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。
　　
　　
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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]电大学习网.免费论文网[EB/OL]. /d/file/p/2024/0424/fontbr />　　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。可以根据需要选择不同的输入/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。
　　11、内部视频处理采用数字技术,一般按ITU601标准处理,其画面格式按ITUR656-3标准,即PAL为720X576/25FPS。
　　12、由于用于直播场合,所以对设备的安全措施要求比较高,在功能上要求具有断电旁通功能和手动旁通功能。
　　
　　三、视音频延时器的技术指标
　　
　　随着技术的发展,设备也在不断的更新和改进,很多延时器的技术指标也在提高,如表1这是新一代数字高、标清固态延时器的技术指标。
　　表2是一般延时器都具备的音频技术指标。
　　
　　四、现有延时器需增加的功能
　　
　　目前,视、音频延时器在直播等场合应用十分普遍,但在实际应用中,还觉得有一些需要厂家做好的事情。
　　1、虽然产品在不断的改进,但应增加适合虚拟演播室用来解决传感器及口形同步问题。
　　2、在相位调节方面,在使用连接的过程中,如果需要对锁相行相位进行调解时,先要将延时时间调小,再进行行相位的调解,否则,会因为调整后的初始化时间较长,而不能即时看到调整的效果,在这方面希望厂家能对调整延时器的步进幅度调节范围有所改善。
　　3、由于外同步锁相的锁相信号为稳定的复合标准黑场或彩条信号,无论将锁相模式设为内同步锁相还是外同步锁相模式,若不小心或者忘记接GENLOCK接口上的BNC终结器就会造成不同步的现象,最好能在后面设置一个带环接匹配电阻的开关。
　　4、现在除带嵌入音频SDI输入/输出接口的延时器具备视、音频预监功能外,其它产品都不具备,实际应用时,如果有预监功能在某些场合还是很有用处的。
　　5、现在延时器没有信源监测功能应考虑增加输入端视、音频信号丢失的报警功能,因为在某些场合,这个功能还是必须的。
　　6、以硬盘系统为核心技术的数字化播控系统将比其它方式实现的数字播控系统要简单的多,起码在目前数模设备混用的过渡阶段延时器应能多增加A/D和D/A转换接口,使大量模拟设备不必另设A/D和D/A转换而直接与硬盘系统连接,即可实现模拟与数字信号之间的双向转换,从而大大提高了设备的利用率。
　　
　　五、结束语
　　
　　延时系统能够轻松应对节目播出(直播)过程中的突发事故,做到节目最及时、最准确的播出。延时系统能为电视直播提供可靠,安全,完美的电视效果。由此可见延时系统在电视直播中是非常必要的,是电视播出的一道重要的环节。
　　
　　参考文献:
　　《现代电视技术08年2期延时技术在播出系统中的应用》
　　[8]电大学习网.免费论文网[EB/OL]. /d/file/p/2024/0424/fontbr />