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1、 Us 团草谷(中国)公司 吴兵(业务发展总监) 跫矮先生毕娩于靶隶大学iP葶圣学系 理学博t： 有越过|0年 的r电 娅敲娅经验t持捷参擒过国内多个电视台数字技高清改造r,51 挣获 电总铸科技进步奖，科AVIT等栩关技术袁深入r解技独期缱群， 面向三网融合的网络电视台的建设是一个非常热门的 话题，从草谷的角度来看 无论系统怎么建设，最终我们 要把它建设一个可运行的系统缺少不了像草谷这样的设 备供应商提供相应的技术与解决方案。本文主要介绍草谷 公司以及新技术的一些发展动向 新草谷、新起点、新技术 草谷(GrassValley)成立于1959年，已经走过5O年的 光辉历程，始终致力于为全球广播
2、电视行业提供产品、技 术及服务。草谷的发展史与广播电视行业的发展史是紧密 联系在一起的。草谷于2010年7月宣布接受私募基金公司 Francisco Partners的收购协议从而脱离汤姆逊集团成为独 立的草谷公司。目前公司完成了一系列调整，从产品线、 组织机构到市场渠道。以全新的面貌服务大家。 草谷(Grass Valley)决心以此作为新的发展起点在 现代I罄视技)lc 201O1O 进一步贴近客户需求的基础之上，为全球广播行业提供最 先进的技术、最可靠的质量及最全面的售后服务。端到端 的全面解决方案依然是草谷满足日益复杂的广播业者需求 的一个目标跨界最新的技术应用促进广播行业由不可能 变
3、成可能本地化的技术服务支持是草谷长期的坚持。 草谷Grass Valley)是传统广电技术及解决方案提供 者其主要技术曾为广播电视行业的发展基石已经成为 行业的事实标准。在传统广电技术领域草谷从来都是被 模仿 但是从来没有被超越。草谷也是最新IT技术应用的 倡导者及实践者，1995年我们就首创广播级视频服务器的 应用在我们这个行业里面首次应用到IT技术首创网络 控制及系统级的全面监控平台完美的传统广电技术与现 代的IT技术结合。 二多种压缩编码格式及FPGA的应用 回顾过去十年、现在、到未来，包括很多面向三网融 合以及像网络电视台的建设与应用，我们认为数字编码 压缩技术可能是对我们广播电视在过
4、去十年以及到未来+ 年里面影响最大的一种技术包括我们提到的像数宇化、 高清化以及网络化，还是面向传统广播电视技术的未来 电视台技术的发展 其实仍然是在这种基础上来发展，甚 至可以说没有数字编码压缩技术的发展我们今天的广播 电视可能不会走到现在也没有数字化 也没有高清化 更谈不上网络电视的发展。那么谈到数字编解码的技术来 看 现代电视技术4年前的一个技术分析到今天来说仍 然有很好的参考意义并且有很好的前瞻性。如图1所示。 今天来看，MPEG一2压缩技术的确在我们广播电视行业 【38 得到了普遍的应用可能是作为我们一种最主要的压 码格式，在我们不同的产品上，不同的技术解决方案 有广泛的应用，作为面
5、向三网融合 面向未来的网络 台的应用广播行业从哪些方面去跟我们电信的行业 争当然这个我们是提出一家的一个想法，在我们看 应该说广播行业，它最大的优势除了它内容本身以 它高质量的视频节目仍然是我们一种很大的优势所在。 现在我们可以比较，比如说我们在网络上看到，电信 昕提供的视频，相比我们广播行业来看它基本上还 种低分辨率的低质量的，在视频质量上来说，可能 的网络环境，它的技术解决方案。那么我想这里面可 我们的固有优势 这种优势在未来的发展过程中间 是继续保留 还是要跟它针锋相对地做同样的事情 质化的竞争7我觉得这个是广播行业需要考虑的一个 要的问题。 为什么提到这个问题在现在来看数字编码压缩技
