CN111787286A - 一种实现多通道同步录制系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现多通道同步录制系统的方法。它采用服务器集群的方式，由高性能的服务器搭建的收录集群实现录制的操作，支持将所有多机位采集的视频数据素材全量保存下来的前提下，根据时码编码相对性的特性，通过服务器集群同步录制，实现所有的素材时码同步，并标记各个视频片段的时码信息。本发明的有益效果是：不需要额外的硬件成本，也不再需要人工去同步视频素材，减少人工的耗费，录制完成的素材，也可以直接导入后期编辑软件，支持直接同步操作后编辑，更方便快捷的进入到后期制作的环节，大大提升了生产效率，并且减少了大量的人力，财力成本。

Description

一种实现多通道同步录制系统的方法

技术领域

本发明涉及视频处理相关技术领域，尤其是指一种实现多通道同步录制系统的方法。

背景技术

随着科技的发展，作为视频生产流程中，传统的通过多台不同机位的摄像机，采集多路视频画面，再统一传输到导播间，通过导播人员剪辑后，生成单一PGM视频画面的视频节目的制作方式，已经逐渐不能满足节目制作的需求。传统的制作方式也同样无法满足日益增长的广大人民群众的需求，观众也希望除了PGM的画面，也可以看到一些类似花絮镜头。另一方面，真人秀等互动节目也层出不穷，除了固定的一些机位，还有些特殊视角视频画面，甚至是参与人员主视角的视频画面也逐渐增加到视频节目中，而观众们也希望在节目中可以观赏到更多可以体现和明星互动类的视频画面。

传统录制节目方式，主要是使用不同机位的摄像机，将采集的画面视频信号，通过SDI连线传送到导播间，由导播间的编导人员在节目录制的同时，将多路采集过来的视频画面，通过对采集过来的不同画面之间切换，剪辑成单一的PGM节目画面，并且将节目视频画面，同时转录到磁带介质的存储中。而后期处理时，需要再通过磁带读取设备，将磁带中的视频数据重新提取，才能把录制节目内容，重新导入到现有的视频处理系统中。视频素材导入完毕后，才能进一步对节目视频内容进行后期处理，完成编辑处理后上线播出。较新的解决方案中，也主要是将PGM节目内容，录制到硬盘介质的存储中，然后通过读取硬盘节目视频内容，导入到视频处理系统。

以传统的制作方式，一场节目录制结束后，其实只保存了经过剪辑的PGM节目内容，现场中采集的大量的素材都丢弃了，无法保存下来。对于实际录制现场，多信源的采集录制的过程中，如果可以将所有的素材都保存下来，并可以便捷的让后期直接再剪辑，还可以依据这些素材，生成录制过程中的视频花絮，以及针对各个录制环节的互动场景的交互场景，这些都是对录制节目本身锦上添花的实现。以传统的制作方式，如果只是将各路视频内容，简单的将所有的采集的视频保存下来，也需要非常繁琐的处理，在后期处理的之前，需要将所有录制的素材一一校对同步后，才能导入到视频处理系统，作为节目素材的后期使用。以这种方式，不仅在前期需要花费较多时间，将原始素材导入视频处理系统，还需要花费大量的人工，对采集的素材逐个完成比对，确定节目启停时间的操作。即使进一步，采用可以将采集设备同步的设备，对设备的采购，安装也需要花费大量的财力人力，而且每次录制之前，还是需要将所有的设备先同步才行，一样需要大量的人力物力。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种能够减少人力物力的实现多通道同步录制系统的方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种实现多通道同步录制系统的方法，具体包括如下步骤：

(1)建立多通道同步录制系统，由多台Linux服务器搭建服务器集群组成，其中包含多台作为运行录制任务的Linux服务器、一台网络交换机、一台光纤交换机以及多台作为存储服务器的磁盘阵列服务器；

(2)服务器集群中一台Linux服务器作为多通道同步录制系统的Commander端，其余Linux服务器则作为Agent端，这些Agent端的Linux服务器由作为Commander端的Linux服务端进行录制任务的分配和控制；

