全媒体高清转播车系统架构设计与创新

本文主要介绍了崇明区新闻传媒中心自主规划、设计的满足全媒体采集、制作、发布需求的高清转播车系统。

其中分析了满足全媒体需求的转播车所涉及的技术功能、工位布局、接口系统、视音频同步系统、全媒体发布系统、智能监控系统的基本结构和功能实现。

全媒体 移动屏 推流 智控 TIELINE 接口
上海市崇明区新闻传媒中心
盛志军
上海崇明将世界级生态岛作为今后建设和发展的目标与方向，对崇明区新闻传媒中心的宣传报道提出了更高标准、更高水平、更高质量的要求，同时在移动互联的大环境下，电视屏、PC 屏、手机屏和移动PAD 等多屏融合、互动宣传报道已成为趋势，传统广电与微信、微博、APP 等全媒体融合应用已成为必然。

在此背景下，崇明区新闻传媒中心全媒体转播车项目正式启动实施，该项目除了实现常规的8+4讯道高清转播车摄录、制作、传输功能外，还融入了全媒体应用技术，并在智能控制、系统架构优化和人机环境处理方面做了大量新功能的探索和尝试。

一 全媒体高清转播车系统的概念
随着互联网技术的发展，不断涌现出如微信、微博、APP 等全媒体应用，越来越多的人开始减少对于电视机的依赖，转而选择手机、移动平板等移动化智能终端设备作为信息获取的首要媒介和手段。

同时日趋丰富的文化活动、演艺市场、体育赛事、新闻报道现场，都对于高清转播车，这一广播电视前期制作系统的移动车载平台，提出了更加
大融合。

本次设计的全媒体高清转播车项目正是在这一原动力的推动下，以先进、开放、融合、集群为设计理念，逐步实现传统媒体制作与全媒体发布的无缝衔接，最终呈现给电视用户高质量的高清电视信号及互联网用户低延迟、高二 全媒体高清转播车系统设计及功能 实现
1. 系统主要技术实现功能
考虑到未来5年内的技术变革与本车长期使用的特点，我们在设计之初也提出了以下几点功能：
第一，由于转播车内部空间的局限性，充分考虑到各个工位的灵活性，比如常规的慢动作工位、辅切工位等可以临时改为其他功能工位，而且工位的设计必须严格符合人体工程学原理。

第二，考虑到今后摄像机讯道的扩充，系统针对性地做好预留，包括在车内敷设合理数量的预埋线缆以作备用，对内对外接口丰富，方便技术人员灵活调度使用。

第三，本转播车系统设计本着传统媒体和新媒体同步直播的原则，作为广播电视播出的核心基础，视音频系统、同步系统、网络推流系统均无单溃点，安全播出是重中之重。

第四，多样化的记录格式，保证后期编辑的高宽容度。

第五，传统转播车制播系统与互联网全媒体发布相互结合功能的实现。

第六，转播车的各环节适度预留未来全媒体融合发展的升级迭代空间。

2. 车内工位布局设计
车体内部分为车尾接口区、技术区、导播1区、导播2区以及音频区。

车尾接口区主要用于连接外部信源或者对外信号的传输等等；技术区中两台强冷机柜五台常规机柜，主要用于安装系统中的关键设备，以及实现摄像机调像、技术监看、录制等功能；导播1区主要实现画面切换，辅助切换以及慢动作控制、字幕操作等功能；导播2区为辅助及扩展预留工位区（图1）。

（1）技术区
车内技术区标配有2台强冷机柜，考虑到系统中存在发热量较大，噪音较大的设备，因此将这些设备安装于强冷机柜中。

扩展工位考虑到未来广播电视的发展，做了设备更新、扩展的预留，提供了信号接入接口板，电源排等
监视器、带有PGM 音频表头显示的监听设备、Sony 标准监视器、调度矩阵面板等技术检测监看设备，也充分考虑到未来讯道的扩展，作为可扩展的调像工位使用。

