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電視節目的存儲及管理
電視節目的存儲及管理
`2000中南地區省級電視臺技術(shù)協(xié)會(huì )技術(shù)論文一等獎《廣播與電視技術(shù)》2000年第12期發(fā)表
前 言
電視臺對電視節目的存儲目前主要還是采用傳統的磁帶存儲方式，這種原始的方式有很多的弊端：易損，占地大，成本高，難于重新使用。更重要的是難于長(cháng)期保存，通常在滿(mǎn)足磁帶保存環(huán)境的要求下，磁帶的壽命一般在10年左右，到期只能淘汰，再也不能使用。另外，對于長(cháng)期積存的磁帶，各電視臺也沒(méi)有非常有效的管理工具去管理，開(kāi)發(fā)，利用這些越積越多的資源，記者與節目制作人員盡管知道臺里有豐富的資料，卻由于難于查找所需的節目，而放棄使用這些幾乎免費的資源素材，更不用說(shuō)向社會(huì )開(kāi)放這些資源，滿(mǎn)足日益發(fā)展的電視節目資源的全球化共享。
隨著(zhù)計算機信息技術(shù)與視頻技術(shù)的發(fā)展，出現了穩定高效的數據壓縮方式，高速寬帶計算機網(wǎng)絡(luò )，以及大容量數據存儲系統，而且國際互聯(lián)網(wǎng)及企業(yè)內部網(wǎng)的超前發(fā)展也給電視臺節目擋案的網(wǎng)絡(luò )化存儲，查詢(xún)，共享，交流提供了可能。寬帶網(wǎng)絡(luò )技術(shù)及視音頻壓縮技術(shù)的成熟，為電視臺網(wǎng)絡(luò )化鋪平了道路，今后傳統意義上的電視節目制作，播出設備及帶庫管理將逐步向多媒體網(wǎng)絡(luò )設備過(guò)渡，網(wǎng)絡(luò )所具有的高效率與靈活性等優(yōu)勢，會(huì )充分體現在電視臺的節目傳輸，分配，制作，播出及存儲領(lǐng)域。
今天，越來(lái)越多的電視臺裝配了基于計算機系統平臺的非線(xiàn)性編輯設備，新聞制作網(wǎng)及自動(dòng)化播出設備，但是作為實(shí)現共享的數據源——節目資源的存儲及管理卻還停留在早期磁帶庫階段，究其原因，雖可舉出種種理由，但無(wú)庸諱言的是該環(huán)節已阻礙了現代化的視頻資源共享方式的展開(kāi)。本文就是想在這方面做一些積極的探索。
一 . 電視節目的存儲
1 . 存儲方式的選擇
電視臺所存儲的內容以視音頻素材為主，在選擇存儲方式時(shí)，應綜合考慮過(guò)去，現在，將來(lái)已經(jīng)使用或將要使用的方式，選擇高質(zhì)量，高效率，便于利用的方式存儲各種不同類(lèi)型數據。 圖1給出了電視臺的節目生產(chǎn)流程。
在專(zhuān)業(yè)視頻應用領(lǐng)域，不管是壓縮還是非壓縮，大都集中在分量格式領(lǐng)域，因此在做格式選擇時(shí)要特別注意。根據具體應用情況，不同階段選用相適應的信號格式，使整個(gè)生產(chǎn)流程平滑過(guò)渡，盡量減少信號轉換造成的損失，以達到最佳質(zhì)量效果。
若信號采用不壓縮方式記錄存儲，信號質(zhì)量最好，無(wú)損失。但存儲數據量非常大，以1小時(shí)無(wú)壓縮數字視頻信號D1計算，其數據量就達100GB以上，對電視臺數以萬(wàn)計盤(pán)的磁帶來(lái)說(shuō)，如此龐大的數據量會(huì )使存儲成本，管理費用及日維護費用非常高。隨著(zhù)壓縮技術(shù)的成熟，由壓縮所帶來(lái)的信號損失也越來(lái)越小，已完全達到了制作及播出要求，因此選擇適合的壓縮技術(shù)和格式，對信號進(jìn)行壓縮后再存儲，降低存儲成本是必然的選擇。
3、圖像質(zhì)量足夠高，滿(mǎn)足記錄重放復用的要求。
