張 浩

山東廣播電視臺(tái) 山東省 濟(jì)南市 250000

山東廣播電視臺(tái)短視頻直播基地暨體育新聞演播室位于臺(tái)大樓28層，使用面積約150平方米左右，主要包括短視頻直播區(qū)域、體育新聞演播區(qū)（虛擬視頻直播區(qū)）以及導(dǎo)控室、機(jī)房等。其中，短視頻直播區(qū)域集網(wǎng)紅現(xiàn)場(chǎng)直播、貨源展示、實(shí)體銷售、技能培訓(xùn)為一體，為實(shí)景訪談景區(qū)；虛擬視頻直播區(qū)為坐播區(qū)，利用虛擬摳像技術(shù)制作視頻，獲得令人滿意的錄制效果。視音頻系統(tǒng)統(tǒng)一由山東廣電信通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)有限公司設(shè)計(jì)并實(shí)施。

1 設(shè)計(jì)原則

1.1 功能完備性原則

該演播室音頻部分具備高清電視節(jié)目的音頻直播及錄制能力，能夠承攬短視頻基地的音頻錄制及體育新聞或小型節(jié)目（如棋牌類節(jié)目）的音頻直播。

1.2 運(yùn)行可靠性原則

系統(tǒng)必須穩(wěn)定可靠，具備完備的應(yīng)急方案，滿足《廣播電視安全播出管理規(guī)定——電視中心實(shí)施細(xì)則》對(duì)于廣播級(jí)音頻設(shè)備、主備調(diào)音臺(tái)的使用及關(guān)鍵設(shè)備中雙電源的配置等要求。

設(shè)計(jì)時(shí)須充分考慮可能的故障點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施，除調(diào)音臺(tái)采用主備熱備份設(shè)計(jì)外，還需考慮音頻系統(tǒng)的關(guān)鍵通路、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、關(guān)鍵設(shè)備的備份方式。

1.3 經(jīng)濟(jì)性原則

盡可能選用高性價(jià)比設(shè)備，充分挖掘設(shè)備潛力，自行設(shè)計(jì)圖紙并施工實(shí)施。

1.4 前瞻性原則

設(shè)備選型及系統(tǒng)架構(gòu)應(yīng)在滿足當(dāng)前需求的基礎(chǔ)上，適當(dāng)考慮前瞻性需求，以滿足未來(lái)可能的擴(kuò)展需求。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)采用雅馬哈TF3與TF1兩臺(tái)調(diào)音臺(tái)主備路設(shè)計(jì)方案，為了確保直播的安全穩(wěn)定，28層演播室的音頻系統(tǒng)將傳統(tǒng)的基帶網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與AoIP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)傳輸互為主備的雙保險(xiǎn)。28層演播室音頻系統(tǒng)主路采用基帶信號(hào)，備路采用雅馬哈的Dante網(wǎng)絡(luò)機(jī)架Tio1608-D將基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為Dante網(wǎng)絡(luò)IP信號(hào)，AoIP架構(gòu)技術(shù)方案可以大大減少物理布線，降低調(diào)音臺(tái)的規(guī)模需求及系統(tǒng)復(fù)雜程度，系統(tǒng)配置更加靈活方便。直播演播室以傳統(tǒng)基帶為主，AoIP為輔，保障安全的同時(shí)增加了系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性。

圖1 音頻系統(tǒng)架構(gòu)圖

輸入話筒信號(hào)源按直播應(yīng)急備份的要求，經(jīng)無(wú)源話筒分配器后分別輸入到主備調(diào)音臺(tái)（備路信號(hào)經(jīng)話筒分配器分配后進(jìn)入Tio1608-D，隨后進(jìn)入備路調(diào)音臺(tái)），主、備調(diào)音臺(tái)分別輸出信號(hào)經(jīng)音頻分配器及音頻二選一切換器后由視頻主、備加嵌器進(jìn)行加嵌，嵌入音頻的SDI信號(hào)進(jìn)入錄像機(jī)或傳輸至播控中心。通過(guò)Tio1608-D的使用，主備調(diào)音臺(tái)均可完成全部輸入信號(hào)的混音。為了方便管理信號(hào)、調(diào)用信號(hào)路由及排障應(yīng)急，音頻系統(tǒng)所有的輸入輸出環(huán)節(jié)的關(guān)鍵音頻基帶信號(hào)均通過(guò)跳線路由，調(diào)音臺(tái)輸入的所有音頻基帶信號(hào)源都由音頻跳線板統(tǒng)一接入。