录
像工位提供多种录制媒介，包括Sony 蓝光盘、松下P2卡以及SSD 硬盘记录格式，另外，在不使用慢动作功能的情况下，K2也可以作为信号收录使用（图2）。

（2）导播一区
导播一区主要分为慢动作控制工位，辅切工位，导播工位，以及图文字幕工位。

导播工位为方便导播灵活切换，主切换面板和应急矩阵面板均为台面嵌入式安装设计。

慢动作控制与辅切工位均设计为多功能灵活工位，在不使用慢动作或者辅切功能时，移除慢动作面板并加装一块盖板或者辅切面板之上加装亚克力盖板后，形成大面积的工作区域后，易于安放笔记本电脑或者将其他信号源接入视音频系统（图3）。

（3）导播二区
导播二区主要分为辅助工位，信号接入工位以及扩展工位。

辅助工位设计为一个多功能工位，兼具慢动作控制，计算机画面接入，信号接入等功能；信号接入工位主要负责外部视
音频信号的接入，或者对现有PGM 信号或者矩
阵调度信号的获取；扩展工位用于将来系统功能的扩展（图4）。

（4）音频区
音频区主要分为上中下三个组成部分。

上部主要设计为音频跳线排及输入输出信号接口板，由于车顶有2米高度，为了更
设备：音频二选一面板以及通话面板安装于此。

下部为无
源音频分配设备以及备份调音台。

3. 转播车系统功能设计
（1）转播车接口系统
本转播车信号接口主要分为外部输入输出接口以及
TIELINE接口两部分。

外部输入输出接口充分考虑到实际应用的需求以及多
车级联的可能性，涵盖摄像机光缆、外来视频SDI信号，
外来模拟音频信号，外来Tally、外来同步信号的接入，以
及PGM视音频信号、矩阵调度信号、同步、通话、时钟、
Tally等信号的接出。

车尾部分包括所有8讯道200米摄像机复合光缆、视
音频、同步、通话、Tally、网络等常规外部信号接口，还
提供一根100米综合电缆，通过这根综合电缆，可实现4
路双向音频信号的接入接出，2路同轴视频信号的传输。

外部输入输出接口除车尾接口之外，车内各个区域均
提供外部信号接入接出的功能实现。

接口信号类型主要包
括网络配置、2路视频输入、高清PGM主/备信号、标清
PGM主/备信号，2路矩阵调度信号、1路立体声模拟音频
输入、1路立体声模拟音频输出、1路PGM数字AES音频
接口工作尤为重要。

TIELINE接口将车尾、导1区、导2区、技术区、音
频区这五个主要区域联系在了一起。

每个区域均配备有到
任何其他区域的同轴电缆、音频电缆以及网线，另外，车
尾到各个区域均配备有电话线缆。

虽然TIELINE接口的设计与制播系统毫无关系，但是
转播车内优秀的走线设计、布线理念也是衡量车体工艺质
量的核心要素。

（2）视音频系统
a.视频系统
视频系统主要分为矩阵调度部分、切换制作部分，以
及主备播出部分。

系统配置1台SNELL 132路矩阵，矩阵的每一个接口
均可单独配置为输入或者输出，对于整个系统的设计来说
更具有灵活性。

矩阵主要负责部分外来信号的预处理，多
画面信号源调度，录像设备信号源调度，以及其他辅助功
能。

切换台与应急矩阵主要负责节目制作。

主备播出部分
为双路冗余设计，保证安全播出。

对外来信号的支持方面，系统设计支持4路帧同步+
解嵌功能的外来信号接入，2路上变换+帧同步，1路辅助
加嵌，1路制转功能。

多画面系统的设计方面，这次配备了3台18路多画面
显示分割器，考虑到转播车各工位的灵活性，每台多画面
分割器均有一部分为矩阵输出信号，这样做的目的在于导
演区的6块大屏中每个区域画面都有灵活配置的可能性，
除了这部分矩阵信号外，其他信号源均根据工位的固定用
途进行配接。