7、壓縮效率高，在保證圖像質(zhì)量的前提下，降低存儲成本和維護費用，減少網(wǎng)絡(luò )傳輸壓力。
9、較好的兼容性。兼容HDTV和DTV等數字電視的飛速發(fā)展，壓縮格式應較易向數字電視過(guò)渡且損失較小。
12、良好的互操作性，壓縮格式必須可應用于節目制作及傳輸播出的全過(guò)程，以減少格式轉換帶來(lái)的損失。
13、 較長(cháng)的技術(shù)生命周期。
MPEG-2是目前全球電視行業(yè)都普遍接受的專(zhuān)業(yè)視音頻信號壓縮格式。已經(jīng)廣泛應用于信號傳輸中，且在高清晰度電視，數字電視中也已采用了MPEG-2壓縮技術(shù)，同時(shí)MPEG-2在前期素材采集，后期節目制作領(lǐng)域的應用技術(shù)也在不斷發(fā)展成熟。
利用存儲的節目進(jìn)行二次編輯時(shí)，無(wú)論何種壓縮格式，一般均要求采用4：2：2取樣格式，因為4；1：1或4：2：0取樣格式做二次編輯時(shí)，色度還原性較差。
對于現存的JPEG，M-JPEG和MPEG-2壓縮方式而言，只有I幀的MPEG-2實(shí)際上與JPEG編碼相仿，兩者均采用DCT（離散余弦變換）算法，但兩者在內部處理上有所不同，MPEG-2更加專(zhuān)注于視頻信號的處理，而JPEG對圖片處理?yè)碛懈蟮撵`活性，而對于電視編輯人員及眾多電視觀(guān)眾，這種靈活性對他們是沒(méi)有意義的。MPEG-2在處理單幀視頻信號的壓縮效率稍高于JPEG約15%--20%左右，由于兩者壓縮算法不完全相同，當由M-JPEG轉換為MPEG-2時(shí)，不單要進(jìn)行再壓縮，同時(shí)還要進(jìn)行壓縮格式轉換，這種格式的級連轉換會(huì )造成較大損傷，而對于MPEG-2之間格式轉換來(lái)說(shuō)，I幀不必再進(jìn)行格式轉換，僅需進(jìn)行再壓縮即可，因此損失比MPEG與JPEG之間轉換小，這就是整個(gè)鏈路最好采用一種格式的原因。
由于目前技術(shù)條件的限制，長(cháng)GOP結構的MPEG-2做編輯尚不成熟，但只有I幀或IB幀的GOP結構的編輯技術(shù)已步入實(shí)用階段，隨著(zhù)逐幀MPEG-2編輯技術(shù)的逐步完善，從素材采集一直到存儲播出整個(gè)鏈路均采用MPEG-2一種大格式成為可能。在不同的應用場(chǎng)合，采用不同的“級”和“類(lèi)”組合，配以合適的碼率，可滿(mǎn)足不同的使用要求，如在采集，編輯，制作階段采用只有I幀和IB幀的短GOP結構組合的MPEG-2 4：2：2編碼方式，碼率選擇30-50Mb/s，重點(diǎn)保證編輯質(zhì)量與編輯精度；傳輸播出時(shí)可根據使用場(chǎng)合要求的不同選用有IBP幀的GOP（12幀）結構組合的MPEG-2 4：2：2或4：2：0編碼方式，碼率選擇4--10 Mb/s的低碼率；存儲時(shí)也可采用長(cháng)GOP結構的MPEG-2 4：2：2編碼方式，碼率選擇15--20 Mb/s。這樣一來(lái)，整個(gè)鏈路均采用MPEG-2一種格式，最大限度的減少了由于數據格式轉換帶來(lái)的圖像質(zhì)量劣化，使系統組合更為合理統一。
2 . 存儲介質(zhì)的比較
計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，也使其擁有的成熟技術(shù)及先進(jìn)理念，迅速滲透進(jìn)其他行業(yè)與領(lǐng)域，存儲技術(shù)就是如此。計算機的存儲系統是由內存，硬盤(pán)及輔助海量存儲器（硬盤(pán)陣列，光盤(pán)庫，數據流磁帶機）構成
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