CN105141810B - 一种支持实时慢动作的多频道演播系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种支持实时慢动作的多频道演播系统和方法，包括：多个输入端，视音频自适应电路，视频制式判定装置，视频自动上下变换装置；视音频采集缓存，多路采集录制编码器，特技处理缓存、延迟播放输出缓存、存储器；视音频输出电路，输出端，网络共享单元，中央处理装置，控制操作解析单元。本发明通过多路视音频自适应电路等装置和单元实现对多个外来信号源的判断、变换、采集成文件的工作。通过对视频文件同时进行写入和读取的技术来实现对现场信号的实时编辑和处理工作。通过特技处理缓存、输出缓存、延迟播放输出缓存、视音频输出电路等装置来实现延时播出、慢动作播出、片段播出等工作。

Description

一种支持实时慢动作的多频道演播系统和方法

技术领域

本发明涉及本发明涉及一种支持实时慢动作的多频道演播系统和方法，是一种数字视频演播的系统和方法，是一种用于电视台数字化播出的系统方法。

背景技术

电视台制作电视节目的时候都离不开演播室，演播室作为电视节目制作的重要场所，承担了除外拍节目外的大部分节目录制和制作任务；主持人、片头、片花、外来信号、前期制作信号等，在演播室中制作、合成为最终我们所看到的电视节目，这些电视节目通过直播或者录播的方式将信号送到千家万户。

但无论是直播还是录播，演播室都需要对节目进行录制；直播的时候需要录制最终合成信号存档，录播的时候需要将演播室信号录制下来进行后期制作。通常情况下，演播室中通常要完成以下的录制工作：录制现场多路摄像机和其他信号源的实时信号；录制现场多路麦克风、CD、电话耦合器、放像机、DVD机等音频源通过调音台调整和制作的合成信号；录制摄像机、放像机、硬盘放像机、字幕机、外来信号等信号源经过切换台切换和制作的合成信号；录制节目中实时传输到演播室的外来信号，并将录制下来的外来信号进行延时播出、慢动作播出、片段播出等。上述的各种录制需求，在传统上需要用不同的设备来完成，例如：录制现场多路摄像机和其他信号源的实时信号，需要用与信号源相同数量的录像机或硬盘录像机来完成；延时播出需要使用视音频信号延时器来完成；慢动作需要用慢动作机来完成；片段播出需要使用对编辑机和放像机或非线性编辑机和硬盘播出机来完成；并且上述的慢动作播出、片段播出等工作不能在录制信号的同时进行，需要录制完成后通过后期编辑和处理才能实现。这种情况下，要实现完整的演播室录制功能需要很多台独立的物理设备，每台设备的价格都很高，并且设备之间需要非常复杂的各类视音频信号输入输出电缆和控制信号电缆的连接，不仅系统搭建成本高，维护和使用也很复杂，而且由于系统连接复杂相关环节众多，非常容易出现故障，进而影响到演播室的正常使用和电视节目的制作。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提出一种支持实时慢动作的多频道演播系统和方法。所述的系统和方法将传统演播室中需要多个人和多台设备才能完成工作，简化为一台设备一个人就可以完成的工作。并且将原来不能在演播室现场完成的工作，变为在现场可以完成的工作。在减少演播室系统的投入资金的同时，还提高了节目制作的效率。

本发明的目的是这样实现的：一种支持实时慢动作的多频道演播系统，包括：设置在服务器上的与外来视音频信号源连接的多个输入端，所述的输入端与各自对应的视音频自适应电路连接，多个所述视音频自适应电路分别与各自对应的视频制式判定装置连接，各个所述视频制式判定装置与各自对应的视频自动上下变换装置连接；各个所述视频自动上下变换装置与各自对应的支持对各路输入信号分别独立采集录制的视音频采集缓存连接，各个所述视音频采集缓存与多路采集录制编码器连接，所述多路采集录制编码器与特技处理缓存、延迟播放输出缓存、存储器连接；所述的特技处理缓存、延迟播放输出缓存与各自对应的视音频输出电路连接，各个所述的视音频输出电路与输出端连接；所述的存储器与带有数据库的网络共享单元连接；各个视频制式判定装置、各个视频自动上下变换装置、各个视音频采集缓存、多路视音频编码器、存储器、网络共享单元、特技处理缓存、延迟播放输出缓存与中央处理装置连接，所述的中央处理装置与控制操作解析单元连接，所述的控制操作解析单元与鼠标键盘连接。

进一步的，所述的外来视音频信号源是提供CVBS、SDI、HD-SDI信号的设备，包括：摄像机、蓝光盘录放像机、P2放像机、硬盘录放像机、视频服务器、视音频编解码器、卫星接收机、磁带录放像机、非线性编辑机。

