隨著數(shù)字技術日新月異的發(fā)展 ，廣播電視領域正面臨著一場新的革命。從電視節(jié)目編播、節(jié)目制作、節(jié)目存儲、信號傳送、信號接收都在向數(shù)字化方向高速發(fā)展。廣播電視業(yè)由模擬向數(shù)字化的全面過渡轉換已勢在必行，數(shù)字演播室系統(tǒng)由此應運而生。
 

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

 

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

　　數(shù)字演播室的設計要確保系統(tǒng)的技術先進性和高可靠性，系統(tǒng)配置靈活，可兼容4：3和16：9格式，為將來的HDTV做好準備；在功能上，數(shù)字演播室既要滿足對直播的要求，又可以進行后期節(jié)目的制作，并且保證出色的圖像質量；數(shù)字演播室系統(tǒng)應為將來的發(fā)展留有余地，包括綜合布線、計算機網(wǎng)絡拓撲結構的通道帶寬等。
 

6.2.2　數(shù)字視頻信號格式和接口標準
1 、信號格式
　　數(shù)字視頻信號格式種類繁多。目前，數(shù)字電視系統(tǒng)以串行分量數(shù)字信號格式為主流。通過串行數(shù)字接口（SDI）可用一根同軸電纜同時傳輸4:2:2數(shù)字分量視頻信號、數(shù)字音頻和時間碼。ITU---R BT601數(shù)字分量演播室標準建議和SMPTE267M分別提供了4:3和16:9兩種彩色電視信號的編碼方式、取樣頻率、取樣結構的明確規(guī)定
標準編號 標準有關內容
ITU-R 601建議 對4：3分量電視信號數(shù)字化的取樣頻率進行了規(guī)定，亮度的取樣頻率為13.5MHz，色差信號的取樣頻率為6.75和9 MHz。
SMPTE 267M 對16：9分量電視信號數(shù)字化的取樣頻率進行了規(guī)定，亮度的取樣頻率為13.5和18 MHz，色差信號的取樣頻率為6.75和9 MHz
EBU Tech 3261 對并行傳輸數(shù)字電視信號進行了規(guī)定，規(guī)定要求使用11對雙絞線，通過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 對串行傳輸數(shù)字電視信號進行了規(guī)定，要求使用同軸電纜，BNC接插頭，按一定的時鐘頻率順序地一位一位地傳送信號。 

　　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，使樣值有正交結構，便于數(shù)字處理并使三大制式在數(shù)字域內的電視行的亮度樣值數(shù)統(tǒng)一于720個，兩個色度樣值均為360個，即4：2：2格式，從而使同一格式數(shù)字錄像機能記錄三種不同制式的信號，并使整個數(shù)字演播室能以 4：2：2格式接在一起。正是這一標準，使各種數(shù)字演播室的數(shù)字設備能連成一系統(tǒng)，形成一個 4：2：2的數(shù)字演播室環(huán)境。

2 、數(shù)字接口標準
　　數(shù)字系統(tǒng)各設備間通過數(shù)字信號串行數(shù)字接口（SDI）相連接。SDI接口是按ITU---R BT601-2 數(shù)字分量演播室標準建議，為 N 制 SMPCE（ SMPCE259M ）和 PAL 制 EBU（TECH3267－E）采納的標準接口。接口接受來自并行接口經(jīng)過修正的10bit信號，傳送比特率為270mb/s，可傳送4---8路數(shù)字音頻信號。用單根BNC電纜傳送，最長傳輸距離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)的視頻設備輸出均留有SDI接口，把SDI接口作為標準視頻接口。對當今多種數(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備連成一個系統(tǒng)。SDI 接口的使用也大大簡化了系統(tǒng)內部不同格式數(shù)據(jù)之間的轉換，為數(shù)字演播室視頻系統(tǒng)設計提供了方便。

返上

6.2.3　數(shù)字演播室設備
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、切換臺、錄像機、信號分配及監(jiān)視設備、調音臺、調光臺幾大部分。在數(shù)字視頻系統(tǒng)中，系統(tǒng)構成的形式?jīng)]有變化，只是基本設備內部及系統(tǒng)內部信號是數(shù)字的而已（圖6－5）。下面介紹幾種主要設備在選

