AVS+格式監(jiān)測在廣播電視系統(tǒng)中的應用分析

玉溪市廣播電視安全播出監(jiān)測中心 李 俊

在“十三五”規(guī)劃中提出加快轉換無線發(fā)射臺廣播電視要求，保證節(jié)目高效、安全、優(yōu)質播出，廣播電視應當建立監(jiān)測平臺系統(tǒng)。本文主要根據數(shù)字電視特點，結合系統(tǒng)整體統(tǒng)一實用、安全可靠、開放兼容和先進成熟的要求，采取AVS+格式監(jiān)測廣播電視，可適用于多種接口，為數(shù)字電視播出提供保障。

自數(shù)字電視誕生以來，高速發(fā)展下使其成為高新技術產業(yè)競爭重點，我國相繼試行青島、佛山、杭州等數(shù)字電視推廣模式，近期又展開數(shù)字電視衛(wèi)星直播戰(zhàn)略，推動了數(shù)字電視的發(fā)展。數(shù)字電視系統(tǒng)中，為更好地完成數(shù)字電視發(fā)射、補點等工作，則需要改造更新機房監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)，以原有監(jiān)控系統(tǒng)為基礎，添加碼流檢測，實現(xiàn)AVS+格式檢測系統(tǒng)與發(fā)射機檢測，將其融入至統(tǒng)一平臺中，便于人員查找故障點，反映高清信號，為地面數(shù)字電視監(jiān)測工作提供支持。

1 系統(tǒng)整體要求

在設計系統(tǒng)初期，AVS+格式逐漸實現(xiàn)普及推廣，地面數(shù)字行業(yè)也實現(xiàn)了模數(shù)兼容轉型，綜合考慮實際發(fā)展與技術條件要求，AVS+格式廣播電視系統(tǒng)應滿足以下要求。

1.1 統(tǒng)一實用

統(tǒng)一管理、統(tǒng)一建設，保證整體系統(tǒng)中硬件、軟件均與國家、國際標準相符，實現(xiàn)功能、截面、業(yè)務內容的標準化與統(tǒng)一化，進而實現(xiàn)高效性管理以及規(guī)范化服務?？山柚鷱V播電視系統(tǒng)已有網絡資源與合法頻點，結合系統(tǒng)檢測需求與條件，構建擁有當?shù)靥厣膹V播電視監(jiān)測系統(tǒng)。

1.2 安全可靠

系統(tǒng)應用可靠性高的技術與產品，實現(xiàn)長時間連續(xù)不斷的工作，需對系統(tǒng)運行整體安全機制與策略加以考慮，擁有良好恢復能力與容錯能力，具備完善技術監(jiān)看以及規(guī)范化綜合網管功能。

1.3 開放兼容

系統(tǒng)接口應滿足開放系統(tǒng)互聯(lián)協(xié)議和標準，便于連接、整合、替換與廣播標準相符的撥快設備。硬件平臺則應當具備可擴展能力，便于后續(xù)更新升級系統(tǒng)，適應不同業(yè)務的發(fā)展。

1.4 先進成熟

采取最新AVS+格式技術，以確保系統(tǒng)處于技術領先位置，在完成系統(tǒng)建設后一段時間中，不會由于技術滯后造成大規(guī)模調整，且能夠借助升級方式為系統(tǒng)成熟性與先進性提供保障。

2 系統(tǒng)組成架構

2.1 AVS+技術

我國于2006年2月頒布了擁有自主產權的《信息技術先進音視頻編碼第2部分：視頻》AVS P2。以AVS P2標準為基礎制定了AVS+技術，主要用于3D電視節(jié)目和高清節(jié)目的視頻編碼，于2012年7月向社會正式頒布。在AVS基礎上AVS+增添了增強場編碼技術、圖像級自適應加權量化、高級熵編碼、同極性場跳過模式編碼這四種新技術，可實現(xiàn)AVS的完全下兼容，與H.264編碼算法相比專利費用較低、復雜性不高；以軟硬件成本而言，也更為低廉。

