CN102065226B - 一种用于电视台的视频素材远程审看系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电视台的视频素材远程审看系统，属于电视台广播电视播控技术领域。现有的审看系统，占用资源，审看效率低及审看地点受到局限。本发明所述系统包括审看服务端(1)和与审看服务端(1)通过IP网络连接的审看客户端(2)；审看服务端(1)包括用于存储视频素材并提供视频素材的视音频流的视频服务器(10)，与视频服务器(10)通过SDI链路连接的视音频矩阵(11)，与视音频矩阵(11)通过射频电路连接的射频调制器(12)，以及与视频服务器(10)、视音频矩阵(11)和射频调制器(12)连接的控制机(13)；审看客户端(2)包括审看控制模块(21)和与审看控制模块连接的电视机(22)。

Description

一种用于电视台的视频素材远程审看系统

技术领域

本发明属于电视台广播电视播控技术领域，具体涉及一种用于电视台的视频素材远程审看系统。

背景技术

在电视台的广播电视系统中，播放内容是否合法，是一个非常关键的问题。因此需要在播放之前对素材进行审看，只有审看后合法的素材，才能用于播出。审看目的是要保证审看时的内容和效果与实际播出时的内容和效果完全相同，不能有一帧画面的出入，不能有重复、缺失和静止的画面，特别是带有字幕的画面中，字幕与说话人的口型必须一致。因此，审看时必须做到开头结尾的精度，以及播放过程的连续性和精确控制。

在广播电视系统中节目播放所需要的素材大多存在于专用的视频服务器中，审看素材时需要昂贵并有限的编解码通道和与之配套的昂贵的视频级数字化监视器，其结构如图1所示。视频服务器包括多个编解码通道，每个编解码通道可以连接一台视频级数字化监视器。采用这种直接在视频服务器上进行审看的系统，将大量占用视频服务器的编解码通道，和与之配套的昂贵的视频级数字化监视器，浪费资源，不能实现设备资源的共享。而且，对同一素材不同人员不能进行协同审看，审看效率较低，审看地点也受到一定的限制。因此，需要一种更切合广播电视系统需要的素材审看系统。

中国专利申请(公开号：CN1155122A：公开日：1997年7月23日)公开了一种分布交互式多媒体业务系统，可以通过IP网络实现视频的远程点播。该系统采用流媒体服务器提供视音频流。流媒体服务器通常是指采用普通服务器架构和Real Time Streaming Protocal(RTSP)协议的服务器，能够建立并控制一个或几个时间同步的连续流媒体，例如音频和视频，控制命令流和连续媒体流都只能在网络中传输，RTSP充当流媒体服务器的网络远程控制，RTSP用于控制多个数据发送会话，提供选择发送通道(如UDP、组播UDP与TCP等)的方式，并提供选择基于RTP的发送机制。采用这种服务器和控制方式对播放素材的控制精度较低，常常会出现等待的现象，而且不能确定看到的画面有无重复、缺失、静止等现象，也不能确定开头和结尾的画面实际情况。因此，无法应用于电视台内对素材的审看。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种节省资源、效率高的、用于电视台的视频素材远程审看系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种用于电视台的视频素材远程审看系统，包括审看服务端和与审看服务端通过IP网络和有线电视频率频段连接的审看客户端；

所述审看服务端包括用于存储视频素材并提供视频素材的视音频流的视频服务器，与视频服务器通过SDI链路连接、用于传输视频素材的视音频流的视音频矩阵，与视音频矩阵通过射频电路连接、用于将视频素材的视音频流信号调制到有限电视频率频段的射频调制器，以及与视频服务器、视音频矩阵和射频调制器连接的控制机；