进一步的，所述的视音频自适应电路视频输入为4路CVBS识别器、4路SDI识别器、4路HD-SDI识别器；音频输入电路为8路AES/EBU数字音频和8路模拟音频的选择输入、4路SDI内嵌音频输入、4路HD-SDI内嵌音频输入、4路内置音频输入。

进一步的，所述的视频制式判断装置适应视频制式包括：PAL、NTSC、480/60i、720/24P、720/25P、720/50P、720/59.94P、720/29.97P、1080/50i、1080/59.94i、1080/60i、1080/23.98P、1080/24P、1080/25P、1080/29.97P、1080/30P。

进一步的，所述网络共享单元设置有提取已有网络共享素材并解码的多路网络素材解码器和带有网络素材缓存的网络素材播出装置。

进一步的，在所述的服务器中还设有视音频素材源，所述的视音频素材源包括：带有从存储器中提取已有素材并解码的已有素材解码器和已有素材缓存的已有素材播出装置、带有从网络共享单元中读取并播放网络素材的网络素材播出装置。

进一步的，在所述的控制操作解析单元包括：上下变换控制装置、输入信号录制控制装置、边采边编控制装置、网络共享单元控制装置、已有素材控制装置、背景和已有素材编辑控制装置、特技控制装置、播出信号录制控制装置、延迟播出控制装置。

一种使用上述的系统的支持实时慢动作的多频道演播方法，所述方法的步骤如下：

视频信号自适应的步骤：用于视音频自适应电路自动识别各种进入输入端的视音频信号有效性和类型，并将成功识别的视音频信号输入至视频制式判定装置；

视频识别的步骤：用于视频制式判定装置判断视频输入信号的制式，并将制式信息传输至中央处理装置，中央处理装置判断是否需要进行制式变换，如果需要则进入“制式变换的步骤”，如果不需要则将视音频信号放入视音频采集缓存中；

制式变换的步骤：用于视频自动上下变换装置将各种不同制式的视音频输入信号规范为一种制式的视音频信号；

视频采集的步骤：用于提取视音频采集缓存中的各个视音频信号，将这些信号送入多路视音频编解码器中进行编解码；

视频编辑的步骤：用于对输入信号边采集边编辑，或对本地素材和网络共享素材进行编辑，或者将二者结合进行编辑；

视频播放的步骤：用于根据播放列表进行多种方式的播放，包括：正常播放，慢动作播放和演示播放；

视音频输出的步骤：用于将进入输出缓存的视音频数据通过视音频输出电路实时转化为视音频信号输出。

本发明产生的有益效果是：所述的系统和方法通过多路视音频自适应电路，多路视频制式判定装置，多路视频自动上下变换装置，多路视音频采集缓存，多路视频采集编码器，存储器等装置来实现对多个外来信号源的判断、变换、采集成文件的工作；通过对视频文件同时进行写入和读取的技术来实现对现场信号的实时编辑和处理工作。通过特技处理缓存、输出缓存、延迟播放输出缓存、视音频输出电路等装置来实现延时播出、慢动作播出、片段播出等工作。本发明在一台设备上完整实现了之前需要多套设备才能完成的多通道多信号源采集，并提供信号源格式制式的自动判别与多格式转换，在录制的同时提供编辑和多路播出功能，其播出方式不仅可以对选定的信号源正常播出，还可以提供慢动作播出和编辑后播出、延时播等多种播出方式。该发明不仅降低了演播室信号采集播出使用的设备数量，同时也可以降低操作人员的数量，降低了多机器设备之间视音频信号及控制信号连接的复杂度，实现更加安全稳定便捷的操作。同时，由于可以在录制的同时提供慢动作播出和延时播出，既降低了演播室的总体设备费用，还提高了节目制作播出的效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是发明实施例一所述系统的结构示意图；

图2是发明实施例八所述方法的流程示意图。

具体实施方式

实施例一：

一种支持实时慢动作的多频道演播系统，如图1所示。本实施例包括：设置在服务器上的与外来视音频信号源连接的多个输入端，所述的输入端与各自对应的视音频自适应电路，多个所述视音频自适应电路分别与各自对应的视频制式判定装置连接，各个所述视频制式判定装置与各自对应的视频自动上下变换装置连接；各个所述视频自动上下变换装置与各自对应的支持对各路输入信号分别独立采集录制的视音频采集缓存连接，各个所述视音频采集缓存与多路采集录制编码器连接，所述多路采集录制编码器与特技处理缓存、延迟播放输出缓存、存储器连接；所述的特技处理缓存、延迟播放输出缓存与各自对应的视音频输出电路连接，各个所述的视音频输出电路与输出端连接；所述的存储器与带有数据库的网络共享单元连接；各个视频制式判定装置、各个视频自动上下变换装置、各个视音频采集缓存、多路视音频编码器、存储器、网络共享单元、特技处理缓存、延迟播放输出缓存与中央处理装置连接，所述的中央处理装置与控制操作解析单元连接，所述的控制操作解析单元与鼠标键盘连接。

