廣播電視順利播出的監(jiān)測設備設計研究

隨著廣播電視事業(yè)的快速發(fā)展，特別是最近幾年廣播電視數(shù)字化、網絡技術應用的提高，各地廣播電視的節(jié)目內容越來越豐富。與此同時，節(jié)目及廣告的播出安全性問題顯得越發(fā)突出和重要，因此，為了加強對廣播電視節(jié)目內容與質量監(jiān)測、以及廣告節(jié)目的有序播出的監(jiān)管，廣電總局專門發(fā)布了《廣播電視廣告播放管理暫行辦法》第17號令，并要求縣級以上廣播電視行政部門建立對廣播電視節(jié)目內容和廣告節(jié)目的監(jiān)聽與監(jiān)看。針對于此，我市建立了廣播電視監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)采用最新的音視頻監(jiān)測技術與手段，實現(xiàn)對連云港市本地區(qū)的包括AM／FM廣播、無線電視、有線電視、數(shù)字電視、CMMB手機電視、IP電視等在內的廣播電視信號智能監(jiān)測與管理，包括信號質量的監(jiān)測、節(jié)目內容監(jiān)測、廣告監(jiān)測、節(jié)目存儲與回放等功能，并通過大屏顯示墻集中顯示各類廣播電視節(jié)目，提供實時監(jiān)看服務。本項目的建立對提高連云港市重點頻率、頻道內容及廣告節(jié)目的規(guī)范化管理的同時，也將實現(xiàn)全面掌握廣播電視安全優(yōu)質播出情況，提高對廣播電視節(jié)目的播出的依法監(jiān)測監(jiān)管水平。

一、廣播電視監(jiān)測系統(tǒng)設計要求

廣播電視節(jié)目內容監(jiān)管及廣告智能監(jiān)測系統(tǒng)通過對前端采集設備，對各類節(jié)目信號進行數(shù)據采集，通過監(jiān)測主機，進行數(shù)據的匯集、處理、分析等，實現(xiàn)對節(jié)目的質量監(jiān)測、內容監(jiān)測、廣告監(jiān)測、節(jié)目存儲與回放、應急調度等五方面的智能監(jiān)測與管理。

1．質量監(jiān)測

有線電視分配網、無線廣播電視的自動監(jiān)測設備和數(shù)據采集傳輸設備，對前端播出中出現(xiàn)的重大停播事故和播出質量進行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)前端各套節(jié)目播出中的重大異態(tài)，匯總、處理、分析監(jiān)測數(shù)據，及時發(fā)現(xiàn)劣播、停播事故情況，及時通知廣播電視播出機構進行有效處理，對本地分配網安全播出的記錄根據需要隨時進行調用、傳輸、匯總分析。

2．內容監(jiān)測

通過音頻監(jiān)測系統(tǒng)和視頻監(jiān)測系統(tǒng)，對廣播信號進行彩條顯示和信號監(jiān)聽，對電視信號進行單／多畫面監(jiān)看，實現(xiàn)對前端播出的節(jié)目進行實時監(jiān)看，及時了解播出的頻道和播出的節(jié)目內容。

3．廣告監(jiān)測

對廣播節(jié)目和電視節(jié)目中播出的廣告時間、時長、內容等進行監(jiān)測，及時判別和發(fā)現(xiàn)是否存在違規(guī)廣告，對廣告及時監(jiān)管，提供查詢、報表打印等服務。

4．節(jié)目存儲與回放

設置存儲系統(tǒng)，對監(jiān)測數(shù)據、地方自辦的廣播電視節(jié)目、以及需要存儲的相關廣播電視節(jié)目進行全程錄音錄像存儲，以便對劣播、停播信號及有問題的廣告節(jié)目進行查看和取證，提供節(jié)目內容回放，下載導出等功能。

5．應急調度

建立應急調度通訊系統(tǒng)，采用短信群發(fā)方法向市、縣廣播電視機構、安全播出負責人發(fā)布、傳達上級指令通知，保持可靠的通訊聯(lián)絡，及時掌握各播出機構安全情況、有效、快捷處置突發(fā)事件。

