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随着各电视台数字电视系统的发展进程,对数字高清晰度电视转播车的需求越来越强烈,为此全国很多电视台与电视机构都在使用或在筹建、集成数字高清晰度电视转播车。本文结合青海广播电视台高清转播车系统建设经验,针对系统建设中涉及的关键技术,研究了如何使数字电视转播车在视频系统设计上更合理,更符合实际需要。
电视转播车是一个由视频、音频、同步、通话、监视、配电、周边设备多个分系统组成的大系统。其中,视频系统由摄像机系统、切换台、矩阵、字幕系统(或在线包装)、录放像系统等分系统构成,主要作用就是完成视频信号的采集、制作、播出或录制。
电视转播车视频系统设计是一种使用现代电视技术和设备进行系统整合以满足电视视频制作需要的工程设计,视频系统的设计是整个高清转播车工程的核心之一。
2 系统设计理论依据
电视转播车在视频系统设计时以安全、灵活、稳定、可靠、经济为主要原则。考虑完善的备份措施,主要设备采用1+1备份方式,避**一馈点的出现;关键设备配置主、备电源,模块及电源可热插拔,便于维修;切换台、矩阵等核心设备的输入输出均采取上跳线的方式,以备备份设备也出现故障时的应急操作;足够的输入输出接口,满足不同格式的信号需求;较强的系统扩展能力,预留充足的扩展扩容裕量;专业的人性化设计方案。需要考虑兼容现行的标清数字信号格式,整车应具备多格式制作能力。
3 系统总体描述
1)设计依据:根据电视台的实际需求和国家相关标准进行设计。
2)系统功能:具有直播和录制功能。能够承担大型综艺节目和重大体育赛事等活动的制作任务。
3)设计内容:本系统采用的高清系统编码标准为1 080/50i。面向高清,采用上下变换满足标清制作需要,可同时制作2套不同的高/标清节目。
4)系统整体设计为高清系统,可同时制作标准节目。系统配置高清摄像机10台,高清高速摄像机2台。视频切换台为2ME、2DSK,分级输出。高清矩阵进行信号源调度。随信号源调度,源名、TALLY指示自动跟随,实现动态管理。配置高清帧同步器和上变换器,以调用外部信号。
5)技术特点:以高清内核为主,具备系统级联能力,兼容高标清制作。制作采用16∶9监看,标清制作采用4∶3监看,监看信号动态调度。主备同步自动倒换,提供B.B,Tri-level,Word-clock,EBU标准时码等同步信号。动态UMD指示系统源名自动跟随。多种通话方式共用一种解决方法,让指挥调度更加轻松。
6)技术难点:高标清信号的兼容问题,采用纯高清内核,配以外置上下变换器,提供各种格式的输入输出信号。
7)多通道录制问题:时钟控制器输出标准EBU时码作为系统时码,分配到录像机、硬盘录像机、硬盘机等设备,有效地解决多通道录制时码同步的问题。
8)多系统级联问题:高清系统中扩展信道、现场飞行箱、等系统的级联问题,可以通过“光级联”或“电级联”两种方式解决。
4 视频系统
高清转播车系统视频信号的高清部分采用高清晰度串行数字分量1 080/50i标准、HD SDI接口。经下变换,支持SD SDI和模拟信号输出,保了高效地完成高质量节目的制作和播出。视频系统方框图如图1所示。
4.1 摄像机系统
1)广播级便携数字高清摄像机
业界可供选择的高清摄像机型号很多,Sony的HDC系列、Ikeami的HK系列、Panasonic的AK系列、Thomson的LDK系列、日立的SK系列等。在设计摄像机系统时,摄像机的选择必须满足各种体育赛事和文艺活动等室内外节目拍摄需求,所配备的广播级便携数字高清摄像机数字处理要求大于等于14 bit,信噪比大于60 dB,采用SMPTE光缆传输方式,可以用于16 ∶9和4 ∶3两种制作模式。其中标准扫描摄像机10套,3倍帧扫描速度摄像机2套。4部摄像机配置大镜头、大镜头适配器和重型三脚架,4个76X电视箱式镜头,7个22X电视标准镜头,2个13X**广角高清镜头。每台摄像机还配有演播室大寻像器、单目寻像器、遮光罩等。经过多方比较,电视转播车10台广播级质量标准扫描摄像机选用了Panasonic公司AK-HC3500MC摄像机。
AK-HC3500MC摄像机为3×2/3 in(1 in=2.54 cm) CCD,220万像素,宽高比16 ∶9,高清数字和模拟信号输出。此款摄像机特点是:兼容1 080/59.94i和1 080/50i,摄像机内安装下变换板AK-HDC3500,可以从机头输出SD-SDI(BNCX1)信号和SD Analo(VBS)(BNCX1)信号。F11.0灵敏度,60 dB的S/N,拖尾小于-130 dB。使用了新型CCD,灵敏度提高了半档光圈值,蓝路信号噪声降低了3 dB。单通道传输CCD像素偏置技术解决了高分辨率和调制度的平衡问题,改善了高频响应。动态范围的扩展解决了高光部分的过度和暗部区域的“漆黑无层次”的矛盾。两个独立通道的肤色可以单独校正,色彩相位360°可调,可进行多样化细节调整。12轴独立色彩校正EBU标准和NTSC标准彩色矩阵,满足多样调色需求。除了传统彩色矩阵处理外,12轴色彩校正功能,还能对每一钟颜色进行独立、精细的色彩色调和浓度调节,调节一种颜色,不会影响其他颜色。色调保护电路保证了高亮区域的色彩重现。电影amma曲线,使得画面更加清晰亮丽。鉴于本车中标公司为日本国际精华株式会社和富士能株式会社联合体,所以此次配备镜头全部为FUJINON镜头,包括:76倍HDTV箱式镜头内装2X倍率镜,焦距范围9.3~710,变焦比76;22倍HDTV镜头内装2X倍率镜,焦距范围7.3~161,变焦比22;13倍高清摄像机**广角镜头内装2X倍率镜,焦距范围4.5~59,变焦比13,较大相对孔径约1∶1.8,视场角93.38°,并配有镜头伺服控制器,数字变、聚焦全伺服控制系统。