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低成本新闻远程传送系统的构建
DVBCN数字电视中文网 | 2009-12-07 10:00
电视新闻的远程传输,一直是制约异地采访的瓶颈。当前大多数电视台远程传送新闻视音频信号主要利用微波、光纤、卫星等传输手段,由于采用这些传统的传输方式需事先与当地有关部门联系沟通,约定传输时间,而且线路租用成本昂贵。因此,各地电视台不断尝试采用其他方法传送电视新闻。作为一个城市电视台,汕头电视台的新闻主要来自本地,但也有一些异地采访新闻(如领导的出访、全国“两会”召开等)需要及时回传。过去我们对此类电视新闻的远程传送大多通过交通工具(如汽车、飞机等)送回电视台本部,速度慢,时效差,不能满足当今的新闻采访需求。

随着数字视频压缩技术的发展、互联网的普及,视频图像通过互联网进行远程传输的技术日趋成熟。一条电视新闻长度往往在十几秒到几分钟间,经压缩打包后,通过高效的视频压缩,可成为几MB到几十MB的电脑文件,因此通过互联网传送电视新闻有着现实意义,可满足新闻的时效性以及传送的便捷性、低成本等特点。

一 低成本电视新闻远程传送系统的技术基础

为了建立低成本电视新闻远程传送系统,必须具备下面的技术基础:

1. 简便的视频编辑系统

摄像记者所拍的素材有很多,可能有几十分钟到几个小时,而每条电视新闻一般在5分钟以内,因此我们必须对素材进行编辑。

传统的模式是采用便携对编设备,如松下的AJ-LT95MC膝上型编辑机等。但其重量也有十几公斤,而且如果要远程传送,还需配套相应的传送设备,如各种型号的图像编码传送机。其投资比较大,设备比较多。

另外一种模式是采用带非线性编辑系统的笔记本电脑,通过IEEE 1394接口上传视音频信号,并进行剪辑、压缩、传送。IEEE1394又称为FireWire(火线),最早是美国Apple电脑公司开发的计算机接口技术。目前,随着技术的发展,已经大量出现在计算机和广播电视设备中。

2. 高效的视频信号的压缩方式

视频信号是一种动态图像信号,它需要消耗巨大的带宽。由于互联网的带宽有限,因此在编辑后必须采用数字压缩技术对视频信号进行压缩打包。

目前适合网络传送的图像信号压缩技术主要有MPEG-2、H.264 、WMV9等。

(1)MPEG-2

MPEG-2 是1994年由MPEG工作组发布的视频和音频压缩国际标准。因为采用运动预测帧相关的压缩方式,针对视频压缩有很好的效果,在获得广播级数字视频质量的前提下,可以实现20:1的压缩效率,数据率可降至1 MB/s(8Mbps),一小时视频节目占用3.6 GB空间。但MPEG-2视频并没有对低比特率(小于1Mbps)进行优化。

(2)H.264

H.264是ITU-T VCEG和ISO/IEC MPEG的联合小组(JVT:Joint Video Team)于2003年3月颁布的新一代视频压缩标准,同时被收录为MPEG-4的第10部分,称为AVC(Advanced Video Coding)。和以往的视频压缩标准及技术相比,H.264不仅具有更高效的压缩性能,而且具有良好的网络适应特性。H.264标准使运动图像压缩技术上升到了一个更高的阶段,在较低带宽上提供高质量的图像传输是H.264的应用亮点。

从实际应用来看,在同等的还原图像质量的情况下,H.264要比MPEG-2节省码率。H.264能够在更低的码率条件下提供更好的视频质量,对带宽的要求比较低,而且对网络传输具有更好的支持功能。H.264支持不同网络资源下的分级编码传输,从而获得平稳的图像质量。

(3)WMV9

WMV9是微软公司开发的最新视频压缩技术,虽然它还没有正式公布成为国际标准,但许多行业已经把它采用为行业标准之一,如蓝光DVD和HD-DVD,原因就是因为它有很多方面的优势。WMV9支持VBR(改变比特率)编码方式,在同等视频质量的情况下,WMV9只有MPEG4的1/2码流,MPEG2的1/4码流,与H.264大致相同。

从以上视频压缩方式的效率比较, H.264 和WMV9标准是比较经济的电视新闻远程传送系统的压缩方式。

3. 方便的互联网接入网络

现有宽带互联网接入主要的模式有三种:

