高标清同步播出中服务器的科学管理.docx

高标清播出中服务器的科学管理奋建国60周年前部分电视台按照国家要求开始将卩星电视频道实施高清和标淸同步播出, 国家特别对高清播出提出要求，希望体现出高清的価面特点，这标志着向高清过渡的开始.高标清播出课题的实际意义目前电视开始进入高清时代，但标清还是占有大多数的频道资源,高清将会在今后逐步增加, 随肴奥运会以及建国60周年的高清频道的播岀，以及全球电视发展的高清进程，美国预计 在2015年完成全部的高清播出，而II木,欧洲以及澳大利亚等国家也将在这前麻实行全部 的高清电视的播出，我国也不会晩于2020年实行大部分的高清电视播出，報个一方面是电 视观众接收视觉的需求,一方面也是技术发展的必然而目前播出已经是采用硬盘播出为主， 对于高清和标清都是通过服务器来播出的，1=1前节H 980%是标清的素材，但今后高清素材 才将会不断增加，预计在2015年高清素材可能会达到80%,而标清可能下降为20%o对于 目前情况高清，标清同步播岀的需求II益增加，那么如何来合理实现高清和标清的同步播出呢? 对于这个需求的实现是可以由儿种考虑的，那么我们需要的是一个既经济又安全的解决办法， 因此需要对各个方面进行研究.高标清同步播出的实现高清和标淸的区别除了像素分辨率以外，就是4:3和16:9的画曲比例问题.这个是不同于 过去标清和模拟的,这两个部是4:3的呦面结构.高清和标清在播出中的实现可以通过服务器的儿种方式实现,第一种分别配制标清和高清 服务器，分别采集信号输入，再分别输出高清和标清信号,服务器是完全分开的，分别主备，高 清和标清是可以完全不同的节目播出，完全不同的频道节目•这样，如果标清是主备服务器， 高清是主备服务器就需要4台服务器來进行播出，各自分别输出高淸主备信号，标清主备信 号.那么对于高清和标清完全相同的频道节目播出，可以使用高清或者标清服务器来播出， 输出高清或者标清信号，然后变换提供标清或者高清信号同时来播出，这个系统仍然是主备 2台服务器来进行播出输岀高清或者标清的主备信号，通过分配和变换变成四路信号，分别 高清主备，标清主备.这种变换是通过硬件设备来实现的，在过渡阶段可能会需要很大的数 最，而在完全进入高清时代示这些硬件设备都会失去使用的价值，因此使用的时间不会很长， 而投入却很大，一般的广播级变换器都需要10力人民币。

另外，因为目前视频高清服务器都可以兼容高清和标清信号，将通道根据需要分别设置为 高清或者标清输入，输出，分别对应高清或者标清频道播出•这里采集到服务器的信号输入时 可以是标清或者高清的,输入后并不改变格式直接编码保留，在输出时可以根据需要进行变 换，将高清变成标淸，或者将标清变成高清信号•在素材上可以做到高清和标清的兼容，在输 出可以满足高清和标清的分别需要•同样是主备2台服务器却是4个通道，分别为高清主备， 标清主备•这个变换是通过软件来实现的，可以升级处理功能，在进入完全高清时代后也可 以通过软件将原来用于变换的处理能力释放出来用作其它的信号处理，如叠加字幕等 针对这2种方法，我们在提供客户意见和设计系统时需要选择经济，合理的方法来实现，因 此我们需耍对几种实现的方法进行探讨实际三种方案的研究实际使用对于不同的解决方法在技术和成木上都是由很大区别的.比如，我们有一个频道需要同时有高清，标清的播出需要，但是节忖素材应该是一样的，种 类可能有高清，标清•那么按第一种方法，需要将标清信号上变换成高清信号，和真接的高清信号素材…起送到高清服务器.同样可以将信号统-成标淸送到标清服务器•这样同样的节 H分别采集成高清和标清，分别存放和重放在备自的服务器里，是完整的两套播出系统.