高清電視轉(zhuǎn)播車音頻系統(tǒng)的構(gòu)建

1、系統(tǒng)與工程在高清電視逐步普及后,數(shù)字電視伴音的形式必將隨 之面臨巨大的變革,取而代之的必將是使觀眾有身臨其境 之感的多聲道伴音。轉(zhuǎn)播車的音頻系統(tǒng)的制作能力和安全 特性必將會(huì)受到越來越多的重視,下面就滿足高清電視轉(zhuǎn) 播用的轉(zhuǎn)播車音頻系統(tǒng)的構(gòu)成及控制調(diào)試作一剖析。 1 高清電視音頻系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)播車音頻系統(tǒng)主要由 :音頻信號輸入部分 (信 號輸入所需傳輸設(shè)備、信號分配設(shè)備 ,音頻信號控 制與調(diào)整部分 (調(diào)音臺、音頻周邊設(shè)備 ,音頻信號 輸出部分 (監(jiān)聽、外接口板、微波、送給錄像機(jī)的不 同輸入、加嵌器、下邊換器 ,音頻系統(tǒng)的同步 (系 統(tǒng)本身的同步設(shè)備、與視頻相關(guān)的同步設(shè)備 組成。 以往大多數(shù)轉(zhuǎn)播車的

2、車內(nèi)音頻系統(tǒng)都比較簡單, 通常是將現(xiàn)場擴(kuò)聲調(diào)音臺的合成信號送至車內(nèi),再與 觀眾效果話筒經(jīng)車載調(diào)音臺混音后輸出送至傳輸及記 錄設(shè)備,從而完成轉(zhuǎn)播工作。使用這種方法,實(shí)際上 轉(zhuǎn)播車只能控制信號的有、無、大小,卻無法控制信 號的平衡,因?yàn)楝F(xiàn)場調(diào)音師調(diào)整的是現(xiàn)場擴(kuò)聲音響系 統(tǒng),現(xiàn)場信號效果好,并不代表轉(zhuǎn)播音頻信號的效果 就一定好。因?yàn)殇浺魰r(shí)的平衡調(diào)整與擴(kuò)音時(shí)的平衡調(diào) 整是有很大區(qū)別的。因?yàn)閹缀鯚o法在顧及現(xiàn)場效果的 同時(shí),通過現(xiàn)場調(diào)音臺提供適合多聲道播出的信號。 為此在高清轉(zhuǎn)播車上采用多聲道音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案, 且現(xiàn)場擴(kuò)聲和播出音頻分別調(diào)整,即現(xiàn)場擴(kuò)聲由現(xiàn)場 調(diào)音臺來完成,而轉(zhuǎn)播音頻信號的調(diào)整則由車內(nèi)的調(diào)

3、 音臺來完成,也就是說擴(kuò)聲調(diào)音臺與轉(zhuǎn)播車車載調(diào)音 臺應(yīng)同時(shí)共享包括話筒、放音設(shè)備、樂器信號在內(nèi)的 所有音源信號。由兩個(gè)調(diào)音臺分別調(diào)整各自的平衡, 以便確?，F(xiàn)場和轉(zhuǎn)播均獲得最佳的音響效果。1.1 現(xiàn)場擴(kuò)聲系統(tǒng)現(xiàn)場擴(kuò)聲系統(tǒng)的連接如圖 1所示。1 根據(jù)話筒的輸入數(shù)量及線路電平輸入數(shù)量的需 要分別插入不同板卡。2 在遠(yuǎn)端接口機(jī)箱背板要安裝足夠的輸入、輸出 接口 (卡儂 。模擬、數(shù)字接口與現(xiàn)場擴(kuò)音調(diào)音臺或 電臺錄音調(diào)音臺相聯(lián),主備光纖與轉(zhuǎn)播車相聯(lián)。 3 遠(yuǎn)端接口機(jī)箱可以由車載調(diào)音臺控制增益、均 衡等參數(shù)。考慮到音視頻工作時(shí)間的不同步,音頻人 員通常要比視頻提前進(jìn)入節(jié)目制作現(xiàn)場布置話筒、調(diào) 試系統(tǒng),而此時(shí)

