节目播出软包装系统的设计与实现（5-15）.docx

节目播出软包装系统的设计与实现曹健 南京广播电视集团电视播出部主任 高级工程师岳翔宇 南京广播电视集团电视播出部主管 工程师摘要南京电视台采用网络化和自动关联方式，研发推出网络化自动关联节目播出软包装系统，现已在南京台上线使用。此系统的最大特点是，既实现了在线包装节目导视播出功能，又无需额外在每个播出频道进行在线包装字幕机的硬件投入，同时又节省了大量的人力投入。根据技术查新结果，有原创性。本文介绍了南京电视台网络化自动关联节目播出软包装系统软件、工作流程、调试与实现、播出效果等几方面情况，并针对其自动关联播出、网络化联动架构等进行了着重描述，并对比节目在线包装系统提出了其技术应用先进性。关键字节目播出软包装 自动关联 网络化联动1、概述近年来，随着各大卫视娱乐节目的火爆播出，节目在线包装系统凭借其出色的全屏特效渲染被大众所熟知。为了提高收视、收看效果，我国不少电视台开始在播出端部署节目在线包装系统，但在线包装系统存在造价昂贵、运营成本高、安全播出风险大等弊端，令负责播出系统建设的广电技术人员困惑不已。南京电视台在硬盘播出系统升级改造中，积极引入创新性技术手段，采用网络化和自动关联方式，在硬盘播出与网络字幕系统应用的基础上，重新梳理节目制编播工作流程，有机整合自动播出软件与网络字幕软件，研发推出网络化自动关联节目播出软包装系统。该系统可实现节目全屏导视、节目挂角导视等播出在线包装主要功能；并进一步将人工手动操作升级为自动关联方式播出；可实现导视内容的编播自动导入；为保证系统信息安全，该网络化架构采用串网转换技术，使得系统在松耦合通信状态下仍能有效隔绝非法攻击，提高了工作效率，降低了运营成本，节目安全播出也得到很好的保障。该播出软包装系统，工作流程由节目串编部门发起，各频道与播出部门协调配合，共同参与完成节目导视内容的制作，将硬盘播出系统与网络字幕系统有机整合，可实现自动播出软件关联控制下的播出在线包装效果，如：个性化节目字幕、自办栏目字幕和整体频道字幕。如片头、宣传片、提要、节目导视等片段短片合成字幕；直播类栏目提要、节目标识、广告标识、实时资讯、数据统计图表等在线渲染字幕；以及播出线应用场合的时钟台标、剧名、冠名动画、资讯游动、节目倒计时、股票财经、短信等在线图文二维渲染播出等。该播出软包装系统属于文化与科技相融合，促进传统文化产业提档升级，原创性强、能形成自主知识产权的项目，可作为自主知识产权的文化科技衍生产品做产业化开发，具有极高的产业附加值和推广前景。以地区级电视媒体应用规模为例，播出软包装系统依托于硬盘自动播出和网络字幕系统，无需额外采购在线包装系统，节省设备投入约30万元/频道；采用自动关联播出方式，相关人力资源成本支出从十万级/年直降为万级/年；实现在线包装80%系统功能，同时自动受控播出又大大降低了包装系统的安全播出风险。国家一级查新机构江苏省科技查新咨询中心对该系统查新结论为：“未见有网络化自动关联节目播出软包装系统基于硬盘自动播出和网络字幕系统，且网络字幕可实现4条以上字幕栏目的同时关联播出的报道”。本文就该系统软件设计及运行情况进行系统性阐述。2、系统软件介绍2.1系统简介南京广播电视集团数字播出系统改造，采用先进的高标清视频播出服务器，配以万兆骨干网络和大容量数据存储集群，实现了台内2个高清频道和8个标清频道的数字硬盘播出功能；同时将信号级、设备级、业务级系统监控软件整合为业务监控报警平台，解决了数字电视播控系统多层级、自动化、智能化监控报警的行业难题；在播出端合理配置四选一自动切换开关，消除了数字化硬盘播出系统输出端容易造成单一溃点的情况，系统技术指标达到国家广播级标准。本文重点介绍节目播出软包装软件系统情况，关于南京广播电视集团数字播控系统建设部分不作详尽展开，仅简介播出系统网络架构部分。2.1.1硬盘播出系统主干网络构架图一为南京电视台硬盘播出系统主干网络平台示意图主干网络平台（图一）由冗余的核心网络交换机构建，采用扁平化的万兆核心+接入的网络架构，避免关键节点存在单点故障。同时保证主要网络设备的业务处理能力和网络带宽具备冗余空间，满足业务高峰期需要。接入交换机之间通过万兆链路连接。核心存储体通过万兆接口直接连接到交换机的万兆端口，供工作站和服务器等相关设备根据业务需要对其进行访问。交换机可以根据整备系统的上载、编单、备播、播出、技审和复检等不同的业务模块划分VLAN，控制故障影响范围，提高安全性1。