陆 毅，薛达新，卢 丹

（1.江苏技术师范学院 电气信息工程学院，江苏 常州 213001；2.江苏武进广播电视台 技术中心，江苏 常州 213164）

目前很多电视台在播出系统设备的数字化改造中，大都采用了格非MagiStream视频服务器[1]构建了硬盘播出系统[2]，而在近两年的播出节目上载过程中，基于DVD盘片和网络传输的MPEG－2视频文件进行节目交换的节目量逐渐增多。由于格非播出系统[3]文件格式的特殊性，一些标准的MPEG－2文件[4]无法直接在格非播出系统中播出，需要通过视频上载方式或格非上载软件的转码上传完成。为了提高工作效率，通过对格非播出系统视音频文件和索引文件的研究，找出了格非视音频文件和索引文件的读写格式，并在此基础上开发了适合格非播出系统的MPEG－2格式节目素材转码软件，解决了格非播出上载系统存在的不足之处，实现了外来交流节目素材和播出系统之间的文件级交换。本文对格非硬盘播出系统文件格式和播出系统转码软件进行了具有针对性的介绍。

1 格非播出系统MPEG－2 ES流视频文件分析

由于格非播出系统采用的编解码芯片限制，目前非编站点输出的标准MPEG－2 ES流文件[5]如果直接调入格非播出服务器播出，会不定时地出现画面马赛克现象，而这些文件通过格非播出上载站点的转码导入，可以正常播出。通过采用UltraEdit软件对不同长度MPEG－2视频文件在转码前后的差异对比，格非硬盘播出系统MPEG－2 ES流文件与常规MPEG－2 ES流文件之间的差异主要体现在下面两个方面：

1）格非播出系统对于MPEG－2 ES视频文件的序列扩展信息（Sequence Extension）部分，其字段长度定义与常规MPEG－2 ES视频文件不一致，目前常规MPEG－2 ES流文件序列扩展信息部分长度为10 byte，格非播出系统的MPEG－2 ES流序列扩展部分长度为12 byte，扩展的2 byte以0x00H填充。

2）格非播出系统采用的MPEG－2 ES视频文件在每帧图像数据（00000100）结束，下一帧图像数据开始前，判断当前图像数据结束地址是否为8的整数倍，如果不是，在当前帧图像数据后面填充相应数量的0x00H，使得下一帧图像数据的起始地址为8的整数倍，满足图像数据起始地址的边界对齐要求。

2 格非播出系统PCM音频文件分析

同样通过UltraEdit软件对格非播出系统音频文件和常规音频文件进行比较，格非播出系统采用的音频文件编码格式为16 bit、48 kHz、双声道立体声，音频文件在文件头偏移0x10H处的内容为0x10H，表示其后的PCM音频数据格式描述表大小为16 byte。而目前常规PCM音频文件[6]的音频数据格式描述表大小为18 byte，也即文件头偏移0x10H处内容为0x12H，在音频数据格式描述表最后2 byte（位于文件头偏移0x24H和0x25H）的内容为0x00H，将目前常规的双声道PCM音频文件转换为格非播出系统能够识别的PCM音频文件，只需要将现有音频文件偏移0x10H的内容修改为0x10H，并将偏移量为0x24H和0x25H位置2 byte内容删除，最后将文件头偏移0x04H开始的文件长度信息减去2，即修改为（原先音频文件长度－2），就可以实现音频文件和格非播出系统的兼容。

3 格非播出系统索引文件分析

格非播出系统为了实现帧精确的节目播出，在技术上对MPEG－2 ES视频文件采用了索引文件的方式，以提高节目播出时搜索素材入点的速度和精度。通过对不同长度MPEG－2 ES流视频文件对应索引文件的分析，以及相同长度不同码率MPEG－2 ES流视频文件对应索引文件的分析，格非索引文件从0x40H开始为每个图像帧的索引数据，每帧图像的索引数据占用48 byte。这48 byte的索引数据具体含义如表1所示。

表1 帧图像索引数据表

从表1可得，格非索引文件偏移0x14H的4 byte值为整个MPEG－2文件总的图像帧数扣除最后一个GOP中图像帧数。

4 播出系统转码软件介绍

通过对格非播出系统视频文件、音频文件和索引文件的具体分析，找到了目前标准的MPEG－2视频文件和PCM音频文件与其的差异，因此便可按照格非播出系统对文件的要求产生相符的文件，这也正是播出系统节目素材转码软件设计方法的根本所在。本系统的转码软件功能主要包括转码素材导入、转码任务编辑、转码素材画面和声音监看监听、播出节目单内容审核等。图1是根据格非播出系统视音频文件格式和索引文件格式开发的播出系统转码软件界面。

1）转码素材导入

浏览选择需要转码的节目素材，并设置节目名称等播出信息后，这些信息将存储在转码软件本地数据库中，在后续的转码过程中可以多次使用。

2）转码任务设置及文件转码上传

该部分功能主要完成节目素材的转码功能，考虑到目前片源音量幅度的不一致性，在程序中设置了音频幅度调整功能，通过在转码前期对每挡节目进行音量的监听，并进行音量幅度的调整，在最终的转码过程中，程序根据预设的音频幅度对节目文件音频数据进行幅度调整，从而使得节目播出音量总体上能够保持一致。

在播出节目素材的上传方面，格非采用FTP方式同时向主备服务器传输节目素材，并在播出主备服务器上设置了上传站点最大数据传输速率。FTP登陆信息等数据保存在数据库系统的SqChannel表中。

转码系统在对每一档节目进行转码时，根据格非播出系统索引文件的格式，同步输出相应的索引文件。在整个文件转码完成后，通过开辟新的线程将转码获得的视频文件、音频文件和索引文件通过FTP方式[7]同时上传到主备播出服务器，素材成功上传完毕后，在播出节目数据库中添加相应的节目信息。

3）节目素材审核

已经转码上传的节目，通过调取相应的节目单，可以对节目素材进行播出前的审核。实现与格非播出系统一致的节目播出审核功能。

5 结束语

通过播出系统DVD类格式节目素材转码软件的开发，改进了原有格非播出上载系统的不足之处，不仅实现了节目素材的全程自动转码和上传，降低了人员工作强度，更提高了节目上载质量和节目播出质量。

[1]李维，许峰，丁志胜.视频服务器播出系统设计[J].电视技术，2008，32（2）：72－74.

[2]郑沈海.舟山广播电视总台在线硬盘播出系统升级改造[J].中国有线电视，2011（12）：1411－1414.

[3]苏斌，王国栋.高清网络化发展的探索与实践——浅析安庆广播电视台高清新闻制播一体网[J].现代电视技术，2011（12）：40－45.

[4]宋晓炜.MPEG－4精细可分级视频编码技术的研究[D].天津：天津大学，2004.

[5]陆毅，薛达新.一种演播室图像采集系统：中国，ZL201020630920.9[P].2011－06－15.

[6]郑见灵，谭月辉，焦桂芝，等.音频文件中信息隐藏技术研究及其实现[J].河北工业科技，2006（3）：76－81.

[7]陆毅，薛达新.一种节目素材集中上载系统：中国，ZL201020640444.9[P].2011－07－06.