基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字電視節(jié)目錄制磁帶技術(shù)檢測

賴曉明，吳延師

（1.廣西防城港廣播電視臺，廣西 防城港 538000；2.安徽現(xiàn)代電視技術(shù)有限公司，安徽 合肥 230088）

1 數(shù)字錄像節(jié)目自動檢測系統(tǒng)

長期以來，電視節(jié)目播出的安全性、穩(wěn)定性、可靠性及播出質(zhì)量是各個電視臺播出部門首要考慮的問題。然而電視節(jié)目播出的安全性和播出質(zhì)量涉及到節(jié)目的制作、傳輸?shù)雀鱾€環(huán)節(jié)，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都將使得節(jié)目播出的質(zhì)量和安全性受到威脅。因此，大多數(shù)電視臺在電視節(jié)目播出前，都靠人工來進行檢查，這樣將導致兩個問題產(chǎn)生：首先是浪費大量的人力資源，且耗時較長；其次，人難免有懈怠的時候，電視節(jié)目檢查的精度、準確度會受到影響。當前大多數(shù)電視臺的節(jié)目都是通過數(shù)字磁帶上載給非編或通過數(shù)字錄像機直接播出，磁帶節(jié)目質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到播出質(zhì)量與安全，因此有必要對數(shù)字電視節(jié)目錄制磁帶進行自動檢測并報警以及記錄故障時的時碼。

筆者這里介紹一種數(shù)字錄像節(jié)目自動檢測系統(tǒng)，圖1為系統(tǒng)組成框圖。JFR-100數(shù)字錄像節(jié)目自動檢測系統(tǒng)主要由控制計算機、JFR-100、錄像機3部分組成。VTR在JFR-100的控制下，輸出SDI信號，JFR-100對SDI數(shù)字信號進行處理，轉(zhuǎn)換成CCIR656信號，輸入到FPGA進行運算處理。

2 系統(tǒng)檢測項目簡介

JFR-100數(shù)字錄像節(jié)目自動檢測系統(tǒng)可以對國家廣播電影電視總局科技司2010年頒布的 《國家廣播電影電視總局電視節(jié)目技術(shù)質(zhì)量獎（金帆獎）獎勵辦法（試行）》（下稱《辦法》）標準清晰度節(jié)目錄制技術(shù)質(zhì)量獎評定辦法所規(guī)定的內(nèi)容進行檢測。該《辦法》規(guī)定節(jié)目的載體（數(shù)字錄像磁帶或限定的專業(yè)新記錄介質(zhì)）應嚴格按照有關(guān)錄制和交換規(guī)范中規(guī)定的內(nèi)容依次進行錄制。其中，對數(shù)字錄像磁帶有如表1所示規(guī)定。

表1 標準清晰度節(jié)目錄制要求（載體為數(shù)字錄像磁帶）

JFR-100能夠?qū)藴是逦裙?jié)目技術(shù)質(zhì)量進行自動的客觀測試，包括圖像質(zhì)量和聲音質(zhì)量兩項。測試項目包括：圖像信號方面主要有引帶彩條亮度信號峰值電平、引帶彩條R-Y信號幅度、引帶彩條B-Y信號幅度、節(jié)目復合信號峰值電平、節(jié)目亮度信號峰值電平、黑電平與消隱電平差（底電平）以及時碼測試；聲音信號方面，對于單聲道節(jié)目有CH1（混合聲）和CH2（國際聲）引帶或引導區(qū)1000 Hz正弦波校準信號電平、CH1（混合聲）和CH2（國際聲）節(jié)目聲音峰值電平，對于立體聲節(jié)目有 CH1（左聲道）、CH2（右聲道）、CH3（混合聲）和 CH4（國際聲）引帶或引導區(qū)1000 Hz正弦波校準信號電平及節(jié)目聲音峰值電平。具體指標見文獻[1]。

JFR-100還可以對正式節(jié)目播出中的圖像和聲音進行監(jiān)測并報警。故障檢測的判定標準為：

1）彩場持續(xù)時間≥50幀，判定為停播；

2）黑場持續(xù)時間≥5 s，判定為停播；

3）靜幀持續(xù)時間≥5 s，且聲音電平<-60 dBFS，判定為停播；

4）彩條持續(xù)時間≥1幀，判定為停播；

5）視頻中斷持續(xù)時間≥1幀，判定為停播；

6）聲音電平≥-9 dBFS，且持續(xù)時間≥1 s，判定為劣播；

7）-60 dBFS≤聲音電平≤-38 dBFS，且持續(xù)時間≥120 s，判定為劣播；

8）聲音電平<-60 dBFS，且持續(xù)時間≥60 s，判定為停播。

3 彩條信號檢測準則及數(shù)學模型

將 CCIR656 信號轉(zhuǎn)換成 CCIR601 Y∶U∶V=4∶2∶2 模式，以像素為單位進行計算。各彩條區(qū)段的各像素點的值分別記為 Ai（白），Bi（黃），Ci（青），Di（綠），Ei（紫），F(xiàn)i（紅），Gi（藍），Hi（黑）。 分量 Y 按 576×720 建模，分量 U和V按576×360建模。