(3)Commander端的Linux服务器和Agent端的Linux服务器连接到同一台网络交换机上，Commander端和Agent端的IP地址配置在同一个控制用网段中，以便于Commander服务器通过HTTP请求，发送任务相关命令到指定的Agent端，Agent端也通过HTTP方式，返回请求的结果，进行服务器集群的同步操作；

(4)Agent端的Linux服务器通过光纤交换机与磁盘阵列服务器搭建的存储服务器相连，Agent端的Linux服务器和磁盘阵列服务器配置另一个网段，作为存储交互所用，与步骤(3)中的控制用网段区分；

(5)Agent端的Linux服务器上由SDI采集的视频信号，经过编码后保存为视频素材，并通过光纤将视频素材保存到由磁盘阵列服务器搭建的存储服务器中。

本方案是将多路采集到的视频内容，录制保存在磁盘阵列中，在录制的同时标记视频内容的同步信息，便于后续视频编辑需要，在导入非编软件后，可以直接将导入的视频同步，便于直接对视频进行剪辑处理，而不再需要将时间耗费在视频素材的同步上。另外，在系统架构上，考虑到系统的健壮性，同时搭建两套系统，完成1：1的系统同步录制。本方案中的实现多通道同步录制系统的方法，就是采用服务器集群的方式，由高性能的服务器搭建的收录集群实现录制的操作，支持将所有多机位采集的视频数据素材全量保存下来的前提下，根据时码编码相对性的特性，通过服务器集群同步录制，实现所有的素材时码同步，并标记各个视频片段的时码信息，便于后期处理。集群中的单台服务器可以支持10路以上的采集录制任务，对于一场节目录制，整个集群也需要几台服务器就可以搭建，对集群内的服务器同步也方便快捷，同步机制的实现，不需要额外的硬件成本，也不再需要人工去同步视频素材，减少人工的耗费，录制完成的素材，也可以直接导入后期编辑软件，支持直接同步操作后编辑。本方案使录制完成后，更方便快捷的进入到后期制作的环节，大大提升了生产效率，并且减少了大量的人力，财力成本。

作为优选，在步骤(3)中，多通道同步录制系统初始化完成后，进行服务器集群的同步操作，在作为commander端的Linux服务器上，启动一个同步时钟模块，加入服务器集群中的其他Linux服务器则和这个同步时钟模块进行时码同步对时。

作为优选，同步对时的逻辑一直在服务器集群运作，以保证所有录制设备在任一时间点都和commander端的Linux服务器同步，保障整个服务器集群在时间上的同步，从而保证录制输出文件的时码一致性，也就是输出素材的同步。

作为另一种优选，多通道同步录制系统保障时码同步的机制是任务预启动，具体为：通过让录制任务提前启动的方式，在启动录制任务之后，在监控器客户端的监控器上看到的画面，其实在启动录制任务之后，并没有真实的去写文件，只有在系统控制客户端正式触发录制逻辑，才会在当前的录制时间点开始录制文件，保证对时后的多台录制设备、多个任务收录的素材的时码一致。

本发明的有益效果是：不需要额外的硬件成本，也不再需要人工去同步视频素材，减少人工的耗费，录制完成的素材，也可以直接导入后期编辑软件，支持直接同步操作后编辑，更方便快捷的进入到后期制作的环节，大大提升了生产效率，并且减少了大量的人力，财力成本。

附图说明

图1是本发明的系统框架图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所述的实施例中，一种实现多通道同步录制系统的方法，具体包括如下步骤：

(1)建立多通道同步录制系统，由多台Linux服务器搭建服务器集群组成，其中包含多台作为运行录制任务的Linux服务器、一台网络交换机、一台光纤交换机以及多台作为存储服务器的磁盘阵列服务器；

(2)服务器集群中一台Linux服务器作为多通道同步录制系统的Commander端，其余Linux服务器则作为Agent端，这些Agent端的Linux服务器由作为Commander端的Linux服务端进行录制任务的分配和控制；