本实施例所述的外来视频音频信号源是提供CVBS、SDI、HD-SDI信号的设备这种设备可以有多种选择，例如：摄像机、蓝光盘录放像机、P2放像机、硬盘录放像机、视频服务器、视音频编解码器、卫星接收机、磁带录放像机、非线性编辑机等。在实时播出系统中这些设备当然可以全部设置，也可以选择行的进行组合。

本实施例所述的服务器说一台与外来视频信号源和外来音频信号源连接的刚性能计算机系统，可以是一台服务器，也可以是多台服务器组成的服务器集群，这个服务器集群带有鼠标和键盘等人机交互的外部设备。

在本实施例中由视音频自适应电路、视频制式判定装置、视频自动上线变换装置和视音频采集缓存组成视音频采集单元，这样的单元可以有很多个，在图1中为做图方便仅画出了3个，实际中可以有很多个，如：采集视频信号的包含4路CVBS识别器、4路SDI识别器、4路HD-SDI识别器，支持识别CVBS、SDI、HD-SDI信号输入。采集音频信号的包括：8路AES/EBU数字音频和8路模拟音频的选择输入、4路SDI内嵌音频输入、4路HD-SDI内嵌音频输入、4路内置音频输入。

所述视频制式判定装置所能识别的视频制式是国际上常用的视频制式，包括：PAL、NTSC、480/60i、720/24P、720/25P、720/50P、720/59.94P、720/29.97P、1080/50i、1080/59.94i、1080/60i、1080/23.98P、1080/24P、1080/25P、1080/29.97P、1080/30P等。

所述的上下变换是指不同制式信号之间的转换。将标清信号转换为高清信号称为上变换，主要的方式包括：镶边模式，在画面的左右两侧加黑边，这种上变换模式保留了全部画面内容，画面比例也正常；14:9镶边模式，为了减少格式变换带来图像内容的丢失，4:3→14:9只裁掉1/7画面；切边模式，将画面上下剪切掉一部分画面，虽然画面比例正常，但损失了一部分画面内容；拉伸模式，将画面横向拉伸，4:3的图像完全充满16:9的屏幕，虽然保留了全部画面内容，但画面产生变形。

将高清信号转换为标清信号称为上下变换，主要的方式包括：切边模式，它的特点是画面比例正常，但是画面左右两侧被剪切损失了一部分画面内容； 信箱模式，在画面的上下两侧加黑边，这种模式的特点是画面比例正常且保留了全部16:9画面内容，信息量不丢失。在同时制作高标清两版节目时，标清版节目往往采用这种下变换模式，这种情况不需要兼顾16:9和4:3两种取景； 14:9信箱模式，为了减少格式变换带来图像内容的丢失16:9→14:9只要裁掉1/8画面，在16:9画幅的图像采用“14:9”下变换时，可以获得较好的视觉感受；挤压模式，它是将画面横向压缩，虽然保留了全部画面内容，但画面产生变形。

所述的网络共享单元是获取素材的设施。在实时的演播过程中，除了从现场的摄像机取得影像外，还经常需要获取现有的一些视频素材对现场的播出视频进行补充和增强，因此，获取现有的视频素材在播出过程中也十分重要。视频素材主要来自于网络，但为了使素材更加丰富，获取得更加快捷方便，可以在本实施例所述系统中设置视频素材源，以及相应的视频素材解码器和视频素材源缓存。

为方便操作，本实施例还设置了控制操作解析单元。控制操作解析单元包括人机交互的各种操作，包括：对各种制式变化的操作，对输入信号录制的操作，对采集过程的同时进行编辑的操作，对采集网络素材的操作，对已有素材的编辑操作，对背景编辑操作，以及特技、延迟播出等特殊播出方式的操作等。

本实施例主要是针对现场播出而建立的系统。这个系统可以在报道重大事件和体育赛事经常采用现场转播的形式中使用。通常这种类型的节目都在演播室内进行合成，而现场的信号作为一路信号源通过卫星等方式接入演播室。因此在转播的时候既需要对合成信号记录也需要对现场信号进行记录，如果采用磁带记录，是无法实现对现场信号的再编辑再利用，精彩镜头无法在演播室内重播，只能是卫星信号传什么就播什么。在传统的播出系统中，现场情况的不确定性无法保证播出的安全。而本实施例所述系统使用的延迟播放播出缓存，将现场播出的信号延迟和在播出，一旦现场出现问题，其画面播出可能造成不良后果，则可以立刻切断现场播出，而将缓存中的一段视频删掉，直接将后面没有不良画面的图像接上，就可以很好的解决上述问题。

