基于WeatherCentral的气象影视演播室系统架构

第３２卷增刊Ⅱ　气象研究与应用　Ｖｏ１．３２　Ｓ２　Ｄｅｃ．２０１１　２０１１年ｌ２月　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＭＥＴＥＯＲＯＬ０ＧＩＣＡＬ　ＲＥＳＥＡＲＣＨ　ＡＮＤ　ＡＰＰＬＩＣＡ　ｎＯＮ　文章编号：１６７３—８４１１（２０１１）Ｓ２—０２８２—０３　基于ＷｅａｔｈｅｒＣｅｎｔｒａｌ的气象影视演播室系统架构　汤　沛　，史　成２，曾昭盛２，赵永云　（１．广东省中山市气象局，广东中山５２８４０１；２．广东省肇庆市气象局，广东肇庆５２６０４０）　摘要：介绍以ＷｅａｔｈｅｒＣｅｎｔｒａｌ系统为核心搭配大洋非编系统的气象影视演播室搭建方案，文章从视频、音频等方面详　细阐述了该方案的硬件组织架构和硬件选用思路，并给出了各种讯号的具体传递路径，分析了这种架构在具体使用中　操作人员少、安全性能好、稳定高效的优势。　关键词：ＷｅａｔｈｅｒＣｅｎｔｒａｌ；虚拟演播室；电视天气节目　１　系统概述　ＷｅａｔｈｅｒＣｅｎｔｒａｌ是一个可实时制作报道包括天　原始数据，处理后的数据仍然是简单的文本格式的　文件，这些文件通过地理信息系统可形成一系列图　形或者动画表现方式被Ｌｉｖｅ或者３ｄＬｉｖｅ所调用。　气、交通和新闻的系统。它利用独特的互动图形来进　行预报，利用现场收集的数据，准确及时地模拟出现　场模型，通过追踪主持人的手，来实现节目中的主持　人互动效果．用一种全新而独特的方法来叙述当时　同时，由于系统在投入使用之后将会不间断的　工作，因此各种硬件设备安全运转和备份应急措施　是至关重要的，我们在整个系统设计过程中提供了　完善的应急方案。系统中每一个环节都有可以替代　的应急方案。　在设备选型上我们选择了同类设备中性能优　良，达到高标准、高质量、性能稳定的产品。在操作　上简单方便、安全可靠。设备具有良好的环保性能、　抗电磁干扰性能。　１．３容错性和扩展能力　发生的重要新闻。并能将气象数据和地图信息完美　结合，在制作天气预报节目的时候，该软件可以表现　出很好的效果。而该软件进入国内以来，也逐渐被各　地气象部门引入．而针对ＷｅａｔｈｅｒＣｅｎｔｒａｌ系统搭建的　影视中心也越来越多，本文就以系统硬件架构为主　题，研究讨论建设气象影视中心的新话题和新思路。　根据目前的技术状况以及实际节目播出时的技　术要求，并考虑现场环境，我们在方案设计和系统集　成实施中重点考虑了以下几点：　１．１系统先进性　系统具有检错、纠错能力。具有完善的备份措　施。　在数据处理方面。由于系统对于气象报文和　ｍｉｃａｐｓ各类数据以及气象雷达图、云图等数据的兼　容支持，所以处理的数据基本上没有进行二次录入，　达到了安全可靠的容错效果。　在系统扩展方面，留出了备用端口，在升级和系　影视演播室系统设计和设备规格应符合专业电　视广播规范和电视技术发展潮流，适应数字技术发　展的要求。系统集成应具备稳定、成熟的先进技术，　要求功能齐全、科学安全、配置灵活、易于操作、便于　维护、具备完整应急能力，实现天气预报的安全快捷　制作。　１－２安全可靠性　统完善时，就可以极大的减低工作量，事实上，我们　在投入使用一年来的过程中．已经对系统各方面进　行了优化和扩展工作。　