1.概述

    廣電總局《2010年廣播影視事業(yè)發(fā)展計劃綱要》中提出：建立以中央監(jiān)測臺為主體，

    地方監(jiān)測臺為補充，本地和遠(yuǎn)程遙控相結(jié)合的反應(yīng)快捷、準(zhǔn)確的國內(nèi)外廣播電視監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對無線、有線、衛(wèi)星等多種傳輸手段的廣播電視的播出技術(shù)質(zhì)量，傳輸技術(shù)質(zhì)量，傳輸安全，無線電波秩序和播出節(jié)目等全方位地監(jiān)測。

    隨著科學(xué)技術(shù)的進步，數(shù)字化時代的到來，廣電領(lǐng)域全數(shù)字化工作已全面展開。監(jiān)測技術(shù)也必定跟隨這個步伐，向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化或半自動化方向發(fā)展，使廣播電視的正常播出得到保證。

    我們根據(jù)“反應(yīng)快捷、準(zhǔn)確”的原則，研制了一套基于網(wǎng)絡(luò)的全數(shù)字化自動化的技

    術(shù)解決方案：可對廣播數(shù)字電視節(jié)目編輯、播出和傳輸?shù)雀鳝h(huán)節(jié)實現(xiàn)全程技術(shù)質(zhì)量監(jiān)測、報警和可量化的管理。本系統(tǒng)可將技術(shù)質(zhì)量問題自動監(jiān)測、自動統(tǒng)計分析、自動記錄、通過網(wǎng)絡(luò)自動傳輸?shù)奖O(jiān)控中心視頻服務(wù)器上，可供授權(quán)管理者調(diào)閱和打印。其數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，及時，客觀公正，不受關(guān)聯(lián)人員干涉。

    本自動監(jiān)測系統(tǒng)是針對困擾多年來廣播電視播出技術(shù)質(zhì)量、播出安全，靠人工監(jiān)測的準(zhǔn)

    確率低，費人費事，受主觀因素影響等諸多問題，而研制成功的。本系統(tǒng)均可在服務(wù)狀態(tài)下，在線連續(xù)實時監(jiān)測。

    2.基于數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測功能

    本系統(tǒng)按功能定位分成若干單元，每個單元可獨立工作也可集成組合工作，來完成所需的監(jiān)測功能。

    2.1播出質(zhì)量監(jiān)測單元：FJ-100單元播出質(zhì)量監(jiān)測單元是根據(jù)廣電總局科技委要求，設(shè)計監(jiān)測下列劣播和停播事件參數(shù)。

    (1)彩條信號的檢測：檢測到正常播出中節(jié)目信號出現(xiàn)彩條信號持續(xù)≥1幀，判為停播。

    (2)彩場（平場）信號的檢測：檢測到在正常播出節(jié)目信號中出現(xiàn)彩場（平場）≥1幀，判為停播。

    (3)黑場信號的檢測：檢測到在正常播出中節(jié)目信號中出現(xiàn)黑場持續(xù)時間≥125幀，判為停播。

    注：彩條，彩場（包括黑場和藍(lán)場）信號上疊加字幕后不再是彩條或彩場，即不認(rèn)為是“停播”；屏幕左上角（0~150pix）×（0~64h）區(qū)域內(nèi)疊加有臺標(biāo)仍為彩條或彩場。

    (4)靜止圖像的檢測：檢測到在正常播出活動圖像節(jié)目中出現(xiàn)靜止畫面停留≥6秒，判為停播。

    (5)伴音中斷的檢測：檢測到在正常播出節(jié)目信號中出現(xiàn)伴音電平≤－60dBfs持續(xù)60秒，

    判為停播。

    (6)無電視信號：在正常播出時間段內(nèi)檢測到無電視節(jié)目信號持續(xù)時間＞40ms時，判為停播。

  （7）音頻劣播的檢測：檢測到在正常播出節(jié)目信號中聲音電平在-38～-60dBfs之間，判為劣播。

伴音噪波的監(jiān)測將放在升級產(chǎn)品中考慮。
  （8）視頻劣播的檢測：圖像質(zhì)量差現(xiàn)象應(yīng)視為劣播。但因與節(jié)目制作難以區(qū)分，故暫不列入，將放在升級產(chǎn)品中考慮。

    (9)音量過大的檢測：檢測到在正常播出中聲音電平＞-9dBfs且持續(xù)時間＞1秒，判為劣播。

    另外，關(guān)于對特定節(jié)目的監(jiān)測的問題，即按照該頻道電視節(jié)目表，自動檢測各節(jié)目板塊（比如新聞聯(lián)播）是否準(zhǔn)時播放的質(zhì)量事件。有待“特定節(jié)目”明確定義后，可由本系統(tǒng)完成，或在系統(tǒng)升級中考慮。