另外，考虑到多画面分割器故障的情况下，导演区的右侧两块大屏为切换台自带多画面输出信号，这样就更加保证了安全稳定（图7）。

b.音频系统
音频系统以主备调音台为核心，数字音频二选一作为故障时的应急倒换，主备路冗余设计。

音频系统中，支持16路车尾外来模拟音频信号、8路车内模拟音频信号接入。

车尾接口支持4路PGM立体声音频输出、4路调音台OMNI信号输出以及4路数字AES信号输出（图8）。

c. 同步系统
对于目前普遍使用的数字
系统中，同步系统的设计牵扯
到整个系统的安全系数。

本次同步系统架构主要分
为三个部分：同步信号输出部
分、同步信号倒换部分以及分
配接入部分。

同步机选用的是LEADER
LT4440，支持6路同步信号输
出，1路字时钟输出，前3路
作为BB信号输入至同步信号
倒换器，剩余的几路全部进接
口板，同步信号倒换器的三路
倒换信号分别作为ABC三路相互独立同步链路，ABC三条链路分别先进过高安全级别的分配卡，然后再分配输出给低安全级别的分配卡。

所谓的高低安全级别，是指该设备节点是否为安全播出环节上的关键点，比如切换台，录像机等，一定是处于高安全级别，接口板一定是处于低安全级别范畴。

此外，ABC三条
相互独立的同步链路也是考虑到实际使用的功能性，比如A链路中，CCU1~4、切换台、工位示波器1、蓝光录像机在一起，B链路中，CCU5~8、应急矩阵、工位示波器2、P2录像机在一起，这样设计的目的在于：工位示波器1是显示CCU1~4的信号，示波器2是显示CCU5~8的信号，
如果A 链路上的同步分配卡出现问题，导播可以直接选择应急矩阵进行播出，而此时CCU5~8路完全不受影响，对于调像人员来讲，工位示波器2也不受到任何影响，而且蓝光录像机与P2录像机也完全在不同的两条链路中，最大程度地保障了播出安全，C 链路中的设备节点安全级别仅次于处于播出环节上的A 和B ，因此，ABC 三条链路中任何一个节点发生故障均不会对安全播出造成影响（图9）。

（3）全媒体发布系统接口
目前社会已经步入了移动互联网时代，手机、平板已经代替家中的电视机作为信息传播媒介，目前崇明区新闻传媒中心已经开通了“上海崇明”微信、“看看崇明”微信、“上海崇明APP 安卓版”“上海崇明APP iOS 版”“上海崇明”微博这五大全媒体应用，用户好评不断，反响也很热烈，因此在本车的设计中也考虑加入了全媒体发布的功能，使得广大互联网用户，通过四个应用平台，收听收看到现场转播画面（图10）。

这次，本车在传统的制播系统之上增加了一套4通道
置编码格式，压缩比等等。

通过IP 流编码器生成的IP 流传入公网，推流方式上传至阿里云服务器，而所有互联网上的用户通过拉流的方式对直播信号进行观看。

针对互联网直播的延迟问题较大，可采用CDN 加速以及其他技术手段进行解决。

同时，应用网络和4G 传输技术，可实现对网络直播进行实时互动和监测。

三崇明区新闻传媒中心全媒体高清
转播车系统改进与展望
1. 智能监控系统
与演播室系统不同，转播车所处的环境相对复杂，对各方面的要求也较高，比如在车内各机柜及设备工位处安装温湿度、电压、电流探测模块，并由统一的硬件平台负责数据的采集和推送，软件方面，支持B/S 或者C/S 架构实现，不仅如此，所有的专业设备状态以及工控机服务器运行状态、甚至于车辆的故障报警信息均可以汇聚到监测软件平台中，形成了一套完备的转播车智能监控系统（图11）。

