多点视频互动直播的设计与实践.doc

多点视频互动直播的设计与实践 内容提要： 多点视频互动直播是电视转播领域的新思路，是基于现代卫星通讯和网络通讯的一种新型转播模式。利用卫星和网络通讯手段，使一些野外等相距遥远的工作场地实现音视频互通，达到在不同地域可以面对面交流目的。为一些重大事件，提供及时沟通的平台，具有较好的实践和推广价值。关键字：多点视频 卫星传送 3G网络 光纤 通讯随着全媒体进程的不断深入，社会对媒体信息传递的方式、载体的要求和依存度越来越高，同时计算机技术、网络技术、通讯技术的日新月异，更使人们对信息传输应用的各种渴望逐步变成现实。电视技术作为资深的信息传输载体，应当适应当代全媒体发展的需求，打破电视制作传输的传统理念，为社会所用，才能使电视行业的发展打开新的思路。随着社会各界对多点视频互动直播需求的不断增加，太原电视台在这方面做了许多尝试，总结了大量的实践经验，下面以技术较为成熟的山西省某市重点工程六地视频互动汇报的技术方案为例与大家共同探讨。系统要求： 多点视频互动直播活动多为当地的重要事件，工作场地具有野外作业、地点分散、技术环境差等特点，以前用户多用电话会议的形式进行沟通，但是这种方式局限性较大，难以很好地满足客户工作的要求，进而推进了更高互动交流形式-视频互动直播的需求，以达到异地面对面无缝沟通的目的。在整体设计上，既要保证互动直播的流畅，同时又要达到较高的技术质量标准，因此技术方案必须按照电视行业直播的要求进行设计、准备。1. 系统的可靠性系统安全可靠是电视直播的基本要求，也是互动直播必须具备的条件，同时还要有较高的信号质量，才能让用户放心，让用户满意。因而在主要设备的选取上必须采用专业设备，不能用一般的民品代替。系统设计要充分考虑主要环节的备份冗余，包括主信号系统、通讯系统、电源保障等方面的备份。2. 系统的可操作性直播系统的设计思路是简洁明快，易于操作，规避繁琐。而多点视频互动相当于多个独立的视频系统的组合，设计方案时稍有不慎就会造成系统的繁杂，使操作者理不清头绪，造成直播的混乱，因而方案设计要经过反复的论证和检验，才能推出。3. 系统的紧密性由于视频互动直播多为野外作业，技术环境差，如何保证各地的协同工作，体现各地一体互动的完整效果，通讯等各方面联络的畅通就显得尤为重要。4. 系统的经济性既要保证系统的信号质量，又要使系统安全可靠，就必然造成整个系统运行成本的上升。一味的追求高质量、高稳定性，不考虑运行成本，势必使用户望而生畏，不能投入商用。要解决这个问题，就必须想办法降低运营成本，才能使方案成为现实。遵循以上基本条件，结合视频互动传输现场的特点，设计方案对主控系统及各分控系统均配置了性能优越的电视转播车，在信号传输方面配置卫星直播设备。利用电话耦合器对各个转播车的2线及4线制的通话系统进行级联保证通讯顺畅。引入3G无线传输和网络视频传输做系统备份，保证了系统的安全，并可降低运营成本。系统介绍：多点视频互动方案要求有较强的信号调度能力和丰富的输入输出接口，包含视音频主控、电视信号卫星接收与发射、备用3G网络、音频信号制作、通讯联络、主会场现场画面显示、主会场信号制作等工作。根据此次六地视频互动直播的要求，主控系统不仅要完成主会场六到八个讯道的会议信号制作，还要兼顾五地分会场送来的主备十路信号，以及五地报告片的播放，加起来要用二十余个讯道才能完成此次任务，当然最重要的是对各路信号的有序调度、分配和输出。为此，主控系统配置了功能较为完善的12讯道高清转播车，依靠转播车丰富的信号扩展能力和调度能力进行搭建。 解嵌器解嵌器解嵌器转播车矩阵主备路选择卫星解调器卫星解调器卫星解调器卫星解调器卫星解调器功分器卫星信号5路主SDI解嵌器解嵌器5路备用SDI信号卫星信号3G网络服务器5个分会场路视频SDI信号加嵌器下变换器主备倒换主切换台主会场卫星车上变换上变换上变换上变换上变换录像机主会场3G网络会场主屏幕5个分会场音频号全部音频信号号会场调音台编组分会场音频号主会场音频号主会场音频号编组分会场音频号会场侧屏幕5号会场侧屏幕4号会场侧屏幕3号会场侧屏幕2号会场侧屏幕1号辅助1输出号预监视输出号主监视输出号ME1预监视输出号ME1主监视输出号下变换下变换下变换下变换下变换备切换台摄像机2摄像机1EVS1EVS1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .摄像机n转播车调音台分会场主持人手机号分会场主持人手机号编组主会场音频号电话耦合器电话耦合器编组主会场音频号分会场主持人手机号编组主会场音频号电话耦合器分会场主持人手机号编组主会场音频号电话耦合器分会场主持人手机号编组主会场音频号电话耦合器主控系统结构图主控系统1主控制系统主控制系统是互动直播的关键，负责所有信号的接收、调度、输出，依靠12讯道高清转播车内的SONY MVS-6000主切换台、Panasonic AV-HS450备切换台和Harris矩阵为核心进行搭建。MVS-6000是SONY公司推出的一款新型切换台，采取了先进的SOC技术，操作系统采用linux操作系统，使用安全、可靠、稳定，在业界有较好的口碑，可兼容HD格式（1080/59.94i、1080/50i、720/59.94p和720/50p）和SD格式（480/59.94i和576/50i）输入，转播车该机型配置了2级M/E 、49路视频输入，24路视频输出，输出口可任意设置为节目输出、预监输出、键预监输出、CLEAN输出和辅助输出等等，每级M/E还配有4个独立且可指定键类型的键控器，为信号的调度使用提供了方便。Panasonic AV-HS450切换台是1级 ME数字视频切换台，同样支持HD格式和SD格式，配有16路SDI输入接口和6路SDI输出接口，在车内起辅助切换的作用。利用主切换台的2级M/E和辅助切换台的1级M/E的主信号和预监信号输出通道，可实现六层信号的灵活调度。车内的高标清64*64Harris矩阵为多路信号接入切换台以前进行预选，同时可做应急切换，扩展了切换台输入和调度信号的能力，使信号调度更加方便快捷。首先将卫星、3G接收的五地主备10路SDI标清加嵌信号接入主控矩阵，经过主备选择输出到上变换器，转换成高清信号，然后送入到解嵌器，分离音频后送入主备切换台。方案设计主备信号的倒换在矩阵上完成，实现了主备信号在前级的快速倒换，使后级的解嵌、显示系统、信号切换变得相对简单。另外宣传片播放利用EVS体育慢动作服务器来完成，4路EVS播放的信号也同样被分配到主备切换台，以主备切换台为控制核心控制各种信号的输出，用主切换台的PP级切换现场大屏及主会场的输出信号，用主切换台的ME1级主、预监母线，及备用切换台的主、预监母线和辅助1的母线输出切换现场5个分会场信号，达到了对现场6地屏幕及卫星传送信号的调度控制目标。进而实现了主会场对各分会场信号的灵活调用，主会场可以随时与其中任意一方交流，也可以同时与多方交流，搭建了无缝互动沟通的系统平台。2卫星传送系统为了保证信号图像的质量及传输的稳定性，互动直播汇报采用卫星传输为主的方式。卫星传输具有覆盖区域大、通信距离远、不受地域限制、频段宽、带宽容量大，传输可靠性高，成本与距离无关等优点。方案租用了同一颗卫星的6个转发器进行信号传输，利于同一个天线接收到所有分会场的信号，减少了天线安装成本。接收的信号经功分器分配送入五个卫星接收机，解调成标清SDI信号后送入直播控制系统，实现分会场对主会场信号的传输。在主会场配置卫星直播车一辆，将主会场信号传送到各个分会场，同时卫星车天线也可做备用卫星接收天线使用。3备用3G网络尽管卫星传输有许多优点，但容易受到云层厚度等天气因素的影响，偶尔出现信号不稳定的现象，为弥补这一不足，同时实现传输系统备份冗余的要求，方案在每个会场都设计了3G网络传输做传输系统备份。无线3G和网络传输一般受网络因素影响比较严重，通常传输码率在800-1500kbps之间，信号编码多采用H.264帧间压缩的方式，由于传输码率较低，对移动画面会产生镜像拖尾等现象，而静止画面相对比较稳定，总体画面细节较电视传输标准差，但完全可以胜任系统备份、系统调试和预演等方面的需求，同时可以节省租用卫星转发器费用。3G传输多采用多卡绑定和WiFi模块网络传输，尤其在多卡绑定传输方面，由于增加了有效的传输数据和校验数据，使画面传输更加稳定流畅，得到了较好的应用。在没有3G网络覆盖的地区，可在现场介入以太网，利用3GWiFi模块来传输数据。3G服务器支持SDI数字加嵌信号输入输出，并可以监看3G媒体服务器接收的视频信号，且支持双机热备，可监看每一个传输终端的传输码流等信息。由于服务器接收和发送的数据流较大，在物理上可以采用光纤或者千兆以太网线连接，增加数据传输带宽，保证传输画面的流畅。方案在主会场增设了网络服务器，安装一条40兆带宽的光纤接收数据，每个分会场及主会场的信号都实时上传到网络服务器，服务器输出5个分会场的数字SDI信号到转播车，实现传输系统的冗余设计，确保互动直播的安全性。