2.2 系統(tǒng)架構

監(jiān)測系統(tǒng)是立足于地面數(shù)字電視平臺增設，且借助IP技術可實現(xiàn)信源編轉碼、信源接收、接收回傳部分逐級監(jiān)測與信源復用適配。系統(tǒng)主要是有接收解碼器、多畫面碼流監(jiān)測客戶端、碼流檢測服務器、監(jiān)看屏幕、MPEG Ⅱ格式電視、數(shù)據交換機等構成。其中，接收解碼器可接收開路信號，調解輸入信號與多節(jié)目解擾，解擾完成后，借助組播方式傳輸至匯聚交換機；多畫面碼流監(jiān)測客戶端能夠利用專網或內網與監(jiān)測服務器相連接，讀取服務器中分析、解碼及報警數(shù)據，輸出監(jiān)看節(jié)目至屏幕上，還可實現(xiàn)遠程添加、配制與刪除監(jiān)看參數(shù)、服務器人物等。在客戶端安裝MPEG Ⅱ格式電視，實現(xiàn)雙屏輸出，在顯示器中同時投放2路輸出畫面；碼流檢測服務器能夠實時監(jiān)測服用處理器、信源級、輸入MPTS、回傳接收級等；監(jiān)看屏幕可顯示報警信息與被監(jiān)看節(jié)目。系統(tǒng)為實現(xiàn)異地監(jiān)測，服務器轉換遠程監(jiān)測信號源為H.264格式壓縮編碼，在SDH干線中與相關數(shù)據借助EI通道將監(jiān)測信息與音視頻畫面向中心傳輸，以達成遠程監(jiān)看效果。

3 系統(tǒng)設計

3.1 機箱電源

在系統(tǒng)硬件選擇中，系統(tǒng)機箱選用嵌入式BHC200型號機箱2臺，用以安裝BHA31板卡1塊、BHDT56板卡1塊、BHAA49板卡1塊、BHAF33板卡1塊、BHIP12板卡1塊、BHDA54板卡1塊及CV23板卡1塊，機箱每臺能夠放置功能不同的板卡4塊。

在電源選擇中，系統(tǒng)配置BHP1000/2+1冗余電源1臺，可為機箱提供點亮。應用3路電源模塊負載均衡設計方式，以實現(xiàn)自動2+1冗余備份。在系統(tǒng)應用中，機箱面板能夠顯示風扇與電源工作狀態(tài)，具有良好散熱性能，和用電設備進行隔離，可避免設備發(fā)熱與電源發(fā)熱互相影響，促進了熱穩(wěn)定性的提高；并且，該電源擁有短路、過流、過壓、過溫保護功能，支持遠程網絡控制電源重啟、關斷，監(jiān)測和報警工作溫度、電源工作狀態(tài)，電源還支持熱插拔。

3.2 切換系統(tǒng)

在切換系統(tǒng)中，機箱選用嵌入式BHC1000 iMOD2U型號機箱，其具有較高靈活度，布局合理、結構緊湊，該設計不僅便于安裝、升級和維護系統(tǒng)，還能實現(xiàn)接口類型不同的功能模塊任意混插在同一機箱內；并且，應用智能三選一切換卡BHA08TS301型號1塊，系統(tǒng)配置該型號卡，可實現(xiàn)微波信號1路與數(shù)字電視衛(wèi)星信號1路之間的切換，傳輸流為毫秒級，即便產生主系統(tǒng)故障，當故障恢復后也能夠手動或自動播出主路信號。

切換控制軟件服務器中，選用TrinityAres-TS301型號控制服務器1臺，通過配制該服務器軟件，可實現(xiàn)切換功能的自動控制，承擔切換器配制、狀態(tài)檢查與管理的功能，能夠接收檢測服務器信息，實現(xiàn)節(jié)目替換與快速碼流切換。

3.3 信號源傳輸

在信號源傳輸中應用碼流微波傳輸系統(tǒng)，由天饋系統(tǒng)、ODU室外單元及IDU室內單元構成，集成至播控平臺，實現(xiàn)ASI信號輸出，2路分別與主備IDU單元接入。主室內單元輸出中頻信號600Hz通過主室外單元變頻為8.2GHz，放大功率；備用室內輸出中頻信號650Hz通過備室外單元變頻為8.25GHz，放大功率。室外單元主備輸出信號經過1、2端口連接雙極化潰源，通過同一天線以垂直極化和水平極化方式發(fā)射信號至發(fā)射臺。