（下转第28页）
视声音的表现力更强。

同时，制作工艺也更为复杂。

（7）灯光和舞台设计的变化
4K HDR超高清也给灯光和舞台设计带来变化。

由于摄像机感光器件的像素点更密更小，现场摄制要求更高照度和更均匀的灯光铺设。

同时也要求灯光和舞台设计更为细腻，一方面，4K HDR拍摄的图像无论是亮部还是暗部都呈现了更多的细节，灯光和舞美设计必须处理好相关细节，要体现出符合4K HDR图像特性的效果，给出更为丰富的暗部层次和恰到好处的亮部处理；另一方面，灯光和舞台设计可以更为大胆地运用过去不敢使用的丰富色调，营造电视图像在宽色域上的丰富色彩。

从灯光和舞台设计开始控制作品色调和质量可能是4K 超高清电视制作中可以尝试的一个新的工艺手段。

4. 4K超高清电视的传输和终端接收问题
目前，基于AVS2国标的超高清电视传输方案还在推进中，4K超高清电视频道的落地还存在问题。

考虑到4K 超高清节目的色域、动态范围、分辨率等与电视接收机的匹配存在问题，终端的接收效果还不尽如人意，要令用户真正地体验到4K超高清带来的震撼效果还并不容易，这给推动4K超高清电视带来一定的困难。

25P机顶盒）和接收机的终端用户能更好地接收并呈现4K 超高清频道节目。

在有线电视网，目前则主要在试验播出Rec.2020色域上的50帧率HDR（10比特）节目。

对于电视分发到终端的适配，广东广播电视台联合广
科院和相关运营商、机顶盒和电视机厂家一起正在起草一份《超高清晰度电视技术应用指南》，希望规范元数据，
并通过机顶盒与电视终端的握手和通信，以及机顶盒端的HDR/SDR和4K UHD/HD转换形成4K HDR电视图像在存量和增量电视终端上的全面高质量覆盖，以期解决目前的4K超高清电视落地问题。

三结束语
4K超高清电视技术目前处于开发期，内容创作模式有
待实践，是探索性的实验工程。

推进4K超高清电视对于电视台来说是压力也是机遇，我们在关注各种问题的时候，也在积极探索、协调和解决这些问题。

目前，国内4K标准在逐步落地，技术在加快发展，具有“更大的尺寸、更宽的色域、更高的动态范围和更好的声音体验”的真正意义上的4K超高清平板电视正在起步发展。

希望经过一个阶段性的探索和推动，我们可以真正迎接4K超高清电视时代的到来。

（上接第56页）
2. 安防系统
由于转播车经常辗转各地，对于车内设备，零配件的安全防范也值得引起重视。

如果在车内安装无死角安防监控系统，那么对于车内人员的安全得到了充分的保障，对于播出工作提升了效率。

四结语
本次崇明区新闻传媒中心全媒体高清转播车项目的总体规划设计在吸取了各大媒体单位转播车成熟应用的基础之上，结合全媒体环境应用的具体需求，与上海东方传媒技术有限公司的技术团队通力协作，在人机操作环境的优化、制作内容的多屏推流传输、转播车全方位智能监控和安防系统的全方位部署和AR/VR及全媒体互动制作的扩展预留，做了一些大胆的创新，应用了最新的互联网技术和理念，使得本转播车实现了全媒体采集、制作、编码和分发的各项功能，并顺应了当前移动互联网时代的迅猛发展，满足了崇明区新闻传媒中心全媒体宣传制作报道的需求，同时也通过一些微创新对现有系统提出了一些新的构思和想法，为今后的媒体互动、虚拟包装、全流程分发等配套提供技术支撑，也为崇明世界级生态岛的建设发展提供有力的全平台全流程媒体宣传、报道的技术服务能力。

参考文献
[1] GY/T 164-2000 演播室串行数字光纤传输系统
[2] GY/T 157-2000 演播室高清晰度电视数字视频信号接口
[3] GY/T 224-2007 数字视频、数字音频电缆技术要求和测量方法
[4] GY/T 253-2011 数字切换矩阵技术要求和测量方法
[5] GY/T 159-2000 4:4:4数字分量视频信号接口。