在网络交换部分，我们配置了2 台H3C S7508E-X 48端口光纤万兆网络交换机，作为播出核心网络交换机；配置8台H3CS5500-58C-HI48口千兆网络交换机含万兆模块，作为接入交换机使用，提供各播出子系统与万兆核心网络互联通道；配置4台H3CS5500-58C-HI 48口千兆网络交换机作为监控交换机；配置4台H3CS5120-24P-EI-D24口千兆网络交换机作为控制交换机。节目播出软包装系统部分，网络字幕设备的RS-232接口信令经IP化后汇入控制交换机，与播出系统（包括编单、上载、播控、迁移、技审、复审等）划为同一虚拟网络（VLan1）。2.1.2自动播控及软包装系统架构图二为自动关联节目播出软包装系统架构示意图自动播出软件部分：播控软件系统在设计上本着安全、高效、开放、简捷的原则；功能上立足于满足电视台需求、符合未来全台网及系统发展方向的思路，贯穿整个硬盘播出始终。1、全台一体化网络架构设计，为将来文件化送播和异构网络通信提供了合理、完善的互联互通接口。2、播控软件系统功能完善，稳定可靠，可满足主流广播电视机构的硬盘自动播出需求。（1）松耦合方式，灵活可靠的实现对播出系统周边设备的控制。（2）模块化设计，各业务模块可多终端灵活配置。（3）基于文件的节目自动技审，可实时检测上载节目素材的加帧、黑场、彩底、彩条等问题。（4）支持先编单后上载或先上载后编单的双向流程及多模式。（5）具有良好的数据传输保护机制，对素材迁移进行 MD5 校验。（6）具有用户管理、权限管理功能和详细的系统操作日志。（7）支持各厂家播控系统硬件底层二次开发，不受限于国外的技术壁垒。网络字幕软件部分：网络字幕播出系统采用图文字幕节目单方式、制作播出模板方式、播出控制分布与集中式相结合、多结构数据库文件动态获取，提供标配同屏十层图文字幕播出、常规时钟台标和挂角游动播出、频道图文在线包装播出等功能。它是一个基于SQLServer数据库的字幕自动播出系统，成功的在单层字幕卡实现了实时多层字幕的播出，无需预生成，同时将传统的自动播出的操作、管理模式创新的引入到该系统中，具备多栏目控制、内容自动写入、完善的播后数据统计等特色功能，满足了日常网络字幕播出管理需要，并为我台电视传媒经营决策支撑平台提供了基础数据格式，真正意义上将字幕管理、技术管理、经营管理等融为一体。RS-232/IP串网转换服务器：在该系统的设计中我们选用先进的控制通讯技术，采用六台MOXA Nport5610-16 RS232/422转IP网络集中控制器，将播出设备端及播控工作站的控制信号全都接转成IP网络化信号进行通信。该串网转换设备的优点表现在：基于IP方式的通信协议，可实现收发两端设备的灵活配置及端口共享，只要是公开协议、开放端口，就不受空间、位置等影响与对方通讯上得到控制，端口与端口之间的切换也非常简单。该系统中，在同一网络中的任何一台播控机都可以使用MOXA RS232/422转IP网络集中控制器上的任意一个串口。播出软件的集中网络管理模块，配合该设备，就实现了松耦合通信状态下的设备灵活配置（图三）、主备接管控制、跨网临时调度、防止病毒攻击等特色功能。图三为自动播出软件控制端口配置示意图2.2系统功能模块南京电视台硬盘播控软件采用模块化设计理念、开放性软件平台。各功能模块既独立配置，又紧密配合，采用先进的平台管理机制、安全的操作流程。其主要模块有：节目编单、上载、审看模块；播出编辑控制模块；播前审看/应急上载软件模块；存储管理软件；网络校时软件；广告串编模块；自动技审模块；系统功能管理模块；播出统计模块等，下面仅对涉及播出软包装功能各模块进行介绍。2.2.1节目编单节目串联单编排工作由总编室人员完成。总编室人员拥有节目单修改权。同时系统支持先编单后上载或者先上载后编单得流程，支持excell、txt、xml 等格式文件导入。1、节目唯一性代码管理；2、节目编单审查模块（完成总编单、生成上载任务单、手动添加上载任务、节目单修改、内容审查、广告时段、次序核对等）；3、节目预告编辑（主要包括选取多条需预告节目）（图四）；图四为节目编单预告编辑界面2.2.2播出控制播出控制软件模块，主要通过控制播出视频服务器、切换设备、录像机以及字幕机等设备，根据播出串联单完成各频道节目的播出和台时标、字幕叠加工作。每频道配主、备工作站，正常情况下由主播出工作站控制所有设备，如出现故障，备工作站可及时接管播出相关设备的控制任务，实现热备份和热切换，控制主备播出视频服务器解码通道，并通过控制信号倒换装置，实现播出相关设备的共享控制。在完成相关配置后，播出控制软件可读取网络字幕栏目信息（图五），并将多栏目信息与预告内容关联勾选（图六），跟随串联单节目播出一并加载导视字幕栏目。