例如接收的卫星信号和演播室总输出信号接入本本实施例所述系统，完成信号的文件化采集，采集形成的文件直接写入共享的存储器，供节目制作网络中的其他设备调用。在多通道采集的同时还可以对卫星信号进行延时输出，以防卫星信号中断或内容出现问题。除此外在采集和延时的同时，还可以对已采集下来的信号进行简单编辑，通过入出点编辑来挑选精彩镜头形成集锦列表，在节目需要的时候播出。本本实施例所述系统还支持将电视节目制作网络中的素材加入集锦播出列表，以满足在节目转播的时候插入历史镜头和其他内容的需求。

近年来随着各级电视台节目制作水平的提高，节目形态也越来越呈现多样化，在这些节目中综艺和晚会类节目占据的比重也逐渐提升。电视台在制作综艺和晚会类节目时通常都采用了录播模式，也就是进行后期制作后再进行播出。因此这种在节目拍摄的时候，通常都需要录制现场切换合成的信号，并且还需要对一些机位的信号进行录制以便后期编辑的时候补充镜头。在这种情况下如果采用传统的录像机来进行信号录制，就带来了两个问题：一是需要为每个要录制的信号配备一台录像机和操作人员；二是录制好的磁带需要在后期编辑前进行1:1时间的上载，将磁带中的内容变为文件，以便使用非线性系统进行后期编辑。另外在拍摄综艺和晚会类节目时，节目现场经常使用大屏幕作为背景，屏幕中会播放节目宣传片、资料、外来信号、现场精彩镜头重放等视频，而在传统的演播室系统中要实现现场精彩镜头重放这一功能是非常困难的。在这类节目中如果采用本实施例所述系统，不但可以解决上述问题，还可以减少设备资金投入，提高节目制作效率。

如在这样一个多机位的综艺演播室中，可以使用本实施例所述系统，将每一个摄像机信号都接入本实施例所述系统进行文件化采集，采集形成的文件直接写入存储器，供节目制作网络中的其他设备调用。本实施例所述系统还具备边采集边编辑边播出的能力，因此在录制的时候可以挑选现场的精彩镜头和一些漏掉的镜头，然后根据导演的要求回放出来将这些镜头给到大屏幕和切换台。另一方面本实施例所述系统还可以调用节目制作网络中的素材，例如广告、栏目形象、片头片尾、资料片等，这些素材也可以加入播出列表进行播出，供演播室的背景大屏幕使用或作为一路演播室信号源。本实施例所述系统在录制摄像机信号的同时，还可以录制演播室的合成信号，如果节目进行直播的话，还可以作为视音频延时设备来使用。

在各类体育比赛的转播和直播中，经常需要对赛场的一些精彩镜头进行慢放。采用本实施例所述系统配合高速摄像机，可以快速的对赛场信号进行实时的慢动作回放。首先本实施例所述系统可以将高速摄像机拍摄到的信号采集生成视频文件。然后通过系统具备的编辑功能，挑选出需要慢动作回放的画面。最后点击播放，通过操作即可实现挑选镜头的3~30倍速的无级变速慢动作播放。

实施例二：

本实施例是实施例一的改进，是实施例一关于外来视音频信号源的细化。本实施例所述的外来视音频信号源是提供CVBS、SDI、HD-SDI信号的设备，包括：摄像机、蓝光盘录放像机、P2放像机、硬盘录放像机、视频服务器、视音频编解码器、卫星接收机、磁带录放像机、非线性编辑机。

这些设备可以选择几个组合，也可以选择全部进行组合。

实施例三：

本实施例是实施例一的改进，是实施例一关于视音频自适应电路的细化。本实施例所述的视音频自适应电路视频输入为4路CVBS识别器、4路SDI识别器、4路HD-SDI识别器；音频输入电路为8路AES/EBU数字音频和8路模拟音频的选择输入、4路SDI内嵌音频输入、4路HD-SDI内嵌音频输入、4路内置音频输入。

其中视频和音频是分别设置输入自适应电路的。

实施例四：

本实施例是实施例一的改进，是实施例一关于视频制式判断装置的细化。本实施例所述的视频制式判断装置适应视频制式包括：PAL、NTSC、480/60i、720/24P、720/25P、720/50P、720/59.94P、720/29.97P、1080/50i、1080/59.94i、1080/60i、1080/23.98P、1080/24P、1080/25P、1080/29.97P、1080/30P。

由于现场转播或者演播室录制过程中，可能使用的设备多种多样，信号来源也各不相同，所以各路输入信号源的视频制式往往是不同的。本实施例中，视频制式判断装置可以自动判断输入视频的制式，同时将识别出的视频制式传递给后续需要使用该制式信息的装置，以实现对不同视频制式的自动适应。

在没有本方案之前，视频制式如果不能自动适应，往往需要另外添加设备，将视频制式转换成能使用的制式。有部分设备支持多种制式的视频输入，但是需要操作人员实现选定并设置输入视频的制式。这样做既麻烦，又存在人工设置的输入视频制式与实际输入的视频制式不相符的情况，造成设备工作故障。本实施例提出的视频制式自动判断装置，解决了人工实现设置视频制式的繁琐操作，同时避免了人工设置可能存在的错误。

