隨著數(shù)字技術(shù)日新月異的發(fā)展 ，廣播電視領(lǐng)域正面臨著一場(chǎng)新的革命。從電視節(jié)目編播、節(jié)目制作、節(jié)目存儲(chǔ)、信號(hào)傳送、信號(hào)接收都在向數(shù)字化方向高速發(fā)展。廣播電視業(yè)由模擬向數(shù)字化的全面過(guò)渡轉(zhuǎn)換已勢(shì)在必行，數(shù)字演播室系統(tǒng)由此應(yīng)運(yùn)而生。
 

6.2.1　數(shù)字演播室的基本結(jié)構(gòu)
　　數(shù)字演播室（如圖6－4所示）意即演播室系統(tǒng)設(shè)備在技術(shù)上都是數(shù)字化了的電視節(jié)目

 

制作設(shè)備。與傳統(tǒng)演播室相比較，數(shù)字演播室有許多優(yōu)點(diǎn)：省略了大面積的演播廳；省略了大功率的照明設(shè)備；縮小了導(dǎo)控空間；節(jié)省了投資資金等。
　　數(shù)字演播室系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)有兩種：一種是傳統(tǒng)模擬系統(tǒng)的線性結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的設(shè)備換為數(shù)字設(shè)備；另一種是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，采用以寬帶視頻服務(wù)器為中心的分布式結(jié)構(gòu)。雖然目前以FC網(wǎng)、以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已可以實(shí)現(xiàn)局部范圍內(nèi)的某些功能，但要建立一個(gè)全部基于多媒體的數(shù)字電視系統(tǒng)，技術(shù)上仍要提高。所以，數(shù)字演播室系統(tǒng)大多仍采用線性結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的某些局部可以使用多媒體網(wǎng)絡(luò)。

　　數(shù)字演播室的設(shè)計(jì)要確保系統(tǒng)的技術(shù)先進(jìn)性和高可靠性，系統(tǒng)配置靈活，可兼容4：3和16：9格式，為將來(lái)的HDTV做好準(zhǔn)備；在功能上，數(shù)字演播室既要滿足對(duì)直播的要求，又可以進(jìn)行后期節(jié)目的制作，并且保證出色的圖像質(zhì)量；數(shù)字演播室系統(tǒng)應(yīng)為將來(lái)的發(fā)展留有余地，包括綜合布線、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的通道帶寬等。
 

6.2.2　數(shù)字視頻信號(hào)格式和接口標(biāo)準(zhǔn)
1 、信號(hào)格式
　　數(shù)字視頻信號(hào)格式種類繁多。目前，數(shù)字電視系統(tǒng)以串行分量數(shù)字信號(hào)格式為主流。通過(guò)串行數(shù)字接口（SDI）可用一根同軸電纜同時(shí)傳輸4:2:2數(shù)字分量視頻信號(hào)、數(shù)字音頻和時(shí)間碼。ITU---R BT601數(shù)字分量演播室標(biāo)準(zhǔn)建議和SMPTE267M分別提供了4:3和16:9兩種彩色電視信號(hào)的編碼方式、取樣頻率、取樣結(jié)構(gòu)的明確規(guī)定
標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)內(nèi)容
ITU-R 601建議 對(duì)4：3分量電視信號(hào)數(shù)字化的取樣頻率進(jìn)行了規(guī)定，亮度的取樣頻率為13.5MHz，色差信號(hào)的取樣頻率為6.75和9 MHz。
SMPTE 267M 對(duì)16：9分量電視信號(hào)數(shù)字化的取樣頻率進(jìn)行了規(guī)定，亮度的取樣頻率為13.5和18 MHz，色差信號(hào)的取樣頻率為6.75和9 MHz
EBU Tech 3261 對(duì)并行傳輸數(shù)字電視信號(hào)進(jìn)行了規(guī)定，規(guī)定要求使用11對(duì)雙絞線，通過(guò)25針“D”型接插座，按CB、Y、CR、Y、CB順序，以10b為單位并行傳送視頻數(shù)據(jù)。
EBU Tech 3267 對(duì)串行傳輸數(shù)字電視信號(hào)進(jìn)行了規(guī)定，要求使用同軸電纜，BNC接插頭，按一定的時(shí)鐘頻率順序地一位一位地傳送信號(hào)。 

　　數(shù)字演播室采用分量編碼，亮度抽樣頻率選為525/60和625/50行頻的公倍數(shù)2.25MHZ的6倍 13.5MHZ，使樣值有正交結(jié)構(gòu)，便于數(shù)字處理并使三大制式在數(shù)字域內(nèi)的電視行的亮度樣值數(shù)統(tǒng)一于720個(gè)，兩個(gè)色度樣值均為360個(gè)，即4：2：2格式，從而使同一格式數(shù)字錄像機(jī)能記錄三種不同制式的信號(hào)，并使整個(gè)數(shù)字演播室能以 4：2：2格式接在一起。正是這一標(biāo)準(zhǔn)，使各種數(shù)字演播室的數(shù)字設(shè)備能連成一系統(tǒng)，形成一個(gè) 4：2：2的數(shù)字演播室環(huán)境。