图五为自动播出软件字幕读取界面图六为自动播出软件预告内容关联界面2.2.3网络字幕软件部分网络字幕软件功能模块有：系统管理、多层字幕播出、素材管理、节目单编排、播出控制、二维图文字幕创作、实时数据获取、日志管理、网络时间同步等软件模块，满足不同应用需求2。图文字幕节目单包括：栏目节目单，与自动播出节目单栏目相对应，受控或自动播出； 定时节目单，按时间定时自动播出；手动节目单，手动干预播出，可控制单频道或多频道同时播出；每天图文字幕节目单支持普通的模板节目单，也支持根据播出规则自动生成每天的字幕节目单，只需调整字幕内容，无需每天重复编排；字幕节目单可分部门编排，如广告部、总编室、播出部。图文字幕播出模板化，实现制作、播出分离： 格式化图文字幕模板化制作播出，频道、栏目风格的播出模板一次性制作，每次播出只需变更图文内容，避免每次重复制作和在线制作； 图文模板变更内容支持文字、图片、动画、视频等，无需生成渲染实时播出；变更的内容支持多种数据源格式文件自动导入；网络无卡模板制作站，也可实现图文字幕模板制作编辑和VGA播放预览。图文字幕播出管理更安全： 内容可审核，各部门内容编辑制作责任明确，字幕服务器网络化自动监测，内容录入编排播出各环节日志可查，图文字幕内容制作、节目单编排、素材管理、播出控制软件模块均提供VGA方式直接预览显示和位置大小等调整。网络字幕自动关联配置： 网络字幕与播出联动目前采用的是受控的播出方式（图七），由播控软件通过串口来控制网络字幕栏目进行播出（图八）。采用的控制协议为：AirCG.NET协议。图七为网络字幕机配置界面图八为网络字幕播出控制软件栏目播出界面播控软件配置信息里的外部设备同样需要添加网络字幕协议。此联动方式支持电视剧名、集数、节目预告信息自动关联到播控软件中，无需在字幕机中重新编辑。2.3先进性分析该播出软包装系统属于文化与科技相融合，促进传统文化产业提档升级，原创性强、能形成自主知识产权的项目，可作为自主知识产权的文化科技衍生产品做产业化开发，具有极高的产业附加值和推广前景。播出软包装系统依托于硬盘自动播出和网络字幕系统，无需额外采购在线包装系统。节目播出软包装技术先进性：1、节目播出软包装系统，可具备节目在线包装80%的应用功能。2、节目制编播网络化联动，多环节协同配合。3、网络字幕可实现四条以上栏目的同时关联播出，降低了操作风险，提高了自动化水平。4、硬盘自动播出软件与网络字幕系统，在松耦合通信状态下实现紧耦合功能。下表一为节目在线包装与节目播出软包装系统应用对比设备投入人员投入播出风险完成功能结论节目在线包装30万/标清频道3-5人/频道手动在线播出，风险极高导视、挂角、片名、倒计时、全屏渲染等节目软包装：可完成节目在线包装80%功能，但投入成本降低，播出安全度提高节目播出软包装网络字幕设备，无额外投入无额外投入自动关联播出，风险低导视、挂角、片名、倒计时、全屏图文渲染等表一为节目在线包装与节目播出软包装系统对比3、系统工作流程3.1系统流程框架图九为节目播出软包装系统工作流程图3.2流程分析该播出软包装系统，工作流程（图九）由节目串编部门发起，各频道与播出部门协调配合，共同参与完成节目导视内容的制作，将硬盘播出系统与网络字幕系统有机整合，可实现自动播出软件关联控制下的播出在线包装效果。频道需完成的工作：1、频道需向编播提交一张预告节目单，在“预告条目序号”中录入需预告的栏目序号。注：只能预告同一张节目单（白天或晚上）的内容。2、频道向电视播出部提交一档无预告内容、有伴音的“全屏预告”模板素材，长度1015秒为宜。3、频道与播出部协同制作字幕播出模板，确定如预告内容位置、字数、字体、大小、颜色等属性。总编室需完成的工作：根据频道提供的预告节目单，在节目单编排软件中加入“全屏预告”导视条目，并在该条目的“预告”栏目中勾选需预告的相关栏目，确定预告内容（有字数限制）。播出部需完成的工作：1、与频道协同制作节目预告字幕播出模板，并完成模板的预播测试。2、根据被预告栏目的实际播出时间实时修改“预告时间”内容，保证预告的准确性。3、在自动播出软件中，设置预告节目与字幕机相关栏目的联动播出。4、监看实际播出效果，并根据需要实时调整节目串联单。4、系统调试与实现4.1受控端协议分析网络字幕端内部通信协议，用到了励图公司制定的AirCG.NET控制协议。此协议已经发布到V2.7版本。