二、設計目標

連云港廣播電視節(jié)目內容監(jiān)管及廣告智能監(jiān)測系統(tǒng)設計目標，采用多套嵌入式模擬監(jiān)測設備、多套嵌入式數(shù)字監(jiān)測設備，完成在市級和縣級模擬、數(shù)字信號的安全監(jiān)測、質量監(jiān)測與內容監(jiān)測，每套監(jiān)測前端具備2TB的存儲容量，錄像存儲以700K的H264壓縮格式存儲，可以支持32套節(jié)目的7天的存儲。采用2套惠普服務器，完成流媒體服務器、數(shù)據庫服務器、應用服務器所具有的各項功能：采用2套惠普工作站，完成網絡用戶對轄區(qū)內監(jiān)測前端數(shù)據統(tǒng)計、管理和轉發(fā)上級的任務?？紤]到將來監(jiān)測規(guī)模與對象的變化，在系統(tǒng)規(guī)劃與設計中我們將進行標準化接口設計與通用接口安全鏈接技術，使系統(tǒng)更具兼容性、冗余性等特點，為日后監(jiān)測頻道的增加或功能的擴展建立基礎。同時，系統(tǒng)能夠非常方便地對采錄的電視、廣播節(jié)目內容進行回放，針對廣告內容進行查詢和記錄。并將所有的記錄信息進行存儲、歸檔分類等。廣播電視節(jié)目內容監(jiān)管及廣告智能監(jiān)測系統(tǒng)主要利用數(shù)字化監(jiān)測設備，以音視頻數(shù)字化技術為基礎，通過音視頻編解碼、語音智能識別等技術手段，對廣播電視節(jié)目內容、質量等監(jiān)測，實現(xiàn)對本地區(qū)各類廣播電視信號的有效管理，并對一些重點頻道進行節(jié)目內容識別和廣告分析。實現(xiàn)廣告市場的規(guī)范化管理，并為廣播電視的有效、科學監(jiān)管提供依據。實現(xiàn)對7套AM頻率廣播~1：17套FM頻率廣播節(jié)目的采錄、分析、存儲，需要進行質量監(jiān)測和內容監(jiān)測。節(jié)目進行15天全程24小時錄音存儲服務。對市廣播電臺播出的4套自辦節(jié)目進行廣告監(jiān)測。對連云港市內共70套標清數(shù)字電視的進行質量監(jiān)測與監(jiān)看，當節(jié)目播出過程中出現(xiàn)停播、圖像丟失、伴音丟失等重大異態(tài)狀況時，快速相應并進行報警處理。對本市5套自辦節(jié)目進行全程24J',時存儲15天。對市臺3套節(jié)目、1套市有線網絡公司電視節(jié)目進行廣告監(jiān)測。對目前播出的10套高清電視進行監(jiān)看。對6套無線電視(4套無線+1套地面數(shù)字電視+1套CMMB電視)進行監(jiān)測，對4套無線進行質量監(jiān)測，并全程24小時存儲15天。對網絡電視，包括網絡傳輸?shù)倪B云港人民廣播電臺節(jié)目和電視臺節(jié)目進行監(jiān)看。四縣有線電視4套自辦節(jié)目進行信號的監(jiān)測監(jiān)看。具有完善的報表統(tǒng)計功能，可對各項關鍵要數(shù)進行統(tǒng)計和查詢，具備報表輸出、打印功能，方便為相關人員的調用，提供決策參考。被監(jiān)測數(shù)字電視、無線電視、FM／AM廣播、CMMB、IPTV等信號在大屏幕墻上集中顯示及監(jiān)看。

三、系統(tǒng)功能設計

按照監(jiān)測業(yè)務的功能要求，連云港市廣播電視節(jié)目內容監(jiān)管及智能監(jiān)測系統(tǒng)平臺主要包括四部分內容：節(jié)目內容的回放、節(jié)目安全監(jiān)測、廣告自動監(jiān)測和大屏幕顯示等。

1．節(jié)目內容的采錄

通過前端的音視頻采錄設備對重點廣播及電視信號進行24／J',時不間斷采錄，設置一定期限，自動更新節(jié)目內容，實現(xiàn)安全自動存儲，通過回放系統(tǒng)實現(xiàn)對所有節(jié)目的回放，可按照錄制時間等項目進行查詢、播放、下載等。

