Автоматизация ТВ вещания

А.Н. Соболев
Автоматизация ТВ вещания: Решения фирмы «ДИП»
Компания «ДИП» позиционирует себя на рынке в качестве системного интегратора,
предлагающего проектирование и строительство «под ключ»
телевизионных
автоматизированных комплексов, основанных на базе собственных разработок. Важным
шагом в данном направлении стало создание серии многофункциональных вещательных
видеосерверов DVS и системы программных модулей, управляющих устройствами
комплекса.
Автоматизация вещания может быть реализована в несколько этапов. Первый и самый
важный из них – выбор и установка вещательного видеосервера. Вот основные функции,
которые выполняют вещательные серверы серии DVS производства «ДИП» :
Автоматическое воспроизведение материалов в эфир по play-листу, с широким
набором функций по редактированию исполняемого листа и событий, содержащихся в нем,
включая тримминг клипов, редактирование метки OUT события, воспроизводимого в эфир,
удаление, вставка новых строк, экстренный переход к исполнению любого выбранного
события, возможность циклического воспроизведения клипов.
Запись (оцифровка) материалов, функционирующая одновременно с процессом
воспроизведения в эфир и не зависящая от него. Данная функция позволяет осуществить
задержку эфира, т.н. «Time Delay», при этом функции редактирования исполняемого playлиста позволяют оперативно разрезать только что записанный материал, удалить
фрагменты, не представляющие интереса, вставить новые строки. В итоге, использование
одного видеосервера позволяет практически полностью и в автоматическом режиме
сформировать региональный эфир с заранее выверенными вставками собственной
рекламы, программными и межпрограммными блоками.
Импорт медиафайлов по локальной сети, одновременно с процессами записи и
воспроизведения. Каждая модель сервера DVS имеет «на борту» сетевой интерфейс
1000TX, реализована поддержка импорта наиболее распространенных форматов файлов
AVI, MPG, WAV, файлов статичной графики. Все видеосерверы имеют
поддержку
алгоритмов компрессии DV25, MPEG-2 P@ML 4:2:2 I-Frames, MPEG-2 MP@ML, M-JPEG,
MPEG-4. При импорте файлов автоматически активизируется функция фонового
перекодирования файлов в формат, поддерживаемый аппаратной платформой
видеосервера.
Создание просмотровых копий (Proxy Video) при записи и импорте материалов.
Данная функция делает возможной совместную сетевую работу нескольких клиентских
станций с сервером при подготовке play-листов. Обращение к медиаданным низкого
разрешения практически не нагружает сеть и позволяет сетевым клиентам просматривать и
редактировать материалы в отдельном окне графического интерфейса на экране монитора
PC с разрешением CIF (360х288). Для Proxy используется компрессия MPEG-4 с
регулируемой скоростью потока в пределах 100-4000 кбит/сек.
Составление, редактирование, импорт файлов record- и play-листов из форм MS Excel,
автоматическая генерация файлов отчетов об исполненных эфирных событиях.
В состав программного обеспечения видеосерверов DVS входят инструменты управления
встроенной базой данных (БД). Все операции по созданию, удалению, перемещению,
редактированию материалов вещательного и просмотрового качества по запросам с
клиентских мест проходят через БД. Этим исключается прямой доступ пользователей к
файловой системе сервера. Основным объектом БД является клип, как ссылка на
медиафайл, при этом на один медиафайл может ссылаться неограниченное количество
клипов. Клипы имеют следующие видимые пользователю атрибуты:
• Название клипа (Title)
• Значение ТС начальной точки
• Хронометраж
• Дата и время создания
• Тип
• Комментарий
•
Внешний ключ (Ext. ID)
БД сервера предоставляет пользователю сервисы поиска и сортировки клипов по
атрибутам, а также навигацию внутри клипа по ключевым кадрам (маркерам). Атрибут
«Внешний ключ» предназначен для связи с БД внешних производственных подразделений.
Программное обеспечение клиентской части видеосервера состоит из нескольких
компонентов, объединенных общей оболочкой пользовательского интерфейса Air Manager.