所述控制机包括任务调度模块，与任务调度模块连接的资源调度模块，以及设备控制模块；所述任务调度模块用于接收审看客户端的审看请求，并根据审看请求在视频服务器中查找请求审看的视频素材信息，再根据查找到的视频素材信息确定所需资源，生成任务请求，提交给资源调度模块；所述资源包括视频服务器的解码通道、视音频矩阵端口、有线电视频率频段；所述任务请求是包括所有资源申请的复合请求；所述资源调度模块用于接收并解析任务请求，将任务请求分解成对每个资源的单独资源申请，并对空闲资源进行分配，建立从视频素材所在视频服务器到审看客户端的审看链路；所述设备控制模块用于接收审看客户端发送的视频素材的播放控制命令，并将该播放控制命令转换成VDCP协议命令后发送给视频服务器；所述播放控制命令包括帧进和帧退；

所述审看客户端包括审看控制模块和与审看控制模块连接的电视机，所述审看控制模块通过IP网络与所述审看服务端的控制机连接；所述审看控制模块用于向审看服务端发送审看请求和视频素材的播放控制命令；所述电视机用于审看有限电视频率频段上的视频素材。

采用本发明所述的系统，无需视频级数字化监视器，节省了资源；而且多个审看人员可以共享审看资源，通过电视机对视频素材进行协同审看，不仅提高了资源的利用率，而且提高了视频素材的审看效率，同时使审看人员从地点局限性中解脱出来。

附图说明

图1是现有审看系统的结构示意图；

图2是具体实施方式中审看系统的结构示意图；

图3是具体实施方式中审看客户端的结构示意图；

图4是具体实施方式中审看服务端的结构示意图；

图5是具体实施方式中控制机的结构示意图；

图6是采用具体实施方式中的审看系统审看视频素材的流程示意图；

图7是采用具体实施方式中的审看系统对播放中的视频素材进行控制的流程示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：在视频素材所在视频服务器和审看客户端之间建立一条基于视频服务器、视音频矩阵和射频调制器等设备的SDI信号通路和电视台内模拟信号通路相结合的审看链路，通过电视机在有线频段上对视频素材进行远程审看，从而实现资源共享、协同审看的目的，提高视频素材的审看效率。由于审看链路上设备资源的多样性和异构性，必然使得在申请异构设备资源时不能采用现有技术中存在的设备资源申请方式，因此如何实现多种异构设备资源的复合申请便是本发明所要解决的一个主要问题。此外，由于素材审看的目的是内容的技术指标和内容与国家政策的符合性，素材审看时与对外播出时必须一致，因此素材在远程审看时必须做到开头和结尾的精度，并保证在审看过程中的连续性和精确控制。在建立了审看链路后，如何对审看的素材进行精确控制便是本发明所要解决的另一个主要问题。

下面结合具体实施方式和附图对本发明进行详细描述。

图2出示了本发明所述系统一种实施方式的整体框架结构，该系统包括审看服务端1和与审看服务端1连接的一个或多个审看客户端2。审看客户端2与审看服务端1之间的命令传输通过IP网络进行，视频信号传输通过有线频段进行。整个系统可以包括多个如图2所示结构的审看服务端1和审看客户端2。

图3出示了审看客户端2的结构，包括审看控制模块21和与审看控制模块21连接的用于在有线频段上审看视频素材的电视机22。在建立审看链路过程中，审看控制模块21用于向审看服务端1提交审看请求。该审看请求包括视频素材ID、视频素材名称、和审看客户端2的位置信息。在视频素材审看过程中，审看控制模块21用于对视频素材的播放进行控制。由于视频素材在远程审看时要求精确到帧，所以审看控制模块21提供的控制方式除了现有技术中常用的“播放”、“暂停”、“停止”、“快进”和“快退”等方式外，还包括“帧进”和“帧退”。

此外，为了方便对控制方式进行切换，审看客户端2还包括用于对审看控制模块21进行遥控的遥控器，远程切换视频素材播放的控制方式。

图4出示了审看服务端1的结构，包括视频服务器10、视音频矩阵11、射频调制器12和控制机13。控制机13通过RS-422方式或者IP网络与视频服务器10和视音频矩阵11连接，控制机13与视频服务器10和视音频矩阵11之间的命令传输通过RS-422方式或IP网络进行。