2 、數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn)
　　數(shù)字系統(tǒng)各設(shè)備間通過(guò)數(shù)字信號(hào)串行數(shù)字接口（SDI）相連接。SDI接口是按ITU---R BT601-2 數(shù)字分量演播室標(biāo)準(zhǔn)建議，為 N 制 SMPCE（ SMPCE259M ）和 PAL 制 EBU（TECH3267－E）采納的標(biāo)準(zhǔn)接口。接口接受來(lái)自并行接口經(jīng)過(guò)修正的10bit信號(hào)，傳送比特率為270mb/s，可傳送4---8路數(shù)字音頻信號(hào)。用單根BNC電纜傳送，最長(zhǎng)傳輸距離300米。
　　由于SDI接口是一種新型的、采用擾碼的NRII接口，因而被世界上眾多數(shù)字視頻生產(chǎn)廠家普遍采納。在其生產(chǎn)的視頻設(shè)備輸出均留有SDI接口，把SDI接口作為標(biāo)準(zhǔn)視頻接口。對(duì)當(dāng)今多種數(shù)據(jù)壓縮方式并存，存在不同壓縮數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，是十分重要的，它確保在4：2：2 數(shù)字演播室環(huán)境（格式）下，使各數(shù)字演播室的不同的設(shè)備連成一個(gè)系統(tǒng)。SDI 接口的使用也大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)內(nèi)部不同格式數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換，為數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了方便。

返上

6.2.3　數(shù)字演播室設(shè)備
1 、視頻部分
　　眾所周知，在演播室的模擬系統(tǒng)中，主要包括攝像機(jī)、切換臺(tái)、錄像機(jī)、信號(hào)分配及監(jiān)視設(shè)備、調(diào)音臺(tái)、調(diào)光臺(tái)幾大部分。在數(shù)字視頻系統(tǒng)中，系統(tǒng)構(gòu)成的形式?jīng)]有變化，只是基本設(shè)備內(nèi)部及系統(tǒng)內(nèi)部信號(hào)是數(shù)字的而已（圖6－5）。下面介紹幾種主要設(shè)備在選

圖6－5　數(shù)字演播室的視頻系統(tǒng)示意圖

型問(wèn)題上的考慮。

(1) 數(shù)字切換臺(tái)
　　數(shù)字切換臺(tái)（圖6－6）是演播室的核心設(shè)備，切換臺(tái)的數(shù)字化是演播室數(shù)字化的關(guān)鍵所在。目前，數(shù)字切換臺(tái)無(wú)論在外觀、操作還是內(nèi)部框架結(jié)構(gòu)上，均與傳統(tǒng)的模擬切換臺(tái)相似，不同之處在于：切換臺(tái)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了多功能操作和聯(lián)網(wǎng)操作。其輸入的 SDI接口不再與控制面板按鈕一一對(duì)應(yīng)，而是由菜單設(shè)置其對(duì)應(yīng)關(guān)系；輸入的視頻信號(hào)與鍵信號(hào)也不再區(qū)分，可接入任一路 SDI輸入口。數(shù)字切換臺(tái)具有強(qiáng)大的設(shè)置菜單，可對(duì)制式、格式、寬高比、各種鍵及特技等在內(nèi)的幾乎所有參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。以下是數(shù)字切換臺(tái)的選型原則：

　　1) 采用串行數(shù)字分量電視信號(hào)格式；
　　2) 保證足夠的直接切換的信號(hào)源；
　　3) 至少要有兩級(jí)M/E,一級(jí)PGM/PST；
　　4) 有兩個(gè)下游鍵（兩種字幕疊加或主、備字幕機(jī)）
　　5) 可以存儲(chǔ)某些特技效果；
　　6) 運(yùn)行可靠性高，最好有備份電源系統(tǒng)；
　　7) 各信號(hào)源之間的自動(dòng)同步；
　　8) 能進(jìn)行軟件操作，保證在面板失靈時(shí)，軟件能代替面板進(jìn)行正常的切換操作。

(2) 數(shù)字?jǐn)z像機(jī)
　　數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（圖6－7）是前期信號(hào)的采集設(shè)備，在視頻系統(tǒng)中占有很重要的位置。目前，市場(chǎng)可供選擇的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)型號(hào)很多，各大廠家高級(jí)攝像機(jī)都采用12bit模數(shù)轉(zhuǎn)換，在信號(hào)處理上采用16bit以上的數(shù)據(jù)處理，保證了更精確的伽馬、拐點(diǎn)、輪廓校正。另外，演播室攝像機(jī)所用電纜長(zhǎng)度最好不超過(guò)200m，超過(guò)時(shí)應(yīng)采用光纖，接插件要采用鍍金措施，以防止輻射。攝像機(jī)質(zhì)量直接決定演播室的節(jié)目技術(shù)質(zhì)量 ，因此，需慎重考慮性能、價(jià)格和需求。以下（表6－2）是各大廠家演播室攝像機(jī)的列表比較。

