電視節(jié)目的存儲及管理

電視節(jié)目的存儲及管理

`2000中南地區(qū)省級電視臺技術(shù)協(xié)會技術(shù)論文一等獎
《廣播與電視技術(shù)》2000年第12期發(fā)表

前 言

電視臺對電視節(jié)目的存儲目前主要還是采用傳統(tǒng)的磁帶存儲方式，這種原始的方式有很多的弊端：易損，占地大，成本高，難于重新使用。更重要的是難于長期保存，通常在滿足磁帶保存環(huán)境的要求下，磁帶的壽命一般在10年左右，到期只能淘汰，再也不能使用。另外，對于長期積存的磁帶，各電視臺也沒有非常有效的管理工具去管理，開發(fā)，利用這些越積越多的資源，記者與節(jié)目制作人員盡管知道臺里有豐富的資料，卻由于難于查找所需的節(jié)目，而放棄使用這些幾乎免費的資源素材，更不用說向社會開放這些資源，滿足日益發(fā)展的電視節(jié)目資源的全球化共享。

隨著計算機信息技術(shù)與視頻技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了穩(wěn)定高效的數(shù)據(jù)壓縮方式，高速寬帶計算機網(wǎng)絡(luò)，以及大容量數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，而且國際互聯(lián)網(wǎng)及企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的超前發(fā)展也給電視臺節(jié)目擋案的網(wǎng)絡(luò)化存儲，查詢，共享，交流提供了可能。寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及視音頻壓縮技術(shù)的成熟，為電視臺網(wǎng)絡(luò)化鋪平了道路，今后傳統(tǒng)意義上的電視節(jié)目制作，播出設(shè)備及帶庫管理將逐步向多媒體網(wǎng)絡(luò)設(shè)備過渡，網(wǎng)絡(luò)所具有的高效率與靈活性等優(yōu)勢，會充分體現(xiàn)在電視臺的節(jié)目傳輸，分配，制作，播出及存儲領(lǐng)域。

今天，越來越多的電視臺裝配了基于計算機系統(tǒng)平臺的非線性編輯設(shè)備，新聞制作網(wǎng)及自動化播出設(shè)備，但是作為實現(xiàn)共享的數(shù)據(jù)源——節(jié)目資源的存儲及管理卻還停留在早期磁帶庫階段，究其原因，雖可舉出種種理由，但無庸諱言的是該環(huán)節(jié)已阻礙了現(xiàn)代化的視頻資源共享方式的展開。本文就是想在這方面做一些積極的探索。

一 . 電視節(jié)目的存儲

1 . 存儲方式的選擇

電視臺所存儲的內(nèi)容以視音頻素材為主，在選擇存儲方式時，應(yīng)綜合考慮過去，現(xiàn)在，將來已經(jīng)使用或?qū)⒁�使用的方式，選擇高質(zhì)量，高效率，便于利用的方式存儲各種不同類型數(shù)據(jù)。 圖1給出了電視臺的節(jié)目生產(chǎn)流程。

在專業(yè)視頻應(yīng)用領(lǐng)域，不管是壓縮還是非壓縮，大都集中在分量格式領(lǐng)域，因此在做格式選擇時要特別注意。根據(jù)具體應(yīng)用情況，不同階段選用相適應(yīng)的信號格式，使整個生產(chǎn)流程平滑過渡，盡量減少信號轉(zhuǎn)換造成的損失，以達(dá)到最佳質(zhì)量效果。

若信號采用不壓縮方式記錄存儲，信號質(zhì)量最好，無損失。但存儲數(shù)據(jù)量非常大，以1小時無壓縮數(shù)字視頻信號D1計算，其數(shù)據(jù)量就達(dá)100GB以上，對電視臺數(shù)以萬計盤的磁帶來說，如此龐大的數(shù)據(jù)量會使存儲成本，管理費用及日維護(hù)費用非常高。隨著壓縮技術(shù)的成熟，由壓縮所帶來的信號損失也越來越小，已完全達(dá)到了制作及播出要求，因此選擇適合的壓縮技術(shù)和格式，對信號進(jìn)行壓縮后再存儲，降低存儲成本是必然的選擇。

