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隨著視頻壓縮技術的不斷完善和計算機技術的發展，視頻服務器已廣泛應用于電視播出系統，視頻服務器在多頻道播出系統中的全面應用，使之成為電視臺播出系統中最重要的組成部分，這一產品可大大提高電視播出的工作效率。其實，視頻服務器還具備許多傳統視頻設備所不具備的優點，還可以開發出許多新穎的應用方式。 一、視頻服務器的概念 視頻服務器是一種對視音頻數據進行壓縮、存儲及處理的專用計算機設備，它在廣告插播、多通道循環墊播、延時播出、硬盤播出及視頻節目點播等方面都有廣泛的應用。視頻服務器采用M—JPEG或MPEG—2等壓縮格式，在符合技術指標的情況下對視頻數據進行壓縮編碼，以滿足存儲和傳輸的要求。它使用SCSI接口硬盤或FC接口硬盤作為視音頻數據的在線存儲器。具有多通道輸入輸出、多種視音頻格式接口。可配備SCSI、FC等網絡接口進行組網，實現視音頻數據的傳輸和共享。 二、視頻服務器的構成 視頻服務器是一種壓縮、存儲、處理視音頻數據的專用計算機，它由視音頻壓縮編碼器、大容量存儲設備、輸入/輸出通道、網絡接口、視音頻接口、RS422串行接口、協議接口、軟件接口、視音頻交叉點矩陣等構成，同時，提供外鎖相和視頻處理功能。 視音頻壓縮編碼器：由于視頻數字化后，數據量很大，故要利用成熟的壓縮技術，將視頻數據在滿足技術指標要求的條件下進行高壓縮比的壓縮，滿足存儲和傳輸要求。視頻服務器一般采用M—JPEG或MPEG—2等壓縮編碼器，用戶可根據實際情況選擇壓縮碼率和壓縮結構，以適合于各種不同的播出場合，達到既節省硬盤空間，增加節目存儲量，又能保證播出質量的目的。 大容量存儲設備：視頻服務器使用高速、寬帶的SCSI接口硬盤或最先進的FC接口硬盤作為視音頻素材存儲介質。同時視音頻數據的硬盤擴充也比較靈活。 輸入/輸出通道：視頻服務器具備多通道輸入/輸出系統，使多路錄入、播放能同時進行，實現多任務。 網絡接口：視頻服務器都帶有網絡接口，方便組網，實現數據共享。一般視頻服務器都帶有FC和以太網接口。FC光纖網采用IP協議作為視頻服務器之間快速、實時復制和移動素材的交換網絡，以太網用于傳送控制數據和狀態檢測的信息。 視音頻接口：視頻服務器都帶有標準視音頻接口和模擬監視視頻接口，方便監視各通道的視頻信號。輸入/輸出信號可以在模擬、分量和SDI中選擇。 RS422串行接口：視頻服務器都帶有多個RS422串行通訊接口，每個接口均可通過RS422通訊線由外部計算機控制實現記錄與播放。 協議接口：視頻服務器除提供各種控制硬件接口外，還提供協議接口。如RS422接口除支持RS422的Profile協議外，還支持 Louth、Odetics 、BVW等通過RS422控制的協議。 軟件接口：視頻服務器提供開放的軟件接口，供用戶或第三方廠商開發和構建新的應用方式。 視音頻交叉點矩陣：視頻服務器內帶視、音頻交叉點矩陣，視、音頻通道調度靈活，同時可保證技術指標不受損。 另外，視頻服務器提供外鎖相和視頻處理功能，方便構建專業化應用的視音頻系統。 三、視頻服務器的特點 視頻服務器具有傳統設備所不具備的許多特點，具體表現如下： （1）將多通道、錄制與播放等功能集于一體，傳統設備中有多輸入和多輸出特性的設備是視音頻切換矩陣，而具有錄制和播放功能的設備是錄像機，不言而喻，視頻服務器在系統中可代替若干個錄像機和一臺小型切換矩陣。 （2）視頻服務器用硬盤作為記錄媒體，具有非線性特點，因而具有非線性設備所有的優點，如素材查找方便；素材可由多個輸出通道共享；可同時或相繼調出播放。 （3）素材記錄在硬盤還未形成完整文件時，便可由輸出通道調出播放，這點非常適用于延時播出和視頻點播等領域。 （4）視頻服務器容易實現向前或向后的變速播放，傳統的錄像機要實現這一點，要經過價格昂貴的特技設備。 四、視頻服務器在電視領域的應用 由于視頻服務器具備上述優勢，因此它將創造許多新穎的應用方式，以滿足電視傳媒的需要，并可大大提高生產率和降低設備維修和人力成本。視頻服務器在電視領域中的應用主要有兩個方面 ：一是利用視頻服務器構建自動播出系統；二是利用視頻服務器實現視頻點播。 1．