ＷｅａｔｈｅｒＣｅｎｔｒａｌ系统包括数据处理系统ＭｅｔＬｉｎｅ　以及图形表现系统Ｌｉｖｅ和节目制作系统３ＤＬｉｖｅ组　２系统总体设计　气象影视制作既要考虑到节目的各种专业要　求，也要考虑导播、编辑、录制、演播室的各项功能以　成，我们可以通过简单的ｆｔｐ手段将天气预报、观测　数据等以气象标准报文的格式或者ＷｅａｔｈｅｒＣｅｎｔｒａｌ　系统相应的文本格式传人ＷｅａｔｈｅｒＣｅｎｔｒａｌ数据处理　系统ＭｅｔＬｉｎｅ。系统将会自动对数据进行处理并备份　及各专业工作区之间的有机配合和后期制作上的方　便因素。达到整个演播整体的最佳效果。演播室设有　虚拟蓝箱背景，同时由音、视频信号处理系统与导　增刊Ⅱ　汤沛，史成，曾昭盛，等：基于ＷｅａｔｈｅｒＣｅｎｔｒａｌ的气象影视演播室系统架构　２８３　播、控制、编辑、制作、录制等连贯性协调工作。考虑　到整个环境的视听效果，在基础隔、吸声学处理的同　时．饰面采用专业吸音板做声学处理，并最终使混响　时间在０．２５～０．３２之间，本底噪声小于ＮＲ２０，从而　用专业硬件作为标准配置，支持多种不同格式的视　频。该切换台在同类产品中性价比较高，产品比较成　熟，同时由于有矩阵和专业色键的配合，对于切换台　的使用要求不会很高。而切换台所附带的抠像等功能　可以很好作为系统备用资源，以解决紧急情况。此外，　如果本系统将来升级至高清，则该切换台仍可以适用。　采用Ｕｈｉｍａｔｔｅ　Ｕ５００专业色键进行抠像处理。　ＷｅａｔｈｅｒＣｅｎｔｒａｌ系统可以智能探测出主　协调好高、中、低音的最佳效果。　整个硬件系统集成架构可以分为视频系统和音　频系统两个部分．视频系统整合了摄像机、录像机、　色键、切换台、矩阵、视频分割器等模块并对各信号　进行数字同步，同时考虑了各种部件模块的应急备　份方案。音频系统主要通过调音台对各路音频信号　进行配置．我们搭配了原有的ＳＯＮＹ　ＭＸＰ一２９０调音　台作为备份，并对音频信号进行延迟处理，以达到声　画同步。　２．１视频系统设计　２．１．１视频信号源　摄像机信号和实时气象节目生成系统Ｗｅａｔｈｅｒ　Ｃｅｎｔｒａｌ的信号首先进入色键，经过抠像处理后分别　输出到切换台作划像等特效处理、输出到矩阵作调　度并送给多分画面分割作为监看；同样两路录像机　信号、一路外来信号、一路非编信号等其他信号源均　分成三路输出到切换台、矩阵、多分画面分割。　监控方面，我们采用了高清等离子显示屏，通过　多画面分割器将送来的信号分成４画面（ＰＧＭ、　ＰｖＷ、抠像画面和非编画面）、９画面输出给两台等离　子显示器作为监看使用。在使用中能够达到良好的　视觉效果；经过切换台的信号可以进行视频特效等　处理输出到ＰＧＭ，其中ＰＧＭ　１信号作为主输出，　ＰＧＭ　２送至矩阵作为其输入，ＰＶＷ输出信号作为预　监，使工作人员可以看到播出前的效果；进入矩阵的　信号经过调度，输出的第一路信号作为系统应急输　出．与切换台的主路信号共同进人带二选一的数字视　分ＤＡ—ＤＳ６８０２＋Ｄ，增强了系统的安全性。另外四路信　号分别返送至色键、录像机、帧同步模块、非编作为其　输入；同时分出三路信号输出到多分画面作为监看。　２．１．２系统硬件选择　由于所采用的各种设备在价格上可选幅度较　大，所以对整体系统来说，能够恰当的将资金用于各　种硬件的选择就显得尤为重要。