青岛电视台台对高清技术的追求由来已久。2001年9月份,青岛台就独立制作了首部高清片《青岛·开启新生活的一天》,并在有线网络成功播出,这标志着我台已经具备高清电视的制播能力。
近年来,青岛台更是积极响应广电总局的号召,坚持科技创新,在推进广播电视数字化进程中,致力于高清技术的掌握与开发,始终走在高新技术领域的前沿,取得了令人瞩目的成绩。从ENG到EFP,青岛台在高清电视剧制作中成功开发双码流编辑技术,积累了丰富的高清节目制作经验,锻炼了技术人才。同时在实践中我们认识到,要突破高清节目的制作瓶颈,加快高清素材的积累,启动高清现场制作系统是一种捷径。
二、设计思路
青岛电视台于2002年底成立了高清专家小组,专题论证高清现场制作系统技术方案。由于高清节目的制作和试播在全国还处于起步阶段,并且标清到高清完全不同于模拟到数字那样简单,不可能在短时间内实现全部高清制作,所以不管高标清的节目量、播出量的比重如何变化,两者都将并存相当长的一段时间。这样看来,如果耗资千万建一个只能制作高清节目的演播室,既不能实现效益的最大化,也不符合当前建设节约型社会的要求。并且与标清相比,高清是一个全新的领域,是电视技术质的飞跃,两者在数字码流、信号处理方式以及幅型比方面都存在着本质的区别。同时,电视台原有节目的标清素材,甚至模拟素材,也可能作为重要的节目资源,用于高清节目的制作,高标清素材共享、混合处理不可避免。因此,发展高清必须立足标清,在高清系统中实现标清制作是根本。同时,为了未来高清频道的播出,高清版本需要存储和积累,高清版本的随时输出更是关键。我们的设计思路,就像鸟儿要有两只翅膀一样,必须要让下一代演播室有高清和标清这对“双翼”,我们鹏程万里的广电事业,才能飞得更稳、更高。
在充分调研的基础上,专家组最终确立了高标清兼容的设计宗旨,并将高标兼容、“双翼”齐飞的思想贯穿于整个系统的设计中。提出新的演播室应该是高清与标清节目制作兼容的系统,既要适应未来的发展,满足高清节目制作,储备高清节目源,又要满足目前频道播出标清节目的要求,既能实现高标清信号源直接混合处理切换,又能根据需求随意输出具有不同字幕要求的高清、标清或同时两版的电视节目。
尽管我们思路清晰,目标明确,但由于当时高清设备还不够成熟,尤其是构建系统核心之一的切换台,当时市场上各品牌无论是第一代纯高清切换台,还是第二代“可转换工作状态”的切换台都不能满足我们的需要。在同一时间内,他们只能处理单一格式的视频切换,无法解决高标信号源同时处理的难题。既便以一个面板同时控制两台主机,在信号的上下变换过程中也会产生许多诸如延时、质量衰减、4:3与16:9转换等问题。为此我们潜心研究,追踪国际上最新的电视技术,不断地观察高清技术的发展方向。
2004 BIRTV上,英国史诺伟思公司Kahuna多分辨率HD/SD混合切换台发布,它的设计理念完全符合了我们的设计思想,使我们欣喜的看到了真正高标兼容制作的曙光,使我们下决心,立即决定建设青岛台高标清兼容的电视演播室。
由于先期技术跟踪积累充分,设备调研全面,仅仅用了两个月的时间青岛台就完成了整个系统设计及设备选型和招投标工作,并在全部设备到货后的一个月内就完成了具有自主知识产权的系统集成建设,并顺利通过了国家广电总局的技术指标测试。至今已投入使用一年多,功能全面,效果显著。
三、系统组成介绍
青岛电视台高标清兼容演播室由中心导控室及其辐射的100 m2、400 m2和800 m2三个演播区组成,系统主要由视频、音频、通话等子系统组成。
1、视频系统