还需要指明的是，如果演播室系统使用的外来信号源，在播出过程中，如果外来信号源发生切换，有可能切换前后输入的视频制式是不同的。本实施例可以自动识别切换前后的视频制式变换，使得演播过程可以避免输入视频制式重新配置带来的工作终端，演播工作可以更加顺畅进行。

实施例五：

本实施例是实施例一的改进，是实施例一关于网络共享单元的细化。本实施例所述网络共享单元设置有提取已有网络共享素材并解码的多路网络素材解码器和带有网络素材缓存的网络素材播出装置。

多路网络素材解码器可以提取实现存储在网络共享单元中的素材，并根据素材格式制式的不同选取合适的解码器进行播放，增加和丰富演播室的播出效果。为避免播出过程中网络设备的临时故障影响播出，多路网络素材解码器通常可以将需要使用的网络素材提前读取到本地，供带有网络素材缓存的网络素材播出装置缓存并播出使用。

实施例六：

本实施例是实施例五的改进，是实施例五关于服务器的细化。本实施例在所述的服务器中还设有视音频素材源，所述的视音频素材源包括：带有从存储器中提取已有素材并解码的已有素材解码器和已有素材缓存的已有素材播出装置、带有从网络共享单元中读取并播放网络素材的网络素材播出装置。

一些常用素材应当存储在服务器中，以便快速的存取，编辑后用在现场直播中。或者一些确定在现场直播中需要播出或可能播出的素材，放在服务器的存储器中，不通过网络获取，避免了环节过多，而造成的延缓。同时在现场直播中，由于避开一些不良镜头，可以将存储器的广告等素材快速的加入到现场直播中，避免现场直播的播出信号中断。

实施例七：

本实施例是实施例六的改进，是实施例六关于控制操作解析单元的细化。本实施例所述的控制操作解析单元包括：上下变换控制装置、输入信号录制控制装置、边采边编控制装置、网络共享单元控制装置、已有素材控制装置、背景和已有素材编辑控制装置、特技控制装置、播出信号录制控制装置、延迟播出控制装置。

控制操作解析单元是人机交互的界面，通过交互界面可以发出各种操作指令，例如：进各种制式的变换，信号的录制、编辑。对网络素材和已有素材的编辑和选取。还可以对播出信号进行特技处理和延时播出的特殊的控制播出。控制解析单元接收操作人员输入的操作指令，并将操作指令转换为对设备内部的控制信息，控制设备完成所需的各种录制或者编辑或者播出动作。

实施例八：

本实施例是一种使用上述的系统一种支持实时慢动作的多频道演播方法，所述方法的步骤如下，流程如图2所示：

视频信号自适应的步骤：用于视音频自适应电路自动识别各种进入输入端的视音频信号有效性和类型，并将成功识别的视音频信号输入至视频制式判定装置。

收到视音频信号后，首先要对该视音频信号的有效性进行判断，然后进行类型判断。为适应演播的复杂需求，在演播现场会设置输出各种视频信号的设备，例如：各种不同的摄像机、蓝光盘录放像机、硬盘录放像机、视频服务器、卫星接收机、磁带录放像机、非线性编辑机等，这些设备所输出信号的类型、制式大相径庭，很难完全统一。为适应这种情况，首先要通过视音频自适应电路将各种输入的视音频信号接收下来，并判断其有效性。

判断有效性主要是针对卫星接收的信号，在无人值守的情况下，无法通过直接采集控制来触发信号采集，只能是采集所有的信号，这时，中央处理装置会依据输入信号制式检测的信息，判定哪些是有效信号，哪些是无效信号，然后会向多路视音频编解码器下达自动采集有效信号的指令。从而节省大量的人力物力，使采编人员从恼人的毫无技术含量的素材挑选工作中解放出来，提高了节目制作的效率。

由于视音频信号类型和制式的多样性，一种设备上不可能包罗世界上所有类型和制式的视音频信号的解析，所以只能预先设置一些常用的类型和制式的解析设施，如果超出了这些设施的范围，就认为是无效的，如果无效则直接放弃这些视音频输入信号。反之，如果输入的视音频信号在这些设施的解析范围之内则认为是有效的。如果判断信号有效，则进一步判断视频输入信号是CVBS、SDI、HD-SDI等类型中的哪一种。

视频识别的步骤：用于视频制式判定装置判断视频输入信号的制式，并将制式信息传输至中央处理装置，中央处理装置判断是否需要进行制式变换，如果需要则进入“制式变换的步骤”，如果不需要则将视音频信号放入视音频采集缓存中。

