电视自动播控系统软件技术(上)

    关健字：播控系统，自动播控，播出系统，电视，录像

    电视自动播控系统软件是电视自动播控系统的灵魂，与硬件同等重要，现代播控系统是否能达到减轻值班人员的工作强度，以及提高播出质量和播出实效，往往更大程度依赖于自动播控系统软件。

　　一．自动播控系统软件发展过程概述

　　国内早期电视播控系统无一例外的采用人工手动播出方式。80年代开始，一些电视台开始引进国外的切换台和与之配套的自动播控系统软件，构成自动播控系统，这些播控软件都是英文版，学习掌握需费较多的时间和精力，最大的问题是价格昂贵，故未能普及应用，仅中央电视台、江苏电视台及天津电视台等大台大胆引进使用。但自动播控方式以其先进的工作方式和能大幅度减轻工作人员的工作强度，而为从事电视播控的人们所向往，开始有人尝试在现有电视播控硬件基础上自行开发自动控制装置，如采用单板机或PC机作硬件平台，利用汇编语言等编程工具开发能控制录像机播放、停止、起带及场逆程多路信号源切换器的选择切换。这初步实现了精确切换节目及减轻人员工作强度的初步需要。

　　进入90年代，许多电视台建起电视中心大楼，开始使用GVG Master 21切换台作为电视播控系统的核心设备，并利用其配套的Event Stacker（缩写为ES）自动播控软件实现自动化播出。ES软件运行在DOS环境下，为英文版，其界面和基本功能均保留国外的使用习惯，不能使用中文在节目播出单标识播出磁带名称等辅助性信息，只能使用英文或阿拉伯数字作代号，不便于核对查看，当需播出的节目条数较多时，查找修改节目播出单都十分不便。此间有人对ES软件进行汉化等工作，但无法摆脱西文软件的功能不足之处，反而引起系统软件的不稳定。

　　90年代中期，国内电视台播出时间普遍延长，播出节目数目急剧增加，且要求节目播出方式多样化，如要求定时播出、节目中插播广告等等，原先的英文版自动播控系统软件已力不从心，专业视频厂商开始开发中文版的自动播控软件，如安徽现代等厂商开发了适应GVG Master 21和UTAH切换台的全中文自动播控系统软件。由于国产中文软件界面友好，功能适应国内播出习惯和要求，获得良好的发展。

　　90年代末期，随着视频服务器用于播出和数字切换台的应用，自动播出系统软件开发又上新台阶，不仅能控制录像机、数字切换台，而且可控制视频服务器、台标机、机械手、键混合设备和DSK设备。利用计算机网络实现总编室串联单直接在网络上传输并转为播出节目单，减少了重复劳动，利用网络实现主备控制计算机互为自动备份，大大提高了可靠性。

　　二．自动播控系统软件的分类

　　自动播控系统软件除英文版和中文版区分外按不同方式可进行不同的区分：

　　1、按操作系统平台区分

　　由自动播控系统软件运行所依赖的PC机操作系统不同可分为：DOS、Windows3.X、Windows NT、Xenix、NOVELL Netware3.1等平台软件。

　　在DOS平台上开发的自动播控软件由于DOS本身较稳定，除非PC机被病毒侵袭，运行在DOS上的自动播控软件不会出现崩溃。稳定性很好，如ES软件，但DOS平台也有较大的局限性，如双机不能直接进行连网，用二台计算机无法实现主备机互为备份，也难以实现上、下级机结构；还有DOS受基本内存的限制，应用程序不能太大，对编程技术要求较高，功能开发上难以做到尽善尽美。

　　利用Windows3.x平台开发，不受DOS基本内存的存取限制，界面美观友好，可开发功能强的应用程序。除此之外还有二个明显的好处：1.可以利用Wiindows Workgroups联成对等网。可实现播出控制网络内的数据共享，也可构成上、下级机控制方式；2.另一好处是在编程上可利用Windows良好的多媒体属性，实现声音清晰、提示准确的语音告警提示；还可利用视频捕捉卡在运行自动播控软件的计算机屏幕设置回放视频信号窗口，实现在播控计算机上找带头及监看切换台上预置母线的信号源信号准备情况。但Windows3.x及Windows9.x由于操作系统主要为普通PC机用户设计的，不够强壮，偶尔会引起死机或程序保护错误，从而不得不重新启动计算机，这样以此为平台的自动播控系统软件的可靠性将受到一些影响。