3 輸入輸出通路

3.1 演播室及短視頻區(qū)話筒信號(hào)

為提升拾音效果，在虛擬視頻區(qū)配有2支有線話筒及2支無(wú)線紐扣話筒，有線話筒為主持人拾音，無(wú)線話筒作為熱備份，有線話筒型號(hào)為SCHOEPS的MK4g/CMC6Ug，無(wú)線領(lǐng)夾麥克風(fēng)型號(hào)為森海塞爾的MKE 2-4 GOLD-C，發(fā)射機(jī)型號(hào)為森海塞爾SK5212；在短視頻區(qū)配有索尼D21無(wú)線領(lǐng)夾式話筒，考慮到個(gè)別情況下吊裝拾音的需求，在短視頻區(qū)天花頂上，放置兩組吊裝拾音器。主要的話筒信號(hào)通過(guò)無(wú)源話分進(jìn)行信號(hào)分配，主路信號(hào)送入主調(diào)音臺(tái)，備路信號(hào)經(jīng)由Tio1608-D轉(zhuǎn)換后通過(guò)6類網(wǎng)線傳輸進(jìn)入備調(diào)音臺(tái)。

3.2 導(dǎo)控室線路信號(hào)

導(dǎo)控室內(nèi)的輸入信號(hào)有JKAudiInnkeeper2電話?cǎi)詈掀鳌?路GV T2硬盤錄像機(jī)、2路松下AJ-2500錄 像 機(jī)、3路360播 放器、2路固態(tài)延時(shí)器等模擬信號(hào)通道，從衛(wèi)星傳回主控的3路外來(lái)信號(hào)以及2路TVU信號(hào)（經(jīng)幀同步器解嵌出模擬信號(hào)），以上信號(hào)通過(guò)無(wú)源音分或無(wú)源線分送入主備音頻系統(tǒng)。

3.3 輸出信號(hào)

PGM播出信號(hào)是系統(tǒng)最重要的輸出信號(hào)。主調(diào)音臺(tái)的兩路PGM音頻信號(hào)和備份調(diào)音臺(tái)的兩路PGM音頻信號(hào)通過(guò)雙“二選一”切換開(kāi)關(guān)，再經(jīng)過(guò)音頻分配器分配給PGM加嵌器、CLEAN加 嵌 器、Wohler及 導(dǎo) 控室監(jiān)聽(tīng)音箱使用。此外，考慮通話系統(tǒng)的需求，還需設(shè)計(jì)由主調(diào)音臺(tái)輸出至通話系統(tǒng)的PGM返送信號(hào)通路。

3.4 擴(kuò)聲

由調(diào)音臺(tái)的輔助母線（AUX）輸出信號(hào)至功放，功放信號(hào)由機(jī)房輸出至演播室接口箱，演播室接口箱將信號(hào)輸出至演播室返聽(tīng)音箱，通過(guò)調(diào)整調(diào)音臺(tái)AUX母線的輸出電平確定音箱的音量大小。

3.5 監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)

主備調(diào)音臺(tái)音頻信號(hào)通過(guò)“二選一”后輸出至音分，音分輸出一路音頻信號(hào)至Luckysound音量控制器，由音量控制器調(diào)整至監(jiān)聽(tīng)音箱的音量。同時(shí)，音分輸出一路信號(hào)至跳線盤上方的WHOLER AMP1-S8，WHOLER AMP1-S8可通過(guò)跳線監(jiān)聽(tīng)跳線盤上的所有信號(hào)，也可選擇監(jiān)聽(tīng)SDI PGM信號(hào)或其他由矩陣切換而來(lái)的視頻信號(hào)。監(jiān)聽(tīng)耳機(jī)可監(jiān)聽(tīng)所有節(jié)點(diǎn)、母線、推前信號(hào)以及VTR或WHOLER的音頻信號(hào)。

3.6 通話信號(hào)

主調(diào)音臺(tái)輸出PGM音頻信號(hào)至Clearcom通話系統(tǒng)，在通話系統(tǒng)中為佩戴PRC-2腰包的主持人、嘉賓提供IFB信號(hào)。

