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延时技术在播出中的实用方案及设备功能解析

  摘要:本文论述了延时技术在播出系统中的应用,对延时器的分类、各项功能要求、技术指标等做了简要介绍。
  关键词:延时器;直播;SD/HD;AES/EBUSDI
  
  随着电视事业迅猛发展,电视台在节目播出中现场直播形式正在越来越多的广泛应用。出于安全直播的需要,现在电视台的直播节目普遍采用了一种可延迟节目的视音频信号的设备-延时器。延时器的出现从技术角度控制了非法信号和不适于播出的信号播放。利用延时播出,是一种最安全、最简单的解决方法。
  
  一、延时器的工作原理及特点
  
  1、视频服务器延时播出系统的工作原理及特点
  利用视频服务器建立电视节目延时播出系统是利用视频服务器的特性,采用M-JPEG或MPEG-2等压缩格式,在符合技术指标的情况下对视频数据进行压缩编码,以满足存储和传输的要求。首先将实况直播节目先录入硬盘,再按需要将实况播出时间延迟到适当的时间播出,节目导演和值班员利用这段时间在控制计算机上对现场不宜转播的画面进行剪切并替换为其它适宜素材,这样可控制不当素材的播出,同时实况转播效果又不受任何影响。视频服务器延时播出系统的延时可从几分至几时,延时时间范围大,可进行多任务操作,素材编排、调度灵活。但相对操作复杂,价格较高。下面图示是对视频服务器延时播出系统的简要介绍。
  
  2、纯硬件方式的固态延时器的工作原理及特点
  纯硬件方式的固态延时器的工作原理其实非常简单,即让直播节目在预定开始播出时间前提前若干时间就开始录制并将其存储在延时器中(建立延时),到预定开始播出时间时播出延时器中预存的内容(播出延时),其实现的延时量是短暂的几秒,十几秒,同时播出延时器继续录制直播节目,从而在延时和播出延时之间建立了一个时间差,称之为延时时间。节目播出人员可以在延时时间内将不适合播出的内容进行剪切等操作,从而保证了节目的安全和连贯播出。 纯硬件方式的固态延时器完全由硬件控制,操作简单,体积小,稳定可靠,价格适中,但延时时间范围小,且功能较弱。图2是带嵌入音频的SDI接口视音频延时器的工作原理框图,其它接口的延时器内部原理与此相仿,只是接口部分不相同而已。
  
  二、视音频延时器的功能要求
  
  目前,基于数字高、标清固态半导体存储的视音频延时器产家较多,其设备外形大同小异,尽管各家设备的外形相仿,其主要功能也大致相同,但具体接口和一些处理细节还是各有特点的。从应用的角度分析,延时器应具备下列基本功能:
  1、首先能提供卓越的视、音频质量,其视、音频指标要达到或超过国家广电总局规定的广播甲级指标。
  2、视音频一体化延时功能,才能确保视、音频同步。音、视频延时时间最长时间多为1分钟,延时时间最小可进行逐帧步进调整至少要达到1帧。现在有的产品可以做到最大延时6分钟,数字高清的延时时间可达到60秒。
  3、支持高、标清数字、解嵌、数字及模拟信号间的互相转换功能。兼容任意格式的数字高清、标清视音频信号(包括高、标清数字嵌入信号,高、标清数字SDI视频、数字AES/EBU音频,标清模拟复合视频,模拟立体声平衡音频等)。
  4、具备时基校正器和帧同步器的功能;所以延时器还可以做为帧同步器使用。
  5、具备外同步锁相接口,这是广播级专业设备都必须的,以保证能与播控系统同步锁相。
  6、在正常情况下,视、音频由于采用一体化延迟,能自动保证同步。为了让应用上更具灵活性,一般音频还应可在-24帧至+24帧时间范围内微调,即让音频超前视频或滞后视频若干帧,以保证视频与音频有更精确的时间关系。
  7、由于延时器内部采用数字处理技术,所以无论输入的是何种信号格式,最后都以数字信号的形式进行处理,所以一般视频信号采用10bit量化,也有的延时器采用8bit量化。音频采用24bit量化,48kHz取样。

  8、视频输入/输出接口一般都具备:复合端子、SDI端子、YUV分量端子?梢愿菪枰≡癫煌氖淙/输出信号格式。也有产品同时具备上述输入/输出接口形式,也就是说无论输入采用上述三种中的哪一种格式输入,输出也可以同时输出三种不同格式的信号。这会在应用上带来许多方便。
  9、目前音频输入/输出接口多为模拟端子,有些产品有AES/EBU(数字)端子。但不知何故,同时具备模拟和AES/EBU数字接口的机型还未见到,视频多接口技术已做到了,但音频未做到,有点遗憾,视频多接口的优点可能因此打了折扣。另外,还有一种可以处理嵌入音频的SDI接口的延时器,输入的是带有嵌入音频的SDI信号,输出的是带有嵌入音频的SDI信号,视音频数字信号在延时器内部解嵌,一体化延时后,再将音频嵌入SDI中后输出。
  10、有些延时器具有标准彩条输出,可作临时的信号源。

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