以下是受控播出节目预告功能的两条控制协议31) 0x24 + BC + PGMID + STARTTIME + PGMLEN + PGMNAMELEN +PGMNAME + NEXTPGMNAMELEN + NEXTPGMNAME +INSERTPOS + CheckSum(BC 13)(带节目名称、下段节目名称 、插播点) 返回：ACK or NAK2) 0x25 + xmlBC + XMLCONTENTLEN+ XMLCONTENT+ CheckSum返回：ACK or NAK （带节目预告播出）4.2受控端核心代码以下部分为实现节目预告播出的代码：#definePGMNAME_MARK电视剧名#definePGMSETNUM_MARK集数#define NEXTPGMNAME_MAKE下段剧名#define PGMTYPE_CROSSTXT_OTHER-1#define PGMTYPE_CROSSTXT_OTHER2-2#definePGMNAME_YG_ST预告时间#definePGMNAME_YG_NAME预告片名#define PGMNAME_YG_CONTENT预告备注#define PGMTYPE_CROSSTXT_YG1-3#define PGMTYPE_CROSSTXT_YG2-4#define PGMTYPE_CROSSTXT_YG3-5case CMD_PLAYEX5: /带节目预告 added by Xhr 2013/3/6int ygidx =0;if (pParent-m_bOpenPL)DWORD t = GetTickCount();while(GetTickCount() - t m_bOpenPL = FALSE)break;Sleep(40);if(pParent-m_bOpenPL = TRUE)return FALSE;pgmidx = pParent-GetSeqByID(p-nPgmID);if (pgmidx nPgmID,pgmidx);WriteCtlCmdLog2(s.GetBuffer(0);return FALSE;s.Format(To PlayPgm pgmidx=%d, StartTime = %s, InsPos = %s, PgmLen = %s. ,pgmidx,Frame2Str(p-nPgmSTime),Frame2Str(p-nInsPos),Frame2Str(p-nPgmLen);WriteCtlCmdLog2(s.GetBuffer(0);PL_DETAIL *detail = (PL_DETAIL *)pParent-m_lstDetail.GetItemData(pgmidx -1);if (detail = NULL)s.Format(对应播出栏目为空！);WriteCtlCmdLog2(s.GetBuffer(0);return FALSE; pParent-m_bTimer = TRUE;/剧名和下段剧名if(strcmp(p-strPgmName,) != 0)/根据栏目名称修改挂角内容CString sPgmName = pParent-CGPgmNameProc(p-strPgmName);pParent-ParseAndUpdItemByCmd(pgmidx,PGMTYPE_CROSSTXT_OTHER,nItem,0,sPgmName.GetBuffer(0);if (strcmp(p-strNextPgmName,) != 0)/根据栏目名称修改(下段电视剧名)挂角内容CString sNextPgmName = pParent-CGPgmNameProc(p-strNextPgmName);pParent-ParseAndUpdItemByCmd(pgmidx,PGMTYPE_CROSSTXT_OTHER2,nItem,0,sNextPgmName.GetBuffer(0);/ 节目预告 CString str=_T(),strygid =_T() ,strygst =_T() ,strygname =_T() ,strygcontent =_T();strygid =p-strYgID;strygst =p-strygstarttime;strygname =p-strygname;strygcontent =p-strygcontent;for(int j =0;jnygCount;j+)AfxExtractSubString(str,strygid,j,_T(|); /预告idygidx =pParent-GetSeqByID(atoi(str);AfxExtractSubString(str,strygst,j,_T(|);/预告信息开播时间pParent-ParseAndUpdItemByCmd(ygidx,PGMTYPE_CROSSTXT_YG1,nItem,0,str.GetBuffer(0);AfxExtractSubString(str,strygname,j,_T(|);/预告信息片名pParent-ParseAndUpdItemByCmd(ygidx,PGMTYPE_CROSSTXT_YG2,nItem,0,str.GetBuffer(0);AfxExtractSubString(str,strygcontent,j,_T(|);/预告信息备注 pParent-ParseAndUpdItemByCmd(ygidx,PGMTYPE_CROSSTXT_YG3,nItem,0,str.GetBuffer(0);PL_DETAIL *ygDetail =(PL_DETAIL*)pParent-m_lstDetail.GetItemData(ygidx -1);if (ygDetail = NULL)s.Format(_T(ygidx =%d ,对应预告播出栏目为空！),ygidx);WriteCtlCmdLog2(s.GetBuffer(0); pParent-m_pItemWnd-SetPLDetail(&(pParent-m_mtxPL),ygDetail); / pParent-SetItemLenForCtrl(detail,p-nPgmLen);/pParent-UpdatePgm();int nStime = p-nPgmSTime - p-nInsPos;/检查播出时间和长度是否不对if (nStime m_ChannInfo.nSPlay_time*25)nStime += ONE_DAY_FRAMES;CTime tmCur = CTime:GetCurrentTime();int nCurtm = Time2Int(tmCur)*25;if(nCurtm m_ChannInfo.nSPlay_time*25)nCurtm += ONE_DAY_FRAMES;if(p-nInsPos & nCurtm = nStime + p-nInsPos + p-nPgmLen)/当前时间在距栏目开始时间秒以外/或者已经超过栏目结束时间s.Format(播出失败,原因: 频道开播时间%s,当前时间是%s,栏目开始时间%s长度%s,栏目时间已过,Time2Str(Int2Time(pParent-m_ChannInfo.nSPlay_time).Right(8),Time2Str(tmCur).Right(8),Time2Str(Int2Time(p-nPgmSTime/25).Right(8),Time2Str(Int2Time(p-nPgmLen/25).Right(8);WriteCtlCmdLog2(s.GetBuffer(0);bOK = FALSE;elseCString szReasen;bOK = pParent-PlayPgm(pgmidx, p-nPgmSTime - p-nInsPos, p-nPgmLen + p-nInsPos,-1,szReasen);if(bOK = FALSE)s.Format(播出失败,原因%s！,szReasen);WriteCtlCmdLog2(s.GetBuffer(0);for(int j =0;jnygCount;j+)AfxExtractSubString(str,strygid,j,_T(|); /预告id ygidx =pParent-GetSeqByID(atoi(str);bOK = pParent-PlayPgm(ygidx, p-nPgmSTime - p-nInsPos, p-nPgmLen + p-nInsPos,-1,szReasen);if(bOK = FALSE)s.Format(节目预告播出失败,原因%s！,szReasen);WriteCtlCmdLog2(s.GetBuffer(0);pParent-m_bTimer = FALSE;s.Format(End PlayPgm ret=%d.,bOK);WriteCtlCmdLog2(s.GetBuffer(0);return bOK;break; break;4.3受控端日志分析控制指令成功接收并加载播出信息2013-06-20 08:00:30.952 足够的字节.bc=32