根据视音频自适应电路的判断结果，视频制式判定装置对视频输入信号的制式进行判定。如果判定到视频输入信号是CVBS或者SDI信号，视频制式判定电路接着会判定视频输入信号是PAL制或N制的哪一种。如果判定到视频输入信号是HD-SDI信号，视频制式判定电路接着会判定视频输入信号是所述的视频制式是720/24P、720/25P、720/50P、720/59.94P、720/29.97P、1080/50i、1080/59.94i、1080/60i、1080/23.98P、1080/24P、1080/25P、1080/29.97P、1080/30P中的哪一种。然后视频制式判定装置会将判别到的信息回传给中央处理装置。中央处理装置将多路视频制式判定装置判别到的视频制式信息与预先设定好的视频制式进行对比：如果视频制式设置的是Default默认状态，那么视音频输入信号直接被送入视音频采集缓存。如果该视音频信号是是某一种本系统可以确定的制式，则将该视音频信号送去进行制式变换。

制式变换的步骤：用于视频自动上下变换装置将各种不同制式的视音频输入信号规范为一种制式的视音频信号。

将标清信号转换为高清信号称为上变换，主要的方式包括：镶边模式，在画面的左右两侧加黑边，这种上变换模式保留了全部画面内容，画面比例也正常；14:9镶边模式，为了减少格式变换带来图像内容的丢失，4:3→14:9只裁掉1/7画面；切边模式，将画面上下剪切掉一部分画面，虽然画面比例正常，但损失了一部分画面内容；拉伸模式，将画面横向拉伸，4:3的图像完全充满16:9的屏幕，虽然保留了全部画面内容，但画面产生变形。

将高清信号转换为标清信号称为上下变换，主要的方式包括：切边模式，它的特点是画面比例正常，但是画面左右两侧被剪切损失了一部分画面内容； 信箱模式，在画面的上下两侧加黑边，这种模式的特点是画面比例正常且保留了全部16:9画面内容，信息量不丢失。在同时制作高标清两版节目时，标清版节目往往采用这种下变换模式，这种情况不需要兼顾16:9和4:3两种取景； 14:9信箱模式，为了减少格式变换带来图像内容的丢失16:9→14:9只要裁掉1/8画面，在16:9画幅的图像采用“14:9”下变换时，可以获得较好的视觉感受；挤压模式，它是将画面横向压缩，虽然保留了全部画面内容，但画面产生变形。

视频采集的步骤：用于提取视音频采集缓存中的各个视音频信号，将这些信号送入多路视音频编解码器中进行编解码。

进入多路视音频采集缓存的视频信号，通过采集控制窗口的控制便可以采集到存储器中。中央处理装置会将预先设定好的视频采集格式传送到多路视频编解码器，多路视频编解码器会按照获取到的格式对视音频采集缓存中的信号进行编解码，并以非线性文件的形式输入到存储器内。

本步骤中对于高速摄像机有一个特别之点。由于高速摄像机的视频图像采集数据量极大，可以按照摄像机视频信号输出的时序，通过3个输入端进行采集，并写入到一个文件中，形成一个三倍速慢放的视频文件。

需要特别指明的是，对于通过高速摄像机实现慢动作播放，需要使用到本实施例多路SDI输入端连接高速摄像机的多个SDI输出端口。以SONY广播级高速摄像机为例，通过3个输入端分别采集到的信号，如果各自存储成一个单独的文件，可以作为一个普通的常规视频文件进行播放和使用。如果需要做慢动作播放，就需要将3个输入端各自采集到的信号进行画面顺序的重新拼接排列，才能得到正确的慢动作画面。具体排列方式为：对于三个输入端采集到的3帧画面，依顺序排列为A1帧、A2帧、A3帧，由于电视画面通常1帧由2场组成，我们定义A1帧的2场画面为a1场，a2场，定义A2帧的2场画面为a3场，a4场，定义A3帧的2场画面为a5场，a6场，那么在组成慢动作文件进行播放时，需要重新排列为：a1场和a3场为新的第一帧A1’， a5场和a2场为新的第二帧A2’， a 4场和a6场为新的第三帧A3’，将A1’A2’A3’的顺序播放，才能得到正常的3倍速慢动作画面。由于摄像机是3倍速摄像机，所以在3倍速慢动作播放时，每一帧画面都是摄像机原始拍摄画面重新组合后播出的，其画面质量的效果是非常好的。 如果需要其他更高倍速的播放，就需要使用插值的方法，利用现有的拍摄画面做中间画面的插值计算，模拟出更多的画面来实现更高倍速的慢动作播放。由于中间有一些画面是通过现有画面拟合插值计算出的，所以其效果相比3倍速慢动作的原生画面要稍微差一些。但是，插值的方法使得慢动作的实现更加灵活，可以做到不同倍率的连续变速，例如从2倍慢动作逐步变到3倍慢动作、4倍慢动作等等，直到10倍慢动作，然后再从10倍慢动作逐步加快回到2倍慢动作等。视频编辑的步骤：用于对输入信号边采集边编辑，或对本地素材和网络共享素材进行编辑，或者将二者结合进行编辑。