4、轉(zhuǎn)播車還沒有到達(dá)現(xiàn)場,遠(yuǎn)端接口機(jī) 箱還可以脫離車載調(diào)音臺,由筆記本電腦在現(xiàn)場直接 控制 (增益、均衡等參數(shù) 。1.2 現(xiàn)場擴(kuò)聲系統(tǒng)與車載調(diào)音臺的連接考慮到系統(tǒng)運(yùn)行的安全性,特別是重大活動(dòng)的直 播,要求外來信號采取主備方式同時(shí)送到位于轉(zhuǎn)播車 內(nèi)的機(jī)箱,供車載調(diào)音臺調(diào)用。為了使聲音信號在傳 輸過程中盡量減少損失,主備信號光纖應(yīng)以傳輸為高清電視轉(zhuǎn)播車音頻系統(tǒng)的構(gòu)建摘要在構(gòu)建用于高清、標(biāo)清、模擬的電視轉(zhuǎn)播車的音頻系統(tǒng)時(shí),以信號的控制能力、 與視頻系統(tǒng)相配合的能力、系統(tǒng)本身的靈活與安全為出發(fā)點(diǎn),最終使系統(tǒng)達(dá)到操 作簡單、功能靈活。關(guān)鍵詞音頻系統(tǒng)高清電視轉(zhuǎn)播車多聲道同步姜世杰系統(tǒng)與工程 主,模擬傳輸為輔。

5、這部分的系統(tǒng)連接如圖 2所示。(1遠(yuǎn)端接口箱輸出的主 MADI 信號,通過轉(zhuǎn)播車 上 的 主 MADI 光 纖 分 配 器 一 分 為 二, 其 中 一 路 MADI 信號送入主調(diào)音臺車載接口機(jī)箱,供主調(diào)音臺使用 ; 另一路 MADI 信號送入備份調(diào)音臺的車載接口機(jī)箱, 供備份調(diào)音臺使用。(2遠(yuǎn)端接口箱輸出的備 MADI 信號通過備 MADI 光 纖 分 配 器 一 分 為 二, 分 別 送 至 主備調(diào)音臺,作為備份輸入信號。 (3除光纖傳輸通道以外,還 須 有 一 條 多 芯 模 擬 音 頻 電 纜, 既 可 以 將 遠(yuǎn) 端 信 號 直 接 送 入 車 載 機(jī) 箱, 供 主、 備 調(diào) 音 臺

6、 調(diào) 用, 也 可 以 將 其 送 入 車 載 機(jī) 箱 的 MADI 卡, 返 回 到 光 纖 分 配 器, 再 被 主、 備 調(diào)音臺同時(shí)調(diào)用。(4在轉(zhuǎn)播車外接口板處設(shè)有 外 來 信 號 輸 入 端 口, 其 信 號 傳 輸 過程與多芯模擬音頻電纜相一致。 (5從遠(yuǎn)端接口機(jī)箱到轉(zhuǎn)播車 采 用 攝 像 機(jī) 光 纖, 因 為 每 根 攝 像 機(jī)光纖內(nèi)含有 2根光纖、 一路電源、 2根控制信號線。 所以既解決了主、 備 MADI 信號的傳輸、 遠(yuǎn)端接口機(jī)箱的供電,又有很多根攝像機(jī)延長纜可以作為備份以 解決遠(yuǎn)距離傳輸問題。(6攝像機(jī)機(jī)頭話筒、VTR、EVS 等輸出信號送入 車載接口機(jī)箱,經(jīng) MADI

7、卡輸出光纖信號返回到光纖 轉(zhuǎn)換器,再送入主、備調(diào)音臺。2 音頻信號控制與調(diào)整對以大型節(jié)目的轉(zhuǎn)播為主的轉(zhuǎn)播車來說,音頻系圖2現(xiàn)場擴(kuò)聲系統(tǒng)與轉(zhuǎn)播車音頻系統(tǒng)的連接圖1現(xiàn)場擴(kuò)聲系統(tǒng)的連接系統(tǒng)與工程統(tǒng)對信號的控制能力、與視頻相配合的能力、系統(tǒng)的 靈活與安全,是轉(zhuǎn)播車音頻系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵。2.1 音頻系統(tǒng)控制與調(diào)整的核心調(diào)音臺隨著電視數(shù)字化進(jìn)程的不斷加快,全球越來越多 的用戶在大型轉(zhuǎn)播車中選擇使用數(shù)字調(diào)音臺,但是數(shù) 字調(diào)音臺各有不同,下面幾點(diǎn)是其選擇的基礎(chǔ)。 (1系統(tǒng)是用于各種實(shí)況轉(zhuǎn)播,現(xiàn)場調(diào)音完全不 同于后期制作,操作人員會(huì)面臨許多無法預(yù)料的實(shí)際 問題,要求在很短時(shí)間內(nèi)予以解決,因此調(diào)音臺人性 化的設(shè)計(jì)便