    FJ-100對所有檢測參數(shù)的定義，均可根據(jù)要求在線修改，重新調(diào)整設(shè)定。

    2.1TS流“健康檢測”單元JFE-100單元傳輸質(zhì)量的監(jiān)測主要是對數(shù)字視頻廣播DVB信號在傳輸環(huán)節(jié)中，在服務(wù)狀態(tài)下連續(xù)或定期檢測其傳輸?shù)腗PEG-2TS碼流，對TS傳輸流中的重要參數(shù)進行快速實時“健康”（Healthiness）檢查。這些參數(shù)主要由MPEG-2TS（ISO/IEC13818-4），DVB和ETSTR101290標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。結(jié)合我國實際情況，增加對非法干擾和非法播出的監(jiān)測和報警。

    （1）.第一優(yōu)先級的檢測這一級錯誤通常會引起無法解碼和還原圖像和伴音。相當(dāng)于是信號中斷，是致命的錯誤特性。

    （2）第二優(yōu)先級的檢測這一級錯誤會損傷解碼器輸出的圖像質(zhì)量，出現(xiàn)馬賽克或同步不穩(wěn)現(xiàn)象，或者引起圖像斷續(xù)，引起伴音出現(xiàn)咔啦聲等。是嚴(yán)重的錯誤特性。

    （3）第三優(yōu)先級監(jiān)測這一級主要針對與應(yīng)用有關(guān)的監(jiān)測，屬于告警性質(zhì)的監(jiān)測。

    （4）非法干擾和非法插播的監(jiān)測當(dāng)有人用大功率（微波）的非法節(jié)目TS流壓制或切換合法節(jié)目TS流時，能快速準(zhǔn)確地監(jiān)測并報警。

    2.3“瑪塞克”監(jiān)測單元居于DCT算法的塊壓縮的TS流信號，具有“斷崖效應(yīng)”（Break

    cliffeffect）的特點，接收到的信號要么是穩(wěn)定清晰的圖像，要么表現(xiàn)為“瑪塞克”或靜

    止在I幀或圖像中斷，它沒有像模擬圖像那么的漸變劣化過程。因編碼、存儲和傳輸過程

    中，由于各種原因（包括壓縮比、S/N、MER、干擾、衰減、存儲媒介損傷等）引起的在

    MPEG-2解碼時不可糾正和掩蔽的錯誤，圖像不能完全復(fù)原，而產(chǎn)生的塊效應(yīng)。塊效應(yīng)的

    圖案很像方形瑪塞克瓷磚，所以又俗稱“瑪塞克”現(xiàn)象。“瑪塞克”現(xiàn)象是MPEG壓縮視

    頻流信號的綜合技術(shù)質(zhì)量參數(shù)的映射。本單元把“瑪塞克”分“嚴(yán)重”、“重”、“輕”、“微”

    四擋，它反應(yīng)“瑪塞克”的嚴(yán)重程度或者說對圖像質(zhì)量的影響程度，分級進行報警和記錄。

    （a）“微”檔，有個別“瑪塞克”一閃而過，人眼主觀很難發(fā)覺；

    （b）“輕”檔，有“瑪塞克”，能看懂圖像，但另人討厭；（c）“重”檔，有較多“瑪塞克”使圖像大部分看不懂，另人十分討厭；

    （d）“嚴(yán)重”檔，很多“瑪塞克”，圖像已無法看懂，另人不能接受；

    （e）TS信號中斷或靜止圖像。

    2.4基于內(nèi)容的電視節(jié)目圖像識別單元JFID-100單元是基于內(nèi)容的電視節(jié)目圖像遠(yuǎn)程識別系統(tǒng)，用來監(jiān)測電視節(jié)目經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端異地是否被非法置換或插播廣告。本系統(tǒng)是將異地節(jié)目圖像的特征參數(shù)通過INTERNET網(wǎng)絡(luò)傳給播出中心，與中心的源節(jié)目圖像的特征參數(shù)比對完成報警功能：

    （A）“節(jié)目內(nèi)容被替換”記錄和報警；

    （B）“原節(jié)目內(nèi)容上新添加廣告字幕”記錄和報警；

    （C）“信號中斷”記錄和報警；

    （D）“一切正常”提示。

    3.數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化廣播電視監(jiān)測系統(tǒng)