边采集边编辑的方式：输入信号通过多路视频编解码器以文件的形式输入到存储器的同时，中央处理装置会将多路视频编解码器回传的文件编解码信息传送到网络共享单元中的数据库，数据库对这些编解码信息进行登记，从而可以有规律的存储这些文件，并将其高效的共享在专用网络上。当需要对正在采集的信号进行编辑时，打开边采集边编辑通道，所采集信号生成文件的编解码信息会即时的通过中央处理装置传送过来。通过编辑控制面板的操作，即可达到边采集边编辑的目的。同时，边采集边编辑通道对应的故事板文件会通过中央处理器即时的保存在数据库中。

已有素材进行直接编辑的方式：无论已有素材是有效的本地素材，还是网络共享的素材。它们的编解码信息都在网络共享单元的数据库进行登记过。当需要对这些已有素材进行编辑时，打开已有素材编辑通道，已有素材文件的编解码信息会即时的通过中央处理装置由数据库传送过来。通过编辑控制面板的操作，即可达到对已有素材进行编辑的目的。同时，已有素材编辑通道对应的故事板文件会通过中央处理器即时的保存在数据库中。

视频播放的步骤：用于根据播放列表进行多种方式的播放，包括：正常播放，慢动作播放和延时播放；

播放列表是控制视频有序播放的基本控件。本地硬盘素材、网络共享素材、边采集边编辑通道对应的故事板以及已有素材编辑通道对应的故事板都可以加入播放列表，通过视频播出控制面板的操作即可控制视频播放。通过视音频编解码器可以将播放列表的文件输出到输出缓存，从而达到直接播出的目的。

慢动作播放：

特技可以改变视频播放的状态。通过视音频编解码器将播放列表的文件输出到特技处理缓存，特技处理缓存得到视音频编解码分解出的按帧排列的视频画面后，首先要将视频画面从隔行显示恢复成逐行显示，在恢复过程中要对当前帧的前后几帧进行分析预测，如果在画面中发现了运动的部分则需要通过特殊算法对运动部分画面进行修复，而不运动的画面进行保留。当画面恢复为逐行显示后，即可通过插值算法在相邻的两帧视频画面间插入不同数量的画面，完成插值处理后的视频画面进入输出缓存进行播出。由于输出缓存是按照每秒25帧固定的帧率来播放视频的，因此通过控制在相邻的两帧视频画面间插入不同数量的视频画面即可得到不同速度的慢动作播放效果。

延迟播放：

通过视音频编解码器将播放列表的文件输出到输出缓存之前先输入延迟播放输出缓存，经过延迟播放输出缓存的处理，即可实现延迟播放的功能。

本实施例处理延迟播放输出缓存的方式有两种：第一种是设置一定长度的延迟播放缓存，此长度在一定范围内是可以自定义的，当突发出现不应该播出的画面时，整段缓存可以被剪切掉，然后将缓存后面的视频以即时播放的形式进行播出，延迟播放消失；第二种设立延迟播放输出缓存的方法与第一种相同，但出现问题时的处理方法不同。当突发出现不应该播出的画面时，可以选择一段视频与延迟播放输出缓存内的视频进行替换。此视频来源可以是提前准备的视频文件，也可以是一路实时输入到系统的视频信号。此种处理方法可以在不影响延迟播放效果的同时，达到替换有问题视频的目的。

另外当无人值守时，本实施例的延迟播放方式可以对播放视频内容自定义判断。通过匹配敏感字符、图标等不应该播出的内容进行模式判别，从而自动触发延迟播放中的剪切/替换功能，从而避免敏感内容播放出去的状况。

视音频输出的步骤：用于将进入输出缓存的视音频数据通过视音频输出电路实时转化为视音频信号输出。

最后应说明的是，以上仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案（比如各个装置的形式、步骤的先后顺序等）进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。本发明所述的方法可编制为应用于计算机系统的程序，并运行于本发明所述的计算机网络系统中。

Claims (8)

