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央视多声道制播方案环绕声转播

2014-6-12 18:04| 发布者: admin| 查看: 332| 评论: 0|原作者: 苑学成

摘要: 在新台址全文件化、全网络化、全流程化控制的前提下,从单声道转播过渡到立体声及环绕声转播,已不再单单是音频转播系统的扩充和升级,它同样涉及到了视频采编、播出传送等各个系统,以及各系统各部门之间的协调工作和统一规范。因此环绕声赛事转播对整个转播系统都提出了更高更全面的要求。
 在新台址全文件化、全网络化、全流程化控制的前提下,从单声道转播过渡到立体声及环绕声转播,已不再单单是音频转播系统的扩充和升级,它同样涉及到了视频采编、播出传送等各个系统,以及各系统各部门之间的协调工作和统一规范。因此环绕声赛事转播对整个转播系统都提出了更高更全面的要求。

一、 新台址多声道音频制播方案

中央电视台新址采用全高清全文件化制作,取消了磁带直播流程;对声音制作也提出了更高的要求,取消了单声道播出方式,全部使用立体声或环绕声方式播出。在伦敦奥运期间,在新址制作播出的所有标清频道都采用立体声播出,所有高清频道都使用环绕声播出。对于CCTV1频道,需要同时播出高清及标清两套信号。因此,要满足这种高标清同播的需求,新址就需要一套完整的多声道文件化制播方案,同时又要兼顾直播类节目的信号级传输需求。

1.声道排布与高标清同播

中央电视台现址制作域目前仍是以磁带制播方式为主,受到磁带声道数量的限制,目前环绕声节目的制作播出采用的是DolbyE解决方案;中央电视台新址系统采用全文件、全网络制播方式,磁带声道数量的瓶颈已经不复存在。我们更加注重流程的可靠性,同时考虑经济性与系统的复杂程度。因此,采用无压缩的多声道记录和传输方式的时机已经成熟了。

SMPTE在S2035-2009定义了多声道音频处理的规范,可用于磁带及数字视音频设备的录制,环绕声声道可以在数字音频的不同声道中保存,不经过解码器直接进行多声道音频的输出,解决制作环节采用Dolby专用软硬件带来的部署成本与复杂度问题。

下表截取自SMPTE S2035-2009,给出了不同声道数量时适用的不同声道排列方式:

 

 

 

 

从图中可以看出,对于立体声节目和环绕声节目,我们采取了完全不同的音频播出方式,但对于传输来说,必须采用一种固定的声道排布方式,所以需要对于不同的节目进行声道倒换。目前声道倒换是在播出阶段完成的,进行声道倒换的依据是“节目编排单”,而“节目编排单”是在节目计划之初就已经确定的。图中的上变换环节保证了无论节目是立体声还是环绕声,最终在高清频道播出的信号都是环绕声的。是否需要进行上变换,是靠节目的5/6声道(环绕声左后/右后)是否有声音来判断的,当5/6声道有声音时,则将输入源直通播出,若5/6声道无声音,则进行上变换处理,生成虚拟环绕声。经过实际试听,优质的立体声节目经过上变换之后,可以在环绕声道中听到比较明显的空间效果,但对于左右声道完全同相的双单声道节目,上变换之后环绕声道依然静音。

2.环绕声节目的元数据

对于环绕声节目,考虑到目前在最终的传输环节使用的是 Dolby Digital 编码方式,且Dolby Digital解码器几乎已成为各品牌机顶盒的“标配”。因此,中央电视台新址在设计环绕声制播方案时,应尽可能保证与Dolby相关技术的兼容性,以提高系统的通用性和节目的可交换性。

对于立体声节目,我们认为不必使用Dolby元数据,仅传输PCM音频;对于常规环绕声节目,我们使用频道预置的Dolby元数据,并使用DP570在制作环境中依频道预置值进行仿真监听;对于有特殊需求的环绕声节目,我们要在新址系统全流程中保留动态元数据的传输通道,使之可以从制作域正确传递至播出传送端,写入Dolby Digital编码器,最终到达终端用户解码器。

对于信号级的演播室直播节目,环绕声演播室音频系统均配置了Dolby DP570多声道监听工具,可以实时对元数据的控制效果进行仿真监听。DP570的元数据值将在音视频加嵌为SDI信号时就完成写入,因此,演播室嵌入器必须具有Dolby元数据写入功能,同样遵循SMPTE S2020标准。最终的Dolby Digital编码器将判断信号中是否含有Dolby元数据,如果有则使用,无则使用预置的频道元数据进行编码。

在伦敦奥运期间,考虑到新址系统是第一次大规模上线播出,我们依然采用的是静态元数据。即由音频部门提供元数据预制参数,同时在制作中实时对元数据的控制效果进行仿真监听。