视频系统总体要求是首先具备完善的、全功能的标清系统功能,能够独立完成标清电视节目的转播和制作,并能在进行标清节目录制播出时具备高清节目录制功能,即高标清同版输出,标清直播时具有独立的应急切换系统。同时该系统具备完善的、全功能的高清系统功能,能够独立完成高清电视节目录制,并能充分利用标清信号源,实现高标清信号混合切换制作。
视频系统的设计紧紧围绕高标兼容的核心思想,主要设备均选用高标兼容的规格型号,系统中全部设备分别输出高、标清信号源进入Kahuna切换台和高标清矩阵,实现高清标清混合切换及同版输出的功能,并具有独立的应急切换系统。
见图1。
图1 视频系统框图
整个系统的核心是具有3级M/E的Kahuna切换台,它是世界第一台真正的多格式兼容的切换台,其独特的Format Fusion格式融合技术使所有的高标清信号源无需经过上下变换直接进入切换台,实现高标清信号的同步混合切换,并在切换时可根据16:9或4:3的幅型需要来随意设定,即它能把最高质量的高标清信号同时构图在同一画面上,还能使标清字幕及图形信号源融入到高清节目中,而无需担心任何格式兼容的问题,完全消除了高标清的界限。它的设置随意便捷,每个输入接口可任意指定为高清或标清格式,每级M/E采用独立的CPU运作,可以分别自由定义为高清或标清输出,即随意输出高标清任意版本的节目,还能根据需要定义为纯高清、纯标清或高标清混合的系统。它的制作功能也非常强大,具有帧存和动画存储,全功能的RGB和YUV彩色校正,关键帧设置以及灵活的DMEM、GMEM、MACRO等记忆和调用功能,每级M/E都有4个全功能键及2D、3D DVE功能。除此以外,Kahuna也为了节目直播的稳定性,采用了一个完全的主备结构。除了电源有主备以外,Kahuna的每级M/E也有独立的CPU,每级M/E 的运作都可以是独立的。再没有采用一块CPU板来控制整台切换台的概念。在某一级M/E不能运作时,也不会影响其他M/E。
高清摄像机采用的是日立的SK-3300P,带下变换选件板,可以输出高清及16:9、4:3(切两边)、信箱三种模式的标清数字和模拟信号。其寻像器也有16:9和4:3两种幅型比显示模式适合不同的拍摄要求。双版制作时,采用在寻像器上显示区域标线的方式,使摄像师同时兼顾两种不同宽高比画面的构图。
同步机选用2台泰克的TG-700和1台ECO-422D组成自动倒换系统,能够输出BB和三电平同步信号,分别锁定高清和标清信号源。
录像机选用的是松下的三台高清的AJ-1700MC和三台标清AJ-965MC,在满足高标清兼容的同时,完善合理的设置与连接也使系统的录机和放机数量随不同的录制需要可以灵活配置。
硬盘录像机是GVG profile3500系列,3路高清,2路标清,5通道高标兼容,高标放机通道完成广告、标版、资料等的重放功能,高标录机通道主要作为节目主路录机的备份,既减少了演播室录像机的实际数量,更节约了录制磁带的使用量。
监视墙以索尼LUMA系列液晶监视器为主,其高标清信号的自适应给信号的监视带来了方便与快捷。图像监视中,除对高标清信号源的技术监视分别采用广播级的高标清CRT监视器监看外,电视墙上的监看,则充分考虑了系统不同应用下的情况来设计,选用的是16:9液晶和等离子监视器,在标清节目录制播出时,屏幕墙设为标清环境,实现4:3图像效果;高标双版制作时,高清信号源16:9监视,利用菜单中的标示线兼顾4:3画面。
由于Kahuna切换台的格式融合技术,一台普通标清字幕机就可以满足高标清双版制作的需要,仅需要考虑16:9高清画面和4:3标清画面来分别确定字幕位置和大小。但我们仍采用了新奥特高标清字幕机的双重配置,既满足了直播的备份,也为了提升了高清版节目制作的整体质量。