3、圖像質(zhì)量足夠高，滿足記錄重放復(fù)用的要求。

7、壓縮效率高，在保證圖像質(zhì)量的前提下，降低存儲成本和維護(hù)費用，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力。

9、較好的兼容性。兼容HDTV和DTV等數(shù)字電視的飛速發(fā)展，壓縮格式應(yīng)較易向數(shù)字電視過渡且損失較小。

12、良好的互操作性，壓縮格式必須可應(yīng)用于節(jié)目制作及傳輸播出的全過程，以減少格式轉(zhuǎn)換帶來的損失。

13、 較長的技術(shù)生命周期。

MPEG-2是目前全球電視行業(yè)都普遍接受的專業(yè)視音頻信號壓縮格式。已經(jīng)廣泛應(yīng)用于信號傳輸中，且在高清晰度電視，數(shù)字電視中也已采用了MPEG-2壓縮技術(shù)，同時MPEG-2在前期素材采集，后期節(jié)目制作領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)也在不斷發(fā)展成熟。

利用存儲的節(jié)目進(jìn)行二次編輯時，無論何種壓縮格式，一般均要求采用4：2：2取樣格式，因為4；1：1或4：2：0取樣格式做二次編輯時，色度還原性較差。

對于現(xiàn)存的JPEG，M-JPEG和MPEG-2壓縮方式而言，只有I幀的MPEG-2實際上與JPEG編碼相仿，兩者均采用DCT（離散余弦變換）算法，但兩者在內(nèi)部處理上有所不同，MPEG-2更加專注于視頻信號的處理，而JPEG對圖片處理擁有更大的靈活性，而對于電視編輯人員及眾多電視觀眾，這種靈活性對他們是沒有意義的。MPEG-2在處理單幀視頻信號的壓縮效率稍高于JPEG約15%--20%左右，由于兩者壓縮算法不完全相同，當(dāng)由M-JPEG轉(zhuǎn)換為MPEG-2時，不單要進(jìn)行再壓縮，同時還要進(jìn)行壓縮格式轉(zhuǎn)換，這種格式的級連轉(zhuǎn)換會造成較大損傷，而對于MPEG-2之間格式轉(zhuǎn)換來說，I幀不必再進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，僅需進(jìn)行再壓縮即可，因此損失比MPEG與JPEG之間轉(zhuǎn)換小，這就是整個鏈路最好采用一種格式的原因。

由于目前技術(shù)條件的限制，長GOP結(jié)構(gòu)的MPEG-2做編輯尚不成熟，但只有I幀或IB幀的GOP結(jié)構(gòu)的編輯技術(shù)已步入實用階段，隨著逐幀MPEG-2編輯技術(shù)的逐步完善，從素材采集一直到存儲播出整個鏈路均采用MPEG-2一種大格式成為可能。在不同的應(yīng)用場合，采用不同的“級”和“類”組合，配以合適的碼率，可滿足不同的使用要求，如在采集，編輯，制作階段采用只有I幀和IB幀的短GOP結(jié)構(gòu)組合的MPEG-2 4：2：2編碼方式，碼率選擇30-50Mb/s，重點保證編輯質(zhì)量與編輯精度；傳輸播出時可根據(jù)使用場合要求的不同選用有IBP幀的GOP（12幀）結(jié)構(gòu)組合的MPEG-2 4：2：2或4：2：0編碼方式，碼率選擇4--10 Mb/s的低碼率；存儲時也可采用長GOP結(jié)構(gòu)的MPEG-2 4：2：2編碼方式，碼率選擇15--20 Mb/s。這樣一來，整個鏈路均采用MPEG-2一種格式，最大限度的減少了由于數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換帶來的圖像質(zhì)量劣化，使系統(tǒng)組合更為合理統(tǒng)一。

2 . 存儲介質(zhì)的比較

計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，也使其擁有的成熟技術(shù)及先進(jìn)理念，迅速滲透進(jìn)其他行業(yè)與領(lǐng)域，存儲技術(shù)就是如此。計算機的存儲系統(tǒng)是由內(nèi)存，硬盤及輔助海量存儲器（硬盤陣列，光盤庫，數(shù)據(jù)流磁帶機）構(gòu)成

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