张玲玲，徐桂忠

（1.山东省胶州市广播电视台，山东 胶州 266300；2.中国传媒大学，北京 100024）

声像管理系统
——播出系统设计方案详解

张玲玲1，徐桂忠2

（1.山东省胶州市广播电视台，山东 胶州 266300；2.中国传媒大学，北京 100024）

随着各行业信息化建设进程的加快，多媒体资源的数字化管理工作被越来越多的单位所重视，为了解决行业用户大量多媒体资料数字化保存、检索和共享发布所面临的问题，提出了声像管理系统。结合某单位在声像管理系统方面的应用实践，详细分析了声像管理系统中播出环节的系统设计、网络架构、业务功能。该媒资系统的实践给媒资系统构建方法，甚至业务的拓展以及异构系统间的互通提供了很好的应用经验。

声像媒资管理；播出系统；MRM

随着各行业信息化建设进程的加快，多媒体资源的数字化管理工作被越来越多的单位所重视。当前，各教育机构、党政机关、档案馆、图书馆、音像出版单位等媒体信息中心或声像中心，经过多年的发展都积攒了大量极具历史意义和科研价值的多媒体声像资料，然而大多数机关单位对这些宝贵资料的保存手段却仍然以录像带、光盘等传统存储介质为主，显然这种保管方式为声像资料的管理和使用带来了诸多困难，已经远不能满足快速发展的信息化建设要求。

为了解决行业用户大量多媒体资料数字化保存、检索和共享发布所面临的问题，提出了声像管理系统。声像管理系统是传统媒资管理系统拓展形成的解决方案，它提供针对多媒体资源的数字化采集、远程传输、存储管理、在线发布等一系列应用服务，轻松满足用户对各种多媒体资源的精细管理与即时发布需求，从而进一步完善信息化建设工作。

本文结合某单位实施的声像系统建设，简单介绍声像管理系统的架构，详细分析播出环节的系统设计、网络架构、业务功能及系统建设过程中所出现的一些问题及相应的改进措施[1-3]。

1 声像管理系统总体架构

架构根据用户方技术发展规划，按照安全稳定性原则、先进性原则和实用性原则设计，考虑技术的前瞻性、可扩展性、高兼容性和高性能，提出了如下设计方案，其拓扑结构如图1所示。

图1 声像管理系统架构图

该系统主要由收录、制作、存储分系统、播出分系统组成。

收录部分由收录服务器、视音频编码器、控制/编单工作站等设备组成，实现对20路TS流文件的UDP收录，并将收录的素材存入存储部分。

制作部分由高标清非编工作站、配音工作站等设备组成，实现对采集的声像信息、文字、图片等数据的非线性编辑。

存储部分由在线盘阵、磁带库、应用服务器、编目检索工作站等设备组成，实现声像资料的保存，提供声像资料上下载、资料编目、检索查询、迁移等功能。

播出部分由视频服务器、播出二级存储、应用服务器、工作站（上载审片、播控、监控）等组成，实现2个标清频道的播出。

本文的工作重心是对播出部分的架构及相关技术做介绍，具体如下。

2 播出平台系统架构、业务功能及关键部件的详细设计

2.1 播出平台系统架构

按照规划，本次项目建设要能够承担2个标清频道，通过新建的存储子系统与其他系统进行互联互通，并与原先的播出系统进行一定程度上的线路信号融合。从系统建设的整体架构上分析，主要包含以下几个子系统：播出备播库（二级缓存），内容的存储管理、调度与传输网络，播出网络系统，播出控制系统，播出网络软件系统，控制与网络系统监控部分。除这些应用系统之外，还包含网络互连及相关的硬件支撑系统，结构如图2所示。

图2 播出系统总体架构图

2.2 播出平台业务功能

根据要求播出分系统能够实现2个频道的播出，其中具体的功能如下：

1）节目上载、审片功能：可通过对总控矩阵的调度，将播出节目直接上载至播出服务器，并具备手动审片功能。

2）节目单编辑功能：通过节目单编辑软件，针对每个不同频道，设定播出串联单的模板，每天（每周）导入模板，做简单调整生成播出节目单。

3）迁移功能：通过同步迁移软件发布并迁移节目素材。

4）自动技审功能：对导入二级存储的节目素材进行自动的技术审核，对素材的视频和音频技术内容以及素材的编码封装格式进行自动审核，对于没有通过技审的素材进入人工审看环节。

