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電視節(jié)目的存儲及管理
電視節(jié)目的存儲及管理
`2000中南地區(qū)省級電視臺技術協(xié)會技術論文一等獎《廣播與電視技術》2000年第12期發(fā)表
前 言
電視臺對電視節(jié)目的存儲目前主要還是采用傳統(tǒng)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。更重要的是難于長期保存，通常在滿足磁帶保存環(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，對于長期積存的磁帶，各電視臺也沒有非常有效的管理工具去管理，開發(fā)，利用這些越積越多的資源，記者與節(jié)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(jié)目，而放棄使用這些幾乎免費的資源素材，更不用說向社會開放這些資源，滿足日益發(fā)展的電視節(jié)目資源的全球化共享。
隨著計算機信息技術與視頻技術的發(fā)展，出現(xiàn)了穩(wěn)定高效的數(shù)據(jù)壓縮方式，高速寬帶計算機網(wǎng)絡，以及大容量數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，而且國際互聯(lián)網(wǎng)及企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的超前發(fā)展也給電視臺節(jié)目擋案的網(wǎng)絡化存儲，查詢，共享，交流提供了可能。寬帶網(wǎng)絡技術及視音頻壓縮技術的成熟，為電視臺網(wǎng)絡化鋪平了道路，今后傳統(tǒng)意義上的電視節(jié)目制作，播出設備及帶庫管理將逐步向多媒體網(wǎng)絡設備過渡，網(wǎng)絡所具有的高效率與靈活性等優(yōu)勢，會充分體現(xiàn)在電視臺的節(jié)目傳輸，分配，制作，播出及存儲領域。
今天，越來越多的電視臺裝配了基于計算機系統(tǒng)平臺的非線性編輯設備，新聞制作網(wǎng)及自動化播出設備，但是作為實現(xiàn)共享的數(shù)據(jù)源——節(jié)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，但無庸諱言的是該環(huán)節(jié)已阻礙了現(xiàn)代化的視頻資源共享方式的展開。本文就是想在這方面做一些積極的探索。
一 . 電視節(jié)目的存儲
1 . 存儲方式的選擇
電視臺所存儲的內(nèi)容以視音頻素材為主，在選擇存儲方式時，應綜合考慮過去，現(xiàn)在，將來已經(jīng)使用或將要使用的方式，選擇高質量，高效率，便于利用的方式存儲各種不同類型數(shù)據(jù)。 圖1給出了電視臺的節(jié)目生產(chǎn)流程。
在專業(yè)視頻應用領域，不管是壓縮還是非壓縮，大都集中在分量格式領域，因此在做格式選擇時要特別注意。根據(jù)具體應用情況，不同階段選用相適應的信號格式，使整個生產(chǎn)流程平滑過渡，盡量減少信號轉換造成的損失，以達到最佳質量效果。
若信號采用不壓縮方式記錄存儲，信號質量最好，無損失。但存儲數(shù)據(jù)量非常大，以1小時無壓縮數(shù)字視頻信號D1計算，其數(shù)據(jù)量就達100GB以上，對電視臺數(shù)以萬計盤的磁帶來說，如此龐大的數(shù)據(jù)量會使存儲成本，管理費用及日維護費用非常高。隨著壓縮技術的成熟，由壓縮所帶來的信號損失也越來越小，已完全達到了制作及播出要求，因此選擇適合的壓縮技術和格式，對信號進行壓縮后再存儲，降低存儲成本是必然的選擇。
3、圖像質量足夠高，滿足記錄重放復用的要求。
7、壓縮效率高，在保證圖像質量的前提下，降低存儲成本和維護費用，減少網(wǎng)絡傳輸壓力。
9、較好的兼容性。兼容HDTV和DTV等數(shù)字電視的飛速發(fā)展，壓縮格式應較易向數(shù)字電視過渡且損失較小。
12、良好的互操作性，壓縮格式必須可應用于節(jié)目制作及傳輸播出的全過程，以減少格式轉換帶來的損失。
13、 較長的技術生命周期。
MPEG-2是目前全球電視行業(yè)都普遍接受的專業(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(shù)字電視中也已采用了MPEG-2壓縮技術，同時MPEG-2在前期素材采集，后期節(jié)目制作領域的應用技術也在不斷發(fā)展成熟。
利用存儲的節(jié)目進行二次編輯時，無論何種壓縮格式，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，色度還原性較差。
對于現(xiàn)存的JPEG，M-JPEG和MPEG-2壓縮方式而言，只有I幀的MPEG-2實際上與JPEG編碼相仿，兩者均采用DCT（離散余弦變換）算法，但兩者在內(nèi)部處理上有所不同，MPEG-2更加專注于視頻信號的處理，而JPEG對圖片處理擁有更大的靈活性，而對于電視編輯人員及眾多電視觀眾，這種靈活性對他們是沒有意義的。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，不單要進行再壓縮，同時還要進行壓縮格式轉換，這種格式的級連轉換會造成較大損傷，而對于MPEG-2之間格式轉換來說，I幀不必再進行格式轉換，僅需進行再壓縮即可，因此損失比MPEG與JPEG之間轉換小，這就是整個鏈路最好采用一種格式的原因。
由于目前技術條件的限制，長GOP結構的MPEG-2做編輯尚不成熟，但只有I幀或IB幀的GOP結構的編輯技術已步入實用階段，隨著逐幀MPEG-2編輯技術的逐步完善，從素材采集一直到存儲播出整個鏈路均采用MPEG-2一種大格式成為可能。在不同的應用場合，采用不同的“級”和“類”組合，配以合適的碼率，可滿足不同的使用要求，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，重點保證編輯質量與編輯精度；傳輸播出時可根據(jù)使用場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；存儲時也可采用長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，整個鏈路均采用MPEG-2一種格式，最大限度的減少了由于數(shù)據(jù)格式轉換帶來的圖像質量劣化，使系統(tǒng)組合更為合理統(tǒng)一。
2 . 存儲介質的比較
計算機技術的飛速發(fā)展，也使其擁有的成熟技術及先進理念，迅速滲透進其他行業(yè)與領域，存儲技術就是如此。計算機的存儲系統(tǒng)是由內(nèi)存，硬盤及輔助海量存儲器（硬盤陣列，光盤庫，數(shù)據(jù)流磁帶機）構成
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