數(shù)字電視質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)在電視臺的應(yīng)用

數(shù)字電視質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)在電視臺的應(yīng)用

隨著數(shù)字化進(jìn)程的不斷深入，很多電視臺都對播控系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)字化改造，如何對數(shù)字電視信號進(jìn)行有效的監(jiān)測和可量化的管理就成為各個(gè)電視臺播出部門普遍關(guān)心的問題。一個(gè)好的信號監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)該能夠具有良好的檢測精度、豐富的檢測內(nèi)容、靈活多樣的報(bào)警方式以及操作方便的監(jiān)測軟件。

安徽省電視臺和安徽現(xiàn)代電視技術(shù)有限公司成功開發(fā)出了新一代的數(shù)字電視節(jié)目播出質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)數(shù)字信號的特點(diǎn)增加了監(jiān)測內(nèi)容，采用了獨(dú)特的檢測算法使視頻檢測達(dá)到幀精度，同時(shí)使用內(nèi)存緩沖技術(shù)將故障發(fā)生時(shí)的視音頻信號（包括故障前后各10秒的信號）錄制下來。該系統(tǒng)一旦在電視臺投入使用，將能有效降低播出事故的發(fā)生幾率，減少故障恢復(fù)的時(shí)間，同時(shí)將實(shí)現(xiàn)電視播出內(nèi)容和播出質(zhì)量的自動化記錄，為電視播出管理部門提供有效的管理措施和評價(jià)依據(jù)。以下就對安徽現(xiàn)代的這套數(shù)字信號網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)及其應(yīng)用范圍做一個(gè)簡要的介紹。

圖1所示為電視臺多頻道數(shù)字信號監(jiān)測系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖，整個(gè)系統(tǒng)由四個(gè)部分構(gòu)成：監(jiān)測報(bào)警器、監(jiān)測終端、遠(yuǎn)程報(bào)警器和監(jiān)測服務(wù)器。各個(gè)部分以電視臺內(nèi)部局域網(wǎng)為依托，共同協(xié)作，可以為節(jié)目播出提供實(shí)時(shí)監(jiān)測與報(bào)警，以及故障的錄制、回放、查詢統(tǒng)計(jì)等功能。另外需要說明的是，監(jiān)測系統(tǒng)所使用的網(wǎng)絡(luò)不需要與電視臺的播出網(wǎng)絡(luò)、非編制作網(wǎng)連接，所以不會對播出系統(tǒng)造成任何的影響！

圖2監(jiān)測終端軟件的實(shí)時(shí)監(jiān)測界面 軟件內(nèi)置了一個(gè)MPEG-4***，可以播放故障發(fā)生時(shí)錄制下來的視音頻文件，同時(shí)具有音量柱顯示功能。該***與常用的解碼軟件操作類似，具有播放、暫停、快進(jìn)、快退、幀進(jìn)、幀退等基本的瀏覽功能。 軟件還具有歷史記錄的查詢和統(tǒng)計(jì)功能，并能夠生成并打印指定時(shí)間段（月度、季度、年度）的播出故障統(tǒng)計(jì)報(bào)表，便于播出部門向上級管理部門上報(bào)播出情況。 監(jiān)測服務(wù)器 監(jiān)測服務(wù)器是一臺運(yùn)行著服務(wù)器軟件的計(jì)算機(jī)，負(fù)責(zé)對所有頻道的監(jiān)測報(bào)警器進(jìn)行管理與維護(hù)。監(jiān)測報(bào)警器通過網(wǎng)絡(luò)每日向服務(wù)器上傳故障數(shù)據(jù)，各個(gè)頻道監(jiān)測報(bào)警器的報(bào)警參數(shù)也由服務(wù)器來統(tǒng)一進(jìn)行設(shè)置。服務(wù)器專門提供給播出管理部門，用于管理各個(gè)頻道的播出情況。通過服務(wù)器軟件，可以瀏覽到每個(gè)頻道記錄下來的播出故障信息數(shù)據(jù)，對每個(gè)頻道的播出故障率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和對比，非常有利于管理者對臺里的播出情況進(jìn)行總體的評價(jià)。