Пользовательский интерфейс может быть развернут как в одно- , так и двухмониторном
режиме.
Основные компоненты GUI Air Manager – окна Media Browser, Monitor, PlayOut, Record, Key
Frames, Jobs. Размер окон, их
взаимное положение, языковые
параметры,
параметры
шрифтов,
конфигурируются
пользователями
в
широких
пределах.
Окно
Media
Browser
предназначено для управления
контентом,
хранящемся
на
дисковом массиве сервера. В
окне
в
виде
иконок
отображаются клипы и их
атрибуты,
реализованы
функции
создания
папок,
перемещения клипов между
папками, их поиск и сортировка.
Предусмотрены
функции
Backup
и
Restore
для
резервного копирования медиаи метаданных на внешние носители. Выбрав клип в окне Media Browser, его можно
просмотреть в соседнем окне Monitor, а также поставить в строчку play-листа и
воспроизвести в эфир простыми движениями мыши.
Окно Monitor функционирует независимо от каналов записи и воспроизведения сервера,
позволяет предварительно просмотреть низкопоточную
копию материала и отредактировать его. Реализованы
следующие функции:
• просмотр клипа со звуковым сопровождением,
регулировка скорости просмотра, покадровое
воспроизведение,
• назначение точек IN/OUT, в том числе и точки
OUT для клипа, который находится в эфире,
• формирование новых клипов - «клонов» и
добавление их в окно Media Browser, без
копирования медиафайлов,
• «разрезка» клипа по месту положения курсора
на два отдельных клипа,
• расстановка
маркеров
для
удобства
последующей навигации,
• отображение местоположения маркеров на линии Shuttle, масштабирование видимой
области Shuttle для удобства редактирования продолжительных материалов.
В окне Key Frames отображаются иконки
кадров, которые были помечены маркерами
во время записи или просмотра материала.
В окне Jobs отображается список и текущий
статус исполнения задач импорта/экспорта
медиафайлов.
Окно PlayOut отображает список задач, подготовленных для воспроизведения. Для каждого
канала воспроизведения сервера формируется отдельное окно PlayOut. В строке,
составляющей эфирное событие, указываются: наименование клипа (Title), группа, к которой
принадлежит клип, тип старта, текущий и остаточный хронометраж события, количество
циклических повторов клипа в строке. Возможно задание типа старта каждого события в
play-листе : старт вручную (Manual), по сигналу GPI, старт в назначенное время (Hard Time),
автоматическое исполнение последовательности событий друг за другом (Sequence).
В нижней части окна отображаются суммарный, текущий и остаточный хронометраж всего
play-листа. Пользователь может вставить или удалить строки, кроме той, которая находится
в процессе исполнения. Помещаемое в лист событие раздвигает или замещает, по выбору
пользователя, предварительно выделенные строки.
Минимальный хронометраж события – один кадр, при условии суммарной длительности
любых двух соседних событий не менее 2-х секунд.
Окно Record отображает список событий для канала записи видеосервера. Каждая строка
record-листа имеет различные типы старта, реализована функция пакетной оцифровки
материалов с лент, управление VTR осуществляется через порты COM и IEEE1394.
Записываемый клип становится доступным для просмотра и редактирования через 55
секунд после начала записи, однако его воспроизведение может быть начато уже через 30
секунд после начала записи.
Управление исполнением листов записи и воспроизведения осуществляется из общего Topmenu приложения, которое содержит следующие команды:
• Pretake – подготовка события к исполнению
• Play – старт воспроизведения
• Rec – старт записи
• Pause - приостановка воспроизведения исполняемого события
• Skip –экстренный переход к воспроизведению следующего события в playлисте
• Jump –экстренный переход к исполнению любой предварительно выделенной
строки в play-листе
Top-menu содержит также
воспроизведения сервера.
функцию
синхронного
старта
нескольких
каналов
Для видеосерверов DVS существуют различные варианты конфигураций дисковых систем,
хранящих медиаданные. Базовая конфигурация содержит встроенный RAID-массив с
интерфейсом SCSI, либо SATA объемом 0,5 Tb, что позволяет хранить около 40 часов
материала. Возможно подключение внешних дисковых систем, включая NAS-массивы,
позволяющие организовать запись и воспроизведение материалов по сети.