一、 音频系统

1.前方演播室

此次伦敦奥运会,中央电视台在前方IBC搭建了 CCTV5演播室、新闻访谈演播室、TVT演播室(实景演播室)及4个配音间(含2个直播配音间)等系统,受到各种条件的限制,我们并没有在前方完成环绕声信号的制作,只是将前方制作的立体声PGM信号嵌入了7\8声道,并将演播室、配音间的语言信号嵌入了3声道,1\2、5\6声道则直接通过视频切换台完成信号选择,各系统将8声道PCM音频信号回传北京,最终在新址完成混音和播出工作。

适应多声道PCM无压缩环绕声音频的标准主要有三个,分别是SMPTE定义的11b, 11c和11d,中央台新址的环绕声制作时,同时提供单独混录的立体声,11d规范的Lt及Rt(指经过Dolby Pro Logic模拟矩阵编码后的立体声兼容信号)的不适应需求,可用的11b和11c规范符合要求,主要是立体声声道与环绕声声道排列有差异,环绕声内部的通道符合电视节目制播的需求,需要综合考虑11b和11c规范。

11b规范是在传统立体声方式上追加了环绕声声道,优先考虑的立体声节目,更适应电视台系统刚刚向环绕声转换的阶段;而11c规范按发展的需要,重新编排了通道顺序,更为适应以环绕声为主体,兼容立体声节目制播的需求,当全部转换为环绕声播出方式时,播出系统可以不再考虑排列在7-8声道的立体声。

考虑到未来新址的全高清制作模式,高清频道都要以5.1声道环绕声格式播出,所以我们确定使用11c中定义的声道排列顺序。但是,真正的环绕声节目毕竟较少,对于大量的高清播出的立体声节目,我们将采取上变换的方式进行环绕声播出。下图为全流程中的声道应用示意图:

 

 

前方系统使用了32路物理推子的STUDER VISTA 5数字调音台作为主调音台,16路物理推子的YAMAHA DM1000作为备份调音台,并配置了咳嗽盒系统供主持人使用。统一配备了4套桌架话筒、6套有线纽扣话筒以满足不同形式的节目制作和直播;1台CD播放机可用于播放节目所需的垫场音乐;2通路电话耦合器主要用于在没有四线铺设的报道地点为主持人提供节目返送信号,或接入现场电话报道;当主调音台通道延时不足以满足系统所需延时量时,可通过提供的音频延时器进行延时调整;同时为导播专门配置了1台监听选择控制器,可以方便自主调整监听音量和选择监听备份的监听信号源。

2.后方演播室

在北京的中央电视台新址内,有E14\E15\E16\E17共4个演播室参与奥运转播,分别负责CCTV1、CCTV5、CCTV7、CCTV3D四个频道的节目制作,其中CCTV1\5\3D制作环绕声信号。E14\E15\E17演播室使用STAGETEC CRESCENDO 调音台作为主调音台,E16演播室使用STUDER VISTA8调音台作为主调音台,所有演播室均使用TASCAM DM3200作为备份调音台,配置咳嗽盒系统供主持人使用,每个演播室的话筒及周边设备的配置与前方演播室相似。

伦敦前方演播室送出的节目信号、赛场单边出镜采访信号都作为了后方演播室的外来信号。后方制作的短片、赛事录像、广告等则以文件形式提交到演播室的播放服务器,在演播室作为小片播放。同时E14\E15演播室还配置了EVS用作制播赛事的延时播出。

环绕声演播室和立体声演播室的最大区别在于信号通路的数量成倍增加了,每一路外来信号、每一个视频播放源都是8声道,E14演播室主调音台可以同时接入8组8声道信号,即64路,这对调音台的输入接口数量和DSP通道数量都有了更高的要求。在实际使用中,我们使用了几乎所有的输入接口。

在此次奥运转播中,新台址的环绕声演播室都配置了TC TM7响度表和DOLBY DP570元数据仿真监听工具。在环绕声制作过程中,录音师能够同时参考响度表和电平表,确保节目响度在目标响度(-24LKFS)附近;同时,录音师还能够监听元数据处理后的效果,确保最终用户可以听到满意的环绕声及Downmix立体声效果。

三、视频采编系统

在本次奥运转播中,对于视频采编系统在音频制作方面的要求大大提高了。由于素材来源多种多样(既有单声道的以往节目,也有8声道的收录赛事),而且同一频道需要环绕声和立体声同时播出,同一节目内也会出现环绕声和立体声同时播出,所以就要求演播室播出的短片需要严格的遵循声道使用规范,这就对非编工作站和视频编辑人员提出了新的要求,即在完成视频编辑的同时,正确的完成声道选择及声道分配。

我们将奥运相关节目按环绕声节目和立体声节目进行了分类。定义了直播赛事、重播赛事、赛事缩编集锦等与赛事直接相关的节目为环绕声节目;除上述节目之外的其它所有节目均为立体声节目。

为了让前后场所有非编工作站提交演播室播出的节目都能按上述分类来区别处理,我们索性将非编工作站分为了环绕声编辑工作站和立体声编辑工作站,这样编导就不用每次都要选择声音输出路由设置了。

提交节目的声道规范如下:

为了让视频编辑人员正确的使用多种不同声道格式的素材,我们还为为其制定了详细的《时间线声轨使用要求》。

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