移动非编与制作网络的连接

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河南电视台技术办 张晓冬

河南电视台都市频道技术部 李刚

2005年中国西部电视技术协会第十七届年会技术论文二等奖 摘要：现阶段非线性编辑网络和移动非线性编辑系统都已得到了广泛应用，本文在描述了传统的通过远程传输完成移动非线编系统和编辑网络之间素材传递的节目制作方式的基础上，提出了利用跨数据库访问和多格式混编的方式完成移动非线编与非线编网络之间直接连接的设想，以充分发挥各系统的优势，提高设备的利用率和工作效率。

关键字：非线性编辑、编辑网络、移动非线性编辑、WMV9

问题的引出 随着计算机及网络技术的不断发展，非线性编辑系统也逐渐由单机系统发展为网络系统，现在几乎所有的非线性编辑系统的厂家都推出了非线性编辑网络系统。网络系统的优点主要是由集中存储带来的资源共享，从而提高了资源的利用率，也提高了设备的利用率。

同时，各个厂家开始推出移动非线性编辑系统。基于笔记本电脑的这种便携式系统主要得益于CPU+GPU编程技术和算法的成熟以及1394协议的被广泛支持，蓝光盘技术和P2卡技术的应用更是起到了推波助澜的作用。目前，移动非线性编辑系统的应用主要有两种方式，一是异地采访完成后，利用该系统完成上载、编辑，最后将生成的节目利用公网（Internet）传回电视台；二是采访完成后，将素材上载，并携带设备返回电视台，完成编辑后，直接下载到磁带或通过转码再上载到编辑网络中。第一种方式提供了一种廉价、高效的节目传输方式因此得到了广泛的肯定，并已经在部分电视台得到了应用。第二种方式则没有得到认可，因为其与普通的桌面系统没有大的区别，效率上可能有所提高（在从采访地返回电视台的途中可以完成素材上载，但完成编辑的可能性不大，我们做过实验，在颠簸的汽车上几乎不可能长时间操作计算机。）但因为不能利用共享资源（如：配音设备、统一的模版、字幕等等），使这一点优势也丧失殆尽。

能否在充分发挥移动非线性编辑系统便携、高效的特性的同时，又能将其融入非线性制播网络系统之中，充分利用共享资源呢？

2、移动非编系统的组成

移动非编系统的优势就在于便携，因此其组成设备也必然是便携设备：

①支持1394接口的便携式摄像机。

②拥有1394接口、百兆以太网卡、GPRS/CDMA无线网卡的笔记本计算机。

③非线性编辑软件。编辑软件应能实现高、低质量素材（DV25、MPEG4、WMV9等）的混编，能将节目转码为不同码率的WMV9或H.264格式。

3、移动非编系统的远程接入

由于网络带宽和安全性的限制，无法实现双向传递及远程编辑，因此所谓的远程接入，其实还是前面提到的远程传输模式，具体实现如下：

异地采访完成素材的采集、编辑，生成节目后转码为低码率格式（WMV9或H.264），通过公网（Internet）传回，经转码后进入制播网络。

单条新闻类节目一般都在两至三分钟，而素材则可能多达20至60分钟。传统的节目制作方式是通过卫星车将素材传回或通过人工将素材带送回，前一种方式费用昂贵，而后一种方式很难保证节目的时效性，而且也需要较高的交通费用。利用移动非编系统就可在采访地完成节目的编辑，只需将节目成片通过Internet传回即可，大大提高了时效性并降低了制作成本。但如果成片仍采用DV25格式，传输仍然难以实现，以3分钟的节目为例，需要传输的文件大小为：3*60*25/8=562.5MB，若采用512Kbps上行速率的ADSL，仍需要562.5*1024*8/512/60=150（分钟）。实际上，这是在非常理想的条件下才能实现的，实际上的ADSL的上行速率能达到300Kbps已经算是不错，这时大约就需要256分钟的时间。在报道一些突发新闻事件的过程中，很可能没有宽带接入的条件，这时就需要利用GRPS或CDMA进行传输。GPRS的理论网络速度峰值可以达到112Kbps，而CDMA 1X的峰值为152Kbps，但实际的测试结果，GPRS的下行速率低于56Kbps，CDMA 1X要好一些，能够达到100Kbps也非常勉强，上行速率可能还要小一些。就按下行速率计算，传输3分钟节目就大约需要1372分钟和768分钟。

H.264标准是ITU-T的VCEG（视频编码专家组）和ISO/IEC的MPEG（活动图像专家组）的联合视频组（JVT，Joint Video Team）开发的标准,也称为MPEG-4 Part 10，“高级视频编码”。 在相同的重建图像质量下，H.264比H.263节约50％左右的码率。因其更高的压缩比、更好的IP和无线网络信道的适应性，在数字视频通信和存储领域得到越来越广泛的应用。同时也要注意，H.264获得优越性能的代价是计算复杂度增加，据估计，编码的计算复杂度大约相当于H.263的3倍，解码复杂度大约相当于H.263的2倍。