廠 家 池 上 Philips 松 下 索 尼 日 立
攝像機(jī)型號(hào) HK-388 LDK-20 AQ-235 BVP-900P SK-2700A
CCD類別 16:9FITCCD 4:3FTCCD 16:9MFITCCD 16:9FITCCD 16:9FITCCD
模數(shù)轉(zhuǎn)換 12bit 12bit 12bit 12bit 12bit
靈敏度（3200k） 2000lux F8.0 2000luxF8.0 2000luxF8.0 2000luxF8.0 2000luxF8.0
水平分解力 800線 800線 700線(16:9) 900/700線(16:9) 850/750線(16:9)
S/N 60dB 60dB 60dB 60dB 60dB
可轉(zhuǎn)換鏡片 Y N Y Y Y

　　
　　由表6-2可見(jiàn)，在實(shí)現(xiàn) 4：3和16：9兼容時(shí)，各廠家采取的技術(shù)不同，日本各攝像機(jī)廠采用的是16：9的 CCD元件，通過(guò)改變水平尺寸以實(shí)現(xiàn)對(duì)4：3的兼容。在進(jìn)行4：3和16：9之間轉(zhuǎn)換時(shí)，由于成像面的水平尺寸不同，因此需要通過(guò)可轉(zhuǎn)換鏡片來(lái)彌補(bǔ)視角的變化。而飛利浦的LDK系列攝像機(jī)采取了動(dòng)態(tài)像素管理（DPM）的技術(shù)，在4：3的CCD上實(shí)現(xiàn)了16：9的兼容，DPM技術(shù)沒(méi)有改變CCD成像區(qū)域的水平尺寸，只改變了垂直尺寸。一般地，選擇攝像機(jī)的最好方法是用戶根據(jù)系統(tǒng)投入的資金將各公司的相關(guān)檔次的攝像機(jī)架在一起攝取同一測(cè)試卡，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行比較并結(jié)合自己的主觀感覺(jué)及攝像機(jī)的價(jià)格擇優(yōu)選取。

(3) 數(shù)字視頻記錄設(shè)備
　　目前，對(duì)于串行分量數(shù)字演播室可供選擇的廣播級(jí)錄像機(jī)（如圖6－8所示）有D1、D5和BETACAM DVW系列的產(chǎn)品。在數(shù)字演播室中，考慮到節(jié)目制作的質(zhì)量以及原有的大量BETACAM SP 格式節(jié)目素材可直接利用的問(wèn)題，故應(yīng)該首選 BETACAM　DVW 系列的錄像機(jī)。近年來(lái)推出的 DVCAM、DVCPRO、DIGITAL–S、BETACAM–SX等都是數(shù)字分量記錄格式，但互不兼容。它們都是進(jìn)行碼率壓縮后將數(shù)字信號(hào)記錄到磁帶上，這在進(jìn)行簡(jiǎn)單的節(jié)目編輯和復(fù)制時(shí)，進(jìn)行多次 D/A、A/D 變換后，信號(hào)的質(zhì)量會(huì)下降，因此比較適用于新聞節(jié)目的制作。在專業(yè)數(shù)字演播室中，BETACAM DVW應(yīng)作為首選。

(4) 數(shù)字串行設(shè)備
　　數(shù)字串行設(shè)備指串接在數(shù)字電路中，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行變換和存儲(chǔ)的設(shè)備，包括　A/D、D/A 、數(shù)字信號(hào)幀同步機(jī)、數(shù)字臺(tái)標(biāo)發(fā)生器、數(shù)字視頻分配器等。由于大規(guī)模集成電路的采用，數(shù)字串行設(shè)備的體積比相應(yīng)模擬設(shè)備大為減小，通常只是一塊電路板。

　　雖然數(shù)字串行設(shè)備并非數(shù)字演播室的核心設(shè)備，但它通常串接在系統(tǒng)的輸入輸出端口處，直接影響到系統(tǒng)與外部時(shí)基及相位關(guān)系，也在很大程度上影響到經(jīng)各種變換后信號(hào)的技術(shù)指標(biāo)。

2 、數(shù)字音頻部分
　　演播室音頻系統(tǒng)包括聲音接收裝置、音頻信號(hào)傳輸裝置、音頻信號(hào)編輯處理裝置、揚(yáng)聲器等。廣播音頻將音頻取樣頻率規(guī)定為44.1KHZ或48KHZ。而AES（美國(guó)音頻工程師學(xué)會(huì)）/EBU（歐洲廣播聯(lián)盟）建議采樣頻率為48KHZ，這樣做除了能夠得到高質(zhì)量的數(shù)字音頻信號(hào)外，也使得音頻采樣與視頻頻率之間具有簡(jiǎn)單的換算關(guān)系。有利于解決音頻信號(hào)與視頻信號(hào)之間的同步問(wèn)題。 對(duì)音頻設(shè)備選型的原則是：
　　A. 滿足各類節(jié)目的制作要求；
　　B. 適應(yīng)現(xiàn)代音樂(lè)制作方式；
　　C. 符合演播室數(shù)字音頻標(biāo)準(zhǔn)