RS-422(EIA RS-422-A Standard)是Apple的Macintosh计算机的串口连接标准。RS-422使用差分信号，差分传输使用两根线发送和接收信号，它能更好的抗噪声和有更远的传输距离，在工业环境中更好的抗噪性和更远的传输距离是一个很大的优点。由于RS-422方式的上述优点，所以优先采用RS-422方式对视频服务器10和视音频矩阵11进行控制和调度。

控制机13通过RS-232方式与射频调制器12连接，采用RS-232方式对射频调制器13进行控制和调度。视频服务器10与视音频矩阵11通过SDI链路连接，视音频矩阵11与射频调制器12通过射频电路连接。视频服务器10包含多个解码通道，每个解码通道与视音频矩阵11的入口通过SDI链路连接。视音频矩阵11的出口与射频调制器12通过射频电路连接，视音频矩阵11的每个出口对应一个审看客户端2。

RS-232(ANSI/EIA-232标准)是IBM-PC及其兼容机上的串行连接标准。可用于许多用途，比如连接鼠标、打印机或者Modem，同时也可以接工业仪器仪表。由于驱动和连线的改进，实际应用中RS-232的传输长度或者速度常常超过标准的值。RS-232只限于PC串口和设备间点对点的通信。

视频服务器10用于存储视频素材；建立审看链路后，视频服务器10还用于向审看客户端2发送视频素材的音视频流。视频服务器10采用独立的服务器架构和文件格式，支持VDCP协议和自身厂家提供的API方式控制，控制命令和音视频流采用不同的通道分离传输。控制命令采用RS-422方式或者网络方式传输，音视频流采用SDI方式传输，互不干扰。视频服务器10的协议分为公开和私有两种，文件格式通常保密，提供的视频码流通常在8-15Mbps，以信号的方式利用专门的SDI链路传输。

利用审看链路远程完成电视台节目内容的审查，对视频服务器10的控制尤其重要。审看的目的是要保证审看时的内容和效果与实际播出时的内容和效果完全相同，不能有一帧画面的出入，特别是带有字幕的画面，所以必须保证素材播放时连续，并能够精确控制，一帧画面需要在40ms内完成的。(对视频服务器的控制方法参见《现代电视技术》2004年1期，“视频服务器设计与基于VDCP的应用”(P105-110)；《现代电视技术》2005年3期，“VDCP协议及其在硬盘自动播出系统中的应用”；《现代电视技术》2006年3期，“浅谈硬盘播出系统的安全措施”。)

图5出示了控制机13的结构，包括任务调度模块131、与任务调度模块131连接的资源调度模块132、以及设备控制模块133。控制机13与审看客户端2中的审看控制模块21通过IP网络连接。

任务调度模块131用于接收审看客户端2提交的审看请求，并在视频服务器10中查找审看请求中的视频素材信息，包括该视频素材所在视频服务器10的位置信息和各种特性。然后，任务调度模块131根据该视频素材信息确定所需资源，生成任务申请，提交给资源调度模块132。由于任务申请中的资源包括对视频服务器10的解码通道、视音频矩阵11的端口、射频调制器12的频率频段等多种异构设备的申请，因此该任务请求为复合请求。其格式为“头段内容+数据段内容”，其中，头段内容用于标识一条请求的开始位置；数据段内容包括视频素材ID、视频素材名称、素材的播放时间、视频服务器10的位置、视频服务器10的解码通道、视音频矩阵11的入口和出口、射频调制器12的频率频段等信息。如果在视频服务器10中未找到审看客户端2请求审看的视频素材信息，则将视频素材不存在信息返回给请求的审看客户端2。

