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硬盤(pán)系統在播出領(lǐng)域的應用
硬盤(pán)系統在播出領(lǐng)域的應用
`2000中南地區省級電視臺技術(shù)協(xié)會(huì )技術(shù)論文二等獎一 前言
隨著(zhù)圖形、圖象數字化技術(shù)向深層發(fā)展，電子采集、后期編輯、節目播出設備將以網(wǎng)絡(luò )方式互聯(lián)，實(shí)行節目數據的交互式作業(yè)方式。作為體現新技術(shù)特征的基于硬盤(pán)的播出系統，由于它良好的非線(xiàn)性編輯性能、多通道的編解碼器、長(cháng)時(shí)間的節目存儲量、周詳的安全考慮和靈活的網(wǎng)絡(luò )功能，在電視播出領(lǐng)域的應用已成為電視技術(shù)人員關(guān)注的焦點(diǎn)，可以肯定預測基于硬盤(pán)的播出方式會(huì )逐步替換傳統的磁帶播出概念。
視頻技術(shù)領(lǐng)域所使用的硬盤(pán)不同于普通的計算機硬盤(pán)。由于視頻信號數據量大、傳輸速率高，因此對硬盤(pán)的速度要求較高，一般應在5~10GB/S之間甚至更高，這種硬盤(pán)一般被稱(chēng)為高速視頻硬盤(pán)，或圖像數據盤(pán)、SCSI（Small Computer System Interface）硬盤(pán)。常用的硬盤(pán)類(lèi)型有：Micropolis AV系列、Sesgata Barracuda 系列、FWBHammer、Quanrum等。根據硬盤(pán)壓縮比的不同所獲得的視頻圖像指標和存儲時(shí)間也不同。如采用2:1壓縮比的D5格式和數字Betacam，每1GB存儲時(shí)間為97秒；而采用20:1壓縮比的專(zhuān)業(yè)S-VHS，每1GB存儲時(shí)間可達960秒，并且這種硬盤(pán)可以多盤(pán)掛接從而形成硬盤(pán)陣列。目前單盤(pán)基本容量達9~18GB甚至更大，最新的Uitra 2 Wide SCSI已達到80MB/S，下一個(gè)目標是160MB/S或更高，這樣將有利于提高視頻信號的存儲時(shí)間以及存儲質(zhì)量。
這種大容量的通過(guò)寬帶的視頻服務(wù)器實(shí)現對視音頻信號進(jìn)行存儲和非線(xiàn)性編輯的硬盤(pán)設備相對于傳統的磁帶錄像機設備通常被稱(chēng)為硬盤(pán)錄像機。目前采用數字壓縮技術(shù)的專(zhuān)業(yè)級的硬盤(pán)錄像機已經(jīng)具備：
- 大容量視音頻素材存儲，廣播級視音頻質(zhì)量；
- 多通道實(shí)時(shí)記錄/重放、資源共享，通道的數量與功能可靈活配置；
- 具有模擬復合、模擬分量和串行數字分量等多種視頻信號接口及 控制接口；
- 采用M-JPEG（n）視頻數據壓縮方式，其壓縮比可調；
- 采用了備份電源、冗余硬盤(pán)陣列（RAID）等技術(shù)。
已趨于成熟的硬件和軟件環(huán)境使硬盤(pán)錄像機在可靠性和記錄時(shí)間上都達到了實(shí)用化程度。
二 利用硬盤(pán)實(shí)現自動(dòng)播出的優(yōu)越性
利用硬盤(pán)實(shí)現視頻播出是建立在上述數字硬盤(pán)錄像機的高可靠性以及它的廣播級技術(shù)指標和質(zhì)量要求之上的。隨著(zhù)一些關(guān)鍵技術(shù)如壓縮編碼、RAID技術(shù)、寬帶光纖網(wǎng)等的日益成熟，硬盤(pán)播出進(jìn)入視頻領(lǐng)域的自動(dòng)播出系統已成為可能，并有取代傳統設備的發(fā)展前景。硬盤(pán)自動(dòng)播出從根本上改變了電視臺傳統的播出方式，與后者相比具有毫無(wú)疑問(wèn)的明顯優(yōu)勢，其特點(diǎn)如下：
