山西广播电视台融媒体演播室的设计及应用

【摘要】 随着移动互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的迅猛发展，广播电视媒体融合的发展在用户互动方面又面临着新的机遇与挑战。在节目制作、新媒体传播等领域，广播电视台和制作公司在加快推进节目制作数字化、网络化的基础上，越来越多地采用移动互联网和大数据等技术，对“采、编、播、存、用”流程进行改造，形成“云+网”的网络化协同制作模式和“云+移动端”的新媒体传播模式，加强对互联网用户，特别是移动互联网用户的吸引力和互动性。为推动山西广播电视台（以下简称 “山西台”）媒体转型升级，提升山西台在网络空间的传播力、影响力、公信力和舆论引导能力，积极响应国家新闻出版广电总局提出的《关于进一步加快广播电视媒体与新兴媒体融合发展的意见》的要求，新建了一个融媒体演播室。笔者作为该演播室的设计人员，在本文中分享了系统设计及应用情况。

【关键词】 12G SDI  NDI  虚拟及全景制作  AI智能自动跟踪拍摄

山西台融媒体演播室总体上体现了12G SDI超高清、NDI高清虚拟演播室节目制作及推流、360°全景制作、AI自动智能跟踪拍摄，可实现实时外景连线和嘉宾采访，能够承担起山西台融媒技术中心的节目录制、直播、推流等工作。

一．系统施工及应用情况 

图1 新媒体演播室平面简图

山西台融媒体演播室的建设地址位于西配楼一层东北角，演播室长约9.95米、宽6米，面积约60平方米，导播间面积约12平方米。山西台融媒体演播室的建设与其它改造项目同时开工，时间紧、任务重，施工场地被交通广播临时征用成广播直播间，无形中增加了施工难度和时间进度，在保证交通广播直播安全的情况下，从2020年10月17日开始每天0点至凌晨4点的四个小时进行机架和设备的安装，以及缆线的铺设和系统的集成。经过十天的不眠不休，在2020年10月28日凌晨4点融媒体演播室正式建成。随后几日仍旧是凌晨时间对设备进行调试和对其稳定性进行测试，符合使用要求。

山西台融媒体演播室在2020年12月12日郑太高铁开通当日，进行了2小时40分的黄河Plus客户端与交通广播并机直播郑太高铁开通的任务，于2020年12月26日，进行了1小时的黄河Plus客户端与交通广播并机直播太原地铁2号线开通的任务。两次任务高标准、严要求的顺利完成，体现出山西台充分利用互联网、移动互联网等新兴信息传播渠道进行内容分发，并充分挖掘其互动能力。获取用户的需求和反馈，注重用户体验，满足多样化、个性化的信息需求，针对细分用户的信息传播需求，建立以用户为中心的服务体系。

图2 黄河Plus客户端直播截图

二．视音频系统介绍

山西台融媒体演播室使用方便灵活，兼顾传统电视制作和新媒体内容制作，可通过12G SDI超高清信号和NDI高清信号进行混合节目制作和推流，并根据网络环境自定义分辨率及码流。具有实时二维和三维虚拟场景制作及真三维VR全景演播室制作功能，可进行实时外景连线和嘉宾采访，能够承担起山西台融媒技术中心的节目录制、直播、流媒体推送等各项工作任务。

图3 视频系统示意图

1.12G SDI超高清视频制作

系统配置了一台8K超高清视频切换台用于信号的调度和切换，具备40路12G SDI输入和24路可独立指派的12G SDI输出，每路输入都支持HD到4K的上变换，并配置一台外置控制面板。具有四路多画面输出，其中一路多画面输出接入一台55英寸4K液晶电视，用于导播的大屏监看。

图4 山西台融媒体演播室现场照片

2.NDI高清虚拟演播室制作

NDI（Network Device Interface）是NewTek公司开发的基于LAN（本地局域网络）的专利免费的IP传输和现场制作标准和网络设备接口协议，允许网络设备通过IP网络进行识别和互相通讯，并对广播级质量的低延时帧精度的视音频多流进行实时的编码、传输和接收。兼容NDI的网络设备通过LAN来共享视频信号，并通过标准通用COTS以太网来进行简单、高效的传输和制作，NDI传输比同轴电缆传输具有更高的性价比、稳定性和抗干扰能力，以及低延时、帧精度视频编码、数据流相互识别和通信等特点。NDI制作可以灵活地获取任意信号的输入输出，是一种创新的IP工作模式。

摄像机、转换器等一些设备输出的NDI信号命名为“NDI|HX”，这是用于描述NDI传输流的变体格式（长GOP H.264），适用于在网络带宽有限的情况下，单个1080p60的NDI流仅10Mbps，可保证低延时的低码率传输。
NDI 4支持iOS操作系统(iPhone、iPad)的摄像机App，只需连接到Wi-Fi，就可以使用手持摄像机App进行高达4K的高质量的视音频拍摄输出，无需占用过多的带宽资源。在6月份，NDI5正式上线，新增了NDI桥接、远程接入、音频直连等功能。除了NDI信号源，还支持I/O卡、网络摄像头、声卡作为信号源接入系统。

使用NDI可以随时随地进行异地节目制作，并且灵活地控制信号源的输入输出，也可以方便地与其他NDI通道进行联合节目制作。NDI采用内部时钟帧同步，不同位置系统的时钟都可以从属于同一个线上的NTP（网络时钟协议）服务器，因此可以使大量NDI流达到精确帧同步。

NDI高清虚拟演播室制作采用了多功能一体机，具有视频切换、三维转场、音频混音、图文字幕、动画叠加、画面监看、硬盘回放、实时录制、色键抠像、真三维虚拟演播室、流媒体编码发布、摄像机控制等功能。

3.音频制作

本系统的音频制作采用了数字调音台，具有16路模拟音频输入通道，直接接入1台音频工作站、2台录像机和1台无线通话主机输出的线路音频信号，以及演播厅和办公区接口箱、机柜接口板的信号。另外配置了一块16进16出MADI接口扩展卡，用于接收超高清视频切换台的MADI接口输出的解嵌音频信号，统一进行混音制作，数字调音台输出一对立体声模拟节目音频信号给多功能一体机进行音频加嵌。
 

图5 多功能一体机示意图

图6 音频系统示意图

三．AI智能自动跟踪拍摄

本系统配置了三台一体化云台摄像机，购买NewTek原厂NDI授权后即可支持高清NDI|HX编码输出，另外具有4K/50P的12G SDI和单模光纤输出。一体化云台摄像机支持AI智能自动追踪拍摄，可通过“运动检测”和“人脸识别”技术对摄像机输出的视频流进行智能自动追踪，不需要安装虚拟传感器，只通过一根网线就可以实现摄像机遥控、虚拟数据跟踪、NDI视频传输、AI智能自动跟踪等多个功能的数据连接，充分发挥了IP网络的优势，使得系统大大简化。

总结

根据媒体深度融合和智慧广电的发展需要，融媒体制播的轻量化、多功能、智能化是未来的发展趋势，NDI可以满足轻量化的制作需求，多功能一体机可以满足多功能的制作需求，AI可以满足智能化的制作需求。未来随着各类技术的不断创新、应用设备的不断完善、系统结构的逐步优化，将更好地实现广电系统的媒体融合制播，制作出更加灵活方便的制播形式，为广电行业的进一步发展创造新的机遇。B&P