6、它在朝着不同的方向发展，如果我们刚才讲的前提成 热点盟钡 新一代电视技7lc发展峰会 立的话也就意味着我们未来应该朝着更 高效的编解码压缩技术的发展去追求我 们是不是要固有现有的MPEG一2的技术 上这是值得我们思考的问题。 现在我们知道尤其在国内绝大多数 用户，绝大多数的系统基本上都是在采 用MPEG一2，目前在编码压缩这种技术 层面上除了MPEG一2以外像H264 AVCJ2K在技术上都得到了很大的发 展得到了很好的应用而且有很好的成 熟度。在朝着新的技术发展的时候，我们 怎么去选择这是我们大家共同需要思考 的问题。今天提出这个问题并不是意味着 草谷要去加入这个纷争面临这么一种比 较复杂的
7、局面我们预计到可能在未来 的甚至是一个长期的过程里各种不同 的压缩编码格式是一个共存的状态。当我 们去实施不同的系统，我们有不同的应用 环境甚至说我们不同的客户端，我们不 同的终端可能会面临到你去选择不同的编 解码压缩格式。面对这种需求的应用我 们提出一个新的解决方案我们推荐采用 FPGA技术。 四草谷FPGA技术解决 方案 FPGA是目前芯片技术发展一个非常热门的话题 FPGA(FieldProgrammable Gate Array)，即现场可编程门 阵列它是在PAL GAL、CPLD等可编程器件的基础上 进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领 域中的一种半定制电路而出现的，
8、既解决了定制电路的不 足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。大规 模的FPGA的应用既有硬件编码器的高效率、高质量、稳 定可靠又有软编码的灵活性及可扩展性。重要的是FPGA 使得芯片运行可配置成为可能。 面对多种编码压缩格式共存的复杂局面FPGA技术解 决方案使得我们可以满足这样的需求，甚至在未来三年、 五年，有新的格式或新的压缩技术跟算法在发展的时候， 这种器件仍然可以满足未来的需求。所以我们说这种技术 的应用使得芯片运行可配置成为可能。这跟我们传统意 义上的编码压缩技术器件的应用上有很大的不同。 Us 我们举一个实例来看，在传统的视音频编码传统通 道上 我们经常一谈这个设备就会讨论
9、有几个通道我们 隐含的是什么概念呢7也就是说一个通道它处理一个视频 流基本上我们没有人去区分通道跟视频流这两者之问的 界限，原因就在于在我们传统的视音频编码通道的概念 上就是一个通道对应一个视频流，除了视频以外可能会 有音频有时码还有控制，但是视频流只有一个 编码 的时候，将一个信号经过这个芯片 定制芯片 然后压缩 完以后生成一个文件去存储。解码的时候就是这一个 文件去通过这个通道，在这个解码器去解成一个视频流。 如图2所示。 传统的概念一直以来都是这样一成不变的这种概 念在过去的20年里面都没有变化。我们今天提出的基于 FPGA技术 还有草谷提出来ChannelFlex编码工作模式， 完全颠
10、覆了我们过去十几年里对通道数跟视频流数之间的 认识。刚才讲到 以前不去区分这个问题，但是我们自从 有了这个技术模式，我们就应该去区分通道数跟视频流数。 现在我们来讨论新的技术的实现方法及可以达到的应用模 式如图3所示。 了以后生成一个视频流文件这种场景主要用于实现超级 慢动作回放。大家知道超级慢动作的摄像机信号是三倍 速每秒钟75帧150场，超级慢动作出来的信号它本身是 三个相位 每秒钟是150场信号。传统的服务器在采集三 倍速信号时需要占用3个编码通道。而这里我们只需要占 用一个编码通道来编码压缩 生成一个文件进行回放，这 是我们用一个通道进行超级慢动作的应用。 第二种应用是多角度、多视角信
11、号录制。一般来说 演播室应用传统的录像机只录PGM信号。如果说新的演播 室设计中我们为了防止导演漏切一些镜头，有没有可能将 不同的角度都录下来 作为后期编辑保留7我们提供一个 解决方案 通过同一个通道同时录两个不同角度的摄像机 的信号，录制下来是两个独立的文件这是我们提出来的 一个全新的解决方案。另外这种技术还可以应用到同时录 制或播放Video及Key用于取代传统的基于PC架构的一 些设备。 另一种应用是3D。 阿凡达的热播使得3D在整个娱 乐业形成了一股3D热潮。今天我们介绍的这种技术也可以 完美支持3D电视应用。一个编码通道就可以同时录制左右 囵墨 茎 堑竺 竺：塑 三 苎茎 这是一个基