考虑到现场环境以　及系统扩展需求，我们对于系统的核心硬件设备做　了如下选择：　使用松下ＡＶ—ＨＳ４００ＭＣ高／标清切换台。包括８　路输入和６路输出，能够提供划像、混合、ＤＶＥ等作　为视频特效，以及键控器，下游键、画中画功能中采　持人的动作和主持人手的位置，以达到让主持　人通过手势等动作添加互动效果，例如摆放图标，启　动动画，画图等等。在对摄像机信号进行抠像处理　后，将生成的键信号传人ＷｅａｔｈｅｒＣｅｎｔｒａｌ系统，系统　通过追踪人像中离躯干最远的位置来确定人手所在　的位置．显而易见，这个功能的使用则对抠像的要求　比较高，所以我们在选择硬件的时候，采用专业的色　键进行抠像工作，力求保证整个气象节目制作的稳　定和高效。　利用大洋气象节目非编系统Ｗｅａｔｈｅｒ　５６００Ａ进　行气象节目的制作。ＷｅａｔｈｅｒＣｅｎｔｒａｌ系统本身并没有　非线性编辑功能．但非编系统在影视系统中的作用　不言而喻。一个成熟可靠的非编系统不仅可以提升　整个节目的灵活性、稳定性。而且可以提升节目的制　作效率。大洋非编系统不仅在非编功能中表现出色。　而且还配备了一些常用的气象数据接口，通过这些　接口．我们可以完善ＷｅａｔｈｅｒＣｅｎｔｒａｌ系统缺乏的文　字和图形特效，并在紧急情况发生时，作为备份制作　系统播出，提高了安全性。　视频信号经过切换台处理．１６ｘ１６数字矩阵调　度，为了保证节目制作和播出安全。我们将信号分成　主／备两路输出，保证信号质量的安全性和可靠性。　系统采用信号源的一级监看．经切换台处理和　Ｌｅｔｉｃｈ矩阵调度后的二级监看。经过音频嵌入模块　和视分模块后的三级监看，保证每个阶段的信号质　量，并配以Ｈａｒｒｉｓ周边模块设备，采用数字同步机　ＶＳＧ一２０１Ｄ产生黑场同步．经过两块模拟视分　ＶＤＡ６８００＋Ｄ送至切换台、矩阵、ＣＣＵ等设备作为整　个视频系统的同步使用。达到一个高质量的气象节　目制作系统。　２．２音频系统设计　２．２．１音频信号源处理　本系统主要用于制作气象类影视节目，主持人　讲解部分将占到很大篇幅．因此音频方面应该重点　突出对人声和声画同步的处理．这里我们选用ＭＩ—　２８４　气象研究与应用　３２卷增刊Ⅱ　ＤＡＳ　Ｖｅｎｉｃｅ一１６０作为主调音台，包括４路话筒／线　路送至数字监视器作监看使用，一路送至矩阵作调　度，一路送至演播室接口箱。　系统方案设计中考虑了多种带源格式素材导　入、后期剪辑、素材存档与共享等业务需求．并与节　路输入，４路线路输入，４路立体声输入；一路监听输　出，Ａ组和Ｂ组主输出，两路辅助输出，满足了制作　气象节目的需求。同时采用本单位原有的ＳＯＮＹ　ＭＸＰ一２９０调音台作为备份调音台，输出主／备两路　目制作系统进行集成融合，千兆网络交换速度保证　了视频数据存储和读取的高效率。整个系统结构紧　凑，操作方便，并易于维护，扩展性强。　２．３系统实际使用效果　信号将增强音频系统的安全性。信号经过主／备调音　台的处理形成主／备信号再经过模拟音频延时器、模　拟音频分配模块、音频嵌入模块的处理后成为最终　音频信号，并返送至两台录像机和非编，加嵌到视　频，输出到演播室信号箱接口板。　主持人的声音、两台录像机、非编等音频信号源　经过主／备调音台的处理输出到２Ｘ１音频应急切　换，保证了音频制作和播出的安全性。