8、顯得尤為重要,良好的人機(jī)關(guān)系能為調(diào)音 師迅速解決問題提供極大的方便。(2轉(zhuǎn)播車的工作環(huán)境與演播室存在著很大的差 異。轉(zhuǎn)播車內(nèi)音頻系統(tǒng)的核心是調(diào)音臺,如果調(diào)音臺 出現(xiàn)故障,可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓,因此調(diào)音臺是 否能夠滿足對溫度、振動(dòng)等高標(biāo)準(zhǔn)的要求,將關(guān)系到 能否確保轉(zhuǎn)播任務(wù)安全、順利完成的一個(gè)重要因素。 (3調(diào)音臺需具備音頻跟隨視頻的能力。在電視轉(zhuǎn)播過程中,保持聲音與畫面的高度一致 性,是確保獲得真實(shí)現(xiàn)場效果的重要技術(shù)環(huán)節(jié),這就 要求調(diào)音臺應(yīng)具備音頻跟隨視頻的能力。要求調(diào)音臺 具有內(nèi)置矩陣, 通過 Probel(SW-P-02 或者 ARMI 協(xié)議, 視頻控制器可以控制調(diào)音臺的矩陣和快照調(diào)用。在

9、這 種情況下,調(diào)音臺的矩陣就成為視頻矩陣中的一部分 (音頻矩陣層 , 完全實(shí)現(xiàn)音畫同步的功能。此外, 還 可以通過視頻切換臺的 GPIO 控制接口,對調(diào)音臺的 推子電平、通道開關(guān)、甚至 EQ、動(dòng)態(tài)等音頻參數(shù)的 設(shè)定進(jìn)行自動(dòng)化的調(diào)用,達(dá)到音視頻高度配合。 例如在體育節(jié)目轉(zhuǎn)播中,如摩托車比賽或者馬拉 松比賽,當(dāng)不同角度的攝像機(jī)開始工作時(shí),該攝像機(jī) 所對應(yīng)的話筒會(huì)被打開,這就意味著用戶可以選擇輸 入的話筒 (跟隨攝像機(jī) 通道,調(diào)音臺的 GPI 信號可 以自動(dòng)設(shè)置用戶定義的推子變化時(shí)間和兩個(gè)不同位置 之間的電平值。 基于 GPI 信號, 通道可以設(shè)置不同 的衰減,重現(xiàn)用戶定義的持續(xù)時(shí)間和輸入輸出電平。

10、 這就是說在比賽現(xiàn)場,當(dāng)攝像機(jī)被切入主畫面,相應(yīng) 的音頻信號會(huì)自動(dòng)打開并調(diào)整到合適的位置,而前一 個(gè)攝像機(jī)的音頻信號就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉,錄音師只要看著 推子自動(dòng)滑動(dòng)就可以了。這使得錄音師可以將精力集 中在解說詞、現(xiàn)場音效和衛(wèi)星信號傳送等方面,將大 部分相對機(jī)械的控制功能交由調(diào)音臺自動(dòng)完成。(4調(diào)音臺需具備環(huán)繞聲制作能力。(5根據(jù)經(jīng)費(fèi)情況選擇不同品牌調(diào)音臺。2.2 聲、畫同步及延時(shí)補(bǔ)償在高清、標(biāo)清、模擬并存的電視轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)中, 會(huì)有高、標(biāo)清視頻信號上、下變換,模擬數(shù)字信號的 A/D、D/A轉(zhuǎn) 換 等 情 況 出 現(xiàn)。 此 外, 兼 容 高 /標(biāo) 清 視 頻信號的切換臺、畫面分割器也會(huì)引入相應(yīng)的視頻延

11、時(shí)。人對聲音和畫面的自然同步感是存在忍受閾值 的,如果音頻超前或落后視頻信號太多,人就會(huì)產(chǎn)生 聲、畫不同步的感覺。針對這一點(diǎn),根據(jù)視頻信號流 程和處理方式,在音頻系統(tǒng)流程中不同部分加入了相 應(yīng)的延時(shí)處理設(shè)備或手段,保證在總體信號輸出前音 頻與視頻保持相應(yīng)的同步狀態(tài)。(1在調(diào)音臺連接音頻矩陣和送主節(jié)目輸出的通 路上,利用調(diào)音臺自身的延時(shí)功能,對需要延時(shí)的信 號進(jìn)行延時(shí)處理。(2利用延時(shí)器,對調(diào)音臺無法完成并需要延時(shí) 的音頻信號進(jìn)行必要的延時(shí)。(3利用上、 下變換器的延時(shí)功能使輸出的高、 標(biāo)清信號中的音視頻保持一致。上述做法的目的是使 用最少的硬件環(huán)節(jié), 保證在信號處理流程、 記錄過程、 輸出過程