2．質量及節(jié)目內容監(jiān)測

通過監(jiān)測主機，實現(xiàn)對數(shù)字電視及廣播節(jié)目的播出質量和內容進行實時監(jiān)測，包括停播、圖像丟失、畫面靜止、伴音丟失等異態(tài)狀況進行報警，并存儲節(jié)目內容與錄像相關信息。

3．廣告自動監(jiān)測

通過廣告監(jiān)測模塊，實現(xiàn)對廣播與電視節(jié)目樣本的截取、處理與比對分析，實現(xiàn)廣告節(jié)目智能識別。為了能對播出廣告內容進行有效監(jiān)測，必須能在眾多的節(jié)目中，準確識別節(jié)目的內容，特別是在線識別。而又不影響節(jié)目的質量，就要求所采用的識別算法具有非常高的識別效率。根據需求，采用智能聲音識別技術的廣告監(jiān)測系統(tǒng)。由于對聲音的處理相對來說，識別計算量要少很多，便于組建大容量監(jiān)測系統(tǒng)。

4．節(jié)目存儲與大屏幕顯示

配置存儲陣列，對重點廣播及電視節(jié)目內容進行存儲，提供查詢、回放等功能，并且通過多塊LED液晶電視組成大屏幕顯示墻，將數(shù)字電視、無線電視、FM／AM廣播、CMMB、JPTV等進行集中監(jiān)視，并將各種報警信息在大屏幕上顯示。

四、系統(tǒng)架構及實施

根據監(jiān)測對象、任務、類型、樣本來源等的不同，廣播電視內容監(jiān)管系統(tǒng)包括以下幾部分：前端采錄系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、廣告電視內容智能識別系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)和管理系統(tǒng)等。

1．多路廣播信號監(jiān)測主機

廣播解調設備主要是將FM／AM的射頻信號解調成音頻信號，我們采用RDM208多路廣播信號解調設備，對音頻信號進行采集、壓縮，并將壓縮后的信號保存在存儲服務器及陣列中，同時將音頻信號送到信號采集站進行錄音。RDM208多路廣播信號解調器可以同時對8個模擬信號輸入，各自獨立工作，互不干擾，每個調諧器可以預置20個頻率，面板上LCD顯示窗的界面可以同時顯示4個調諧器的頻道狀態(tài)，通過翻屏選擇需要顯示的調諧器狀態(tài)。可快速設定或選擇每個調諧器的頻道和頻率。廣播信號監(jiān)測主機最多可同時對16路廣播信號進行采集，在采錄界面上實時顯示各路信號的音量彩條，并且具有軟調音臺，可以根據各路信號的大小，進行增益調節(jié)，同時用監(jiān)聽按鈕實時地監(jiān)聽任何一路輸入信號，特別是針對廣播的時段特點，可以一周每天分別設置采錄時間表，以保證進行有效采錄，提高系統(tǒng)運行效率。通過D型接口輸出8路音頻信號。AM信號調諧范圍為522—1611KHZ，F(xiàn)M信號的調諧范圍為87．5—108MHZ。RDM208多路解調器具有RS232控制接口，上位計算機可以通過該接口，靈活設置各路通道的接收頻率。

2．音頻監(jiān)聽監(jiān)看

監(jiān)測主機通過VGA接口把多個通道的音頻監(jiān)測信息送到液晶屏上組合顯示，提供以實時變化的彩條音柱來指示音量的大小，監(jiān)測報警主要是針對音量大小和音頻丟失，只顯示每套節(jié)目的聲道音量柱和通道名稱，音頻波形圖和其它詳細信息則采取操作機上顯示，當用戶需要詳細信息分析某通道的音頻信號時可選擇顯示該聲道詳細信息。其中波形圖可以選擇按照1／3倍頻程：~EI2／3倍頻程中的任一種進行顯示，將源信號截取信息內容與目的的信號內容進行對比。同時通過音箱監(jiān)聽設備實時的監(jiān)聽通道的聲音，監(jiān)聽設備的聲音直接來自音頻監(jiān)測終端而不是監(jiān)測主機，當選擇監(jiān)聽某一路通道時，監(jiān)測主機通過網絡接13發(fā)送監(jiān)聽命令給音頻監(jiān)測終端，音頻監(jiān)測終端就將該路的音頻信號輸出給監(jiān)聽設備，可以最大限度的確保監(jiān)聽的實時性。監(jiān)測參數(shù)設置，系統(tǒng)可以設定每個通道不同的監(jiān)測時段，每一路音頻參數(shù)的監(jiān)測門限也可以單獨設置。報警功能，根據所設置的報警門限進行報警，報警形式包括圖形變色，語音報警，可以對報警方式進行設置。數(shù)據庫記錄查詢，對監(jiān)測的音頻通道進行全程錄音存儲，系統(tǒng)可以把報警信息、錄音文件通過數(shù)據庫進行保存，并支持網絡的各種數(shù)據查詢，事后故障分析，可以通過網絡進行錄音文件下載。支持各種數(shù)據查詢能打印相應的信息。點擊查詢結果記錄時，軟件能調出相應區(qū)間的錄音文件，也可以鼠標拖拉定位，選擇性地播放。存儲系統(tǒng)，存儲系統(tǒng)通過網絡接口與集中控制機和各個前端監(jiān)測主機相連，存儲前端發(fā)送過來的錄音文件、監(jiān)測信息，便于統(tǒng)一的管理和查詢。監(jiān)測前端可以實時的顯示出存儲系統(tǒng)的磁盤使用情況，磁盤存儲器15天自動清理刪除。

