作者：中央广播电视总台 竺茂昆
摘要：
中央广播电视总台在第19届亚运会期间，首次在采用智能辅助驾驶技术的轻型客车上搭建了无人移动演播室系统。该系统基于5G+IP技术应用，采用轻量化部署方式，达到行驶过程中导播车和演播车信号的互联互通，同时导播车人员可远程操控演播车的摄像机位，实现灵活的直播形态和安全稳定的播出效果。本文对该系统的设计建设与其在节目中的实际应用进行介绍。
关键词：
无人移动演播室｜远程制作｜亚运会
2023年9月23日至10月8日，第19届亚运会在杭州成功举办，智能是本届亚运会特色之一，中央广播电视总台依托5G技术，首次在行进的车辆中搭建了无人值守的移动演播室系统并完成了央视新闻《潮涌杭州 亚运来了》系列直播节目。“无人”是指演播室中除了主持人和嘉宾外，没有其他摄像和视音频技术人员等，机位全部远程操控。本文主要介绍车辆改造、无人移动演播室系统的设计及系统在节目中的应用。
一、无人移动演播室系统介绍
1.车辆改造
无人移动演播室系统由演播车和导播车组成，本届亚运会中央广播电视总台联合汽车厂家，分别对两辆轻型客车进行了设计和改造，分别作为移动演播车和移动导播车使用。演播车改造完成后演播区空间长2.6米、宽1.7米、高1.8米，导播车改造完成后空间长2米、宽1.5米、高1.3米。
在演播车上部署了4台远程操控的摄像机，其中3个机位在车内用于拍摄车内全景、主持人特写、嘉宾近景，1个机位架设在车顶拍摄车外景观。考虑到采访嘉宾是来自不同专业的运动员，体型可能有较大差别，最终车内的3个摄像机固定在定制的L形支架上，支架固定在车壁的滑轨上，通过上下调节摄像机拍摄高度来满足不同身高嘉宾的拍摄画面。
演播区内安装了背景显示屏和节目返送监看屏，两块屏幕均嵌入车壁内。根据车内音视频线路的设计方案，4台摄像机和2块显示屏所需的视音频线、网线、电源线全部预埋进车壁内。演播车的副驾驶位置改造为设备机架，演播车系统所需的交换机、编码器、5G聚合路由器及音频等设备均放置于此，是演播车系统的核心“机房”。车内整体设计为L形沙发，用于多人进行访谈，演播区完成效果如图1。
同时导播车车顶架设了1个无人操控摄像机，车内架设了2个GoPro机位和一套新媒体切换制作系统，如图2。
车尾部分放置了交换机、解码器、5G聚合路由器和5G传输背包等设备。考虑到车辆刹车时因为惯性出现的设备碰撞而导致的播出风险，在桌面根据各个设备外形制作了对应的稳定器，以解决异常状态下发生碰撞可能带来的问题。车内的电源线、网线、视频线按照规范进行布线，并使用束带进行固定，避免线缆间互相拉扯，同时车上增加了UPS不间断电源作为备用电源，有效保障了车辆行驶状态下制作系统的安全稳定。
2.无人移动演播室系统设计
无人移动演播室系统以5G网络为基础，通过信号聚合的方式，基于SRT协议低延时远程制作为核心，实现节目全IP化制播。无人移动演播室主要由视音频系统、传输系统、通话系统和新媒体切换制作系统组成，整体系统如图3所示，系统接入演播室内3个固定机位信号、2个景观信号、1个智能实景抠像信号和2个GoPro信号，共8个信源。
（1）信号传输系统
亚运会期间央视新闻《潮涌杭州 亚运来了》节目形式为行进式直播，即演播车和导播车在行驶中演播车的4路摄像机信号通过5G网络传输至导播车进行制作，除确保各个机位声画同步外，也要应对车辆行驶过程中出现的网络抖动与丢包情况，考虑到这些因素，最终使用了具备丢包重传和多路信号帧同步的SRT协议进行所有信号的传输。