在实际应用中，3G备份网络在系统调试、互动预演过程中起到了至关重要的作用，早先互动直播的开展，调试和预演都使用卫星进行信号传输，由于互动活动具有点多面广、人员组成复杂、协调困难等特点，往往预计的调试、预演时间和实际使用时间相差甚远，浪费了大量的卫星转发器租用费用，给用户带来了较重的经济负担，3G备份网络的启用，使这一难题得到彻底解决。现场搭建的卫星接收和3G网络机房4音频系统音频的传输与控制同样是互动直播的重要组成部分，如何将六地的声音信号清晰、准确、完整、合理地衔接到各个会场，是这次互动直播音频设计的主要思路，音频系统的搭建也是基于这样的思路展开。主会场音频负责完成主会场和分会场声音信号的调度，同时兼顾现场宣传片的播放和分会场监听信号的处理。主会场高清转播车配备的Yamaha DM2000是采用24bit96kHz数字音频标准的一款高品质的数字调音台，选用两块数字音频板卡，将数字音频信号直接输入调音台，减少了A/D、D/A转换对信号质量的衰减；通道配置72路输入，8路母线输出，12路AUX发送，所有物理输入都可以从内部转接到任何通道，而母线和通道直接输出也可以转接到任何物理输出，利用这个功能可以方便地将主会场信号和各分会场信号进行重新编组，根据需要合理分配。从解嵌器分离的五路音频信号进入转播车主调音台，编组送入到会议现场音响系统，且只做会议扩声，不再回传至转播车。主会场的声音不仅要做会议现场扩声，同时还要送到转播车调音台。会议现场声、解嵌器分离的分会场声音及EVS播放的宣传片音频混合编组送入录像机记录，并通过加嵌器嵌入视频信号，由卫星及3G网络传送到各个分会场，分会场同时也必须将音频按传输的需求做编组处理，不能将主会场的声音信号再返回主会场，否则会引起整个系统的啸叫，给互动造成硬伤，因而这一点非常重要，需要主会场、分会场反复协调、演练，才能达到圆满的效果。5通讯系统通讯是多点视频互动直播的神经，如何把分散的场地统一联系起来，实现步调一致、协同工作的局面，就要有一个完善且有保障的通讯系统。为保证工作联络的畅通，方案要求各地有线电话、无线电话相互备份。互动系统之间采用电话耦合器对转播车四线制通话系统进行级联，使主会场导播与分会场导播、以及与分会场摄像之间都实现了很好的通话联络。方案在主会场转播车通话矩阵上加装了5台电话耦合器，分别与五个分会场转播车通话系统连接，实现了指令的及时传达。克服了打电话联系操作复杂，且容易出错的问题，确保互动直播的通讯畅通。另外为了实现主会场与分会场汇报人之间的对话，主会场将现场主持人音频单独编组，用电话耦合器传送到分会场汇报人的手机，使得来自主会场的指挥更加准确快捷，确保互动直播流程的顺利进行。1分会场电话耦合器四线制通话号通话系统电话耦合器电话线号主会场转播车通话矩阵四线制通话号电话耦合器电话耦合器电话耦合器电话耦合器通话系统2分会场电话耦合器四线制通话号电话线号四线制通话号4分会场电话耦合器四线制通话号通话系统通话系统四线制通话号3分会场电话耦合器电话线号电话线号四线制通话号四线制通话号四线制通话号通话系统5分会场电话耦合器电话线号四线制通话号通讯系统图通话系统场景6显示系统：显示系统是互动临场感觉的关键，是实现面对面交流的平台，方案要求主会场能监看到每个分会场的即时现场画面，可以随时和任意一方交流，因此需放置包括主会场在内的6块屏幕。屏幕可根据资金情况配置LED大屏或较大尺寸的液晶电视，由于主控显示是互动交流的主要平台，交流时调用各个分会场汇报的实时情况，考虑到临场效果，主控监视需选用30平米以上LED大屏幕，以达到身临其境的效果。主会场显示系统场景分控系统：分控系统是向主会场做汇报的主体，与主控系统相比较为简单，尤其是投入了技术较为成熟的电视转播车，卫星传送设备，使各项功能易于实现可控，但是系统设计仍然要遵循稳定、安全和通讯顺畅等理念，主要功能是收集、制作和传输分会场信号，并为主控系统调用。电视转播车负责分会场信号的信息采集，通过处理后经卫星和3G网络传送到主控系统，同时根据互动内容负责调度主会场和分会场信号，实现主会场信号在分会场的重现。分会场可根据互动形式布置LED大屏幕，也可以配置大尺寸的液晶电视，但是分会场的通讯必须按主会场的要求配置。由于分会场位置偏远，技术环境差，许多地区还难以实现3G覆盖，在没有在3G网络覆盖的地方要增设10兆光纤宽带，将分会场的信号传送到3G网络终端，终端可通过多卡3G网