12、于FPGA技术的ChannelFlex编码工作模式 通道 这个通道是采用FPGA的芯片来实现的。我们前面 讲到FPGA的芯片它是一种现场可编程的门阵列它没有 固定的功能，所有的功能是支持现场定制的，从目前的我 们手上能拿到的FPGA的功能现在可以实现什么呢7我 们可以同时做到三个视频流在一个芯片上同时完成编码压 缩。具体的应用我们举一个实例1、2、3的视频流有音 频，再加上时码在同一个芯片上去进行编码 编码得到 的结果是什么不同的视频流去编码以后怎么去应用，会 给我们提出一个新的问题这个要根据我们实际的应用需 求来得到一个不同的结果。比如说我们这里给了四种应用 的场景 第一种场景是三个视频流经
13、过一个芯片，编码完 眼信号同时播出的时候可以同时播可以 出多个码流，出左眼和右眼的信号也只需 占用一个解码通道。 从上面我们介绍的基于FPGA技术的编 码技术解决方案大家可以发现，这跟我们 传统意义上的编解码技术实现是完全不一样 的它颠覆了我们传统的思维模式，即我们 不去界定和区分我们视频流的数量跟通道数 量的区别今天Channel Flex完全改变了我 们的思维，希望在我们介绍这个技术以后， 大家在今后谈到视音频编码的时候 不要简 单说多少通道一定要看它有多少处理的能力包括它怎 么应用。 五应用实现 本文介绍的技术已经在革谷相关的产品上得到了一定 的应用。去年草谷发布了一个新的产品系列K2
14、Summit。 K2 Summit采用了业界最新的芯片技术，如图4所示。 简单可以看一下产品的技术特点，它应用了FPGA的 芯片，取代了传统意义上的定制的编码芯片的这种技术 所以它的压缩格式上目前主流的数字编码压缩格式包 括像DVCMDVCPRO2550，DVCPRO HD 等等 现 理代电视技术l4o n1n 1n f _ 三=! ：竺 苎 堂：生 在在这个设备上都可以自由地实现。理想状态下，我们希 望一个系统都采用同样的压缩码流。但是要知道所有的压 缩格式到目前来看都是有损压缩，我们在全程上都用一种 格式可能有时候不是很现实那么如果用这种技术能够 在全程上能够兼容不同的格式是不是给我们在视
15、频质量 想点匿钡 新一t电视技术发展峰会 上又提供了一种新的选择呢7视音频格式目前是 高清、标清全兼容。FPGA可以现场定制 除了 编码跟解码以外它可以实行上、下以及交叉交 换，这是非常有用的方式。 目前这个产品的主要应用在于转播车上 做超级慢动作回放 在演播室里面作为硬盘录像 机还有播出上做播出服务器。这样的应用可以 去跨到我们不同的应用上去，可能说我们在新的 一些应用里面甚至可能还会开发它的一些新的 功能我们希望是说用这样的技术去解决我们目 前面临的一些问题当然说还有一些别的应用我 们都可以用它。 这个产品在国内目前已经有了很多用户无论是转播 车慢动作的用户，演播室录制的应用，包括在播出上
16、的应 用，应该说大家在尝试用一些新技术 给我们的也是很好 的回馈。 (上接第27页) 电视台如果要设立立体频道每天做十几个小时的 节目就需要有网络制播环境。面临的问题是如何把现 有的全台网改造成立体制播环境这样做会有很多优势， 比如说直播的节目可以录到网络里修改再利用。而一旦进 入立体网络制播时代现有电视的全台网面临一个技术挑 战现有的收录 制作和播出可能是不同的产品不同的 存储载体、不同的品牌、不同的格式，要在各个厂家之间 进行技术的连接会是比较长期的开发过程。 Quantel从2000年起开始推sQ网络结构，和别的厂家 的技术有些差异Quantel sQ系统是录编播一体化的网络 系统在全球已经获得了2400个项目成功的应用。2008年 IBCQuantel推出了立体高清整体电视制播网络系统把 诞生于