5）人工审看功能：对未通过自动技审的节目素材进行人工审看，对技审内容进行补充，审片包括批量审片和快速审片。

6）素材管理功能：对硬盘素材进行同步、迁移、回迁、删除等操作，并且可以对素材进行查询、管理等。

7）自动播出功能：通过播出软件对不同源的节目进行定时播出、顺序播出、定时插播、顺序插播、手动触发等多种播出方式，支持帧精度切换。同时具有主备自动倒换、设备控制、日志记录等功能。

8）播出统计、查询功能：对播出情况、完整的播出数据进行统计和分析，记录日志方便系统工程师进行系统维护。

以下针对主要的子系统设计作详细地介绍。

3 关键部件详细设计

播出平台关键部件主要包括：视频服务器设计、二级存储部分设计、播出控制系统设计。

3.1 视频服务器部分设计

播出视频服务器全部采用单机架构、本地存储模式设计。在每个频道内部，视频服务器的备份采用1+1备份方式。

3.1.1 播出视频服务器通道设计

本方案中配置了主备2台OMNEON-Mediadeck-7000视 频服务器设备。每台服务器插入2块板卡，1块编解码板卡和1块解码板卡，编解码板卡可以完成2个编解码通道，支持MPEG-2格式视频的录制和播放，解码板卡可以完成2个解码通道，支持MPEG-2格式视频的播放。

每台视频服务器的通道如图3所示，1个编解码通道负责节目上载，1个解码通道负责解码审看，2个播出通道负责2个频道的节目播出。主备视频服务器物理上完全独立，采用模块插入，板卡和电源均采用热插拔，主备视频服务器的通道设置以及功能完全一致，保证了播出系统的安全性。其中审片通道输出到监看大屏进行观看。

图3 视频服务器设计图

3.1.2 视频服务器业务量计算

标清素材最高码率12 Mbit/s，音频按照2声道音频计算；相应音频容量：如果音频全按24 bit量化，48 kHz采样计算，则有

3.1.3 视频服务器存储容量

2台主备视频服务器，负责CH1和CH2的主备播出以及上载审片。通过下面计算，满足需求。

本次配置的服务器每台的有效容量为6 Tbyte，按照2个频道每天24 h新增节目量考虑，计算服务器可存储的天数。

两个频道的每天的播出量为

服务器可存储天为

3.1.4 视频服务器带宽

每台OMNEON MediaDeck 7000 FTP的带宽为100 Mbyte/s，一般从二级存储到播出视频服务器以5倍速传输。

单台OMNEON MediaDeck 7000完全满足5倍速二级存储到播出视频服务器的峰值带宽。

3.2 二级存储部分设计

存储体架构设计如图4所示。

图4 存储架构设计图

二级存储是备播的核心设备，上载采集工作站将素材根据策略迁移到二级存储体。备播缓存区中只有符合迁移策略，且通过MD5校验、技审及人工复审的节目文件才能够进入备播缓存区，因此备播缓存区定位为合格的待播节目存储区。二级存储体设计为完全备份方式，关键环节均为备份。

在硬盘播出系统中设置二级缓存是为了扩展播出服务器的存储容量，以及实现播出分系统与全系统之间文件交换的中转存储。

1）存储容量

播出二级缓存的有效存储容量约为20 Tbyte物理容量，本次系统配置20 Tbyte的有效物理容量。按照每天24 h新增节目量考虑，二级存储可存储的节目素材天数计算如下

2）读写峰值带宽

播出网存储体的有效带宽约为150 Mbyte/s，完全可以满足实际的使用需求。

3）存储并发峰值带宽计算

并发峰值带宽：2个标清频道，同时以5倍速往二级备播写素材。考虑到外网备播和播出内上载并发的情况，上载系统至备播的峰值带宽等于外系统备播峰值带宽。

4）标清文件自动技审读带宽

5）人工复检

2台人工复检工作站带宽为

6）视频服务器读共用存储体

带宽=码率×每台服务器播出频道数×服务器数×倍速。

标清文件读并写入主备播出服务器带宽为

根据上面计算，并发混合峰值读写总带宽为

此次存储体配置有效带宽150 Mbyte，满足实际系统需求。

3.3 播出控制部分设计

播出控制部分设计主要围绕文件播出开始至结束的阶段进行设计。该部分设计以节目单为总线，围绕节目单的编辑、修改、更新，播控工作站的控制播出，应急上载审片及头尾检测的处理，机动备份播出系统的跟随播出与控制，以及授时与守时的具体实现方式展开，具体如图5所示。

图5 播出控制系统设计图

主要特点：

1）控制2个频道的播出，播出控制工作站互为主备，播控工作站1为CH1的主控制工作站和CH2的备控制工作站，播控工作站2为CH1的备控制工作站和CH2的主控制工作站。

