動(dòng)態(tài)信號路由比對系統(tǒng)在安播體系中的應(yīng)用

秦志強(qiáng) 鄭雙 徐瑤 江蘇省張家港廣播電視臺(tái)

1. 概述

本文視音頻信號檢測技術(shù)是指在給定的延時(shí)范圍內(nèi)，比較多路音頻信號一致性的技術(shù)。系統(tǒng)基于波形匹配的一致性檢測方法，通過該方法，可以檢測兩段音頻是否一致，從而可以進(jìn)一步得到視音頻信號的同步狀態(tài)。

該系統(tǒng)針對接入的SDI信號，應(yīng)用軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)的信號檢測，視頻檢測類型包括：黑場、彩場、彩條、靜幀；音頻檢測類型包括：音量過低、音量過高、靜音。通過對視音頻信號檢測，可輔助判斷哪路信號出現(xiàn)問題，幫助值班人員快速、準(zhǔn)確應(yīng)急。對備路信號正常、主路信號出現(xiàn)黑場、靜幀、靜音等劣播故障檢測，可觸發(fā)分控末端2X1切換器自動(dòng)倒換至備路工作。

2. 播出系統(tǒng)中比對應(yīng)急系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

播出線的應(yīng)急操作是在緊急情況下處理問題的必要手段。常規(guī)播出系統(tǒng)中的“一鍵應(yīng)急”實(shí)際是“多鍵應(yīng)急”，由于系統(tǒng)的控制流程、信號調(diào)度流程以及設(shè)備架構(gòu)沒有以“一鍵應(yīng)急”為目標(biāo)來進(jìn)行整合，系統(tǒng)播出鏈路中的應(yīng)急切換點(diǎn)往往錯(cuò)綜復(fù)雜，需要依靠值班人員的判斷和快速反應(yīng)能力來綜合判斷和選擇，不利于播出應(yīng)急時(shí)的規(guī)范操作和處理。 鑒于問題發(fā)生的突然性以及問題本身的多樣性，我們詳細(xì)分析了播出系統(tǒng)突發(fā)故障的各類處置情況，如圖1所示。

圖1 播出系統(tǒng)故障及處置對策

通過分析，一鍵應(yīng)急的目標(biāo)即應(yīng)是完成除提前發(fā)現(xiàn)的所有內(nèi)容外故障的一鍵應(yīng)急故障排除。鑒于播出線是一個(gè)不能容忍任何以幀為單位的劣播、誤播的環(huán)境，同時(shí)考慮到我們的目標(biāo)是“一鍵觸發(fā)”保證送出正確的播出信號，必須從系統(tǒng)流程規(guī)范和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩方面來加以保證。

為了提高應(yīng)急處理速度，我們在分控系統(tǒng)中應(yīng)用基于信號比對的“一鍵應(yīng)急”功能。本功能屏蔽掉所有的分析過程，直接針對最終輸出的兩路信號。提供專門定制的信號比對儀，該產(chǎn)品針對2條不同鏈路過來的信號進(jìn)行視頻和音頻的比對，一旦發(fā)現(xiàn)信號出現(xiàn)不一致，即警示多條鏈路中有一條出現(xiàn)了故障，信號比對儀通過GPI觸發(fā)一鍵應(yīng)急面板的警告燈及揚(yáng)聲器，發(fā)出聲光報(bào)警，值班人員第一時(shí)間得到報(bào)警，肉眼判斷主路或備路的故障，如果是主路故障，按下一鍵應(yīng)急按鈕即可在最短時(shí)間內(nèi)切出正常的信號。

3. 信號比對檢測模塊

以上應(yīng)急手段實(shí)現(xiàn)的核心是信號比對檢測模塊。信號比對模塊支持高清/標(biāo)清信號之間的比對，支持高清信號與擠壓下變換后標(biāo)清信號的比對，1幀精度檢測，逐幀比對，支持比對模板創(chuàng)建，過濾不需要比對的區(qū)域，支持圖像位移比對，可設(shè)置檢測位移的偏移量閾值；比對檢測項(xiàng)包括亮度比對、圖像比對、音頻各聲道比對；支持信號延時(shí)量的設(shè)置，適應(yīng)不同延時(shí)值環(huán)境下的信號比對；支持忽略閾值的設(shè)置，包括最大允許誤差的像素點(diǎn)數(shù)、亮度差閾值等。

圖2 播出信號路由比對系統(tǒng)

圖3 播出信號路由信號波形比對

4. 關(guān)鍵技術(shù)

由于主備路信號在進(jìn)入信號路由比對系統(tǒng)前，要經(jīng)過若干相同或不同的設(shè)備轉(zhuǎn)換和分發(fā)，其中很多設(shè)備會(huì)對信號質(zhì)量產(chǎn)生影響，尤其是一些設(shè)備會(huì)對信號進(jìn)行重新編解碼、增益等處理，會(huì)造成信號亮度、起始位置、延時(shí)性等參數(shù)有所變化。該系統(tǒng)提供的智能比對算法，并不只是簡單比較兩路視音頻信號幀與幀之間是否完全一致，還要過濾掉這些設(shè)備造成的延時(shí)及干擾，將真正會(huì)產(chǎn)生劣播錯(cuò)誤的信號比對出來，其關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在對視頻的比較算法和音頻的比較算法，這兩個(gè)算法都是針對節(jié)目流內(nèi)容的檢測。

圖4 信號比對檢測模塊

5.結(jié)束語

目前電視臺(tái)的安播保障體系統(tǒng)主要是基于值班人員的監(jiān)播，通過節(jié)點(diǎn)信號的監(jiān)測系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)視音頻鏈路的安全播出保障。出現(xiàn)故障后，需要通過值班人員主觀判斷以及操作來實(shí)現(xiàn)應(yīng)急切換，這種方式必然會(huì)造成故障的持續(xù)時(shí)間較長，從而產(chǎn)生較大的播出事故。本文介紹的信號路由比對系統(tǒng)可縮短故障產(chǎn)生期間值班人員的主觀判斷、處理故障時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速的信號鏈路監(jiān)播和應(yīng)急切換。