　　Windows NT是真正的32位、多任务和获得美国防部C2级安全性认证的操作平台，在该平台上开发软件，除Windows3.x的优点外，由于操作平台自身的稳定安全可靠，非常适合作自动播控系统软件的平台。目前已是视频专业领域流行和首选的操作系统平台。

　　Xenix是PC机版的UNIX操作系统，有些国外自动播控系统软件是在这种平台上开发的，它与DOS一样，采用字符命令方式，学习、掌握以至维护都较困难。与电视台内的信息管理网络互联十分困难。

　　NOVELL Netware3.x是应用广泛,十分成熟的网络操作系统平台，绝大多数单位的信息管理系统均使用PC机按以太拓扑结构组成10BASE-T的网络，其操作系统便是Netware。这种网络以文件服务器为中心，实现数据共享，网上的工作站可以在DOS下入网，也可在各种版本的Windows平台下入网，网上任何一台工作站故障均不会影响其它PC机的正常工作。正是由于Netware发展较成熟，适应范围广，能满足一般的文字、控制信息传输需要，在国内也较多使用。如用在广东岭南台播控机房中的安徽现代的自动播控系统软件，便是挂在Netware以太网上的。

　　2、按硬件平台区分

　　按硬件平台构成区分就有用汇程语言、C语言、C++语言、Visual C++或混合编写的自动播控系统软件。

　　早期用单板机和近来用单片机为核心进行直接控制的硬件平台，使用汇编语言编程，其软件一般是固化在硬件的EPROM内，其优点是编程相对简单，软件中的Bug（错误）易暴露，调试较容易。另外也由于其控制方式简洁、抗干扰能力较好，当软件调试完毕，经考验后，自动播控系统的可靠性便完全取决于硬件的质量了。但这种方式有太多的局限，将来不会获得较大发展，首先控制信息和控制过程不能直观的反映出来，以便于工作人员查对；对节目的输入与输出及统计处理十分困难，联网及数据共享更无从谈起。 单一用PC机控制的自动播控系统，运行在PC机DOS平台上的自动播控软件多用C或C++语言编写，这是由于C与C++语言具有这样一些特点：

　　（1）用C或C++编写的应用软件可移植性好，移植到不同型号的PC机和各种操作系统上，不需作较大的改动。

　　（2）生成的目标代码质量高，程序执行效率高，对PC机的硬件要求不苛刻。

　　（3）这类语言允许直接访问物理地址，能进行位操作，实现大部分汇程语言的大部分功能，可以直接对硬件进行操作；这些特点使得C与C++非常适合编写自动播控系统软件。

　　还有一种使用PC机与单片机结合的硬件平台，由单片机直接对录像机、切换台等播控设备实施控制，而PC机与单片机通讯，控制指令则由PC机发出，播出及控制状态及各种反馈信息则由PC机处理和统计。这样自动播控软件则由单片机汇程语言和C或C++混合编写。

　　而应用在PC机各种Windows平台上的自动播控软件，为了利用Windows的多媒体和易于组网等特性，多使用可视化C语言之类编程工具，如Visual C++等。

　　三．自动播控系统软件的性能要求

　　自动播控系统软件的性能是衡量自动播控系统优劣的关键，根据多年来的跟踪研究和在福建电视台（包括东南台、新闻频道、体育频道等）播出上的开发应用经验，总结如下几条原则：

　　1．安全稳定

　　一套自动播控系统的稳定可靠不仅取决于硬件系统上，自动播控系统软件其实也是整套自动播控系统稳定性的重要因素。如经常出现死机、该切换而不切换、不该切换却乱切换、计算机莫名其妙的复位等等，往往是由于软件Bug（错误）所致。