其他應(yīng)用范圍 這套信號監(jiān)測系統(tǒng)在節(jié)目審查中也可以有著良好的應(yīng)用。例如，在節(jié)目編輯制作過程中，由于編輯人員的疏忽，可能會在節(jié)目中留下少量幾幀不屬于正常節(jié)目的彩條或彩場，如果單靠肉眼去檢查，很難發(fā)現(xiàn)這些一閃而過的少量不正常畫面。使用該套信號監(jiān)測系統(tǒng)就可以自動檢測出這些非正常信號，并對其進(jìn)行定位，大大節(jié)省了節(jié)目審查過程中的人力，同時(shí)也提高了審查的效率，為安全播出提供了有力的前期保障。 另外，該套系統(tǒng)在防范非法信號的攻擊方面也可以提供非常有效的技術(shù)手段。根據(jù)非法信號的攻擊手段和衛(wèi)星轉(zhuǎn)播的原理可以知道，當(dāng)衛(wèi)星信號開始遭受非法信號攻擊時(shí)，由于TS流參數(shù)發(fā)生突變，會導(dǎo)致數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)解壓縮輸出的視音頻信號有靜幀、黑場、視音頻丟失等故障，這些故障將會一直持續(xù)到衛(wèi)星接收機(jī)鎖定到非法信號為止。因此通過監(jiān)測信號的異常狀態(tài)來抵制非法信號的攻擊是一個(gè)非常可行并且行之有效的手段。 總而言之，這套數(shù)字信號網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)在電視臺安全播出領(lǐng)域有著諸多應(yīng)用，同時(shí)它也將為電視臺提高電視節(jié)目播出質(zhì)量提供更加科學(xué)、便捷的手段。

監(jiān)測報(bào)警器 監(jiān)測報(bào)警器是單通道信號報(bào)警器，為1U高度的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，可以安裝在電視臺播出機(jī)房的機(jī)架中。在機(jī)箱的前面板上有報(bào)警指示燈及系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈，當(dāng)檢測到信號出現(xiàn)故障時(shí)相應(yīng)的指示燈就會點(diǎn)亮，并以聲光報(bào)警的形式通知值班人員。另外，報(bào)警器本身內(nèi)置了FLASH電子盤，用以保存故障數(shù)據(jù)。之所以未采用普通硬盤來保存故障數(shù)據(jù)是出于監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定性的考慮，由于硬盤在長期不間斷的工作狀態(tài)下發(fā)生故障的幾率很大，所以本系統(tǒng)沒有使用硬盤，而是采用了可以反復(fù)擦除30萬次以上的FLASH電子盤來保存故障數(shù)據(jù)，這就使得監(jiān)測系統(tǒng)能夠適應(yīng)24小時(shí)不間斷監(jiān)測的要求，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。報(bào)警器通過網(wǎng)絡(luò)定時(shí)向監(jiān)測終端和監(jiān)測服務(wù)器報(bào)告自己的工作狀態(tài)和報(bào)警信息數(shù)據(jù)。 報(bào)警器可以對一路SDI信號進(jìn)行監(jiān)測分析與報(bào)警，監(jiān)測的內(nèi)容有：靜幀、黑場、彩場（包括紅場、藍(lán)場、灰場等各種純色信號）、彩條、視頻中斷、音頻中斷、音量過低等。用戶可以對各種監(jiān)測內(nèi)容的報(bào)警時(shí)間和音量的報(bào)警門限電平進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)故障發(fā)生并且達(dá)到用戶設(shè)定的條件時(shí)，監(jiān)測報(bào)警器就會報(bào)警，同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)測終端實(shí)時(shí)傳送報(bào)警信息。故障結(jié)束后，系統(tǒng)會自動記錄本次故障的詳細(xì)信息，如發(fā)生時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、故障類型等，并將本次故障信息數(shù)據(jù)連同錄制的視音頻文件保存到自身的電子盤中，以備今后查詢。 報(bào)警器的視頻檢測模塊采用了特殊的圖像識別算法，使得視頻檢測能夠達(dá)到幀精度。即使是視頻信號有一幀的中斷或是視頻信號中夾雜了一幀的彩條或彩場都能夠被檢測出來。 檢測模塊中還采用了獨(dú)特的數(shù)學(xué)算法對被監(jiān)測信號進(jìn)行降噪處理，使黑場、彩場等故障的漏報(bào)率大大降低，提高了系統(tǒng)檢測的靈敏度和可靠度。 另外，報(bào)警器設(shè)置了臺標(biāo)屏蔽區(qū)域，即使發(fā)生黑場、彩場、彩條等故障時(shí)有臺標(biāo)疊加其上，故障也依然會被檢測出來。 當(dāng)發(fā)生故障時(shí)會以MPGEG-4數(shù)字壓縮方式記錄故障現(xiàn)場和故障消失后的10秒正常信號，然后連同緩沖區(qū)中的故障發(fā)生前的10秒正常信號組合成一個(gè)完整的故障文件，最后將文件保存在FLASH電子盤中，通過這種方法就可以對故障發(fā)生前后的真實(shí)現(xiàn)場進(jìn)行回放，有利于總結(jié)事故原因，避免同類事故的再次發(fā)生。 考慮到系統(tǒng)的容錯(cuò)性，監(jiān)測系統(tǒng)特別設(shè)置了自啟動保護(hù)措施。當(dāng)監(jiān)測報(bào)警器死機(jī)或者工作異常超過一定時(shí)間后，報(bào)警器就會自動重新啟動，確保能夠長時(shí)間的處于正常工作狀態(tài)。