12、以及監(jiān)聽信號流程中,所有通路的延時(shí)都不 會(huì)超過自然閾值。3 音頻信號輸出音頻信號的輸出主要包括監(jiān)聽、 外接口板、 微波、 送給錄像機(jī)的不同輸入、矩陣、視頻相關(guān)設(shè)備 (下變 換器、加嵌器 、DOLBY 編碼等設(shè)備,在微波、錄像 機(jī)、外接口板等處,需采取多種備份方案,以保證在 直播、錄像過程中音頻信號不中斷。這部分的系統(tǒng)連 接見圖 3。根據(jù)轉(zhuǎn)播車的工作性質(zhì),筆者認(rèn)為最需要 注意以下幾個(gè)環(huán)節(jié)。3.1 音頻輸出矩陣音頻系統(tǒng)輸入部可由調(diào)音臺本身的輸入矩陣來實(shí) 現(xiàn)其功能,在系統(tǒng)輸出部分設(shè)置矩陣的主要目的是便 系統(tǒng)與工程于節(jié)目互轉(zhuǎn)、便于不同信號的單獨(dú)記錄、非播出音視 頻信號的記錄和制作。(1便于節(jié)目互轉(zhuǎn)所有

13、高 /標(biāo)清錄像機(jī)和慢動(dòng)作 (EVS的輸入和輸 出信號都與這個(gè)音頻矩陣相連接,當(dāng)需要兩者進(jìn)行素 材互轉(zhuǎn)時(shí),隨著視頻矩陣將相應(yīng)視頻信號切換到位、 音頻矩陣也同時(shí)動(dòng)作,將相應(yīng)音頻通道連通。如需要 將 VTR1的素材采集到 EVS 中時(shí),只要視頻矩陣進(jìn)行 了選擇, 音頻將自動(dòng)跟隨, 這樣就節(jié)省了許多環(huán)節(jié) (以 往是靠跳線盤解決 ,既靈活又安全。(2便于記錄單獨(dú)不同場景話筒信號對于每個(gè)攝像機(jī)位來說,其聲音成分及比例都是 與其位置及拍攝角度緊密相關(guān)的,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,將 調(diào)音臺信號送入這個(gè)音頻矩陣,并且作不同的聲場環(huán) 境的編組。當(dāng)需要記錄或傳送某一機(jī)位的視頻信號 時(shí),音頻矩陣同樣可隨著視頻信號的切換而將相應(yīng)

14、輸 出自動(dòng)轉(zhuǎn)換到適當(dāng)?shù)沫h(huán)境聲信號。(3便于非播出音視頻信號的記錄和制作由于導(dǎo)演根據(jù)不同需要經(jīng)常進(jìn)行單掛 (在切出信 號以外另錄一些素材 ,此時(shí)可利用這個(gè)音頻矩陣將 對應(yīng)此視頻的音頻信號切換到錄像機(jī)通道上。3.2 選擇和使用適合的矩陣特別要說明的是,在選擇音頻矩陣時(shí),應(yīng)選擇與 視頻矩陣同一廠家的產(chǎn)品,以避免由于接口協(xié)議等問 題造成音頻與視頻的聯(lián)動(dòng)能力受到影響。為了安全起 見,可將一個(gè) 128×128矩陣設(shè)計(jì)成兩個(gè) 64×64矩陣, 這樣系統(tǒng)會(huì)更安全可靠。將調(diào)音臺的輸出信號、所有錄像機(jī)的信號、EVS 的 信 號、DOLBY 編 碼 的 信 號 全 部 送 入 矩 陣, 根 據(jù)