　　自动播控系统软件中的控制模块，由于要控制多种不同接口协议的录像机、切换台、视频服务器等设备，且实时控制要求高，这部分最需编程人员周密设计和精心调试，并应充分详尽考虑可能出现的各种情况，否则最易造成系统软件的不稳定。另外编辑串联单模块与控制模块之间衔接不好也是造成不稳定的因素，将出现编播串联单均正确，但切换却不正常的现像。

　　另外自动播控系统软件还应有安全保护措施，这包括二方面内容：

　　（1）防止人为误操作而引起播出事故。如在节目切换前后15秒内自动禁止切换台PGM（节目母线）操作，防止人为误操作；在节目切换前1分钟禁止对播出节目单修改变更操作，以免控制紊乱。

　　（2）对操作者的不当操作或因操作可能会导致播出错误与异常的情况，软件应能及时发现并及时报告。如相邻的节目使用了相同的录像机机号；录像机机型与磁带类型不符；相邻节目间出现间隙；使用了非当日的节目单或其它频道的节目单；节目时间出现重叠等，只要存在错误而未进行修改，计算机自动禁止节目单的发送播出，直至修改正确为止。另外当操作者修改了串联单后，未进行发送播出操作，软件也应能及时报告。

　　较早些的自动播控系统软件，安全保护措施不够，特别是不能发现操作者输入的数据可能引起的错误，对错误的数据照常进行播出控制，而引起播出事故。

　　目前先进的自动播控系统软件应具备较强的安全保护措施。投入我台使用的APS-96、APF-97自动播控系统软件都具备了较完善的保护措施，在实际应用中避免了一些可能发生的事故。

　　2．自动控制能力

　　采用自动播控系统的一个目的是最大程度的满足自动化的需要，以减轻工作人员的工作强度。自动播控系统软件自动控制能力便成了衡量其性能的一个重要因素。

　　自动播控系统软件自动控制能力应包括：

　　（1）控制播出设备种类的多少，最基本的应能控制录像机、播出切换器（8×1或16×1等），比较完备的还应能控制切换台（如Master 21或UATH切换台）、键混、台标机、静止画发生器、测试卡发生器、放声设备等，高档的自动播控系统软件还应能控制视频服务器和机械手设备。

　　（2）控制设备的程度，基本的控制应包括录像机的播放、停止、起带，切换台节目的切换和下一条节目的预置，键混等设备的切出等，较完善的控制应能对切换台上的键（如Master 21切换台）进行上、下键自动控制、不同键源的选择、切换方式的选择控制、音频声道的控制选择，以及录像机播后状态的选择和台标机中多种副标的自动控制播出；高档的自动播控系统软件不仅可控制视频服务器的播出，还能进行录制控制和对素材的管理。

　　（3）授于用户扩充、调整、更换设备的灵活程度，这是高档的自动播控系统软件所应具备的，如用户播出设备损坏，更换了不同控制接口的录像机，不同的切换台或切换器，只需用户更改软件中的初始化参数，便可正常使用，而不需软件人员通过修改软件源代码方可解决。

　　由于录像机是播出系统中的核心设备，而录像机又有多种控制接口，对录像机自动控制能力的考察应是重点，故在此重点介绍。

　　目前录像机有三种接口方式：

　　（1）RS-422控制接口：这一串行通讯方式以TTL电平平衡式传输串行信号，绝大多数的9芯串口录像机均采用此种方式通讯。

　　（2）RS-232控制接口：这是标准的计算机串行通讯方式，如UVW1200、UVW1400 等录像机一般采用此种方式通讯，其接口一般为25芯接口。

　　（3）并口控制接口：较早期的录像机一般采用此种通讯方式，它是利用电平的高低对录像机进行功能控制，缺点是传输距离短、易受干扰、控制功能少，但其应用灵活，对于一些无遥控口的设备可能利用电平变化对其实现遥控操作。

　　RS-422与RS-232串行通讯可实现长距离控制，安全性高，受控功能齐全，有标准协议，自动播控系统软件可按标准协议编写程序，适应性强；并口控制只能近距离，控制功能少，可靠性差，由于不同机型的并口定义方式有差异，自动播控系统软件要适应各种不同机型的并口录像机，单靠编程是不可能的，要借助于开发接口转换硬件。