为确保传输网络带宽及信号稳定，此次在演播车和导播车上分别部署了一台5G无线聚合路由设备，通过聚合多张5G卡，提供最高200M稳定带宽。利用信号聚合技术将信号源复用到多个信道传输，在云端进行接收并重新聚合，一个数据流被分割成多个小的数据包，这些数据包通过所有可用的网络链路来传输，同时叠加无线网络路由的方式，实现带宽的叠加，多路并行的传输方式提供可靠稳定的网络。
与此同时，在演播车和导播车上，分别部署了SRT编码器和SRT解码器。编码器将4路摄像机信号以4Mbps推送至部署在云上的SRT网关服务器，网关将4路摄像机信号转发至导播车的SRT解码器进行节目制作，同时也转发至总台新媒体直播技术区作为节目的备用信号。导播车车顶景观机位和切换台接入挂在聚合路由器下的千兆交换机，导播车景观机位输出Full NDI至切换台。
（2）音频系统
根据节目需求，移动演播车内满足4人在车内进行访谈直播，系统测试期间，对小蜜蜂话筒、桌麦和头戴式话筒分别进行了测试，由于客车车厢环境密封，空间相对狭小且车厢内没有加装吸音材料，声音易在墙壁、地面和车顶间产生反射形成回声，在对小蜜蜂和桌麦收声设备进行测试时出现了声音不实、空间感过强的感受，最终采用了头戴式耳麦有效避免了“空洞感”，达到理想的收声效果。所有音频采集信号分别接入便携调音台，调音台将最终节目声与演播车内全景机位加嵌后传输至云端，供制作系统使用。
（3）通话系统
此次无人移动演播系统使用具备公网通道的通话系统，在导播车和演播车内各部署一个通话面板，通过通话系统便捷的用户管理方式，分配用户组与台内播出平台互联互通。同时每个面板对应一个四线通道，实现一路本地四线路由通过面板接入公网系统，在导播车内导播人员通过通话面板与演播车内主持人、嘉宾、外场单边记者以及台内导播人员实时联系。
此外，通过四线方式也将节目声返送至主持人的耳返通道。在演播车内，通话面板与公网相连，并通过四线通道连接耳返发射器，实现主持人远距离接收音频返送，并实现远程应急的备份机制，即当导播车通话出现故障时，后方台内导播人员也能通过台内通话面板直接呼叫前方主持人下发指令启动应急播出。如图4所示。
基于公网的IP通话系统，不仅部署便捷、操作简单，而且拥有极低的通话延时，是当前远程节目制作通话系统成熟的解决方案。
（4）新媒体切换制作系统
在移动导播车内部署的新媒体切换制作系统由摄像机操控面板、一级切换台、二级切换台等设备组成。摄像机操控面板与5台无人操控摄像机相互通信并进行实时操控。摄像机与控制面板通过2个聚合路由器组成的专用网络互联互通，如图3所示。
演播车上的4个摄像机接入聚合路由器A，导播车上的1个摄像机和控制面板接入聚合路由器B，2台5G聚合路由器和云端聚合服务器组建了一个专用网络。聚合路由器A内网地址为192.168.1.1，聚合路由器B内网地址为192.168.2.1，分别接入互联网后，2台路由器的PID数据和内网数据会发送给聚合服务器并记录到映射表中。
当聚合路由器B转发数据的目的地址为内网地址，即控制面板需要把控制信息发送给摄像机时，数据会被聚合服务器转发给对应的聚合路由器A。当转发数据的目的地址是外网地址，即SRT解码器与云上SRT网关建立连接时，数据会被聚合服务器转发到互联网。
通过此方式，控制面板可自动识别演播车上4台摄像机，导播则在直播中实时调整摄像机的拍摄角度、焦距和白平衡参数等，实现远程操控摄像机推拉摇移。同时，控制面板可以预存摄像机拍摄角度、焦距，在直播过程中实现一键轻松快速调机转场。以上方式组成了新媒体无人导摄系统。
一级切换台用于演播车车顶景观信号、2个GoPro信号和智能抠像信号的切换，二级切换台用于演播车内3个机位信号、导播车车顶景观信号与一级切换台PGM信号的选切，二级切换系统支持IP和SDI信号接入，融媒体制作方式既考虑到新媒体的灵活性也具备稳定性。