3．多路無線模擬電視信號監(jiān)測主機

電視解調設備主要是將電視射頻信號中圖像和伴音分別解調成視頻信號和伴音音頻信號，我們采用VDM108多路電視信號解調器，可同時接收多路無線電視信號，對音視頻信號進行采集、壓縮，并將壓縮后的信號保存在存儲服務器及陣列中，同時將視頻、音頻信號送到采集站進行錄音錄像。VDM108多路電視信號解調器可以同時對8路電視信號進行解調，各自獨立工作，互不干擾，每個調諧器可以預置20個頻道，每屏LCD顯示窗13可以同時顯示8個調諧器的頻道狀態(tài)，面板上可以快速設定或選擇每個調諧器的頻道。電視信號監(jiān)測主機最多可同時對16路廣播信號進行采錄，采錄采用H．264壓縮格式，各路的壓縮碼流可選，根據各頻道的播出時間，各頻道的采錄時間可以單獨設置。在采錄過程中，界面實時顯示各路信號的視頻圖像，同時可以對視音頻信號進行監(jiān)視監(jiān)聽。為了保證采錄質量，可以對各路信號的亮度、色度、對比度、飽和度等參數(shù)進行單獨調節(jié)。采錄的視頻文件，可保存在本機硬盤，也可以自動發(fā)送到文件服務器。電視RF輸入頻率46—870MHZ，通過串13可遠程設定電子調諧器頻道，或查詢調諧器當前的頻道。通過D型接13和RCA接口輸出8路音頻信號，BNC接口輸出8路視頻信號。VDM108多路調諧器具有RS232控制接口，上位計算機可以通過該接口，靈活設置各路通道的接收頻道。

4．多路數(shù)字電視信號采集前端

數(shù)字電視監(jiān)測前端可同時接收多路電視信號，并對音視頻信號進行采集、壓縮，將壓縮后的信號保存在存儲器及陣列中。是由多通道有線數(shù)字電視監(jiān)測卡、多通道IP碼流解擾卡、FM／AM解調監(jiān)測卡、視音頻編碼卡和嵌入式機箱組成。監(jiān)測前端支持QAM、QPSK、ASI信源輸入，通過對QAM／QPSK信號進行解調，對加密碼流進行大卡解擾，對解擾后的清流進行網絡IP組播，對碼流參數(shù)進行實時監(jiān)測，對QAM頻點進行輪詢，完成數(shù)字信號的安全監(jiān)測、質量監(jiān)測。