3.4 畫面監(jiān)測

多畫面監(jiān)測報警系統(tǒng)選用型號為TrinityAres-Display，應用最新博匯畫面云技術，可實現(xiàn)集群式音頻、視頻內容自由靈活展示、異常狀態(tài)監(jiān)測等業(yè)務訴求，降低了維護與施工復雜性。系統(tǒng)整體是以TS overIP技術為核心，可監(jiān)測廣播電視內部內容，實現(xiàn)轉碼錄像與組合多畫面顯示等功能，廣泛用于網絡電視臺、廣電網絡公司、廣播電視臺、地球站、電視臺、發(fā)射臺、監(jiān)測中心等。并且，系統(tǒng)應用中配合Ares系列監(jiān)測板卡（博匯科技），可監(jiān)測DVB-S/S2、IP、CMMB、ASI、CVBs、AM/FM、DTMB、ABS-S、模擬音頻、模擬RF等信號，實現(xiàn)廣播電視編碼、制作、加擾、復用及調制的多個環(huán)節(jié)覆蓋。

該系統(tǒng)中支持不同輸入信號、單流多節(jié)目及多個視頻壓縮格式混合處理，多畫面碼流檢測器配制信源插入板，輸入信號方式包含單播、組播、ASI、SDI、RF等，便于接入各種輸入信號。多畫面顯示中為人員提供組合調度畫面功能，支持廣播節(jié)目、電視、高標清節(jié)目混合現(xiàn)實，提示節(jié)目寬帶、節(jié)目名稱、傳輸流名稱等信息，有助于值班員定位。

音頻層監(jiān)測中可測試音頻多通道、音頻點評、過飽和量化等，節(jié)目格式包含DB、MP-1、DRA等，借助波形監(jiān)控能夠將音頻流峰值點評、長期聲音波形、瞬時波形等顯示出來。

視頻層監(jiān)測中，可測試H.264、MP-2、AVS+節(jié)目的視頻完整一致性、靜幀和視頻量化參數(shù)、視頻黑場、宏塊大小、運動矢量、編碼參數(shù)、標準檔次等。在視頻信號解析中，可顯示虛擬體序列、序列頭文件、圖片設置參數(shù)等信息，為人員提供柱狀分析圖，能夠展示視頻圖像比特率以解碼類型；提供量化曲線圖，以展示最大/最小量化比例、視頻平均內部量化值，且在時間軸上對視頻質量粗略顯示。

3.5 系統(tǒng)報警

在碼流檢測中，可讀取檢測服務器解碼、報警數(shù)據，為人員提供完善報警機制。如：即時疊加報錯信息、碼流錄像報警觸發(fā)、日志、報警燈、刷新動態(tài)列表等。碼流自動錄制能夠根據錯誤類型展開自動錄制，或是按照錯誤信息ID展開自動錄制，系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)錯誤后，可自動記錄錯誤數(shù)據流；日志查詢則擁有完備查詢功能，詳細描述了故障情況。人員通過不同權限管理，定位角色定義，為系統(tǒng)管理、監(jiān)測和運行提供支持。

4 應用效果

本系統(tǒng)中采取創(chuàng)新畫面云技術，可實現(xiàn)分布式并行計算，實現(xiàn)節(jié)目異常狀態(tài)監(jiān)測動態(tài)擴展、按需接入的訴求，能夠自由定義系統(tǒng)規(guī)模。而在顯示畫面方式中，系統(tǒng)支持輸出顯示1-3塊大屏，每屏能夠顯示不同內容節(jié)目且支持輪訓功能，在節(jié)目畫面實時和輪訓顯示之間互不影響，能夠平滑切換輪訓畫面。

總結：綜上所述，本文主要通過AVS+格式監(jiān)測數(shù)字電視節(jié)目播出情況，最大程度降低伴音、黑場與靜幀等情況，以實現(xiàn)全站點、全時段的監(jiān)管。通過該方法強化廣播電視監(jiān)管效率，從而為節(jié)目內容高質量播出提供支持，推動廣播電視行業(yè)進一步發(fā)展。