同时，在外场和导播车内分别部署了1个5G抠像聚合背包，采用基于5G+AI技术，实现云端实景抠像并应用到节目报道中。在直播过程中5G聚合背包将外场拍摄嘉宾的画面实时传输至部署在本地节点的云服务器，通过AI算法实时将嘉宾本人图像抠出并把背景替换为绿色，渲染后的抠像信号转发至导播车内的聚合背包并通过SDI输出给切换台，二级切换台将绿幕去除后把外场嘉宾画面与演播车主持人画面合成。
外场嘉宾声音通过车内通话系统传输至主持人耳返，导播车聚合背包将外场嘉宾声音去除后的前方节目PGM信号传输至外场嘉宾采访背包，采访背包将PGM视频信号解嵌为SDI输出给监视器，为外场嘉宾提供监看。PGM声音解嵌输出给小蜜蜂发端，外场嘉宾佩戴对应的小蜜蜂收端即可听见主持人声音，通过以上方式实现主持人与异地嘉宾同屏和低延时对话互动的节目效果，抠像聚合背包同时具备编码和解码功能，两个设备即可完成双向音视频互传，最终节目信号回传到台内进行最终制作播出。
二、系统在节目中的应用
2023年9月23日，《潮涌杭州 亚运来了》大型融媒体系列节目正式开始直播。为期15天的播出中，每天直播时长为2至3小时，搭载着总台“潮涌号”金牌演播室的远程旗下“零碳示范车”远程超级VAN穿梭于各大赛区、场馆和杭州市区的大街小巷，节目紧追赛事一线热点，展示金牌荣耀时刻，多位奥运冠军和热点人物做客移动演播室，主持人与多位嘉宾畅聊亚运故事，聚焦杭州的风物人文。节目运用云端AI实景抠像技术，将外场嘉宾“请进”演播室，实现嘉宾和主持人虚拟同屏，突破了空间限制，提升了现场感，如图5。
同时，节目中也使用自主研发的手机云连线功能，跟随当天比赛的进程，实现快速和嘉宾实时连线对话，如图6。
运用低延时无人导摄系统，实现远程快速调机，通过多角度拍摄行进景观和驾驶舱，丰富节目内容的同时，也更流畅地进行转场。
为确保“潮涌号”直播车系统稳定、节目播出安全，技术团队提前一个多月就积极与节目部门沟通，根据节目需求，按照总台新媒体直播技术规范制定技术方案，为保证所有工作顺利进行，技术团队提前勘测直播路线，测试并记录沿途5G网络上下行速率以及信号盲区（如图8），确保5G网络可以满足直播所需。
每次直播前2小时技术团队对前方系统进行全流程测试，查看推流到云端和云端拉流到本地两段链路网络波动情况，根据实际RTT调整编解码器延时Latency，根据测试结果设置Latency=3×RTT，保证视频稳定传输无丢包，如图9。
由于直播采用远程制作方式，提前测试多机位声画同步尤为重要，每次直播都和台内系统进行信号联调，确保声音和画面满足直播要求。对于系统中的视频、音频和摄像远程遥控等岗位都由专人负责，最终实现技术与节目创新相结合。
三、结语
本届亚运会期间总台央视新闻直播报道，依托稳定的5G网络，将成熟的IP化制播、远程制作与AI实景抠像结合，搭建的无人移动演播室系统最大化减少了部署的复杂程度，满足了低延时、高质量的直播诉求，在前后方协同制作的模式下进一步探索了“IP+5G+AI”全流程生产模式。亚运会期间，移动演播室系统成为实时采访和快速报道的重要展示平台，承担了央视新闻17场亚运直播节目，直播时长近50小时，各平台总观看量近9207万。
随着5G和AI技术的不断发展，全媒体节目的直播模式具有强大的创新潜力，不断加强新技术、新模式的实验与实践，以及技术和节目的深度融合，将推动节目形态的不断升级，创造出全新的节目语言和表现形式，将来广泛的5G应用、成熟的机器学习算法和云端多种服务方式的组合应用，将为全媒体节目受众呈现更为丰富的视听盛宴。
来源：选自2023年第11期《现代电视技术》