利用視頻服務器構建自動播出系統 以往的播出系統是以磁帶為主要介質，但隨著視頻壓縮技術的不斷完善和計算機技術的發展，在播出系統中采用視頻服務器已經成為可能而且目前已在國內許多電視臺使用，在今天建立播出系統時選擇視頻服務器作為一個信號源已經成為必然。以視頻服務器為主體的硬盤播出系統，充分發揮硬盤存儲的優勢，避免了因錄像機等設備出故障給播出帶來的影響，充分發揮多通道資源共享的優越性，輕松實現各節目之間的串編播出和各種插播、定時播出之間的控制管理，以壓縮文件的形式把節目存放在硬盤中，可以達到無失真保存，所有節目從制作、編輯端口上載，從而簡化了從制作到播出的工作流程,有利于提高工作效率。 在硬盤播出系統中，節目素材是以數字壓縮方式存儲和播出的。系統可采用MPEG―2或M—JPEG壓縮格式。 硬盤播出系統可采用本地存儲、鏡像備份方式的RAID硬盤存列。RAID－１也稱作“鏡像”，即采用雙盤完全復制方法來保護數據，避免了硬盤故障造成數據丟失和系統中斷，其100％的冗余可以實現數據的快速恢復。每個視頻服務器使用獨立的存儲硬盤即本地存儲，各視頻服務器之間完全互不干擾，再采用完全鏡像備份，系統可靠性高。 硬盤播出系統可采用FC與以太網結合的雙網結構，利用FC傳輸視音頻信號，用以太網傳送控制信號。 硬盤播出系統由視音頻服務器、數據庫服務器、采集工作站、預監工作站、播出工作站等子系統組成。兩臺視音頻服務器進行備份。服務器通過光纖網互連。主服務器上的視音頻素材通過光纖網拷貝到輔服務器上。由一套自動播控系統控制兩套視音頻服務器的播出工作站進行同步播出。這樣系統非常可靠。同時，系統根據不同的用戶設置不同的安全等級，使無關人員無法進入系統；有效地保證系統數據的安全性，同時在系統播出時，自動鎖定各種其他違規操作，及時發出報警信號。 以視頻服務器為主體的硬盤自動播出系統的具體應用方式有以下幾種： （1）廣告自動播出 視頻服務器首先用于重播次數多、時間短的廣告節目。在這一應用方式中，視頻服務器作為廣告播出的專用設備，它受控于播出系統的自動控制軟件，由視頻服務器承擔的播出只能按順序一條一條地進行，廣告播出的素材由廣告編輯計算機負責控制，廣告播出的順序的編排和控制由廣告播出計算機負責，而廣告播出的起點和結束則由自動播控計算機實施對廣告播出計算機的控制。這種應用方式不需要對已有的播出系統進行大的改動，原有的自動播控系統和軟件還能繼續使用，視頻服務器在這里相當于多臺錄像機（取決于視頻服務器的輸入通道數目）和多臺放像機（取決于視頻服務器的輸出通道數目）。因此原有的自動播控系統軟件就能象控制錄像機一樣控制視頻服務器進行廣告播出。 （2）多頻道自動播出系統 利用視頻服務器的多通道特性能建立循環墊播系統，供多個頻道的播出機房共用。在這一應用方式中，首先將各個頻道的墊播素材通過VTR錄入到視頻服務器中，每個頻道播出機房占用視頻服務器的一個輸出通道，視頻服務器上的各個素材可分別播出。在這一應用方式中，可利用一對配置完全相同的視頻服務器建立播出系統。主、備視頻服務器各用對應的一個輸出通道，作為互為備份的播出通道，主、備視頻服務器之間采用光纖網（FC）互聯，實現視音頻素材共享、移動和復制，保證主、備視頻服務器的素材完全一致。由一套自動播控系統控制兩套視頻服務器的播出工作站進行同步播出。 （3）電視節目延時播出系統 利用視頻服務器建立電視節目延時播出系統是利用視頻服務器的特性，即在素材寫入硬盤時，不需完全形成一個素材文件的情況下，便可共享調用，使硬盤播出系統具備所謂即錄即播（要稍許延時后才可播）的功能。這種方案比較適合于直播重要的實況節目。將實況播出先錄入硬盤，按需要將實況播出時間延遲適當時間播出，節目導演和值班員利用這段時間在播放速率調整控制計算機上對現場不宜轉播的畫面進行剪切并替換為其它適宜素材，或以人眼不易分辨的速率，如0.8至1.2倍快速或慢速播放，以保持相應的遲時量。這種以先進技術手段為基礎的障眼法，可控制不當素材的播出，同時實況轉播效果又不受任何影響。 使用視頻服務器的硬盤自動播出系統還有很多種具體應用方式，這里就不再一一列舉了對比于傳統錄像帶播出，硬盤自動播出系統的信號與素材都并非存于盒帶之中，因此有零幀預卷、非線性檢索、素材反復使用、資源共享等優點。