这样 的高清和标清节目是可以完全不同的•在成木上就是一套完整的高清主备服务器系统和一套 完整的标清的主备服务器系统，而且数据分别存放，存储量是高清存储量加上标清的存储量. 那么这样的系统,因为完全独立，安全性是很高的,但成木也非常昂贵.整个系统是要考虑 采集，审看以及播出三个环节，以一个频道的主备就是2个通道输入,2个输出审看,2个播出, 如考虑专门的延时播岀还需要增加通道，那么以这个方案需要高清主备服务器各1套，每套 至少1讲2出三个通道;标清也是一样主备备一套，也是每套1进1出三个通道.高请，标清分 备配主备存储阵列.咼清系统：主备阵列标清系统主备阵列丄服务器输出输出输入审看输入审看B B B I• J • < DDID口.•:/ i • 3 • • • • : VI I ・■■■ LaKJE•• 一 ♦: ■二・ ‘ ■ ♦-兀 Rlww GDCIQ-CO C OI输入丄服务器输出审看* B B BJLdsxDI3D口ISEShe输出那么第二个方法就是将信号变换统一成高清或者标清信号，送到服务器，素材只是一种规 格,输出再按需要分别变换成高清或者标清，这里系统只是一套，完全是信号变换的方式,会 冇uni面质最的损失以及imi面比例关系的变换引起的质量问题.这个系统中高清和标清播出是 完全一样的节目，是完全一致的.在这个系统中一般采用高清系统然麻再输出变换给标清,在服务器方面是--套完整的主备系统，数据也只保存高清的格式，容量不需要特别增加，衣经济 上是最为节省的，比第一个方法要节省40%的费用，但是一旦出现问题会影响到就是高清和 标清的2个频道，安全性相对要差很多。

这个服务器配置是最简化的，就是以高清服务器主备, 同样以一个频道来说是输入2个通道，审看2个通道，播出2个通道，只是播出再加2个下变 换提供给标清播出，数据存储只需要高清的主备阵列.高清服务器高清或标清输入主备阵列■■■■!iKKK1K EE s.fla高清或标清输入备服务器标清输岀高清输出审右标清输出 高清输出 审看第三种就是使用兼容的高清服务器，素材以原始的格式编码保留，在输出时变换来满足高 清和标清的同时输出，这个结构素材仍然是采集一遍，而且都以a己格式保留,保证了文件编 码的图像质量，输出可以是一样的，也可以是不一样的节目，可以完全一样的播出，也可以分 别不同节目来播出•而且主备结构可以同时支持高清和标清系统的安全保障•当然服务器需 要增加通道数量，主机可以共享因此比第一•种方法仍然可以节省30%的费用，比第二种方法 最多贵10%o这里服务器还是主备的,但是高标清都可以使川的,一个频道的配置输入仍然是2个，可以 将1个设置为高清，1个设置为标清，也可以灵活配置，审看因为是同样的素材,不需要增加， 但输出通道需要增加位4个通道,2个高清2个标清，就是主服务器是1个输入，1个审看，1 个高清播出，1个标清播出；备服务器也是一样的分配.与第二个系统的并别只是播出通道与 下变换的价格并界•数据存储因为是以输入格式保留，不完全是高清，是部分高清，部分标清， 硬盘阵列的容量其实是节省了的.无疑我们会选择采用第三种方式.这样的结构，高清和标清的播出是不同通道，不会相互影响, 数据量也不会增加，系统上也是基木完整的系统，安全性是可靠的，经济成木也是相对计较节 省的，那么在这三种系统规划中我们可以从性能和价格的角度上都可以接受的一个方案.但 是还需要对变换中逝面比例的问题进行探讨，以确保整个技术上的完全可靠,通过这个比较 我们可以确认采用软件的内部变换的服务器方式是一个比较好的解决方法。

