3D自动播出系统的设计与实施

　　随着3D电影逐渐深入人心，3D技术也日趋成熟，中央电视台作为电视行业的领军人，及时把握世界电视发展动向，首次在国内建立了一套3D电视自动播出系统，使3D电视走进了百姓的家庭，不仅能有效促进我国3D电视产业的发展，带动我国民族工业的繁荣，同时能更好地满足人民群众日益增长的文化需要，为实现广播电视行业长远发展的战略目标提供有力的支持和保证。

　　3D电视的播出，是电视行业内的又一场革命，是视频技术领域一次划时代的飞跃，3D电视的推广，是中国电视界首次与世界在同一起跑线上竞跑。中央电视台在接到开设3D频道的任务后，即从规划设计、选购设备、播出流程等逐项入手，仅用短短两个月的时间，就搭建完成了全国第一套3D电视自动播出系统。本文针对设计方案、系统搭建和实际应用方面，对3D电视自动播出系统进行说明。

　　一.3D电视自动播出系统的建设背景

　　开播3D电视试验频道，是广电总局贯彻落实党的十七届六中全会精神、提升广播电视现代传播能力、促进文化发展繁荣的一项举措。开播3D电视试验频道，一是有利于满足人民群众影视文化生活的新需求、新期待。3D电视可以大大提升电视的功能性和审美性，以科技和文化的新融合，为人民群众带来新的视听享受。二是有利于扩大内需。目前我国有5亿台电视机，3D电视可以促进新的文化消费，扩大国内需求，带动电视机的更新换代，为促进实体经济的发展做出贡献。三是有利于加快节目生产制播和设备生产企业的改革创新。由六家电视台联合开办3D电视频道，通过科技创新和内容创新，可以加快形成我国3D节目的制播能力，探索3D电视产业的发展规律，推动开发自主知识产权的3D电视技术和标准，建立3D电视制播体系，从而推动我国电视行业从技术到内容的新飞跃。3D电视试验频道的开播将是我国广播电视发展史上的一个新的里程碑，标志着我国广播电视紧跟世界发展潮流，迈入了新的发展阶段(如图1)。

　　图1 3D电视试验频道播出机房

　　二.3D电视自动播出系统的设计需求

　　中央电视台负责承建3D电视试验频道自动播出系统，同时兼顾日常播出工作，由专人负责编排试验频道的播出节目单。3D电视自动播出系统承担3D节目播出、2D节目转换、3D字幕(台标)、以及外来信号的直播和收录等多项播出任务，是3D制播链的最后环节，3D电视自动播出系统，是指与播出节目信号的产生、处理、传输、监听监看等环节相关的系统及设备，包括视音频及周边、监听监看、字幕等部分，稳定性直接影响播出的安全，简单、有效的系统设计对于今后的安全播出具有十分重要的意义。

　　通过项目实施，3D电视自动播出系统提供以下系统功能，以确保各项播出任务高质量有序完成。包括：正确实现播出节目信号源的选切;播出信号视音频进行分别处理或调整，并适配传输系统的需要，提供所需的节目播出信号;监视信号源、播出末级节目信号是否正常及检查信号处理各环节技术质量情况。

　　此次建设的3D电视自动播出系统，担负着完成3D电视频道的试验播出任务。系统设计本着高可靠、高可用、高可维护性并兼顾经济性的原则进行总体规划、分步实施，并为今后的发展做出适当的预留。系统结构合理，具有一定冗余和容错能力，应急处理简单有效，设备及技术兼顾先进性与成熟性。

　　三.3D播出系统的设计方案与选择

　　在2012年1月1日3D电视频道开播之前，我们根据《广电总局关于电视台高标清同播节目制作、播出技术要求的若干意见》，为开播做好了各项准备工作。经初步调研后，分别与3D生产设备的厂家进行方案设计讨论，同时针对各家设备如2D转3D设备、监视器、录像机、字幕机效果进行了实地考察。再经过反复方案设计的讨论后，提出两套设计方案，即双链路播出方案和单链路播出方案的设想，下面是两方案介绍、系统图及方案比较：

　　1.双链路播出系统设计方案

　　该方案，采用双路独立的HD-SDI信号分别传输左右眼信号进入切换台(Dual-Link方式);

　　3D录像机，垫片服务器，字幕机等信源设备采用双链路(左右)方式输入播出切换台及净切换开关和技监矩阵设备;

　　播出切换台及净切换开关和技监开关也采用双链路方式;

　　播出切换台及净切换开关分别送出双链路信号至3D编码板卡后，采用单链路 (1.5G Side By Side)方式主、备路送至总控;

　　PDP1和PDP2监看左右眼2D信号使用，PDP3用于显示3D合成后的信号监看;

　　总控送播出信号采用单链路方式送播出后，在播出系统中使用3D解码板卡拆分为双链路方式送入系统;

　　总控送播出信号采用单链路方式送播出后，在播出系统中使用3D解码板卡拆分为双链路方式送入系统;

　　双链路播出系统图:(如图2)。

　　图2 双链路播出系统

　　该方案要求除直播信号采用单路左右拼接HD-SDI信号直接送入播出系统以外，其他节目通过录像机或者硬盘服务器同时播放左右眼两路HD-SDI信号送入3D电视信号处理设备，由该设备完成左右拼接信号处理。该播出方案需在现有高清播出系统基础上增加3D播放设备和3D信号处理设备及显示设备，且播放设备须做到完全同步播放。

　　2.单链路播出系统设计方案

　　该方案，采用空间压缩的方法将左右眼的两个图像压缩在一路HD-SDI信号进入切换台(1.5G Side By Side)

　　3D录像机,服务器,字幕机等信源设备经过3D编码卡将双链路(左右)信号进行合并后送播出切换台及净切换开关和技监矩阵设备;

　　播出切换台及净切换开关和技监开关也采用单链路方式;

　　播出切换台及净切换开关分别送出单链路信号送至总控;

　　PDP1和PDP2监看左右眼信号使用,PDP3用于显示3D合成后的信号监看;

　　总控送播出信号采用单链路方式送播出后,在播出系统中经过视分卡直接送入播出系统;

　　单链路播出系统图：(如图3)。

　　图3 单链路播出系统

　　该方案要求所有信号均采用左右拼接信号送入播出系统进行播出，可兼容现有高清播出系统。

　　3.单链路和双链路播出系统设计方案比较

　　由于两种方案各有优缺点，为此，我们对单链路和双链路播出系统进行了深入的比较和论证，比较后的结果如表1：

　　表1 两种播出方式比较明细

　　鉴于第二种方案系统结构简单，与目前的播出系统架构相同，信号处理单一，同时系统故障点少，容易排查故障，系统的安全性、稳定性和灵活性比较高，经过反复推敲并向台领导汇报后，最终决定3D播出系统方案采用输入左右拼接信号的播出方案。设计方案一旦选定，我们立即着手对播出方案进行细化，迅速完成了该3D播出系统的主要设备选型和论证，同时提出了本方案的整体系统构成。