(3)Commander端的Linux服务器和Agent端的Linux服务器连接到同一台网络交换机上，Commander端和Agent端的IP地址配置在同一个控制用网段中，以便于Commander服务器通过HTTP请求，发送任务相关命令到指定的Agent端，Agent端也通过HTTP方式，返回请求的结果，进行服务器集群的同步操作；

多通道同步录制系统初始化完成后，进行服务器集群的同步操作，在作为commander端的Linux服务器上，启动一个同步时钟模块，加入服务器集群中的其他Linux服务器则和这个同步时钟模块进行时码同步对时；同步对时的逻辑一直在服务器集群运作，以保证所有录制设备在任一时间点都和commander端的Linux服务器同步，保障整个服务器集群在时间上的同步，从而保证录制输出文件的时码一致性，也就是输出素材的同步。

多通道同步录制系统另一种保障时码同步的机制是任务预启动，正常来说，如果录制任务到了时间点再启动的话，启动录制任务会有时间的耗损，即使同一台机器上的录制任务，也没办法保证收录下来文件起始在同一个画面(时码)，在同一时间点同时启动录制任务，并保证素材时码一致，这个其实是存在技术难度的。本系统中，具体为：通过让录制任务提前启动的方式，在启动录制任务之后，在监控器客户端的监控器上看到的画面，其实在启动录制任务之后，并没有真实的去写文件，只有在系统控制客户端正式触发录制逻辑，才会在当前的录制时间点开始录制文件，保证对时后的多台录制设备、多个任务收录的素材的时码一致。

(4)Agent端的Linux服务器通过光纤交换机与磁盘阵列服务器搭建的存储服务器相连，Agent端的Linux服务器和磁盘阵列服务器配置另一个网段，作为存储交互所用，与步骤(3)中的控制用网段区分；

(5)Agent端的Linux服务器上由SDI采集的视频信号，经过编码后保存为视频素材，并通过光纤将视频素材保存到由磁盘阵列服务器搭建的存储服务器中。

其中，SDI：SDI接口，是"数字分量串行接口"。SDI接口是数字分量串行接口(serial digital interface)的首字母缩写。SDI接口是一种“数字分量串行接口”，而HD-SDI接口是一种广播级的高清数字输入和输出端口，其中HD表示高清信号。HD-SDI接口采用同轴电缆，以BNC接口作为线缆标准。有效距离为100M。

时间码(Time Code)：简称时码，是摄像机在记录图像信号的时候，针对每一副图像记录的唯一的时间编码。一种应用于流的数字信号。该信号为视频中的每个帧都分配一个数字，用以表示小时、分钟、秒钟和帧数。现在所有的数码摄像机都具有时间码功能。

综上，本系统中使用高性能的服务器集群解决了时码同步、时码配置、硬件依赖等时码相关的问题，通过使用高性能的磁盘阵列解决了大容量、高吞吐的实时录制保存所有素材的问题，通过时码相对性及任务预启动的机制，实现了多通道采集任务实时录制素材的时码同步。使用网络交换机完成了系统内部先关请求的发送和传递，以及预览视频信号的推送，使用光纤交换机与磁盘阵列搭建的存储服务器相连，并和网络交换机进行业务区分，实现了请求和数据分网分段，保障了高吞吐下的数据的安全，请求和命令的及时反馈。

数码摄像机在设计上已经考虑了同步的机制，在节目录制之前，可以通过同步连接线连接摄像机，便于摄像机之间进行时间码的同步，经过同步后的数码摄像机，可以在输出的SDI信号中附带时间码信息。由于数码摄像机一一同步相对麻烦，并且每次录制前都需要同步，在实际使用中，并不太会特意去做同步操作，而是以视频内容做同步的操作方式比较常见。而本方案中，则是以多通道同步录制系统本身的时间信息作为时间码的参考依据，同时也支持SDI信源中附带时间码的方式。从时间码的格式是HH:MM:SS.FF，是以帧为最小精度的计时方式，体现的不是绝对时间的一致性，而是相对时间的一致性，由此，在同一个多通道同步录制系统中，可以将多通道同步录制系统本身的时间信息作为时间码的参考依据，多通道同步录制系统录制视频均以多通道同步录制系统本身时间作为时间码的参考，同时，也支持异步启停录制操作，录制素材的时间码的一致性。

