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硬盤系統(tǒng)在播出領(lǐng)域的應(yīng)用
硬盤系統(tǒng)在播出領(lǐng)域的應(yīng)用
`2000中南地區(qū)省級電視臺技術(shù)協(xié)會技術(shù)論文二等獎一 前言
隨著圖形、圖象數(shù)字化技術(shù)向深層發(fā)展，電子采集、后期編輯、節(jié)目播出設(shè)備將以網(wǎng)絡(luò)方式互聯(lián)，實行節(jié)目數(shù)據(jù)的交互式作業(yè)方式。作為體現(xiàn)新技術(shù)特征的基于硬盤的播出系統(tǒng)，由于它良好的非線性編輯性能、多通道的編解碼器、長時間的節(jié)目存儲量、周詳?shù)陌踩紤]和靈活的網(wǎng)絡(luò)功能，在電視播出領(lǐng)域的應(yīng)用已成為電視技術(shù)人員關(guān)注的焦點，可以肯定預(yù)測基于硬盤的播出方式會逐步替換傳統(tǒng)的磁帶播出概念。
視頻技術(shù)領(lǐng)域所使用的硬盤不同于普通的計算機硬盤。由于視頻信號數(shù)據(jù)量大、傳輸速率高，因此對硬盤的速度要求較高，一般應(yīng)在5~10GB/S之間甚至更高，這種硬盤一般被稱為高速視頻硬盤，或圖像數(shù)據(jù)盤、SCSI（Small Computer System Interface）硬盤。常用的硬盤類型有：Micropolis AV系列、Sesgata Barracuda 系列、FWBHammer、Quanrum等。根據(jù)硬盤壓縮比的不同所獲得的視頻圖像指標和存儲時間也不同。如采用2:1壓縮比的D5格式和數(shù)字Betacam，每1GB存儲時間為97秒；而采用20:1壓縮比的專業(yè)S-VHS，每1GB存儲時間可達960秒，并且這種硬盤可以多盤掛接從而形成硬盤陣列。目前單盤基本容量達9~18GB甚至更大，最新的Uitra 2 Wide SCSI已達到80MB/S，下一個目標是160MB/S或更高，這樣將有利于提高視頻信號的存儲時間以及存儲質(zhì)量。
這種大容量的通過寬帶的視頻服務(wù)器實現(xiàn)對視音頻信號進行存儲和非線性編輯的硬盤設(shè)備相對于傳統(tǒng)的磁帶錄像機設(shè)備通常被稱為硬盤錄像機。目前采用數(shù)字壓縮技術(shù)的專業(yè)級的硬盤錄像機已經(jīng)具備：
- 大容量視音頻素材存儲，廣播級視音頻質(zhì)量；
- 多通道實時記錄/重放、資源共享，通道的數(shù)量與功能可靈活配置；
- 具有模擬復(fù)合、模擬分量和串行數(shù)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(shù)據(jù)壓縮方式，其壓縮比可調(diào)；
- 采用了備份電源、冗余硬盤陣列（RAID）等技術(shù)。
已趨于成熟的硬件和軟件環(huán)境使硬盤錄像機在可靠性和記錄時間上都達到了實用化程度。
二 利用硬盤實現(xiàn)自動播出的優(yōu)越性
利用硬盤實現(xiàn)視頻播出是建立在上述數(shù)字硬盤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，硬盤播出進入視頻領(lǐng)域的自動播出系統(tǒng)已成為可能，并有取代傳統(tǒng)設(shè)備的發(fā)展前景。硬盤自動播出從根本上改變了電視臺傳統(tǒng)的播出方式，與后者相比具有毫無疑問的明顯優(yōu)勢，其特點如下：
- 它采用了數(shù)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；
- 由于采用了硬盤作為存儲媒體，磨損極低，數(shù)據(jù)可以長期保存和播放而基本不影響質(zhì)量；
- 圖像和聲音作為數(shù)碼信號存儲于硬盤，由于硬盤的存取手段適應(yīng)于多進程實時訪問，多個輸入、輸出通道可以同時存取同一或不同數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了資源共享，利用率大大提高；
- 克服了磁帶錄像機機械結(jié)構(gòu)維護困難、費用高、可靠性差等長期困擾電視技術(shù)工作人員的常見問題，其可靠性主要決定于硬盤系統(tǒng)和周邊設(shè)備的硬件水平以及相應(yīng)的應(yīng)用軟件水平，而這類技術(shù)正呈現(xiàn)強勁發(fā)展趨勢；
- 節(jié)目錄入、播出節(jié)目單設(shè)置完成后，一般無需人為干預(yù)，自動化程度高，節(jié)省人力，減輕了勞動強度，并且播出的精度大大提高；
- 硬盤播出的實現(xiàn)平臺為服務(wù)器，其通用性較好，可以在開放底層接口的條件下靈活地實現(xiàn)各種應(yīng)用；
- 系統(tǒng)的內(nèi)部擴展能力以及外部擴展能力較好，能夠很好地與未來的全數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)化、資源共享的節(jié)目編播體系相銜接。
三 硬盤錄像機在電視播出中的獨特應(yīng)用
在視頻播出領(lǐng)域如何保證電視節(jié)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)人員面前的一個重要課題。硬盤系統(tǒng)在播出領(lǐng)域的應(yīng)用除了上述的優(yōu)點以外，其獨特的應(yīng)用方式產(chǎn)生了傳統(tǒng)方式所不具備的特殊作用。為了更直觀的說明問題,我們在此僅以Profile PDR100為例介紹一下硬盤錄像機在電視播出中的獨特應(yīng)用。（本文作者聲明：此例不說明該設(shè)備為作者認為的最佳工作選擇。）
- 硬盤錄像機作為備播信號源
電視播出是一個系統(tǒng)工程，牽扯部門多，且中心系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜環(huán)節(jié)多，難免會出現(xiàn)某些意外事件和各種設(shè)備不可預(yù)測的突發(fā)故障，采用錄像機播出就有可能出現(xiàn)絞帶、卡帶、糊磁頭的現(xiàn)象；自動播控中心也可能出現(xiàn)工作死機、播控程序失控等現(xiàn)象，這些都會造成播出中出現(xiàn)黑場、彩條、雜波、劣播等現(xiàn)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(zhuǎn)錄節(jié)目磁帶，因此很難保證節(jié)目播出質(zhì)量和真正實現(xiàn)播出節(jié)目的連續(xù)性。針對這一情況，可以利用硬盤錄像機profile PDR100獨立的雙向通道同時錄入和輸出的特點，將待播出節(jié)目提前寫入硬盤中，然后按節(jié)目播出單將寫入硬盤里的節(jié)目編輯好播出順序，備妥作為備播節(jié)目，一旦接收到播出中心的播出信號，硬盤錄像機與主播出節(jié)目通道同時啟動，輸出的備播信號與主播出信號同步、畫面分毫不差，送給播出切換臺作備播用,一旦播出中心信號有問題，可以立即切出硬盤錄像機輸出的節(jié)目，外界看來這一切換幾乎是天衣無縫，從而大大降低了停播和劣播事故。同時還可用硬盤錄像機的另一通道選看或編輯硬盤中的內(nèi)容，可以在硬盤錄像機播放的同時繼續(xù)節(jié)目的錄入及查看硬盤中的已有節(jié)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(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖一所示。此外利用硬盤的非線性編輯特性，可以不受時間順序和節(jié)目段長度的約束，迅速準確地定位以及搜索精確
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