　　自动播控系统软件对录像机的自动控制能力除衡量其对各种录像机接口的适应性外，还应衡量其控制录像机的精度。一般国内自动播出系统多用CTL码或系统时间进行控制，对于串口控制的录像机，其精度应在 + 3帧误差范围，并口机应在 + 0.5秒误差内。

　　另外软件应能适应不同类型录像机的不同预卷时间，即在软件中能根据不同的机型灵活设置。如图1（本图中的数据非实际值，仅供说明方便而虚设）是我台自动播控系统软件有关录像机的设置界面：

　　在此不仅可设置不同的预卷时间，而且还可针对不同录像机的切换误差以帧为单位进行补偿。

　　3．节目类型

　　现在电视播出方式朝灵活、多样化方向发展，如普遍要求应具备定时播出、插播节目等功能；因此节目类型的多少便成为衡量自动播控系统软件性能的一个重要因素。

　　目前普通的自动播控系统软件只提供定时、顺序、触发三种播出类型，已不适应现在的播出需要。我台应用的自动播控系统软件按安徽现代定义的模式采用了多种播出方式：

　　首先定义三种基本播出方式，如上述的定时、顺序、触发。具体是这样定义的：

　　（1） 定时事件（R）：设为该播出方式的节目开始时间是一个确定值，不容更改。如我台19：00转《中央台新闻联播》节目，便采用这种播出方式。

　　（2）顺序事件（D）：这是依据上一个节目的结束时间而定本条节目的开始时间，多数按顺序播出的节目均按这一播出方式处理。

　　（3） 触发事件（U）：使用这一播出方式的节目其开始时间由人工干预而定。如实况节目后面的这条节目就应使用这一播出方式，因为实况节目的时间长度不定，下条节目何时开始应由操作人员手动操作。

　　在此上述三种基础上，定义了插播事件播出方式。插播事件是指打断别的节目播出，播出后又重新回到被打断节目继续播出的事件。提供了三种插播方式：

　　（1）不插播（R）： 该事件不是插播事件。

　　（2）定长（ID）：该事件为一个定长的插播事件。

　　（3）不定长（IU）：该事件为一个不定长的插播事件。

　　对一个要播出的节目而言，它的最终播出方式是由基本播出方式和插播方式结合而成，即由图2的排列组合而成。

　　因此共有以下九种播出方式，即：

　　（1）R-R： 定时定长节目，即节目的开始时间固定，节目长度固定。到了定义的开始时间时，不论上一节目是否播完，均开始播出本节目，上一节目自动结束。

　　( 2 ) D-R： 顺序定长节目，最常用的播出类型，即上一节目结束后，播出本条节目，节目时间长度固定。

　　( 3 ) U-R： 触发定长节目，即开始时间由操作者决定，节目时间长度固定。

　　( 4 ) R-ID：定时定长插播节目。

　　( 5 ) D-ID： 顺序定长插播，开始时间由上一节目决定，节目时长确定的插播节目。

    ( 6 ) U-ID：它是一插播事件，开始时间由操作者决定，实长定。

　　( 7 ) R-IU：它是一插播事件，开始时间定，但实长不定，要由用户介入而定。

　　( 8 ) D-IU：它是一插播事件，开始时间同D-ID，但实长不定，由操作者介入而定。

　　( 9 ) U-IU：它是一插播事件，开始时间和实长都不定，由操作者自己决定。

　　同时还支持连续插播和多层插播。由于在我台各频道应用的APS-96、APF-97自动播控系统软件具备上述各种播出方式，满足了我台各频道电视节目播出多样化的需要。

　　有些软件还定义了缓冲这样一种播出方式，定义为这一播出类型的节目其开始时间和节目长度都不由操作者指定，它总是位于定时节目之前（第一条除外），其开始时间依赖于它上一条节目的结束时间，长度则依赖于它下一条的定时节目的开始时间。这种播出方式是用于填塞节目之间的空隙。缓冲节目由系统软件自动添加或删除，在播出时操作者不必进行此项操作，其播出的信号源由操作者在初始化中事先已定义。（未完待续）