    3.1.系統(tǒng)組成

    本系統(tǒng)是構(gòu)建在廣電網(wǎng)和電信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，貫通全部被監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。各電視臺在每個頻道的輸出端口均可安裝全數(shù)字化自動檢測“播出質(zhì)量黑匣子”（播出質(zhì)量監(jiān)測單元）。在傳輸鏈路中的相關(guān)接點安裝全數(shù)字化自動監(jiān)測“傳輸質(zhì)量黑匣子”（傳輸質(zhì)量監(jiān)測單元、瑪塞克監(jiān)測單元和基于內(nèi)容的電視節(jié)目圖像識別單元）。各播出口的監(jiān)測單元通過局域網(wǎng)與播出部門或技術(shù)管理部門連通。各傳輸節(jié)點的監(jiān)測單元通過Internet網(wǎng)與播出單位和網(wǎng)絡(luò)運營單位連通。同時所有的監(jiān)測信息自動與本地監(jiān)測中心連通。監(jiān)測中心設(shè)立數(shù)據(jù)服務(wù)器和WEB服務(wù)器，本地監(jiān)測中心還可與上一級監(jiān)測中心連網(wǎng)。

    各監(jiān)測單元也可單獨作為檢測使用，來檢測數(shù)字電視節(jié)目信號。

    3.2基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)設(shè)計

    本系統(tǒng)是從DVB網(wǎng)絡(luò)中采集信息，用Internet網(wǎng)絡(luò)傳遞信息，用終端（監(jiān)控中心或授權(quán)終端）存儲和受理信息。系統(tǒng)是建立在兩個網(wǎng)絡(luò)平臺上。兩個網(wǎng)絡(luò)之間的“橋”就是各監(jiān)測單元，它們既是Internet網(wǎng)絡(luò)的終端也是DVB鏈路終端。從網(wǎng)絡(luò)角度看，在某種意義上講它們相當(dāng)于信號采集和發(fā)送“gather+modem”。

    所以，只要兩個關(guān)鍵設(shè)備：各監(jiān)測單元是按網(wǎng)絡(luò)模塊化設(shè)計，有獨立的功能，有標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)接口，符合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議要求的數(shù)據(jù)格式，組網(wǎng)將非常簡單，十分靈活。監(jiān)測點（監(jiān)測頻道）的增加或減少就象Internet公共網(wǎng)個人用戶終端的PC機入網(wǎng)一樣方便。

    3.3.基于自動化的各監(jiān)測單元設(shè)計

    作為監(jiān)測單元，它們實際上是一種在線測量儀，一是要求測量準(zhǔn)確，二是要可靠，三要實時，三者缺一不可。如果只有準(zhǔn)確性而設(shè)備不可靠就不能正確反映故障事件。為此，我們采用基于硬件的全數(shù)字化設(shè)計。選用高可靠高集成度的FPGA、DSP、MPEG-4等芯片，無磨損的Flash固態(tài)盤，配以先進的EDA工具完成SOC（SystemOnａChip）片上系統(tǒng)設(shè)計。
各監(jiān)測單元的準(zhǔn)確性、可靠性和實時性，完全可由設(shè)計保證。
    各監(jiān)測單元中均配有嵌入式平臺，無人執(zhí)守地自動完成監(jiān)測、報警和記錄。其中的FLASH記錄故障事件現(xiàn)場（按飛機黑匣子原理，把故障事件發(fā)生前后30秒的AV壓縮音視數(shù)據(jù)流一起記錄，壓縮的目的是減少存儲量）組成流媒體播放文件。如果同一故障事件超過60秒則不再錄像，但計時仍在進行直到事件結(jié)束。FLASH中記錄的檢測錄像和數(shù)據(jù),形成文件按程序自動向監(jiān)測中心服務(wù)器報送。有日志、周志和月報等記錄，授權(quán)的監(jiān)控終端可通網(wǎng)絡(luò)（特定IP地址）隨時查看，重現(xiàn)“事件”過程。當(dāng)本系統(tǒng)檢測到故障事件信息并確認(rèn)后立即有聲光電信號報警（ALARM），通知技術(shù)主管部門和質(zhì)量管理部門采用應(yīng)急措施。為了分析事故原因，容許本地（被監(jiān)測者）也可在顯示屏上回放事故現(xiàn)場記錄，但不能刪除和更改。

    4．結(jié)束語

    本廣播電視技術(shù)質(zhì)量自動檢測系統(tǒng)，把主管部門規(guī)定的技術(shù)質(zhì)量參數(shù)毫無疏漏地檢測出來。但檢測出來的這些質(zhì)量問題，通過一年多的實踐，對被測事故參數(shù)的分析，有很大部分是節(jié)目源本身帶來的先天質(zhì)量問題。所以，控制源頭事在必行。類似于本系統(tǒng)，由本系統(tǒng)設(shè)備派生的“JFR-100數(shù)字節(jié)目帶自動檢測系統(tǒng)”能對GY/T223-2007標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的節(jié)目源的技術(shù)質(zhì)量自動檢測控制。這樣來形成全過程的監(jiān)控，全方位地確保廣播電視的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。