硬盘系统在播出领域的应用

硬盘系统在播出领域的应用

硬盘系统在播出领域的应用

`2000中南地区省级电视台技术协会技术论文二等奖

一 前言

随着图形、图象数字化技术向深层发展，电子采集、后期编辑、节目播出设备将以网络方式互联，实行节目数据的交互式作业方式。作为体现新技术特征的基于硬盘的播出系统，由于它良好的非线性编辑性能、多通道的编解码器、长时间的节目存储量、周详的安全考虑和灵活的网络功能，在电视播出领域的应用已成为电视技术人员关注的焦点，可以肯定预测基于硬盘的播出方式会逐步替换传统的磁带播出概念。

视频技术领域所使用的硬盘不同于普通的计算机硬盘。由于视频信号数据量大、传输速率高，因此对硬盘的速度要求较高，一般应在5~10GB/S之间甚至更高，这种硬盘一般被称为高速视频硬盘，或图像数据盘、SCSI（Small Computer System Interface）硬盘。常用的硬盘类型有：Micropolis AV系列、Sesgata Barracuda 系列、FWBHammer、Quanrum等。根据硬盘压缩比的不同所获得的视频图像指标和存储时间也不同。如采用2:1压缩比的D5格式和数字Betacam，每1GB存储时间为97秒；而采用20:1压缩比的专业S-VHS，每1GB存储时间可达960秒，并且这种硬盘可以多盘挂接从而形成硬盘阵列。目前单盘基本容量达9~18GB甚至更大，最新的Uitra 2 Wide SCSI已达到80MB/S，下一个目标是160MB/S或更高，这样将有利于提高视频信号的存储时间以及存储质量。

这种大容量的通过宽带的视频服务器实现对视音频信号进行存储和非线性编辑的硬盘设备相对于传统的磁带录像机设备通常被称为硬盘录像机。目前采用数字压缩技术的专业级的硬盘录像机已经具备：

1. 大容量视音频素材存储，广播级视音频质量；

2. 多通道实时记录/重放、资源共享，通道的数量与功能可灵活配置；

3. 具有模拟复合、模拟分量和串行数字分量等多种视频信号接口及 控制接口；

4. 采用M-JPEG（n）视频数据压缩方式，其压缩比可调；

5. 采用了备份电源、冗余硬盘阵列（RAID）等技术。

已趋于成熟的硬件和软件环境使硬盘录像机在可靠性和记录时间上都达到了实用化程度。

二 利用硬盘实现自动播出的优越性

利用硬盘实现视频播出是建立在上述数字硬盘录像机的高可靠性以及它的广播级技术指标和质量要求之上的。随着一些关键技术如压缩编码、RAID技术、宽带光纤网等的日益成熟，硬盘播出进入视频领域的自动播出系统已成为可能，并有取代传统设备的发展前景。硬盘自动播出从根本上改变了电视台传统的播出方式，与后者相比具有毫无疑问的明显优势，其特点如下：

1. 它采用了数字的处理和存储方式，信道传输特性甚优，多次重播的图像质量一致性好；

2. 由于采用了硬盘作为存储媒体，磨损极低，数据可以长期保存和播放而基本不影响质量；

3. 图像和声音作为数码信号存储于硬盘，由于硬盘的存取手段适应于多进程实时访问，多个输入、输出通道可以同时存取同一或不同数据，实现了资源共享，利用率大大提高；

4. 克服了磁带录像机机械结构维护困难、费用高、可靠性差等长期困扰电视技术工作人员的常见问题，其可靠性主要决定于硬盘系统和周边设备的硬件水平以及相应的应用软件水平，而这类技术正呈现强劲发展趋势；

5. 节目录入、播出节目单设置完成后，一般无需人为干预，自动化程度高，节省人力，减轻了劳动强度，并且播出的精度大大提高；

6. 硬盘播出的实现平台为服务器，其通用性较好，可以在开放底层接口的条件下灵活地实现各种应用；

7. 系统的内部扩展能力以及外部扩展能力较好，能够很好地与未来的全数字、网络化、资源共享的节目编播体系相衔接。

三 硬盘录像机在电视播出中的独特应用

在视频播出领域如何保证电视节目高质量播出并使停播率趋为零，一直是摆在电视播出技术人员面前的一个重要课题。硬盘系统在播出领域的应用除了上述的优点以外，其独特的应用方式产生了传统方式所不具备的特殊作用。为了更直观的说明问题,我们在此仅以Profile PDR100为例介绍一下硬盘录像机在电视播出中的独特应用。（本文作者声明：此例不说明该设备为作者认为的最佳工作选择。）

1. 硬盘录像机作为备播信号源

电视播出是一个系统工程，牵扯部门多，且中心系统设备复杂环节多，难免会出现某些意外事件和各种设备不可预测的突发故障，采用录像机播出就有可能出现绞带、卡带、糊磁头的现象；自动播控中心也可能出现工作死机、播控程序失控等现象，这些都会造成播出中出现黑场、彩条、杂波、劣播等现象。若采用双录像机工作或备份中心机房，由于需投入大量人力物力，还要多次转录节目磁带，因此很难保证节目播出质量和真正实现播出节目的连续性。针对这一情况，可以利用硬盘录像机profile PDR100独立的双向通道同时录入和输出的特点，将待播出节目提前写入硬盘中，然后按节目播出单将写入硬盘里的节目编辑好播出顺序，备妥作为备播节目，一旦接收到播出中心的播出信号，硬盘录像机与主播出节目通道同时启动，输出的备播信号与主播出信号同步、画面分毫不差，送给播出切换台作备播用,一旦播出中心信号有问题，可以立即切出硬盘录像机输出的节目，外界看来这一切换几乎是天衣无缝，从而大大降低了停播和劣播事故。同时还可用硬盘录像机的另一通道选看或编辑硬盘中的内容，可以在硬盘录像机播放的同时继续节目的录入及查看硬盘中的已有节目，二者之间在工作界面上彼此相互独立，可大大提高使用效率，此工作系统硬件结构如图一所示。此外利用硬盘的非线性编辑特性，可以不受时间顺序和节目段长度的约束，迅速准确地定位以及搜索精确

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