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

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

隨著數(shù)字化進(jìn)程的不斷深入，很多電視臺(tái)都對(duì)播控系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)字化改造，如何對(duì)數(shù)字電視信號(hào)進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)和可量化的管理就成為各個(gè)電視臺(tái)播出部門(mén)普遍關(guān)心的問(wèn)題。一個(gè)好的信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)該能夠具有良好的檢測(cè)精度、豐富的檢測(cè)內(nèi)容、靈活多樣的報(bào)警方式以及操作方便的監(jiān)測(cè)軟件。

安徽省電視臺(tái)和安徽現(xiàn)代電視技術(shù)有限公司成功開(kāi)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(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)增加了監(jiān)測(cè)內(nèi)容，采用了獨(dú)特的檢測(cè)算法使視頻檢測(cè)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(hào)（包括故障前后各10秒的信號(hào)）錄制下來(lái)。該系統(tǒng)一旦在電視臺(tái)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(dòng)化記錄，為電視播出管理部門(mén)提供有效的管理措施和評(píng)價(jià)依據(jù)。以下就對(duì)安徽現(xiàn)代的這套數(shù)字信號(hào)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其應(yīng)用范圍做一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹。

圖1所示為電視臺(tái)多頻道數(shù)字信號(hào)監(jiān)測(cè)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(cè)報(bào)警器、監(jiān)測(cè)終端、遠(yuǎn)程報(bào)警器和監(jiān)測(cè)服務(wù)器。各個(gè)部分以電視臺(tái)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(cè)與報(bào)警，以及故障的錄制、回放、查詢(xún)統(tǒng)計(jì)等功能。另外需要說(shuō)明的是，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所使用的網(wǎng)絡(luò)不需要與電視臺(tái)的播出網(wǎng)絡(luò)、非編制作網(wǎng)連接，所以不會(huì)對(duì)播出系統(tǒng)造成任何的影響！

圖2監(jiān)測(cè)終端軟件的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(lái)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(lèi)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(xún)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(mén)向上級(jí)管理部門(mén)上報(bào)播出情況。 監(jiān)測(cè)服務(wù)器 監(jiān)測(cè)服務(wù)器是一臺(tái)運(yùn)行著服務(wù)器軟件的計(jì)算機(jī)，負(fù)責(zé)對(duì)所有頻道的監(jiān)測(cè)報(bào)警器進(jìn)行管理與維護(hù)。監(jiān)測(cè)報(bào)警器通過(guò)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(cè)報(bào)警器的報(bào)警參數(shù)也由服務(wù)器來(lái)統(tǒng)一進(jìn)行設(shè)置。服務(wù)器專(zhuān)門(mén)提供給播出管理部門(mén)，用于管理各個(gè)頻道的播出情況。通過(guò)服務(wù)器軟件，可以瀏覽到每個(gè)頻道記錄下來(lái)的播出故障信息數(shù)據(jù)，對(duì)每個(gè)頻道的播出故障率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和對(duì)比，非常有利于管理者對(duì)臺(tái)里的播出情況進(jìn)行總體的評(píng)價(jià)。