15、需 要選擇路由,輸送給不同的設(shè)備。這樣可以使系統(tǒng)更 加靈活、功能更加完善。3.3 保證錄像機(jī)輸入音頻信號的完善、安全轉(zhuǎn)播車 70%的任務(wù)是大型活動(dòng)的錄像工作,如 果錄像機(jī)記錄的音頻信號出現(xiàn)問題,節(jié)目制作時(shí)將無 法彌補(bǔ)。因此轉(zhuǎn)播車的設(shè)計(jì)原則是合理利用系統(tǒng)資 源,確保錄像機(jī)輸入信號不會(huì)中斷,對此在系統(tǒng)中采 取以下措施。(1將音頻信號嵌入視頻,隨視頻信號一起進(jìn)入 錄像機(jī),供錄像時(shí)音頻人員選擇 (根據(jù)記錄需要選擇 輸入加嵌器的聲道,因此,可以將聲音記錄在錄像機(jī) 圖3電視轉(zhuǎn)播車音頻信號輸出部分系統(tǒng)與工程的任意聲道上 。(2主、備調(diào)音臺輸出的模擬信號,經(jīng)選擇以后 送入音分, 再分別送給錄像機(jī) (5、 6聲

16、道的物理接口 輸入,供錄像時(shí)音頻人員選擇。(3由一個(gè)音頻矩陣將 AES 信號送入錄像機(jī)輸入 (1、2聲道的物理接口 ,供錄像時(shí)音頻人員選擇。 (4將 DOLBY 編碼的 AES 信號經(jīng)過另一個(gè)音頻矩 陣送入錄像機(jī)輸入 (3、4聲道的物理接口 ,供錄像 時(shí)音頻人員選擇。以上方案中,錄像機(jī)輸入部分已經(jīng)達(dá)到了 4重備 份,即靈活,又安全。3.4 監(jiān)聽系統(tǒng)音頻信號的輸出監(jiān)聽設(shè)備是錄音師判斷錄音質(zhì)量和調(diào)整音頻信號 平衡的主要手段,如果監(jiān)聽系統(tǒng)發(fā)生問題,錄音師是 不可能很好地完成錄音任務(wù)的。(1將主、備調(diào)音臺的監(jiān)聽輸出經(jīng)過一臺多聲道 音頻選擇開關(guān) (帶遙控功能 選擇后送入有源監(jiān)聽音 箱系統(tǒng)。(2當(dāng)監(jiān)聽系統(tǒng)

17、發(fā)生問題,主備監(jiān)聽信號均不能 監(jiān)聽時(shí),可將監(jiān)聽信號送入備份調(diào)音臺,由備份調(diào)音 臺的監(jiān)聽模塊用耳機(jī)監(jiān)聽。3.5 對車外信號的輸出對車外輸出音頻信號主要承擔(dān)著為衛(wèi)星車、光纜 輸送音頻信號, 因此需要與加嵌器、 微波同等的待遇。 需要將主備調(diào)音臺的模擬、數(shù)字輸出經(jīng)過主備兩 臺多聲道音頻選擇開關(guān) (帶遙控功能、模擬、數(shù)字同 時(shí)輸入輸出、帶斷電旁通功能 選擇后,經(jīng)模擬音分 和數(shù)字音分分別送入主備 (微波、 加嵌器、 外接口板 。 這樣就達(dá)到了在輸出通道上的“物理無瓶頸” 。在監(jiān)聽系統(tǒng)中使用的多通道選擇開關(guān)和此處的選 擇開關(guān)是同一品牌產(chǎn)品,用一個(gè)遙控器可同時(shí)控制三 臺設(shè)備,達(dá)到輸出、監(jiān)聽主備倒換的一鍵切換

18、。 4 音頻系統(tǒng)的同步轉(zhuǎn)播車數(shù)字音頻系統(tǒng)的同步包括 :數(shù)字音頻系統(tǒng) 本身的同步和與視頻同步兩個(gè)環(huán)節(jié)。4.1 與視頻系統(tǒng)的同步一般轉(zhuǎn)播車的視頻系統(tǒng)采用 2臺同步機(jī)互為備 份,當(dāng)主同步機(jī)發(fā)生故障時(shí),備份同步機(jī)經(jīng)倒換開關(guān) 自動(dòng)接替其工作。但是在主備同步機(jī)的倒換過程中, 會(huì)出現(xiàn)丟失同步信號的問題,畫面會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)等不同 步現(xiàn)象。由于音頻同步信號一般是由視頻同步機(jī)輸出 的視頻黑場信號轉(zhuǎn)換為 AES 同步信號得來的。因此, 雖然視頻主備同步機(jī)倒換過程很快,但還是會(huì)使音頻 系統(tǒng)丟失同步信號, 這時(shí)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出噪聲 (如喀喀聲 , 有時(shí)甚至?xí)挂纛l系統(tǒng)在幾秒鐘內(nèi)無法工作,無音頻 信號輸出,這在直播過程中是不允許發(fā)生的。4.2 數(shù)字音頻系統(tǒng)本身的同步由于數(shù)字音頻設(shè)備所