Существует более 10 различных аппаратных конфигураций видеосерверов серии DVS,
основные из которых приведены в таблице.
Наименование
конфигурации
видеосервера
DVS
Количество
каналов записи
(W) и
воспроизведения (R)
Аппаратная
платформа
PC
Плата,
интерфейс
ввода-вывода
Встроенный
исковый
массив
Типы
входных
сигналов
Типы выходных
сигналов
DVS 2D12
1W+2R
(функционируют
одновременно)
2x2800 Intel
Xeon CPU
Matrox Digiserver
DSDTI 2/25
SCSI RAID0/5, 511 Gb
SDI, SDI
Embedded,
AES/EBU
Genlocked SDI, SDI
Embedded,
AES/EBU
DVS 1D1/1
1W, либо 2R
(переключаемые
режимы)
2x2800 Intel
Xeon CPU
Matrox Digiserver
DSDTI 1/25
SCSI RAID0/5, 511 Gb
SDI, SDI
Embedded,
AES/EBU
Genlocked SDI, SDI
Embedded,
AES/EBU
DVS 1X1/1
1W, либо 1R
(переключаемые
режимы)
1x2800 Intel
Xeon CPU
Matrox RT.X100
SATA RAID0/1
500/250Gb
Composite
PAL, Analog
audio nonbalanced
Composite PAL,
Analog audio nonbalanced
-
Genlocked Analog
component YUV,
Composite PAL,
Analog audio nonbalanced/balanced
DVS 1F01
1R
1x2800 Intel
Xeon CPU
Darim Vision
FD300
SATA RAID0/1
500/250Gb
DVS 1E01
1R
1x2800 Intel
Xeon CPU
IEEE1394
SATA RAID0/1
500/250Gb
-
DV25-поток по
IEEE1394
DVS 2EF11
1W+1R
(функционируют
одновременно)
2x2800 Intel
Xeon CPU
IEEE1394 на
запись, Darim
Vision FD300 на
воспроизведение
SATA RAID0/1
500/250Gb
DV25-поток
по
IEEE1394
Genlocked Analog
component YUV,
Composite PAL,
Analog audio nonbalanced/balanced
DVS 1E11
1W+1R
(функционируют
одновременно)
2x2800 Intel
Xeon CPU
1 порт IEEE1394
на запись, 1 порт
IEEE1394 на
воспроизведение
SATA RAID0/1
500/250Gb
DV25-поток
по
IEEE1394
DV25-поток по
IEEE1394
Видеосервер DVS может быть использован в качестве накопителя эфирных материалов при
предварительной их оцифровке с лент, либо при импорте файлов, за несколько часов до
планируемого воспроизведения материалов в эфир. Данный подход позволяет обеспечить
автоматизированное формирование большей части эфирной программы.
Особый интерес представляет автоматизированная система, в которой реализованы
функции управления всем комплектом оборудования эфирного комплекса - каналами
воспроизведения видеосерверов, воспроизводящими VTR, матричными коммутаторами,
программными микшерами, кейерами DSK.
Коммутаторы
audio/video
Система управления
устройствами комплекса
Воспроизводящие
VTR-устройства
Сервер
устройств
Ethernet 100 TX
RS-422
Сервер
устройств
RS-232/485
Video
router
Ethernet 100 TX
Панель
управления
RS-232/485
RS-422
Коммутатор
Ethernet 10/100TX
Audio
router
RS-232
Программные микшеры, кейеры
Видеосервер
DVS
Сервер
устройств
Video
PGM
mixer
RS-485 (DMS BUS)
Ethernet 100 TX
Ethernet 100 TX
RS-485
(DMS BUS)
Управляющий сервер
системы
автоматизации
Управление
устройствами.
Управление исполнением
эфирного play-листа
Резервирование
станции управления
Keyer
Панель
управления
Ethernet 100 TX
Станция
подготовки
эфирных playлистов.