1）色差信號U

式中：n 為取樣的像素點數(shù)（對應區(qū)域），n＝360÷8×576＝25920。

2）亮度信號Y

式中：m為對應區(qū)域取樣的像素點數(shù)。m＝720÷8×576＝51840。

3）檢測的邏輯準則

Y，U，V信號首先分別按各自數(shù)學模型進行判決，給出“1”（是）或“0”（不是）的判據(jù)，然后再把上面得到的Y，U，V判據(jù)聯(lián)合起來進行判決。其邏輯關(guān)系如下：

式中：CY為亮度信號檢測后給出的彩條信號判據(jù)；CU為色差信號檢測后給出的彩條信號判據(jù)；CB亮度信號檢測后給出的彩條信號判據(jù)和色差信號檢測后給出的彩條信號判據(jù)相與，即只有同時滿足了CY和CU的判據(jù)則為彩條信號。

圖2和表2給出了電視屏幕上的彩條信號和CCIR 601標準中有關(guān)彩色數(shù)字電平（8 bit）之間的對應關(guān)系。如白條對應的Y值為235，Cb，Cr為128。

圖2 電視屏上的彩條信號

JFR-100檢測到彩條開始和結(jié)束時，均報告給計算機并記錄當時的時碼，如有超過標準所規(guī)定的電平立即報警且記錄時碼。表3為磁帶校準段被測參數(shù)對應模擬量和ITU.RBT656數(shù)字量 （HEX）之間的關(guān)系。

表2 CCIR601彩色信號電平值

表3 被測參數(shù)對應模擬量和ITU.RBT656數(shù)字量（HEX）之間的關(guān)系（磁帶校準段）

在磁帶正式節(jié)目段被測參數(shù)對應的模擬量和ITU.RBT656數(shù)字量（HEX）之間的關(guān)系見表4，并按表中要求設(shè)置故障參數(shù)。

表4 被測參數(shù)對應模擬量和ITU.RBT656數(shù)字量（HEX）之間的關(guān)系（節(jié)目段）

彩場及黑場信號檢測與彩條信號檢測原理基本相似，本文不再贅述。

4 音頻信號檢測的準則

輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：符合ITU-R BT 656及799中規(guī)定的運行的默認形式，即四聲道，48 kHz同步采樣，按20 bit量化的AES/EBU的音頻數(shù)據(jù)。

輸入數(shù)據(jù)量化電平：ADC滿刻度電平為0 dBFS，正常工作電平為-20 dBFS，峰值儲備量為-9 dBFS。

音頻檢測信號的定義：音頻數(shù)字電平<-60 dBFS持續(xù)60 s以上為音頻信號中斷；音頻數(shù)字電平在-38～-60 dBFS之間且持續(xù)120 s以上者為音頻信號劣播；音頻數(shù)字電平在-9～-38 dBFS之間為音頻信號正常。

5 小結(jié)

如上所述，JFR-100系統(tǒng)不僅能夠按照《辦法》中標準清晰度節(jié)目錄制技術(shù)質(zhì)量獎評定辦法所規(guī)定的內(nèi)容進行檢測錄像帶節(jié)目制作的標準，而且還能夠?qū)︿浵駧д焦?jié)目當中出現(xiàn)的彩條、彩場、黑場、靜幀、音量過大、音量過小等故障進行自動檢測并記錄發(fā)生故障時的時碼，通過網(wǎng)絡(luò)自動傳送到任一個計算機終端，便于工作人員處理。該系統(tǒng)克服了人工檢測的種種不足，提高了檢測進度和效率，對電視播出質(zhì)量和播出安全帶來了良好的保障。

[1]國家廣播電影電視總局電視節(jié)目技術(shù)質(zhì)量獎（金帆獎）獎勵辦法（ 試 行 ）[EB/OL].[2010-06-05].http：//www.chinasarft.gov.cn/shanty/resource/appendix/2010/04/21/20100422131401240727.doc.