其他應(yīng)用范圍 這套信號(hào)監(jiān)測(cè)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(guò)程中，由于編輯人員的疏忽，可能會(huì)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(chǎng)，如果單靠肉眼去檢查，很難發(fā)現(xiàn)這些一閃而過(guò)的少量不正常畫(huà)面。使用該套信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就可以自動(dòng)檢測(cè)出這些非正常信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行定位，大大節(jié)省了節(jié)目審查過(guò)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(hào)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(hào)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(hào)開(kāi)始遭受非法信號(hào)攻擊時(shí)，由于TS流參數(shù)發(fā)生突變，會(huì)導(dǎo)致數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)解壓縮輸出的視音頻信號(hào)有靜幀、黑場(chǎng)、視音頻丟失等故障，這些故障將會(huì)一直持續(xù)到衛(wèi)星接收機(jī)鎖定到非法信號(hào)為止。因此通過(guò)監(jiān)測(cè)信號(hào)的異常狀態(tài)來(lái)抵制非法信號(hào)的攻擊是一個(gè)非�？尚胁⑶倚兄�有效的手段。 總而言之，這套數(shù)字信號(hào)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在電視臺(tái)安全播出領(lǐng)域有著諸多應(yīng)用，同時(shí)它也將為電視臺(tái)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(cè)報(bào)警器 監(jiān)測(cè)報(bào)警器是單通道信號(hào)報(bào)警器，為1U高度的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，可以安裝在電視臺(tái)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(cè)到信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí)相應(yīng)的指示燈就會(huì)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(pán)，用以保存故障數(shù)據(jù)。之所以未采用普通硬盤(pán)來(lái)保存故障數(shù)據(jù)是出于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定性的考慮，由于硬盤(pán)在長(zhǎng)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(méi)有使用硬盤(pán)，而是采用了可以反復(fù)擦除30萬(wàn)次以上的FLASH電子盤(pán)來(lái)保存故障數(shù)據(jù)，這就使得監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠適應(yīng)24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)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(guò)網(wǎng)絡(luò)定時(shí)向監(jiān)測(cè)終端和監(jiān)測(cè)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(duì)一路SDI信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析與報(bào)警，監(jiān)測(cè)的內(nèi)容有：靜幀、黑場(chǎng)、彩場(chǎng)（包括紅場(chǎng)、藍(lán)場(chǎng)、灰場(chǎng)等各種純色信號(hào)）、彩條、視頻中斷、音頻中斷、音量過(guò)低等。用戶(hù)可以對(duì)各種監(jiān)測(cè)內(nèi)容的報(bào)警時(shí)間和音量的報(bào)警門(mén)限電平進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)故障發(fā)生并且達(dá)到用戶(hù)設(shè)定的條件時(shí)，監(jiān)測(cè)報(bào)警器就會(huì)報(bào)警，同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)測(cè)終端實(shí)時(shí)傳送報(bào)警信息。故障結(jié)束后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)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(lèi)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(pán)中，以備今后查詢(xún)。 報(bào)警器的視頻檢測(cè)模塊采用了特殊的圖像識(shí)別算法，使得視頻檢測(cè)能夠達(dá)到幀精度。即使是視頻信號(hào)有一幀的中斷或是視頻信號(hào)中夾雜了一幀的彩條或彩場(chǎng)都能夠被檢測(cè)出來(lái)。 檢測(cè)模塊中還采用了獨(dú)特的數(shù)學(xué)算法對(duì)被監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行降噪處理，使黑場(chǎng)、彩場(chǎng)等故障的漏報(bào)率大大降低，提高了系統(tǒng)檢測(cè)的靈敏度和可靠度。 另外，報(bào)警器設(shè)置了臺(tái)標(biāo)屏蔽區(qū)域，即使發(fā)生黑場(chǎng)、彩場(chǎng)、彩條等故障時(shí)有臺(tái)標(biāo)疊加其上，故障也依然會(huì)被檢測(cè)出來(lái)。 當(dāng)發(fā)生故障時(shí)會(huì)以MPGEG-4數(shù)字壓縮方式記錄故障現(xiàn)場(chǎng)和故障消失后的10秒正常信號(hào)，然后連同緩沖區(qū)中的故障發(fā)生前的10秒正常信號(hào)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(pán)中，通過(guò)這種方法就可以對(duì)故障發(fā)生前后的真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行回放，有利于總結(jié)事故原因，避免同類(lèi)事故的再次發(fā)生。 考慮到系統(tǒng)的容錯(cuò)性，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)特別設(shè)置了自啟動(dòng)保護(hù)措施。當(dāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警器死機(jī)或者工作異常超過(guò)一定時(shí)間后，報(bào)警器就會(huì)自動(dòng)重新啟動(dòng)，確保能夠長(zhǎng)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(cè)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(wú)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(cè)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(tái)上，供值班員對(duì)播出情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)生播出故障時(shí)就可以及時(shí)的采取應(yīng)對(duì)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(tái)的面板上，它為用戶(hù)提供了聲光報(bào)警、語(yǔ)音報(bào)警等更為豐富的報(bào)警方式。監(jiān)測(cè)報(bào)警器通過(guò)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(hào)正常時(shí)可以將頻道名稱(chēng)、時(shí)間等信息以O(shè)SD的方式疊加在視頻畫(huà)面上，同時(shí)以音量柱的形式實(shí)時(shí)顯示被監(jiān)測(cè)信號(hào)的音量大小。當(dāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警器檢測(cè)到故障時(shí)，相應(yīng)的報(bào)警信息會(huì)疊加到視頻畫(huà)面上，同時(shí)可以通過(guò)自帶的揚(yáng)聲器發(fā)出個(gè)性化的語(yǔ)音報(bào)警。如果用戶(hù)想獲得更大音量的語(yǔ)音報(bào)警，還可以外接更大功率的有源音箱。 通過(guò)遠(yuǎn)程報(bào)警器面板上的按鍵用戶(hù)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(mén)限電平等。用戶(hù)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(guò)期的故障數(shù)據(jù)等。

監(jiān)測(cè)終端 監(jiān)測(cè)終端是一臺(tái)運(yùn)行著客戶(hù)端監(jiān)測(cè)軟件的計(jì)算機(jī)，它可以對(duì)局域網(wǎng)中的一臺(tái)或多臺(tái)監(jiān)測(cè)報(bào)警器進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理。 用戶(hù)經(jīng)過(guò)授權(quán)后就可進(jìn)入客戶(hù)端監(jiān)測(cè)軟件，軟件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測(cè)報(bào)警器進(jìn)行通訊，實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)報(bào)警器的工作狀態(tài)和報(bào)警狀態(tài)，并能夠從監(jiān)測(cè)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(lái)的視音頻文件。此外，監(jiān)測(cè)報(bào)警器的一些工作參數(shù)也通過(guò)此軟件來(lái)設(shè)置。 軟件中有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)界面，對(duì)播出信號(hào)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(chǎng)測(cè)試儀·兆歐表·