* 互联网数据专线(DDN),由电信运营商提供。此接入方式最大优点是指定的数据带宽在任意时间独享;缺点是租用费用较高。

* 有线电视宽带网络(Cable Modem),由各地有线电视网络公司提供。此接入方式价格低廉;缺点是数据传输码流不稳定。

* 非对称数字用户环线(ADSL),这是最廉价的互联网接入方式,理论值下行最多可达2Mbps,上行有512K bps。

现在采用以上接入主要体现在城市单位、家庭、星级酒店、网吧等。

由于异地采访目的地经常变化,我们不可能用专线的方式。而且经过压缩的视频文件不需要太大的带宽,我们决定采用电信公司的ADSL线路作为本地终端传输线路。在汕头台里以包月资费的方式租用一条ADSL线路,在外地采访则根据实践情况采用当地宾馆提供的各种宽带服务。

4. 快速可靠的文件传输方式

目前通过互联网传输文件常见有以下几种方式:

(1)FTP方式

FTP(文件传输协议)是最经典的文件上下载方式。采用这种方式,电视台可建立自己的网站或租用文件服务器,开通FTP上[FS:Page]传功能。新闻记者可以通过互联网,把在异地采访到的新闻素材上载到文件服务器,电视台从该服务器下载接收。这种方式需要一定的投资和网站维护费用。

(2)E-Mail方式

E-Mail(电子邮件)是利用率最高的Internet应用,但很多邮件系统对附件大小有限制,不适合传送大容量的视频文件。而且电子邮件的传送需经过多个网络服务器的转发,如果网络不够稳定,难以保证及时送达。

(3)P2P(点对点传输)传送方式

P2P全称是Peer to Peer,即点对点传输。P2P技术的特征之一就是弱化了服务器的作用,甚至取消服务器,任意两台PC互为服务器,同时又是客户机,即对等。互联网即时通讯系统譬如ICQ、MSN以及国内的即时通讯软件QQ是最流行的P2P应用。

对照以上这几种方式,我们一一做了测试,结果是采用腾讯QQ软件P2P传送方式最为方便。QQ软件在国内有几千万用户,服务器稳定,速度又快。我们通过测试,传送速度最大可达150Kbps以上,上网高峰时段基本上也有80Kbps。而且用QQ软件传送文件同时,双方还可以实时沟通。

二 低成本电视新闻远程传送系统的构成

根据以上技术论证,我们构建了一套低成本的电视新闻远程传送系统,它是以带非线性编辑系统的苹果笔记本电脑作为传送系统主体的。整个系统如图1所示。




1. 外采设备选型

由于考虑异地采访时一般只有一两个记者,没有技术人员,考虑到携带方便和维护简单,我们决定不用普通的视音频上载方式,而采用1394接口上传视音频信号到带非线性编辑系统的笔记本电脑。

汕头电视台新闻中心使用的摄像机是松下AJ-D908,已配备了1394接口,所以外采设备的选型问题主要在于笔记本非编。

通过对比各种进口和国产的笔记本非编设备,我们决定采用一台苹果笔记本电脑MacBook Pro 2.1为视频编辑、压缩编码、网络传送设备。

MacBook Pro的处理器是Intel酷睿双核CPU,标称主频2.33G MHz,具备4MB L2高速缓存,2GB内存,17英寸显示屏。在结构方面来说,由于MacBook Pro机身外壳全部采用铝合金制成,它的强度和散热性能不是那些塑料机身笔记本可以比拟的,见图2。




苹果电脑在视频非线性编辑方面,一直都是以稳定的软硬件平台、良好的多媒体性能和强劲的视频处理能力见长。由于苹果电脑MAC平台的特殊性,不容易受到电脑病毒的侵袭,保证了系统稳定。

我们还采用了苹果Final Cut Pro 5.1非线性编辑软件。它几乎支持任何视频格式,可以剪辑包括 DV、IMX、未经压缩的 SD、DVCPRO 50、HDV、XDCAM HD、DVCPRO HD和未经压缩的HD在内的媒体。它的编辑功能有很多,对于电视新闻的剪辑和压缩,只是其中最简单的部分,新闻记者上手很容易。

这样的话,电视新闻记者在异地采访只需携带两部设备,包括带IEEE 1394接口的专业摄录像一体机(如松下AJ-D908),用于拍摄图像;带非线性编辑软件和IEEE 1394接口的苹果笔记本电脑,用于编辑视频和传送文件,大大减轻了负担。

