存儲(chǔ)量以及通過奇偶校驗(yàn)修復(fù)損失的數(shù)據(jù)；通過網(wǎng)絡(luò)建成多服務(wù)器方式提高資源利用率等等一系列措施。由此可見，有關(guān)硬盤系統(tǒng)在播出領(lǐng)域的應(yīng)用以及一些相關(guān)的技術(shù)在未來還會(huì)有進(jìn)一步的發(fā)展。
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