资源调度模块132接收并解析任务申请，根据任务申请中所需资源进行资源申请和分配。由于任务申请是一个复合请求，所以首先需要对复合请求进行解析，分解出各个独立请求。在复合请求中，通过头段内容完成请求类别的解析，然后按照不同的头段内容，分别解析数据段内容，再将解析出来的头段内容和数据段内容进行组合，组合成对每个资源的单个请求，来完成对所有异构资源的申请和分配。

由于在分配资源的过程中可能有多个任务申请被提交，因此资源调度模块132收到任务申请后，先对任务申请进行排列。可以对任务申请设置优先级，优先级高的任务申请优先分配，优先级相同的任务申请按照提出申请的先后顺序分配。

图6出示了采用上述系统审看视频素材的流程，包括以下步骤：

(1)审看控制模块21通过IP网络向控制机13提交审看请求。

(2)任务调度模块131接收审看控制模块21提交的审看请求，根据请求审看的视频素材到视频服务器10中查找该视频素材信息，再根据查找到的该视频素材信息生成任务申请，提交给资源调度模块132。

(3)资源调度模块132接收并解析任务申请，根据设备资源的使用状况分配资源。

如果任务申请设置了优先级，则资源调度模块132收到任务申请后，先根据优先级对任务申请进行排列。资源调度模块132按照排列后的任务申请顺序提取并解析任务申请，分解成单个资源的申请，申请资源的顺序如下：

①资源调度模块132检测是否有空闲的可用于审看的频率频段，如果没有，则结束，并返回提示信息；

②资源调度模块132检测视频服务器10中是否存在空闲的解码通道，如果不存在，则结束，并返回提示信息；

③资源调度模块132检测视音频矩阵11是否存在空闲的端口，如果不存在，则结束，并返回提示信息。

对视音频矩阵11的申请过程中，需要对视音频矩阵11的源输入和目的输出进行逻辑冲突判断，对于视音频矩阵11的同一目的输出端口，不能在使用时间上有重叠，不能产生目的属端口的使用冲突。

(4)如果上述资源中均存在空闲的可用资源，则控制机13建立审看服务端1与审看客户端2之间的审看链路，该链路是一条基于视频服务器10、视音频矩阵线路11和射频调制器12的SDI信号通路和电视台内模拟信号通路相结合的完整链路。射频调制器12将音视频信号调制到分配的有线电视频率频段上，审看客户端2通过电视机22便可以对视频素材进行远程审看。

(5)在审看过程中，可以通过审看控制模块12对视频素材进行“播放”、“暂停”、“停止”、“快进”、“快退”、“帧进”和“帧退”等控制。由于需要对视频服务器的视频帧进行精确控制，使画面可以定位到任意帧。因此，需要在不同的异构设备和异构网络上，采用不同的方式实现，以满足对异构设备和异构网络的精确控制。在视频服务器10中，采用VDCP协议命令，通过RS-422传输协议控制与使用API接口的网络传输相结合的方式进行。在结合过程中，使用心跳技术，来保证这两种方式的控制的冗余切换，保证命令相应及时、准确和安全。所谓心跳技术，是指采用多线程技术进行对所监控服务的检测，根据设定时间进行如同心跳一样的间隔检测，用于关键业务的精确控制。

当需要对播放中的视频素材进行上述控制时，如图7所示，首先审看控制模块21将控制命令通过IP网络发送给控制机13中的设备控制模块133，然后设备控制模块133将控制命令转换为VDCP协议命令，最后将转换后的VDCP协议命令发送给视频服务器10，视频服务器10响应审看控制模块21发送的控制命令，实现对播放的视频素材的精确控制。

在上述建立链路和审看过程中，所有的申请和调度命令均采用国际标准的MD5方式进行验证。MD5码在命令发出时生成，采用命令和MD5码分离发送的方式，在接收端进行解析，重新计算MD5码，与接收到的MD5码进行匹配，如果匹配成功，则通过验证；如果匹配失败，则发出命令无效提示信息。通过这种方式，能够保证命令在传输过程中不被篡改，提高安全性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种用于电视台的视频素材远程审看系统，包括审看服务端(1)和与审看服务端(1)通过IP网络和有线电视频率频段连接的审看客户端(2)；