内部变换的设置对于以上儿种方式对于4:3和16:9画面比例的处理是不一样的,第一种和第二种方式都是在 输入端就变换解决画面比例的问题，…般会通过硬件的单机或者模块的变换器来实现画面比 例的变换，关于画面比例变换，可以有很多方式,有留边，切边，变形等方式，也有通过14:9的 中间比例来变换兼顾4:3与16:9的.因为图像扌n摄时构图是按照扌n摄时所使用的模式来做决定4 ： 3或者16 ： 9的,那么在变换时简 单的方式往往形成画面的变形是很难满足视觉感官需要的，需要更细致的一些变换，如将训 面进行分区,对主要区域的画面不做变形，对主要区域以外不是很边缘的部分做一定的变形， 对完全接近边缘的部分做较大的变形，这样的处理可以使呦面变换后可以得到更好的视冕效 果，对于高级的驶件变换器都含有以上乞种变换的选择，但是这些变换的改变往往需要手动或者 模式设定后来调用，这样在采集前根据画面进行方式的调整，调整后采集下来这个变换就无 法再改变了.以麻如果需要觉得不是很好再要改变就必须重新采集来设置这个画面比例改变 的模式.那么对于服务器内部变换来说，在采集时是以原始索材的模式保存的，并没有做任何曲面比 例的改变,而是在输出时来选择固定或者客户白己的定制变换模式，也可以使用辅助数据区 中的数据来调用相应的画面变换模式，这样的模式变换是可以通过白动播出软件来设置的， 可以选择采集时加在辅助数据中的定义模式，或者自动播出中选择的逊面变换模式,是在输 出时进行设置的，而且只是播出时实时输出的斬面比例改变，内部记录的素材并没有做任何 改变，仍然保留原有的I曲面比例关系,对于同一索材可以在播出时进行不同的模式选择，这次 用这个方式,重播时可以根据上次播的效果改成更舒服的模式.比如我们高清是16:9的画面, 那么播出时可以是切掉左右部分变成4:3,但是如果切掉的部分比较重要，那么我们必须保 留下來的话，那么我们可能就采用宽银幕方式，上下留黑边，迪i面还是16:9的比例关系，但是 这样看4:3画曲对观众来说不是很舒服.这时我们也可以通过将画面做一些变形处理，让左 右压缩一下，但是变形画面会很不舒服，那么我们会做一些处理，当中部分不做改变，在边上 区域做一些压缩.那么在播出中，因为节目内容不同，如文艺节目，体育赛事，广告，这些内容 不同时就会有不同的要求,新闻一般是不能变形画面的，文艺节H主要部分也是不能变形,广 告不能随便切除逝面部分，等等要求是不一样的，如果再精确到节H中每一个场景的,硬件处 理就根木来不及跟上这个调軟的，只有软件控制使用播出单方式对不同节目使用不同的变换 参数，甚至于可以精准到每一个镜头.在SMPTE标准中，根据目前高清过渡中这种变换的需要，己经规定了 AFD的数据存放在辅助数 据区内，AFD--Automatic Aspect Ratio Conversion,白动iiili血|比例变换，这样确保在信号源 头以及传输,存储过程中以原始的视频素材格式来保留曲面的比例关系，只在最示播出是做 tai面比例的变换，这个数据就提供了开始拍摄时所参照的画面比例关系，在最示播出可以肓 接读取这个数据来进行变换，也可以参照这个比例白己来改变这个比例关系来获得更好地视 觉效果.利用AFD我们就完全可以把这个画面比例的变换精确到每一个场景,镜头变换祁可 以进行tai面的比例调整使观众得到更好的视觉效果，而没有切换的痕迹.因此服务器也是可以在采集训面时将这个数据一同保留在磁盘阵列中,在播出时按照这个数 据做相应的tai面比例调整,当然也可以不用这个数据.总结通过技术上的分析以及运营成木的考虑，我们可以从系统设计方面采用相对更合理更科学的 服务器内部变换的方法來实现高清和标清的同步播岀，我们设计系统结构要考虑安全性，经 济性，持续性等几个方面，所以需要科学的分析和规划来实现这些系统的设计。