3.7 多軌錄音

為滿足短視頻制作和音頻信號(hào)后期精編的要求，音頻信號(hào)采取分軌錄制的方式，現(xiàn)場(chǎng)話筒拾取的節(jié)目聲、觀眾的掌聲及現(xiàn)場(chǎng)的音樂(lè)音效聲被設(shè)置為由調(diào)音臺(tái)的AUX接口輸出，通過(guò)音頻跳線輸出至音頻工作站，隨后對(duì)分軌信號(hào)進(jìn)行記錄和效果處理。

3.8 音頻同步

主備調(diào)音臺(tái)使用TEK同步機(jī)輸出的Wordclock信號(hào)作為同步信號(hào)。

4 主要設(shè)備選型原則

4.1 調(diào)音臺(tái)

根據(jù)演播室的總體規(guī)劃對(duì)音頻系統(tǒng)技術(shù)及操作的要求，我們選用雅馬哈TF3及TF1調(diào)音臺(tái)作為主備調(diào)音臺(tái)。

圖2 TF2調(diào)音臺(tái)外觀

（1）主備調(diào)音臺(tái)均采用相同品牌同系列數(shù)字調(diào)音臺(tái)。主備調(diào)音臺(tái)類型一致，有助于主備調(diào)音臺(tái)互為備份并對(duì)比排除故障。

（2）作為中低價(jià)位調(diào)音臺(tái)，TF系列調(diào)音臺(tái)界面中加入了觸屏控制，僅需通過(guò)觸控面板能完成大部分操作，而觸屏附近的物理控制鍵則進(jìn)一步提高了操作的可觀性和精確度。

（3）配置場(chǎng)景記憶功能，可以在需要時(shí)直接調(diào)出已儲(chǔ)存的場(chǎng)景設(shè)置，可根據(jù)節(jié)目需求存儲(chǔ)多個(gè)快照，并可以使用U盤備份設(shè)置，從而提高了直播的安全系數(shù)。此外，在TF系列中配備了一系列知名品牌麥克風(fēng)的預(yù)設(shè)通道，預(yù)設(shè)通道包括了話筒增益、EQ、動(dòng)態(tài)處理等參數(shù)以及通道名稱和顏色等，可以大大減少在基本設(shè)置上所花費(fèi)的時(shí)間。

（4）操作性和便捷性良好，推子、旋鈕、按鈕與顯示技術(shù)結(jié)合，通道名稱和顏色也能一目了然地展現(xiàn)在顯示屏上，觸控屏本身也與視覺(jué)反饋和快速響應(yīng)進(jìn)行了良好的結(jié)合。

（5）在網(wǎng)絡(luò)連接方面，與TF系列調(diào)音臺(tái)兼容的舞臺(tái)接口箱Tio1608-D采用了Dante網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)精確同步、低延遲、低抖動(dòng)和高采樣精度等，同時(shí)也解決了TF1調(diào)音臺(tái)信號(hào)物理輸入路數(shù)不夠（NY64-D卡可以使調(diào)音臺(tái)接口數(shù)增加到40輸入24輸出）以及傳統(tǒng)卡農(nóng)線連接復(fù)雜等問(wèn)題，大大增加了備份系統(tǒng)的信號(hào)輸入能力。

4.2 多格式轉(zhuǎn)換器

多格式轉(zhuǎn)換器SV2000具有以下功能：獨(dú)立的雙通道變換；自適應(yīng)標(biāo)清/高清/3G格式交叉變換、加嵌、解嵌和幀同步；靈活的視頻和音頻I/O配置；每個(gè)視頻通道的16通道嵌入式音頻處理；四個(gè)平衡AES輸入和輸出；八個(gè)模擬音頻輸入；八個(gè)模擬音頻輸出；十六個(gè)嵌入音頻輸入和輸出功能。

圖3 SV2000音頻處理流程圖

圖4 TIO1608機(jī)架系統(tǒng)連接示意圖

因此，SV2000可以靈活地應(yīng)用在調(diào)音臺(tái)輸入前或輸出后，實(shí)現(xiàn)A/D、D/A、加嵌、解嵌及聲道變換功能。

5 設(shè)計(jì)及施工要點(diǎn)