具體的優點是：提高工作效率、具有更好的安全性、信息資源的共享和系統的先進性。 2．利用視頻服務器實現視頻點播 視頻點播有兩種方式即：準視頻點播（NVOD）和視頻點播（VOD） （1）準視頻點播（NVOD） 視頻服務器是實現準視頻點播（NVOD）播放的核心設備，利用其多通道特性和素材可共享的特性，實現一個節目相隔一段時間重播，收視者能在等待最短時間收看自己點播的節目。如：在視頻服務器內一個時間長度為N的節目，經8個輸出通道分別輸出，第二個通道相對第一個通道延時N/8時間播放，第三個通道相對第二個通道延時N/8時間播放，依此類推。每個通道節目循環播放，那么第一個通道下一次開始播放的時間相對第八個通道也是延時N/8時間播放。這樣相鄰通道播放的是相同節目，但時間間隔均是N/8。用戶點播時，其點播信息經節目請求計算機處理后，由節目播放控制計算機將馬上要播放的通道號、授權等信息返送給用戶接收設備，用戶在N/8時間內就可看到自己點播的節目。 （2）視頻點播（VOD） 視頻服務器不僅可用于準視頻點播系統，也可用于視頻點播（VOD）系統。VOD的全稱為Video On Demand,即視頻點播技術，也稱交互式電視點播系統，意即按需要的視頻流播放。“在想看的時候看想看的節目”，用戶可以根據自己的意愿選擇收看電視節目，從根本上改變了過去被動式收看電視的不足，完全實現了由用戶掌握獲得信息的主動權。VOD還可以實現Internet、收發電子郵件、家庭購物、旅游指南、訂票預約、股票交易等其他功能。因此可以說，這一技術的出現使用戶可以按自己的需要來安排工作和娛樂時間，真正實現了由用戶掌握收視主動權，極大地提高和改善了人們的生活質量和工作效率。 VOD系統由前端系統、網絡系統及客戶系統三部分組成，而前端系統一般由視頻服務器、各種檔案管理服務器以及控制網絡部分的設備組成。各種檔案服務器主要完成一些用戶信息管理和計費工作，以及影視材料的管理工作和安全保密等。控制網絡部分主要完成各種服務器中的各種信息傳遞工作及后臺的影視材料和數據的交換。視頻服務器主要由存儲系統和建立其上的各種控制器管理系統組成，其目標是實現壓縮媒體數據的存儲以及按請求進行媒體信息的檢索和傳輸。視頻服務器與傳統的數據服務器在很多方面有顯著不同，需要解決許多問題，來支持各種新功能。同時，它的高速數據傳輸能力保證了用戶對大量影片、視頻節目、游戲、商務信息以及其它服務的近乎即時訪問。它的最大特點是可以實現多人從不同起點觀看同一節目，從而避免了精彩節目被一個用戶獨占。 這種應用規模比較大，必須將多臺多通道的視頻服務器組成能共享大容量硬盤存儲體和能處理傳輸流的寬帶網絡，才能滿足眾多用戶對節目的各種點播需求。用戶點播信息可以有兩種路徑傳給點播受理服務器：一種是通過城市的有線電視HFC網絡的上行通道傳給點播受理服務器；另一種是通過通用瀏覽器在互聯網上對節目進行選擇后，將點播信息傳給點播受理服務器。點播受理服務器將有關信息處理后，傳給播放控制計算機，由它控制播放用戶所點播的節目，并通過HFC下行通道傳到用戶終端。用戶接收有兩種形式：一種是普通電視機+機頂盒，另一種是計算機+接收卡，借助計算機顯示器收看。 基于視頻服務器的多頻道數字播出系統具有傳統的基于磁帶錄像機的模擬播出系統無可比擬的諸多優勢，視頻服務器采用開放式軟硬件平臺和標準或通用接口協議，系統擴展能力較強，能夠與未來全數字、盤基化、網絡化、多頻道資源共享模式的節目制作、編輯和播出體系相銜接。盤基化或盤帶結合的基于視頻服務器多頻道數字播出系統可以實現播出差錯隔離和故障隔離，也可以實現延時播出，是電視節目播出由模擬向數字過渡的最佳方案。而從長遠來看，視頻點播具有巨大的潛在市場和深遠的發展前景，因為從深層次來看，VOD不僅僅是視頻節目點播的問題，它代表未來全功能網絡化和數字交互式信息的應用發展趨勢，是一種從內容、形式上更深層次上的互動，也是數字影院、交互視頻新聞、廣告等新應用的基礎，具有廣闊的發展潛力，VOD是未來信息高速公路構架的重要組成部分，是未來信息服務中寬帶業務的靈魂。因此可以肯定，隨著數字技術、多媒體技術和計算機技術的不斷發展，視頻服務器在電視領域中的應用將有更多的延伸。 |