圖6－5　數(shù)字演播室的視頻系統(tǒng)示意圖

型問題上的考慮。

(1) 數(shù)字切換臺
　　數(shù)字切換臺（圖6－6）是演播室的核心設備，切換臺的數(shù)字化是演播室數(shù)字化的關鍵所在。目前，數(shù)字切換臺無論在外觀、操作還是內部框架結構上，均與傳統(tǒng)的模擬切換臺相似，不同之處在于：切換臺和計算機技術相結合起來，實現(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應，而是由菜單設置其對應關系；輸入的視頻信號與鍵信號也不再區(qū)分，可接入任一路 SDI輸入口。數(shù)字切換臺具有強大的設置菜單，可對制式、格式、寬高比、各種鍵及特技等在內的幾乎所有參數(shù)進行設置。以下是數(shù)字切換臺的選型原則：

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

(2) 數(shù)字攝像機
　　數(shù)字攝像機（圖6－7）是前期信號的采集設備，在視頻系統(tǒng)中占有很重要的位置。目前，市場可供選擇的數(shù)字攝像機型號很多，各大廠家高級攝像機都采用12bit模數(shù)轉換，在信號處理上采用16bit以上的數(shù)據(jù)處理，保證了更精確的伽馬、拐點、輪廓校正。另外，演播室攝像機所用電纜長度最好不超過200m，超過時應采用光纖，接插件要采用鍍金措施，以防止輻射。攝像機質量直接決定演播室的節(jié)目技術質量 ，因此，需慎重考慮性能、價格和需求。以下（表6－2）是各大廠家演播室攝像機的列表比較。

廠 家 池 上 Philips 松 下 索 尼 日 立
攝像機型號 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
可轉換鏡片 Y N Y Y Y

　　
　　由表6-2可見，在實現(xiàn) 4：3和16：9兼容時，各廠家采取的技術不同，日本各攝像機廠采用的是16：9的 CCD元件，通過改變水平尺寸以實現(xiàn)對4：3的兼容。在進行4：3和16：9之間轉換時，由于成像面的水平尺寸不同，因此需要通過可轉換鏡片來彌補視角的變化。而飛利浦的LDK系列攝像機采取了動態(tài)像素管理（DPM）的技術，在4：3的CCD上實現(xiàn)了16：9的兼容，DPM技術沒有改變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檔次的攝像機架在一起攝取同一測試卡，對測試數(shù)據(jù)進行比較并結合自己的主觀感覺及攝像機的價格擇優(yōu)選取。

(3) 數(shù)字視頻記錄設備
　　目前，對于串行分量數(shù)字演播室可供選擇的廣播級錄像機（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)目制作的質量以及原有的大量BETACAM SP 格式節(jié)目素材可直接利用的問題，故應該首選 BETACAM　DVW 系列的錄像機。近年來推出的 DVCAM、DVCPRO、DIGITAL–S、BETACAM–SX等都是數(shù)字分量記錄格式，但互不兼容。它們都是進行碼率壓縮后將數(shù)字信號記錄到磁帶上，這在進行簡單的節(jié)目編輯和復制時，進行多次 D/A、A/D 變換后，信號的質量會下降，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應作為首選。

(4) 數(shù)字串行設備
　　數(shù)字串行設備指串接在數(shù)字電路中，對數(shù)字信號進行變換和存儲的設備，包括　A/D、D/A 、數(shù)字信號幀同步機、數(shù)字臺標發(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)字串行設備的體積比相應模擬設備大為減小，通常只是一塊電路板。

　　雖然數(shù)字串行設備并非數(shù)字演播室的核心設備，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)與外部時基及相位關系，也在很大程度上影響到經(jīng)各種變換后信號的技術指標。

2 、數(shù)字音頻部分
　　演播室音頻系統(tǒng)包括聲音接收裝置、音頻信號傳輸裝置、音頻信號編輯處理裝置、揚聲器等。廣播音頻將音頻取樣頻率規(guī)定為44.1KHZ或48KHZ。而AES（美國音頻工程師學會）/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量的數(shù)字音頻信號外，也使得音頻采樣與視頻頻率之間具有簡單的換算關系。有利于解決音頻信號與視頻信號之間的同步問題。 對音頻設備選型的原則是：
　　A. 滿足各類節(jié)目的制作要求；
　　B. 適應現(xiàn)代音樂制作方式；
　　C. 符合演播室數(shù)字音頻標準