- 它采用了數字的處理和存儲方式，信道傳輸特性甚優(yōu)，多次重播的圖像質(zhì)量一致性好；
- 由于采用了硬盤(pán)作為存儲媒體，磨損極低，數據可以長(cháng)期保存和播放而基本不影響質(zhì)量；
- 圖像和聲音作為數碼信號存儲于硬盤(pán)，由于硬盤(pán)的存取手段適應于多進(jìn)程實(shí)時(shí)訪(fǎng)問(wèn)，多個(gè)輸入、輸出通道可以同時(shí)存取同一或不同數據，實(shí)現了資源共享，利用率大大提高；
- 克服了磁帶錄像機機械結構維護困難、費用高、可靠性差等長(cháng)期困擾電視技術(shù)工作人員的常見(jiàn)問(wèn)題，其可靠性主要決定于硬盤(pán)系統和周邊設備的硬件水平以及相應的應用軟件水平，而這類(lèi)技術(shù)正呈現強勁發(fā)展趨勢；
- 節目錄入、播出節目單設置完成后，一般無(wú)需人為干預，自動(dòng)化程度高，節省人力，減輕了勞動(dòng)強度，并且播出的精度大大提高；
- 硬盤(pán)播出的實(shí)現平臺為服務(wù)器，其通用性較好，可以在開(kāi)放底層接口的條件下靈活地實(shí)現各種應用；
- 系統的內部擴展能力以及外部擴展能力較好，能夠很好地與未來(lái)的全數字、網(wǎng)絡(luò )化、資源共享的節目編播體系相銜接。
三 硬盤(pán)錄像機在電視播出中的獨特應用
在視頻播出領(lǐng)域如何保證電視節目高質(zhì)量播出并使停播率趨為零，一直是擺在電視播出技術(shù)人員面前的一個(gè)重要課題。硬盤(pán)系統在播出領(lǐng)域的應用除了上述的優(yōu)點(diǎn)以外，其獨特的應用方式產(chǎn)生了傳統方式所不具備的特殊作用。為了更直觀(guān)的說(shuō)明問(wèn)題,我們在此僅以Profile PDR100為例介紹一下硬盤(pán)錄像機在電視播出中的獨特應用。（本文作者聲明：此例不說(shuō)明該設備為作者認為的最佳工作選擇。）
- 硬盤(pán)錄像機作為備播信號源
電視播出是一個(gè)系統工程，牽扯部門(mén)多，且中心系統設備復雜環(huán)節多，難免會(huì )出現某些意外事件和各種設備不可預測的突發(fā)故障，采用錄像機播出就有可能出現絞帶、卡帶、糊磁頭的現象；自動(dòng)播控中心也可能出現工作死機、播控程序失控等現象，這些都會(huì )造成播出中出現黑場(chǎng)、彩條、雜波、劣播等現象。若采用雙錄像機工作或備份中心機房，由于需投入大量人力物力，還要多次轉錄節目磁帶，因此很難保證節目播出質(zhì)量和真正實(shí)現播出節目的連續性。針對這一情況，可以利用硬盤(pán)錄像機profile PDR100獨立的雙向通道同時(shí)錄入和輸出的特點(diǎn)，將待播出節目提前寫(xiě)入硬盤(pán)中，然后按節目播出單將寫(xiě)入硬盤(pán)里的節目編輯好播出順序，備妥作為備播節目，一旦接收到播出中心的播出信號，硬盤(pán)錄像機與主播出節目通道同時(shí)啟動(dòng)，輸出的備播信號與主播出信號同步、畫(huà)面分毫不差，送給播出切換臺作備播用,一旦播出中心信號有問(wèn)題，可以立即切出硬盤(pán)錄像機輸出的節目，外界看來(lái)這一切換幾乎是天衣無(wú)縫，從而大大降低了停播和劣播事故。同時(shí)還可用硬盤(pán)錄像機的另一通道選看或編輯硬盤(pán)中的內容，可以在硬盤(pán)錄像機播放的同時(shí)繼續節目的錄入及查看硬盤(pán)中的已有節目，二者之間在工作界面上彼此相互獨立，可大大提高使用效率，此工作系統硬件結構如圖一所示。此外利用硬盤(pán)的非線(xiàn)性編輯特性，可以不受時(shí)間順序和節目段長(cháng)度的約束，迅速準確地定位以及搜索精確
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