一种新型播控软件的应用及其框架.doc

南京广电集团新播控软件特色功能浅析吴永生 陈浩（南京广播电视集团 电视播出部，江苏 南京 210001）【摘 要】：针对电视播控软件系统构成，结合目前电视播控系统网络化、自动化、智能化的发展趋势，借南京广电集团电视播出系统升级改造的契机，在保持现有节目生产流程和工作模式的基础上，将播控软件的高安全性、高可靠性、多功能、可升级的设计原则贯穿始终。该项目实施后，确保了节目安全优质播出、减轻了人员劳动强度、减少了人为操作事故。本文阐述了播控软件系统架构及其新增特色功能，为播控软件的个性化定制开发提供有益的借鉴价值。【关键词】：播控软件、自动技审、响度控制、实时检测、提前预播、辅助核单Nanjing radio and television group broadcast control software features analysedWu Yongsheng Chen Hao, ( Department of TV Broadcast, NanJing Broadcasting System, NanJing 210001, China )【Abstract 】: This article discussed the television broadcast system software structure of Nanjing radio and television group, and is the new feature point are analyzed.【 Key words 】: Broadcast control software，Automatic technical review，Loudness control，Real-time detection，Early broadcast，Auxiliary vouching， Forecast guide，Material query0 引言2012年经过多次技术论证，在保持南京广电集团现有节目生产流程和工作模式的基础上，提出切实可行的播出系统原址升级改造方案，经过项目招标、施工调试、软件定制及试运行后于2013年5月9日正式切割试播。播控软件是一个电视播出系统的灵魂所在，进行播控系统软件的个性化定制开发，完善及新增部分软件功能，制定确保播出系统优质、安全、稳定运行措施，实现智能化的管理和控制手段，以降低人员工作强度，减少人为操作事故，对安全播出具有十分重要的意义。1 南京广电集团播控软件系统构成根据南京广播电视集团电视播出业务流程，整个播出软件系统支持面向对象的、模块化、可复用的软件架构模式，如图1 所示，主要包含节目单编辑、节目上载、素材迁移存储及节目播出四大模块，外加GPS网络授时、系统功能管理及播出统计、字幕机控制、数据库管理、系统智能监控报警及主干平台接口等辅助模块。图1 播出软件系统构成1.1节目单编辑软件模块广告部利用广告节目单导入服务器将南洋系统中已编排好的各频道广告单通过串口导入到播出系统中。通过XML方式发往总编室与其节目串编单进行拼接合成，形成播出串联单（母单）发往播出系统。在广告单与节目串编单拼接前将生成一份上载单供节目上载使用。广告编单软件中加入素材对比功能，可对已上载、未上载、未审核等素材的状态进行直观的查看；对未来几天内的广告包状态进行自定义查看包括素材的状态、广告包时长、档位等。广告下载能实现自定义字幕功能，读取段落包名称、自动添加当前日期后加在下载节目片头蓝底上，其字幕颜色、字体、大小可设置。提供不同广告管理系统数据转换接口，支持多种文件格式的打包导入、txt/excel/等。总编室节目编单软件中新增多用户登录、到点报警提示、多用户同时操作备选库时能实时更新、“节目预告导视”选项等；资料库、备选库、编单合三为一，在一个软件模块中进行操作，互不影响。总编室串编软件还具有播后数据分析、资料库维护等功能。1.2 节目上载软件模块上载人员根据总编室提供的上载单进行高/标清素材同时采集，上载完毕后系统自动将素材与播出串联单进行关联。节目上载软件中新加入实时文件技审、响度处理、生成MD5值、播前审看软件功能模块。播前审看主要用于二级缓存及播出视频服务器中素材的审查及管理。1.3迁移存储软件模块素材上载的同时往二级缓存实时迁移及MD5校验，多条素材通过迁移管理中心的迁移服务（调度功能）和迁移代理（执行功能）软件进行流量、负载均衡地平稳迁移。待播节目素材最终经人工审查入库后自动迁移到各频道相对应的主、备、二备播出视频服务器的在线缓存中。存储管理以节目串联单为基准实现二级缓存与播出视频服务器集群中节目素材生命周期的管理。1.4节目播控软件模块播出人员根据播出串联单的节目序列依次提取、发送，提供多种节目编排方式的组合。