由于视频信　号经过色键、切换台等会产生１帧的延时，所以音频　系统配备了一台模拟音频延时器，这样音频信号经　该影视制作业务平台于２００９年９月完成总体　系统集成并投入运行。在实际使用过程中，该业务平　台系统具有技术功能齐全、影视技术先进、系统稳定　性强等特点。在日常业务运行中，充分满足了日常电　视气象节目多元化的制作需求．并在实际应用中能　够实现电视气象节目的直播。通过前期对系统功能　布局的设计。使系统线路设计思路清晰，为制作系统　的后期维护带来了方便。由于系统建设中影视设备　先进、系统线路设计比较专业，在具体业务工作中，　并不需要用到很多工作人员参与操作。而只需要投　入较少的人手即可，一般而言，一个幕后编导和一个　主持人已经能够很好的完成一档节目的录制。　过延时器处理可以达到与视频信号的同步。音频信　号再输出到模拟音频分配模块ＡＲＧ６８００＋Ｄ，并将其　中两路左右声道信号分别嵌入到主／备路的音频嵌　入模块ＭＸＡ６８００＋Ａ４，与视频信号一起传输。另外　三路左右声道信号则返送至两台录像机和非编，供　录像机录制节目使用。　２．２．２视音频信号叠加输出　本系统的主／备路信号进入ＤＡ—ＤＳ６８０２＋Ｄ视　频分配模块后两路输出到ＭＸＡ６８００＋Ａ４音频加嵌　４　结语　ＷｅａｔｈｅｒＣｅｎｔｒａｌ气象影视制作系统是目前比较　先进的影视制作系统，它针对气象方面的各种数据，　给出了丰富多彩的表现形式，对于气象影视制作来　说非常方便。本文给出了ＷｅａｔｈｅｒＣｅｎｔｒａｌ系统搭配　大洋非编系统制作气象影视节目的切实可行的硬件　搭建方案．并详细介绍了各种所需的关键设备以及　其讯号的传递路径。本系统经过近一年多的实际使　用，受到市民们的广泛好评。我们要以此为契机，在　日后的工作实践中不断学习、探索、创新，为广东气　象天气预报节目的制作提供更多服务支持。　・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●一　模块，此时视音频信号同时在视频电缆中传输，使线　路更加简洁可靠。经过音频加嵌的视频信号分别经　过ＶＳＭ６８０１＋Ｄ、ＤＡ—ＤＳ６８０２＋Ｄ分配模块后作为最　终视音频信号。信号经过ＶＳＭ６８０１＋Ｄ可以分成四　路模拟信号和四路数字信号，其中一路模拟信号和　一路数字信号返送至摄像机给摄像师监看使用，并　输出到演播室的液晶屏给主持人使用。经过分配模　块ＤＡ—ＤＳ６８０２＋Ｄ分成八路数字信号，并将其中一　“●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…（上接第２８１页）　Ｍｅ．Ａｄｏｄｃ　１．Ｒｅｆｒｅｓｈ”　筛选出号码后，再根据伍豪“１２１２１”系统规定的　格式生成文件．就能对特定的号码进行自动外呼。　３．３数据库管理的实现　４　结语　河池市气象局采用数据库技术对“１２１２１”自动　外呼系统进行管理。实现河池市气象预警信息对特　定用户、特定区域的有效管理和发布。系统在河池　市气象科技服务中心使用后，性能稳定，大大减轻了　工作人员的工作量，有力地推动河池市气象服务事　业实现更大发展。　由于定制用户号码变动较大，当号码的定制状　态改变时，需要在数据库修改其属性。手动修改号　码属性繁琐且耗时．为此我们开发了批量修改数据　库中电话号码属性的界面，只需在文本中按序放人　号码．就可以批量修改指定号码的属性。