1.一种支持实时慢动作的多频道演播系统，其特征在于，包括：设置在服务器上的与外来视音频信号源连接的多个输入端，所述的输入端与各自对应的视音频自适应电路连接，多个所述视音频自适应电路分别与各自对应的视频制式判定装置连接，各个所述视频制式判定装置与各自对应的视频自动上下变换装置连接；各个所述视频自动上下变换装置与各自对应的支持对各路输入信号分别独立采集录制的视音频采集缓存连接，各个所述视音频采集缓存与多路采集录制编码器连接，所述多路采集录制编码器与特技处理缓存、延迟播放输出缓存、存储器连接；所述的特技处理缓存、延迟播放输出缓存与各自对应的视音频输出电路连接，各个所述的视音频输出电路与输出端连接；所述的存储器与带有数据库的网络共享单元连接；各个视频制式判定装置、各个视频自动上下变换装置、各个视音频采集缓存、多路视音频编码器、存储器、网络共享单元、特技处理缓存、延迟播放输出缓存与中央处理装置连接，所述的中央处理装置与控制操作解析单元连接，所述的控制操作解析单元与鼠标键盘连接；所述的延迟播放输出缓存，将现场播出的信号延迟和在播出，一旦现场出现问题，其画面播出可能造成不良后果，则立刻切断现场播出，而将缓存中的一段视频删掉，直接将后面没有不良画面的图像接上；使用延迟播放输出缓存对卫星信号进行延时输出，以防卫星信号中断或内容出现问题；在采集和延时卫星的同时，还能够对已采集下来的卫星信号进行简单编辑，通过入出点编辑来挑选精彩镜头形成集锦列表，在节目需要的时候播出；综艺现场使用大屏幕作为背景，利用延迟播放输出缓存能够将现场精彩镜头重放。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的外来视音频信号源是提供CVBS、SDI、HD-SDI信号的设备，包括：摄像机、蓝光盘录放像机、P2放像机、硬盘录放像机、视频服务器、视音频编解码器、卫星接收机、磁带录放像机、非线性编辑机。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述的视音频自适应电路视频输入为4路CVBS识别器、4路SDI识别器、4路HD-SDI识别器；音频输入电路为8路AES/EBU数字音频和8路模拟音频的选择输入、4路SDI内嵌音频输入、4路HD-SDI内嵌音频输入、4路内置音频输入。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的视频制式判定装置适应视频制式包括：PAL、NTSC、480/60i、720/24P、720/25P、720/50P、720/59.94P、720/29.97P、1080/50i、1080/59.94i、1080/60i、1080/23.98P、1080/24P、1080/25P、1080/29.97P、1080/30P。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网络共享单元设置有提取已有网络共享素材并解码的多路网络素材解码器和带有网络素材缓存的网络素材播出装置。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，在所述的服务器中还设有视音频素材源，所述的视音频素材源包括：带有从存储器中提取已有素材并解码的已有素材解码器和已有素材缓存的已有素材播出装置、带有从网络共享单元中读取并播放网络素材的网络素材播出装置。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在所述的控制操作解析单元包括：上下变换控制装置、输入信号录制控制装置、边采边编控制装置、网络共享单元控制装置、已有素材控制装置、背景和已有素材编辑控制装置、特技控制装置、播出信号录制控制装置、延迟播出控制装置。

8.一种使用权利要求1所述的系统的支持实时慢动作的多频道演播方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：

视频信号自适应的步骤：用于视音频自适应电路自动识别各种进入输入端的视音频信号有效性和类型，并将成功识别的视音频信号输入至视频制式判定装置；

视频识别的步骤：用于视频制式判定装置判断视频输入信号的制式，并将制式信息传输至中央处理装置，中央处理装置判断是否需要进行制式变换，如果需要则进入“制式变换的步骤”，如果不需要则将视音频信号放入视音频采集缓存中；

制式变换的步骤：用于视频自动上下变换装置将各种不同制式的视音频输入信号变换为另一种制式的视音频信号；

视频采集的步骤：用于提取视音频采集缓存中的各个视音频信号，将这些信号送入多路视音频编解码器中进行编解码；当使用高速摄像机的视频图像采集时，按照摄像机视频信号输出的时序，通过3个输入端进行采集，并写入到一个文件中，形成一个三倍速慢放的视频文件；

视频编辑的步骤：用于对输入信号边采集边编辑，或对本地素材和网络共享素材进行编辑，或者将二者结合进行编辑；

边采集边编辑的方式：输入信号通过多路视频编解码器以文件的形式输入到存储器的同时，中央处理装置会将多路视频编解码器回传的文件编解码信息传送到网络共享单元中的数据库，数据库对这些编解码信息进行登记，从而存储这些文件，并共享在专用网络上；当需要对正在采集的信号进行编辑时，打开边采集边编辑通道，所采集信号生成文件的编解码信息会即时的通过中央处理装置传送过来；通过编辑控制面板的操作，即可达到边采集边编辑的目的；同时，边采集边编辑通道对应的故事板文件会通过中央处理器即时的保存在数据库中；

已有素材进行直接编辑的方式：经过在网络共享单元的数据库进行登记的本地素材或网络共享的素材；当需要对这些已有素材进行编辑时，打开已有素材编辑通道，已有素材文件的编解码信息会即时的通过中央处理装置由数据库传送过来；通过编辑控制面板的操作，即可达到对已有素材进行编辑的目的；同时，已有素材编辑通道对应的故事板文件会通过中央处理器即时的保存在数据库中；

视频播放的步骤：用于根据播放列表进行多种方式的播放，包括：正常播放，慢动作播放和演示播放；

视音频输出的步骤：用于将进入输出缓存的视音频数据通过视音频输出电路实时转化为视音频信号输出。