DSK Keyer
DSK
DSK Keyer
Ethernet 100 TX
Ethernet 100 TX
Станция
графического
оформления
эфира
RS-485 (DMS BUS)
LOGO
Generator
RS-232
Audio
PGM
mixer
RS-485 (DMS BUS)
Сервер
устройств
Панель
управления
USB/COM
RS-232
GPI IN Lines
RS-232
GPI OUT Lines
Автономная подсистема перехода на резерв
Панель управления коммутатором
перехода на резерв
RS-485 (DMS
BUS)
Bypass
switcher
Сервер устройств
Основные принципы, лежащие в основе решений «ДИП» – модульность, распределенность
и масштабируемость. Данный подход дает возможность оперативной конфигурации
программных модулей, составляющих систему управления, под согласованную аппаратную
базу комплекса, с возможностью ее изменения и расширения.
Для управления всеми устройствами автоматизированной системы в решениях «ДИП»
используется локальная сеть Ethernet 100ТХ, при этом сетевые интерфейсы к устройствам,
не имеющим выхода в сеть (видеомагнитофоны, коммутаторы) обеспечивают аппаратные
серверы устройств «Ethernet-RS232/422». Таким образом, идентификация любого
устройства в системе происходит по IP-адресу и номеру IP-порта. Архитектура системы
управления автоматизированным комплексом представлена на рисунке.
Управление устройствами осуществляется с управляющего PC, на котором функционируют
серверные программные модули, состав которых соответствует аппаратной конфигурации
комплекса. Каждая из серверных компонент устанавливает связь с определенным
устройством в сети и управляет им. Централизованная рассылка команд управляющим
серверным компонентам осуществляется ключевым программным модулем - сервером
автоматизации (Automation Server). Данный модуль в свою очередь устанавливает связь с
клиентским приложением Air Manager.
Данное приложение, кроме вышеперечисленных функций, имеет сервис
управления
исполнением Broadcast-листов. Листы данного типа, в отличие от play-листов, имеют
дополнительные атрибуты, позволяющие для каждого события задавать эфирный источник
(Live, VTR, DVS, соответствующий входам матричного коммутатора), назначать типы (Cut,
Mix), скорости переходов и указывать состояние каждого слоя DSK (до 4-х). На основании
информации, содержащейся в строках Broadcast-листа, формируется алгоритм управления
устройствами комплекса в процессе исполнения листа. Он загружается в модуль
«Automation Server», который рассылает команды серверным модулям, а они в свою
очередь – исполнительным устройствам.
Кроме уже знакомого Air Manager, разработан ряд сервисных клиентских приложений,
позволяющих управлять устройствами комплекса вручную, дистанционно с клиентских РС:
• Live Panel – эмуляция панели эфирного микшера (Master Control Switcher) на экране
монитора клиентской станции,
• RT Client – управление состоянием матричных коммутаторов с функциями создания
слоев, блокировки выходов, сохранения коммутационных схем,
• VTR Ctrl – дистанционное управление VTR-устройствами.
Все
приложения
имеют
набор «горячих клавиш», что
позволяет подключать к
рабочим
станциям
распространенные
USBпанели
управления
и
работать
в
эфире
с
большим удобством.
Air Manager
Клиентские приложения
Live Panel
RT Client
Программное обеспечение
видеосерверов
DVS
и
компонент,
составляющих
Серверные
автоматизированный
Automation
Config.
программные
file
эфирный
комплекс,
Server
компоненты
находится в постоянном
совершенствовании
с
учетом
мнений
пользователей
и
VTR play
VTR play
потенциальных
Mixer/keyer
Router
VTR play
DVS play
GPI Server
Server
Server
Server
Server
потребителей.
Одна
из
Серверные компоненты,
первоочередных задач –
Серверные компоненты, запускаемые на платформе сервера автоматизации
запускаемые на
расширение номенклатуры
платформе
видеосервера DVS
используемых
видеоплат,
интерфейсов ввода-вывода и протоколов управления устройствами при сохранении общей
концепции управления и пользовательского интерфейса.