播控软件通过控制播出视频服务器、切换台（或切换开关）、录像机、键控器、网络字幕等设备依据播出串联单中节目的播出时间和相关属性来完成各频道节目的播出和台时标、字幕叠加工作。播控软件新增素材实时检测、提前预播、辅助核单、预告导视、素材查询等功能。全播出网使用统一GPS网络授时源，在播控工作站添加当前GPS时间与播出视频服务器时间监测校时功能，出现1秒的误差及时给予提示。2 南京广电集团播控软件系统特色功能鉴于播出环节的重要性，其安全性、稳定性和故障应急处理能力是播控软件系统设计时重点关注的问题。播控软件系统必须支持视频服务器的播出稳定、上载节目的智能可靠、节目素材的存储安全、素材迁移的准确无误。下面分别叙述上载与播控软件中新增部分的特色功能。2.1 上载软件特色功能软件在上载程序中内嵌基于文件自动技审及音频自动响度控制功能，其流程如图2所示。在上载过程中实时完成技审及响度控制并出具技审报告，发现问题后立即重新上载或退回修改。图2 基于文件的自动技审与响度控制流程图 同步文件自动技审功能是在节目上载的同时对上载节目进行文件级（检查素材打包信息是否合法，检测文件头信息、文件大小、比特率等）、编码级（编码错误检测，检查素材码率、文件长度、最大GOP长度、音频格式、音频采样率、音频声道等）、内容级（基于金帆奖标准：静帧、黑场、彩场、彩条、静音、超标等）等信号源质量问题及时的技审、告警，自动技审结果信息嵌入到MXF文件中的DM信息里，便于对自动技审未通过的文件进行人工复检时审看，确保上载节目准确无误。 音频响度控制功能是依据ITU-R BS.1770及 EBU R128标准计算节目片段响度，把整体节目响度作为控制目标，通过分析前景和背景响度变换，计算增益或衰减以达到目标响度（-23LKFS2LKFS）水平，实现对节目之间响度的剧烈跳变进行及时的响应和控制，将节目的整体响度控制在目标响度值范围内。2.2 播控软件之待播素材实时检测功能进入播出切换台（或切换开关）的视频服务器信号有3+1路，其中+1路为独立的应急播出系统服务器解码通道输出。由3台不同的视频服务器解码通道输出的3路信号对播出切换台（或切换开关）而言是平等，为区分之，人为将其定义为主、备、二备。为方便叙述，现以视频服务器-1、2、3来简述“待播素材实时检测”功能，在播出过程中，实时检测待播素材是否存在、是否成功加载（预卷）及控制切换台变换信号源等，具体流程如图3所示。图3 “待播素材实时检测”流程图假设当前在播的为视频服务器-1，播控工作站装载播出串联单，自动或手动提取相应节目素材，完成操作后发送，播控软件检查相关素材是否存在于各视频服务器中，同时软件5分钟轮询一次，发现素材增删及时提示，并上报素材状态信息：绿色表示素材就绪、黄色表示素材正在上载或迁移、红色表示缺素材。只要有一台视频服务器内素材未就绪，播控软件素材状态栏就会显示三角黄色加感叹号，以提醒值班人员注意。另外每发送或播下一条素材时，播控软件都检查3个视频服务器中待播素材预卷是否成功，不成功时将报警提示。预卷成功后在下条待播素材起播时，再次循环检测新的待播素材预卷是否成功，同时将3个视频服务器待播素材预卷状态信息反馈给播控软件，软件依据3个视频服务器预卷组合状态信息，控制切换台(切换开关) 切换至待播素材预卷成功的视频服务器播出，执行切换逻辑如表1所示，其优先级依次为视频服务器-1、2、3，整个过程为播控软件后台自动执行，不需要人工干预。3个视频服务器待播素材预卷均失败时，系统及时报警，提示值班人员应急处理。依据待播素材预卷状态执行切换逻辑如表1所示。表1：依据待播素材预卷状态执行切换逻辑表预卷状态 待播素材 预卷是否成功视频服务器预卷组合状态1预卷组合状态2预卷组合状态3预卷组合状态4视频服务器-11000视频服务器-21/0100视频服务器-31/01/010控制切换台（切换开关）切换至视频服务器-1播出视频服务器-2播出视频服务器-3播出值班人员应急处理备 注 待播素材预卷状态： 1-预卷成功； 0-预卷失败2.3 播控软件之“提前预播”功能播控软件提供“提前预播”功能，预播通道是利用10台播出视频服务器的第四个解码通道来实现。通过使用提前预播服务器，并辅以信号检测监录服务器，可以预先判断待播素材是否存在异常，进一步保证播出安全。图4为“提前预播”流程图，播出视频服务器上安装了一个服务端控制软件模块，该模块只负责按照顺序排列的时间来控制视频服务器的第四个解码通道按序播放视频文件（没有插播等播出方式，每一条都有确定的开播时间）。播控工作站上播控模块在每次发送播表时，把视频服务器播出部分条目摘出来，组成一个视频服务器的播表（预播节目单），并把这个播表发送到服务端控制软件并按此播表执行播出。在服务端控制模块软件上，软件自动把每个条目的开播时间提前30分钟（可设定）来执行，这样就能很简单顺畅的实现预播通道和正常播出通道的并行播出。