2）当主机出现故障时，备机通过心跳线检测自动倒换，接管所有播出的控制权，且软件界面上有备机接管的提示语。

3）采用422控制方式对主要播出设备进行控制，安全稳定。

4）每个频道配置一台RS-422倒换器，对控制信号进行选择控制。

5）每个频道受控设备主要有视频服务器的主备播出通道、主备播出切换器以及键控器。

3.4 系统监控部分设计

系统监控是确保播出系统安全播出的重要辅助手段，是整个系统的重要组成部分，监控系统将对播出系统内各个环节的设备、信号、业务流程、软件运行状况等监控与监测。

播出监控系统的监控对象主要包括：网络设备、播出备播库存储系统的检测和报警，系统数据库服务器的监测报警。

本次播出监控系统具有如下功能：

1）可实时监测数据库服务状态，对播出控制系统工作站、服务器和应用服务监测和报警。

2）对应用服务器、FTP迁移服务器等其他网络服务的监测和报警。

3）实时监测系统内素材管理工作站、素材迁移进程状态。

4）可实时对在线播出设备和播出程序监控。

5）监控系统具有完善的监控状态日志管理，能够实时记录整个系统运行过程中的设备状态，监控日志方便查询，并且在发现问题时能够根据出现故障的情况，结合日志给出智能性的判断。通过详细的故障日志信息，可帮助相关人员对复杂故障问题进行事后分析、排查。

6）播出监控系统可适配播出分系统信号全程监控系统的要求，提供各种监测结果。

本次播出监控系统具有如下特性：

1）监控对象广泛，除了支持传统视音频设备的监控，还支持播出软件监控、数据库软件监控，以及业务流程的监控。

2）监控配置灵活，支持监控节点和监控内容的设置，同时支持对AV设备相关参数的配置接口。

3）信息展现方式直观多样，支持多种显示方式，包括设备布局图、机柜图、流程图等。

4）支持报警策略配置，支持故障影响范围的确定及进一步逻辑分析能力，提供智能应急提示。

5）多种报警通知机制，支持声光图文即时报警、游动字幕提示等多种方式。

6）监控信息支持分级权限管理。

监控的目的是监测播出系统各个环节的运行情况，判断系统整体工作状态正常与否；当出现设备或信号故障时，可对故障位置、原因快速定位，并通过与故障内容相关的声光图文即时报警，从而帮助值班人员快速应急、正确处理，提高系统应急的效率。

4 小结

随着各行业信息化建设进程加快，多媒体资源的数字化管理工作被越来越多的单位所重视，为了解决行业用户大量多媒体资料数字化保存、检索和共享发布所面临的问题，提出了声像管理系统。本文结合某单位在声像管理系统方面的应用实践，详细分析了声像管理系统中播出环节的系统设计、网络架构、业务功能。媒资系统技术构架方法以及架构本身是否合理关系到媒资功能应用是否能满足实际业务需求，是否能适应不断变化的业务发展需要。该媒资系统的实践给媒资系统构建方法，甚至业务的拓展以及异构系统间的互通提供了很好的应用经验。

[1] 吴俊华.媒资管理系统的设计与分析[J].电脑知识与技术：学术交流，2010，6（8）：6319-6320.

[2] 刘朵.电视台媒体资产管理系统的整体介绍[J].河南科技，2006（6）：36-37.

[3]何小涛，洪玫，杨雪涛，等.媒体资产管理系统设计与实现[J].计算机工程与设计，2003，24（5）：59-61．

View of Broadcasting System for AVMRM

ZHANG Lingling1,XU Guizhong2
（1.Jiaozhou City TV Station of Shandong Province,Shandong Jiaozhou 266300,China；2.Communication University of China,Beijing 100024,China）

Following the forward step of the information system,more and more group focus on the management of the media resources.For resolving the problem existed in the store,retrieval and share of the media resource,the AVMRM is introduced.According to the practices of some institution,the system design for all the node in BROADCASTING system, net framework and all the role’s function are mainly introduced.It provides some nice conditions to update the function of the system later.

audio-visual medium resource management;broadcasting system;MRM

TN931.2

B

张玲玲（1985—），女，山东省胶州市广播电视台时政新闻部记者；

�� 京

2014-03-17

【本文献信息】张玲玲，徐桂忠.声像管理系统——播出系统设计方案详解[J].电视技术，2014，38（18）.

徐桂忠（1983—），博士生，主研立体视频资源检索、视频质量评价、视频编解码传输等。