另外 ,为了兼顾编辑系统的速度和网络的易用性,我们在电脑上安装了MAC和WINDOWS XP两个操作系统,通过快捷键选择进入不同系统,见图3。

记者在MAC平台进行非线性编辑,完成后切换到WINDOWS XP操作系统,连接互联网,进行文件传输。

2. 接收设备选型

本地的接收设备包括1部连接到互联网的普通台式电脑,1个广播级的VGA视频转换器和1部数字录像机。

我们采用原有的联想办公电脑作为接收电脑,连接了ADSL宽带上网,并安装了带H.264解码器插件的视音频播放软件QuickTime player和mediaplayer,以接收和播放视频文件。

VGA视频转换器的作用是把电脑的VGA信号转换为数字视频信号,下载到录像机。我们采用广州波视出品的高质量数字视频图像转换/处理器DVI-Master-CA。它支持 1 路 DVI 数字接口和1 路 RGB-HV/VGA 15针模拟接口输入,提供两路模拟复合视频,1路模拟 YUV 视频信号输出,提供防闪烁和锁相功能,带内置帧同步机。

录像机则利用原有的松下AJ-D955数字录像机。

系统连接相当简单:办公电脑通过DVI接口与VGA视频转换器连接,VGA视频转换器输出SDI信号到录像机。

实际上,接收回来视频文件,通过转码,也可以用文件形式直接进入台内的新闻非编网络系统编辑,这样可省却VGA视频转换器和录像机。但考虑到非编网络的安全和防病毒问题,我们一般不采用这种方法。

三 新闻远程传送系统的工作流程

汕头电视台新闻远程传送系统具体工作流程如图4所示。

1. 上载、编辑

异地采访的新闻记者把拍摄回来的图像素材通过摄像机的1394接口上传到苹果imac笔记本电脑,在MAC操作系统中用Final Cut Pro 5.1非线性编辑软件进行编辑。

2. 压缩打包

通过非编软件编辑处理的文件必须经过压缩编码处理才适合网络传送。我们采用苹果电脑自带的H.264编码器进行压缩。
[FS:Page]
在实际应用中,兼顾画面质量和传输速度,我们一般采用700bps到1500bps的压缩码率,每分钟的电视新闻图像经压缩输出后的mov文件约为16M到23M,如果采用较好质量选项,每分钟的电视新闻图像经压缩输出后的mov文件约为28M到32M,

3. 传送、下载

目前大多数宾馆酒店客房或商务中心都有宽带接入服务,至少也有网吧。外采记者在异地通过QQ软件与台里联系,传输文件到电视台的接收电脑。本地人员用播放软件通过VGA视频转换器下载到录像机。同时,文字稿也可同时通过QQ软件传送。

另外,为了保证传输安全,我们还在汕头台网站建立FTP服务器,作为备份传输通道。

四 汕头电视台新闻远程传送系统的特点

这套低成本的新闻远程传送系统具有以下特点:

* 传送成本低。可以通过公用的因特网网络(酒店、网吧)进行新闻传送。由于网络传送不受时间、地域的限制,只要具备连接Internet网络的条件即可传输新闻报道素材,具备联系简便、传送成本低的优点,不需支付昂贵光纤、卫星线路租借费。

* 设备成本低。图像采集支持1394输入,不需图像采集卡;不需专用的发送、接收设备,具有更低的使用成本;采编人员只需多带一部笔记本电脑,携带方便。 

* 人员成本低。使用操作简便,容易上手,几乎不需维护,外采新闻不需技术人员随行维护。

* 非线性编辑质量高。图像可达到广播级标准,适合符合电视播出的质量要求。

* 使用灵活性高。利用H.264编码的优点,针对不同性质、时效性的新闻,在不同的网络资源,还可采用不同的压缩码率,在网络资源、图像质量之间求得最佳平衡,解决了外采素材的及时回传问题。

该系统在汕头市广播电视台启用后,已多次成功从广州、北京、港澳、泰国、马来西亚、越南、澳大利亚等地及时回传电视新闻,至今系统运行稳定,解决了长期困扰我们异地电视新闻采访节目回传的问题,大大提高新闻的时效性并且降低了节目制作成本。

五 结论

综上所述,对于大多数中小城市电视台,采用以笔记本非编为主要设备通过互联网传送异地电视采访新闻是一种比较经济的方法,相信会给新闻采访带来许多帮助。这种传送方法虽然不能取代光纤、卫星等传送手段,但也是远程新闻回传的重要手段之一。
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