5．解碼服務器

通過UDP協(xié)議，獲取局域網中的組播碼流，便于信號調度、多畫面顯示主機的配置，也可以很好地適應信號規(guī)模的擴展，降低了系統(tǒng)施工和維護的復雜度。數(shù)字電視解碼服務器可數(shù)字解碼、轉碼錄像標清數(shù)字電視多畫面顯示，監(jiān)測報警，對IP的音視頻ST流進行編碼存儲，并進行各種質量分析和報警。同時輸出VGA信號到大屏，進行多畫面顯示。支持MPEG2＼H．264~VS的高／標清視頻解碼；支持MP2＼MP3＼AC3"C,AC的音頻解碼。每套系統(tǒng)可以處理多路MPEG2高清節(jié)目或多路H．264高清節(jié)目，同時，支持對高清節(jié)目的5．1聲道伴音進行六個聲道的解碼、監(jiān)聽、彩條顯示?？梢葬槍χ攸c節(jié)目實時監(jiān)測對普通節(jié)目輪巡監(jiān)測，每個窗口可以單獨設置監(jiān)測對象，實時和輪巡的節(jié)目畫面顯示互不影響。系統(tǒng)可以對指定節(jié)目進行時段或觸發(fā)錄像。錄像采用高效的H264編碼，錄像參數(shù)支持自定義；同時采用磁盤預分配、延時寫入等技術，提高了存儲的穩(wěn)定性等功能。

6．廣告監(jiān)測服務器

廣告監(jiān)測服務器包括數(shù)據存儲與分析，是整個音頻廣告自動監(jiān)播系統(tǒng)的核心設備，它主要是根據樣本庫中各種廣告的特征文件，從采集工作站采集到錄像文件中，識別廣告，并建立廣告檢測數(shù)據庫。包括廣告播出時間、結束時間、播出次數(shù)、播出頻率等。系統(tǒng)服務器負責整個系統(tǒng)的數(shù)據存儲和數(shù)據處理。信號采集終端的數(shù)據以及廣告分析結果將自動匯總到數(shù)據服務器。包括：

(1)對采錄的文件進行矢量化處理，提取音頻特征文件，以供分析、對比處理。

(2)將經過矢量分析后的聲音特征文件和樣本矢量特征文件進行高速對比分析，識別出廣播電視節(jié)目的廣告內容，并將相關的信息寫入數(shù)據庫。

(3)從多路監(jiān)測信號采集站采集到的電視信號或廣播信號中尋找廣告，并將廣告從采集文件中截取出來，形成樣本文件。并按照樣本頻道、時間、名稱、類別等進行編目發(fā)送，建立起完整的樣本庫。

(4)存儲所有的廣告樣本資料，包括樣本文件以及樣本屬性等。

(5)接收廣告識別站分析出的廣告識別結果。

(6)存儲截取的廣告。生成廣告資料檔案，供日后查詢。

(7)采錄數(shù)據存儲與整理。

244＼時不間斷采錄24套音視頻文件并至少保持15天，配置了兩個146G大容量SAS硬盤作系統(tǒng)盤，配置6個300G大容量SAS盤作為數(shù)據盤，為了保證系統(tǒng)的安全性，考慮加入磁盤陣列，以保存音視頻采錄文件及廣告識別結果等，使系統(tǒng)冗余性和安全性有很大提高，滿足以后監(jiān)測頻道增加時所需。

7．數(shù)據庫服務器

建立節(jié)目采錄數(shù)據庫、故障信息以及廣告檢測數(shù)據庫，對所有的音視頻文件進行文件存儲管理，同時對所有的數(shù)據和用戶權限等進行管理。

8．查詢站

可根據廣告名稱、種類、保存頻道、保存日期等條件，查詢各種廣告播出信息和統(tǒng)計分析結果。所有查詢結果，可以按照需要進行打印，也可以導入到EXEL庫，進行各種數(shù)據分析和統(tǒng)計。

9．大屏顯示站

將市級和下屬4縣的數(shù)字電視、無線電視、FM／AM廣播、CMMB、IPTV等進行集中顯示，實時監(jiān)視。高清頻道節(jié)目用55”LED液晶顯示，同時同步顯示故障報警信號。

五、系統(tǒng)應用情況

本文介紹的廣播電視監(jiān)測系統(tǒng)通過投入運行以來，通過對數(shù)據的匯集、處理、分析等。實現(xiàn)對節(jié)目的質量監(jiān)測、內容監(jiān)測、廣告監(jiān)測、節(jié)目存儲與回放、應急調度監(jiān)測與管理，達到預期設計目標，但針對廣播電視監(jiān)測的現(xiàn)狀還有需要解決的問題，軟件開發(fā)技術還需進一步深入研究，做到簡捷、方便、直觀、成熟，對市屬縣級節(jié)目的回傳信號建立數(shù)字平臺需投入較大，暫時還不能完整監(jiān)測縣級節(jié)目，這些問題將隨著監(jiān)測工作越來越重視會得到較好解決。