图4 “提前预播”流程图2.4 播控软件之“辅助核单”功能播控软件中新增在线编辑“辅助核单”功能，核对在线播出和总编室母单在素材名称、素材号、素材序列的一致性。选中一条素材，左边的播出单与右边的总编母单就对应了起来，逐一往下选择，节目可自动跟随显示，一旦条目发现不同，能及时处理，避免发生因为误删或节目顺序错乱而导致播出事故的发生。“辅助核单”软件设计通过调用SQL SERVER中的总编室母单数据库表和播出串联单数据库表，运用C+ Builder研发得一个软件算法并得以实现，其流程如图5所示。“辅助核单”软件的算法如下：1、首先设置两类库表各自的表头指针i，j，i=j=1；2、将两类表转换成两类数组texti、textj；对于指针i,j,for (i=1；i=N；i+) texti=”序号第i条节目素材名称”,同理for (j=1；j=M；j+) textj=”序号第j条节目素材名称”；3、if texti=textj，则同步点亮该播出单素材条目；else 则两单素材条目报不匹配；4、i+，j+；5、while iN SYSTEM EXIT（N，M分别示总编室母单与播出串联单的素材总数量） 图5 “辅助核单”流程图2.5 播控软件之“预告导视”功能“预告导视”功能有效利用了字幕软件的渲染效果，运用播控软件联动字幕机就可实现这一特殊功能，而非运用昂贵且复杂的节目在线包装系统，因此具有运行可靠、简便快捷、造价低廉等优点。网络字幕机采用XML定义的播出包装模板，可为每一种节目建立包装模板，模版内容包括固定的图片、动画和文字。动态文字可指定诸如颜色、填充、字体、大小等多种属性，提供配置界面，制定节目导视图文内容上下规则。字幕网通过RS232接口与播出网互联，播出网依节目播出串联单每执行一条就发相关的命令到字幕网，除了台标和时标可跟随标准时钟自动运行外，有效控制了对于节目导视、广告倒计时、特定节目内的角标和游动字幕等新型图文（播出时间与特定节目精确绑定）的播出时间，播控软件在控制键通道开启的同时，给字幕机发送播放信令，字幕机根据导视属性进行联动播放处理，实现了编播一体化。字幕机采用“受控”模式接收播控软件发来的信令。而播控软件、字幕软件均需要在软件参数上设置字幕机关联协议：AirCG.NET。此关联方式支持：电视剧名、集数，节目预告导视自动关联播表中的栏目名称，无需在字幕机中重新编辑。字幕控制信令设置为：0x25 + xmlBC + XMLCONTENTLEN+ XMLCONTENT+ CheckSum，返回：ACK or NAK注释：1.xmlBC: BYTE2。命令字节数XmlBC = BYTE08 | BYTE1。2. XMLCONTENTLEN: BYTE2。节目预告内容长度XMLCONTENTLEN = BYTE08 | BYTE1。3. XMLCONTENT：charn，XML file(max 64KB) 。 格式：pgminfo id=01 name= start = 540000 len = 45000 insertpos =0yglist id=05 yg_start = yg_name = yg_content = / yglist id=05 yg_start = yg_name = yg_content = / pgminfo 节点： id: 节目ID号； name:节目名称； start:节目开播时间(单位：帧)； len: 节目长度(单位：帧)；insertpos:节目插播点(单位：帧)； yglist节点： id:预告模板（相对于节目）ID号；yg_start:预告片名的开播时间(字符串)； yg_name: 预告片名； yg_content: 预告备注； 4. CheckSum: BYTE1，所有字节(不包括checksum自己)的和取反 + 1。字幕显示及播出效果如图6所示。图6 节目预告导视功能、字幕显示及播出效果图2.6 播控软件之“素材查询”功能播控软件中加入自定义迁移和迁移状态实时监测模块，对正在迁移的素材进行实时监看及状态查询。在“在线编辑”状态下，如果要查询某档素材，过去必须逐字输入素材名，比较麻烦。而新系统只需要选中该素材条目，并按右上角“查询”按钮，弹出窗口就可以显示该素材信息。素材查询的实现方法如下：通过所选条目导出某档素材名称，并将该名称赋值给素材查询窗口的输入变量Material_Name。然后通过结构化查询语言SQL语句“Select * from BroadTable（播出表） where BroadTable.MName like %Material_Name%”进行模糊查询，并将查询到的结果反馈播出界面。为便于掌握已审核素材的迁移情况，设计开发了一个素材从二级缓存到视频服务器实施迁移的进程监控应用。如某一素材从EMC二级缓