所述审看服务端(1)包括用于存储视频素材并提供视频素材的视音频流的视频服务器(10)，与视频服务器(10)通过SDI链路连接、用于传输视频素材的视音频流的视音频矩阵(11)，与视音频矩阵(11)通过射频电路连接、用于将视频素材的视音频流信号调制到有线电视频率频段的射频调制器(12)，以及与视频服务器(10)、视音频矩阵(11)和射频调制器(12)连接的控制机(13)；

所述控制机(13)包括任务调度模块(131)，与任务调度模块(131)连接的资源调度模块(132)，以及设备控制模块(133)；所述任务调度模块(131)用于接收审看客户端(2)的审看请求，并根据审看请求在视频服务器(10)中查找请求审看的视频素材信息，再根据查找到的视频素材信息确定所需资源，生成任务请求，提交给资源调度模块(132)；所述资源包括视频服务器的解码通道、视音频矩阵端口、有线电视频率频段；所述任务请求是包括所有资源申请的复合请求，复合请求的格式为“头段内容+数据段内容”，其中，头段内容用于标识一条请求的开始位置；数据段内容包括视频素材ID、视频素材名称、素材的播放时间、视频服务器(10)的位置、视频服务器(10)的解码通道、视音频矩阵(11)的入口和出口、射频调制器(12)的频率频段；所述资源调度模块(132)用于接收并解析任务请求，将任务请求分解成对每个资源的单独资源申请，并对空闲资源进行分配，建立从视频素材所在视频服务器(10)到审看客户端(2)的审看链路；所述设备控制模块(133)用于接收审看客户端(2)发送的视频素材的播放控制命令，并将该播放控制命令转换成VDCP协议命令后发送给视频服务器(10)；所述播放控制命令包括帧进和帧退；资源调度模块(132)将任务请求分解成对每个资源的单独资源申请的方式为：首在复合请求中，通过头段内容完成请求类别的解析，然后按照不同的头段内容，分别解析数据段内容，再将解析出来的头段内容和数据段内容进行组合，组合成对每个资源的单个请求，来完成对所有异构资源的申请和分配； 

所述审看客户端(2)包括审看控制模块(21)和与审看控制模块(21)连接的电视机(22)，所述审看控制模块(21)通过IP网络与所述审看服务端(1)的控制机(13)连接；所述审看控制模块(21)用于向审看服务端(1)发送审看请求和视频素材的播放控制命令；所述电视机用于审看有线电视频率频段上的视频素材。

2.如权利要求1所述的一种用于电视台的视频素材远程审看系统，其特征在于：所述控制机(13)与视频服务器(10)和视音频矩阵(11)通过IP网络连接，控制机(13)与视频服务器(10)和视音频矩阵(11)之间的命令传输通过IP网络进行。

3.如权利要求1所述的一种用于电视台的视频素材远程审看系统，其特征在于：所述控制机(13)与视频服务器(10)和视音频矩阵(11)通过RS-422方式连接，控制机(13)与视频服务器(10)和视音频矩阵(11)之间的命令传输通过RS-422方式进行。

4.如权利要求1所述的一种用于电视台的视频素材远程审看系统，其特征在于：所述控制机(13)与射频调制器(12)通过RS-232方式连接，控制机(13)与射频调制器(12)之间的命令传输通过RS-232方式进行。

5.如权利要求1至4之一所述的一种用于电视台的视频素材远程审看系统，其特征在于：所述资源调度模块(132)还用于将任务调度模块(131)提交的任务请求按照优先级进行排列，优先级高的任务申请优先分配，优先级相同的任务申请按照提出申请的先后顺序分配。

6.如权利要求1至4之一所述的一种用于电视台的视频素材远程审看系统，其特征在于：所述审看客户端(2)还包括用于对审看控制模块(21)进行遥控的遥控器。 

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