 遠(yuǎn)程報(bào)警器 由于監(jiān)測報(bào)警器一般安裝在播出機(jī)房，距離播出系統(tǒng)值班人員可能較遠(yuǎn)，因此在發(fā)生故障時(shí)值班人員可能無法及時(shí)得到報(bào)警信息。為了能使相關(guān)人員實(shí)時(shí)的監(jiān)測播出狀況，系統(tǒng)特地配備了遠(yuǎn)程報(bào)警器，它可將播出情況和報(bào)警信息引至值班人員的操作臺上，供值班員對播出情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，當(dāng)發(fā)生播出故障時(shí)就可以及時(shí)的采取應(yīng)對措施。 遠(yuǎn)程報(bào)警器為3U高度的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，可以方便的安裝在操作臺的面板上，它為用戶提供了聲光報(bào)警、語音報(bào)警等更為豐富的報(bào)警方式。監(jiān)測報(bào)警器通過RS-422線將報(bào)警信息實(shí)時(shí)發(fā)送給遠(yuǎn)程報(bào)警器。 遠(yuǎn)程報(bào)警器自帶一個(gè)7英寸的LCD顯示屏，在信號正常時(shí)可以將頻道名稱、時(shí)間等信息以O(shè)SD的方式疊加在視頻畫面上，同時(shí)以音量柱的形式實(shí)時(shí)顯示被監(jiān)測信號的音量大小。當(dāng)監(jiān)測報(bào)警器檢測到故障時(shí)，相應(yīng)的報(bào)警信息會疊加到視頻畫面上，同時(shí)可以通過自帶的揚(yáng)聲器發(fā)出個(gè)性化的語音報(bào)警。如果用戶想獲得更大音量的語音報(bào)警，還可以外接更大功率的有源音箱。 通過遠(yuǎn)程報(bào)警器面板上的按鍵用戶可以自行設(shè)置遠(yuǎn)程報(bào)警器的報(bào)警參數(shù)，如報(bào)警時(shí)間、音頻報(bào)警門限電平等。用戶還可以瀏覽歷史故障記錄，設(shè)定故障數(shù)據(jù)的保存期限，定時(shí)清除過期的故障數(shù)據(jù)等。

監(jiān)測終端 監(jiān)測終端是一臺運(yùn)行著客戶端監(jiān)測軟件的計(jì)算機(jī)，它可以對局域網(wǎng)中的一臺或多臺監(jiān)測報(bào)警器進(jìn)行監(jiān)測和管理。 用戶經(jīng)過授權(quán)后就可進(jìn)入客戶端監(jiān)測軟件，軟件通過網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測報(bào)警器進(jìn)行通訊，實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測報(bào)警器的工作狀態(tài)和報(bào)警狀態(tài)，并能夠從監(jiān)測報(bào)警器中下載、備份故障數(shù)據(jù)及故障發(fā)生時(shí)錄制下來的視音頻文件。此外，監(jiān)測報(bào)警器的一些工作參數(shù)也通過此軟件來設(shè)置。 軟件中有實(shí)時(shí)監(jiān)測界面，對播出信號的報(bào)警狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，有故障時(shí)能夠進(jìn)行聲音報(bào)警。電力分析儀·高壓棒·電流計(jì)/表·電磁場測試儀·兆歐表·