微软公司推出的WMV9(Windows Media Video 9)正与H.264进行着激烈的竞争，二者基本可以得到相似的压缩率，而微软号称WMV9的编解码复杂度要低于H.264，更重要的是由于其在IT领域的强大影响力和在操作系统的垄断地位，而且WMV9的解码器在授权条件方面比H.264更具优势，使得WMV9在IT领域得到了更广泛的支持。因此，现在推出的移动非线编系统，几乎都选用了WMV9作为文件传输的编码格式。

4M码率的WMV9基本与6M码率的MPEG2-IBP画面质量相当，1.5M甚至500K码率的WMV9的画面质量在强调时效性的新闻节目中也是可以接受的。由于可以在不损失画面质量或少损失画面质量的前提下，大大提高压缩率，使得在较差的网络传输环境下，短时间内将节目传回成为可能。下表列出了3分钟的节目采用不同编码方式和不同码率的情况下所需的传输量和传输时间。

当利用移动非线编系统完成节目编辑后，将其转码为WMV9格式，然后通过公网（Internet）以FTP方式传回台里的接收服务器，再经转码工作站转码为MPEG2-I格式进入编辑网络中，或者转码为MPEG2-IBP格式后直接下载到磁带上已备播出。

4、移动非编系统的直接接入

移动非编系统可以通过双绞线直接和制播网络相连。目前最常用的方法是将已完成素材采集和粗编的节目通过以太网络拷贝至编辑网络的存储器中，然后再将素材引入到编辑网络系统中（所谓的引入就是将素材的所有描述信息写入系统的数据库中，只有写入数据库中的素材，系统才能有效管理）。有些厂家的产品已

经可以通过一个“剪切”的命令完成拷贝和引入两步操作。这种方式可以利用部分共享资源，例如，可以通过网络中的编辑设备完成配音、利用特定的模版以及网络中的其它素材等精编过程，但也存在明显的缺陷：

①设备利用率太低。移动非编系统只能作为采集和粗编设备，当素材引入到网络系统中后，只能通过网络中的编辑机完成精编，移动非编系统已无用武之地。

②资源不能充分利用。编辑网络多采用MPEG2格式，但移动非编系统则是采用DV格式，现有的有卡编辑工作站，由于板卡的限制无法完成MPEG2和DV的混编（如麦超的DTV板卡支持MPEG2和DV，但不支持两种格式的混编）。因此，由移动非编系统引入的素材是不能利用网络中原有的MPEG2格式的素材的。

那么，反过来，我们可否设想将移动非编系统加入编辑网络，作为网络中的编辑设备呢？首先，移动非编系统是无卡设备，是利用CPU+GPU的方式完成编辑工作的，因此它可以完成多格式的混编（如索贝的E1000移动非编系统就已实现了DV25、DV50、MPEG2、WMV9、MPEG4等格式的混编），因此可以充分利用共享资源；其次，对于移动非编系统所需编辑的节目，大多数素材来自于本地硬盘，因此也减少了素材在网络中的传输。

但是，要真正将移动非编系统接入非编网络必须解决以下几个问题：

①跨数据库访问。移动非编系统作为单机系统，拥有自己的管理数据库，因此可以对自己系统内的素材进行管理。一旦接入编辑网络，其不但要完成本地素材的管理，还要能够访问编辑网络系统中的素材。因此，在加入编辑系统后，必须与系统的数据库也建立链接，并同时完成对两个数据库的访问。理论上讲，现在市场上的大型数据库系统（如：SQLServer、DB2等）以及SQL语言都支持跨数据库访问，但对系统的具体实现来讲，可能仍需进一步探索。

②带宽问题。由于现有的移动非编系统的以太网卡都是百兆的，因此能否对编辑网络中的高码率素材进行访问就成了问题。因此，需要将移动非编系统作为无卡工作站，只访问编辑网络中的的低码率素材，利用DV和MPEG4的混编完成节目编辑。③成片的存储问题。节目编辑完成后，只有存入网络的中心存储器中才有意义。存入的方式有两种：一是将EDL表和有关的本地素材一起存入网络系统, 由于只是成片中用到得素材，因此传输量大大减小，但素材在存入中心存储设备时大小和地址都将改变，EDL表也须作相应的改变。采用这种方式没有混编能力的编辑工作站无法访问该节目（除非节目中所用到得素材全部是同一格式的）。二是将节目生成为网络中的统一格式（如MPEG2）,但带宽就又成为瓶颈（因为移动非编系统可能需要访问网络中的高码率素材），这时可能就需要一台专门的带有光纤通道的服务器完成生成工作。生成过程为：生成服务器通过跨数据访问，根据EDL表分别读取移动非编系统和编辑网络系统中的素材，根据不同的格式完成转码，最后写入编辑网络的中心服务器中。