本方案是将多路采集到的视频内容，录制保存在磁盘阵列中，在录制的同时标记视频内容的同步信息，便于后续视频编辑需要，在导入非编软件后，可以直接将导入的视频同步，便于直接对视频进行剪辑处理，而不再需要将时间耗费在视频素材的同步上。另外，在系统架构上，考虑到系统的健壮性，同时搭建两套系统，完成1：1的系统同步录制。具体的架构示意可以参考如图1所示的系统架构图。

本方案中的实现多通道同步录制系统的方法，就是采用服务器集群的方式，由高性能的服务器搭建的收录集群实现录制的操作，支持将所有多机位采集的视频数据素材全量保存下来的前提下，根据时码编码相对性的特性，通过服务器集群同步录制，实现所有的素材时码同步，并标记各个视频片段的时码信息，便于后期处理。集群中的单台服务器可以支持10路以上的采集录制任务，对于一场节目录制，整个集群也需要几台服务器就可以搭建，对集群内的服务器同步也方便快捷，同步机制的实现，不需要额外的硬件成本，也不再需要人工去同步视频素材，减少人工的耗费，录制完成的素材，也可以直接导入后期编辑软件，支持直接同步操作后编辑。本方案使录制完成后，更方便快捷的进入到后期制作的环节，大大提升了生产效率，并且减少了大量的人力，财力成本。

Claims (4)

1.一种实现多通道同步录制系统的方法，其特征是，具体包括如下步骤：

(1)建立多通道同步录制系统，由多台Linux服务器搭建服务器集群组成，其中包含多台作为运行录制任务的Linux服务器、一台网络交换机、一台光纤交换机以及多台作为存储服务器的磁盘阵列服务器；

(2)服务器集群中一台Linux服务器作为多通道同步录制系统的Commander端，其余Linux服务器则作为Agent端，这些Agent端的Linux服务器由作为Commander端的Linux服务端进行录制任务的分配和控制；

(3)Commander端的Linux服务器和Agent端的Linux服务器连接到同一台网络交换机上，Commander端和Agent端的IP地址配置在同一个控制用网段中，以便于Commander服务器通过HTTP请求，发送任务相关命令到指定的Agent端，Agent端也通过HTTP方式，返回请求的结果，进行服务器集群的同步操作；

(4)Agent端的Linux服务器通过光纤交换机与磁盘阵列服务器搭建的存储服务器相连，Agent端的Linux服务器和磁盘阵列服务器配置另一个网段，作为存储交互所用，与步骤(3)中的控制用网段区分；

(5)Agent端的Linux服务器上由SDI采集的视频信号，经过编码后保存为视频素材，并通过光纤将视频素材保存到由磁盘阵列服务器搭建的存储服务器中。

2.根据权利要求1所述的一种实现多通道同步录制系统的方法，其特征是，在步骤(3)中，多通道同步录制系统初始化完成后，进行服务器集群的同步操作，在作为commander端的Linux服务器上，启动一个同步时钟模块，加入服务器集群中的其他Linux服务器则和这个同步时钟模块进行时码同步对时。

3.根据权利要求2所述的一种实现多通道同步录制系统的方法，其特征是，同步对时的逻辑一直在服务器集群运作，以保证所有录制设备在任一时间点都和commander端的Linux服务器同步，保障整个服务器集群在时间上的同步，从而保证录制输出文件的时码一致性，也就是输出素材的同步。

4.根据权利要求2或3所述的一种实现多通道同步录制系统的方法，其特征是，多通道同步录制系统保障时码同步的机制是任务预启动，具体为：通过让录制任务提前启动的方式，在启动录制任务之后，在监控器客户端的监控器上看到的画面，其实在启动录制任务之后，并没有真实的去写文件，只有在系统控制客户端正式触发录制逻辑，才会在当前的录制时间点开始录制文件，保证对时后的多台录制设备、多个任务收录的素材的时码一致。

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