5.1 DANTE協(xié)議及其在施工中的應(yīng)用

Dante技術(shù) 為工 作 在OSI開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)通信參考模型第三層的協(xié)議，該協(xié)議支持最大1024個(gè) 通道、最高 采樣 率192KHz的高質(zhì)量音頻信號(hào)的發(fā)送和接收（在單一鏈路的千兆以太網(wǎng)線上）；支持IEEE1588精密時(shí)鐘協(xié)議，支持即插即用和自配置特性，同時(shí)也可以控制、監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作狀態(tài)，具備網(wǎng)絡(luò)故障自愈恢復(fù)等功能。

NY64-D是一個(gè)TF系列機(jī)型的DANTE擴(kuò)展卡，具有16個(gè)模擬輸入通道以及8個(gè)模擬輸出通道。只需將NY64-D卡安裝到TF系列調(diào)音臺(tái)，然后使用QuickConfig創(chuàng)建最多使用三個(gè)Tio1608-D機(jī)架的系統(tǒng)，就可以使接口數(shù)增加到40輸入24輸出。在Tio1608-D機(jī)架上執(zhí)行QUICKCONFIG模式后，在確認(rèn)TF調(diào)音臺(tái)和Tio機(jī)架的QUICKCONFIG模 式 已 打 開(kāi) 后，為Tio1608-D機(jī)架設(shè)置簡(jiǎn)單的UNITID（單元ID），即可為調(diào)音臺(tái)與機(jī)架建立連接。

5.2 聲畫同步及延時(shí)補(bǔ)償技術(shù)

在演播室系統(tǒng)中，視頻和音頻信號(hào)是分開(kāi)處理的。視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)的是解嵌器、幀同步器、視分、切換臺(tái)、矩陣、鍵控器及二選一切換器等；音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)音分（話分）、調(diào)音臺(tái)、二選一切換器等設(shè)備；高帶寬的數(shù)字視頻信號(hào)需要的處理時(shí)間較長(zhǎng)，而帶寬低得多的音頻信號(hào)只需很少的處理時(shí)間，視音頻信號(hào)因此會(huì)產(chǎn)生延時(shí)差。我國(guó)廣播電視行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GY/T243-2010《標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視數(shù)字視頻通道技術(shù)要求和測(cè)量方法》中規(guī)定音頻相對(duì)于視頻的延時(shí)在+20至-60ms以內(nèi)（以視頻為基準(zhǔn)，音頻超前為正，滯后為負(fù)），這就要求我們?cè)谙到y(tǒng)驗(yàn)收階段需要進(jìn)行音視頻相對(duì)延時(shí)測(cè)試，然后進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

具體測(cè)試步驟如下：如圖5所示連接系統(tǒng)，進(jìn)入TG700設(shè)置菜單，選擇信號(hào)發(fā)生模塊（HDVG7），設(shè) 置“AVTiming”選項(xiàng)為“On”，隨后將“AUDIO”項(xiàng)中的“GROUP1”設(shè)置為“ENABLE”。然后在帶AVD選件的WFM7120示波器的菜單“Meas”項(xiàng) 下 的 設(shè) 置 改 為“AVDelay”，得出視音頻延時(shí)結(jié)果。

圖5 音頻解嵌加嵌處理流程

如音頻相對(duì)視頻延時(shí)較大，可采用如下方法調(diào)整：一是利用TF系列調(diào)音臺(tái)自帶的通道延時(shí)功能對(duì)輸入輸出通道進(jìn)行延時(shí)處理，延時(shí)量可在操作臺(tái)菜單中進(jìn)行設(shè)定；二是通過(guò)調(diào)整視頻加嵌器的延時(shí)量進(jìn)行延時(shí)；三是利用音頻延時(shí)器對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行延時(shí)。為了提高系統(tǒng)的安全性和靈活性，同時(shí)提高設(shè)備的使用效率，我們?cè)谝曨l加嵌器菜單中對(duì)嵌入音頻信號(hào)的延時(shí)量進(jìn)行了調(diào)整，保證了最終節(jié)目信號(hào)的聲音與畫面信號(hào)的統(tǒng)一。

該演播室自2021年啟用以來(lái)承擔(dān)了臺(tái)內(nèi)多個(gè)短視頻節(jié)目、體育節(jié)目的錄制及體育新聞的直播工作，如《天天耍大牌》《體育新聞》《巔峰賽事》《侃球時(shí)間》等節(jié)目的制作播出，音頻系統(tǒng)性能穩(wěn)定，音頻制作指標(biāo)符合播出標(biāo)準(zhǔn)，受到了節(jié)目部門的一致好評(píng)。